Aħbarijiet - Prinċipju Bażiku u Applikazzjoni tas-Sistema tat-TOF (Ħin tat-Titjira)

Abbona għall-midja soċjali tagħna għal post fil-pront

Din is-serje għandha l-għan li tipprovdi lill-qarrejja b'għarfien fil-fond u progressiv tas-sistema tal-ħin tat-titjira (TOF). Il-kontenut ikopri ħarsa ġenerali komprensiva tas-sistemi TOF, inklużi spjegazzjonijiet dettaljati kemm ta 'TOF indirett (ITOF) kif ukoll TOF dirett (DTOF). Dawn it-taqsimiet jidħlu fil-parametri tas-sistema, il-vantaġġi u l-iżvantaġġi tagħhom, u diversi algoritmi. L-artikolu jesplora wkoll il-komponenti differenti tas-sistemi TOF, bħal lasers tal-wiċċ tal-kavità vertikali (VCSELs), lentijiet ta 'trasmissjoni u riċeviment, jirċievu sensuri bħal CIS, APD, SPAD, SIPM, u ċirkwiti tas-sewwieq bħal ASICs.

Introduzzjoni għat-TOF (Ħin tat-Titjira)

Prinċipji bażiċi

TOF, wieqaf għall-ħin tat-titjira, huwa metodu użat biex titkejjel id-distanza billi tikkalkula l-ħin li tieħu għad-dawl biex tivvjaġġa ċerta distanza f'mezz. Dan il-prinċipju huwa primarjament applikat f'xenarji ottiċi tat-TOF u huwa relattivament sempliċi. Il-proċess jinvolvi sors tad-dawl li jarmu raġġ ta 'dawl, bil-ħin tal-emissjoni rreġistrat. Dan id-dawl imbagħad jirrifletti mira, huwa maqbud minn riċevitur, u l-ħin tar-riċeviment huwa nnutat. Id-differenza f'dawn iż-żminijiet, indikata bħala t, tiddetermina d-distanza (d = veloċità tad-dawl (c) × t / 2).

Tipi ta 'sensuri tat-TOF

Hemm żewġ tipi primarji ta 'sensuri tat-TOF: ottiċi u elettromanjetiċi. Sensers ottiċi tat-TOF, li huma aktar komuni, jużaw impulsi ħfief, tipikament fil-firxa infra-aħmar, għall-kejl tad-distanza. Dawn l-impulsi huma emessi mis-senser, jirriflettu oġġett, u jirritornaw għas-senser, fejn il-ħin tal-ivvjaġġar jitkejjel u jintuża biex tikkalkula d-distanza. B'kuntrast, sensuri elettromanjetiċi tat-TOF jużaw mewġ elettromanjetiċi, bħal radar jew lidar, biex jitkejlu d-distanza. Huma joperaw fuq prinċipju simili iżda jużaw mezz differenti għalkejl tad-distanza.

Applikazzjonijiet ta 'Sensers TOF

Sensers tat-TOF huma versatili u ġew integrati f'diversi oqsma:

Robotika:Użat għad-detezzjoni u n-navigazzjoni ta 'ostakli. Pereżempju, robots bħal Atlas ta 'Roomba u Boston Dynamics jimpjegaw kameras tal-fond tat-tof għall-immappjar tal-inħawi tagħhom u l-movimenti tal-ippjanar.

Sistemi ta 'sigurtà:Sensers komuni fil-moviment għall-iskoperta ta 'intruż, li jikkawżaw allarmi, jew attivazzjoni ta' sistemi tal-kamera.

Industrija tal-Karozzi:Inkorporat f'sistemi ta 'assist tas-sewwieq għall-kontroll tal-kruċieri adattivi u l-evitar tal-ħabtiet, li qed isir dejjem aktar prevalenti f'mudelli ta' vetturi ġodda.

Qasam mediku: Impjegat f'immaġini mhux invażivi u dijanjostiċi, bħal tomografija ta 'koerenza ottika (OCT), li jipproduċu immaġini ta' tessuti b'riżoluzzjoni għolja.

Elettronika għall-konsumatur: Integrat fi smartphones, pilloli, u laptops għal karatteristiċi bħal rikonoxximent tal-wiċċ, awtentikazzjoni bijometrika, u rikonoxximent tal-ġesti.

Drones:Utilizzati għan-navigazzjoni, l-evitar tal-ħabta, u fl-indirizzar tat-tħassib tal-privatezza u l-avjazzjoni

Arkitettura tas-sistema TOF

Sistema TOF tipika tikkonsisti f'diversi komponenti ewlenin biex tinkiseb il-kejl tad-distanza kif deskritt:

· Trasmettitur (TX):Dan jinkludi sors tad-dawl tal-lejżer, prinċipalment aVcsel, Ċirkuwitu tas-sewwieq ASIC biex issuq il-lejżer, u komponenti ottiċi għall-kontroll tar-raġġ bħal lentijiet tal-kollimazzjoni jew elementi ottiċi diffrattivi, u filtri.
· Riċevitur (Rx):Dan jikkonsisti minn lentijiet u filtri fit-tarf li jirċievu, sensuri bħal cis, SPAD, jew SIPM skont is-sistema TOF, u proċessur tas-sinjal tal-immaġni (ISP) għall-ipproċessar ta 'ammonti kbar ta' dejta miċ-ċippa tar-riċevitur.
·Ġestjoni tal-Enerġija:Immaniġġjar stabbliIl-kontroll tal-kurrent għal VCSels u vultaġġ għoli għal SPADs huwa kruċjali, li jeħtieġ ġestjoni robusta tal-enerġija.
· Saff tas-Softwer:Dan jinkludi firmware, SDK, OS, u saff tal-applikazzjoni.

L-arkitettura turi kif raġġ tal-lejżer, li joriġina mill-VCSEL u modifikat minn komponenti ottiċi, jivvjaġġa fl-ispazju, jirrifletti barra minn oġġett, u jirritorna għar-riċevitur. Il-kalkolu tal-ħin tal-ħin f'dan il-proċess jiżvela informazzjoni dwar id-distanza jew fil-fond. Madankollu, din l-arkitettura ma tkoprix mogħdijiet ta 'ħoss, bħal ħoss indott mix-xemx jew ħoss b'ħafna passaġġi minn riflessjonijiet, li huma diskussi aktar tard fis-serje.

Klassifikazzjoni tas-sistemi TOF

Is-sistemi TOF huma primarjament ikklassifikati mit-tekniki tal-kejl tad-distanza tagħhom: TOF dirett (DTOF) u TOF indirett (ITOF), kull wieħed b'approċċi distinti ta 'ħardwer u algoritmiku. Is-serje inizjalment tiddeskrivi l-prinċipji tagħhom qabel ma tidħol f'analiżi komparattiva tal-vantaġġi, l-isfidi u l-parametri tas-sistema tagħhom.

Minkejja l-prinċipju apparentement sempliċi ta 'TOF - li jarmu polz ħafif u jinduna r-ritorn tiegħu biex jikkalkula d-distanza - il-kumplessità tinsab fid-differenza tad-dawl li jirritorna mid-dawl ambjentali. Dan huwa indirizzat billi jarmu dawl qawwi biżżejjed biex jinkiseb proporzjon għoli ta 'sinjal għal ħoss u l-għażla ta' tulijiet ta 'mewġ xierqa biex timminimizza l-interferenza tad-dawl ambjentali. Approċċ ieħor huwa li tikkodifika d-dawl emess biex tagħmilha distinti wara r-ritorn, simili għas-sinjali SOS bil-flashlight.

Is-serje tipproċedi biex tqabbel DTOF u ITOF, tiddiskuti d-differenzi, il-vantaġġi, u l-isfidi tagħhom fid-dettall, u tkompli tikkategorizza sistemi TOF ibbażati fuq il-kumplessità tal-informazzjoni li jipprovdu, li jvarjaw minn 1D TOF għal TOF 3D.

DTOF

TOF dirett ikejjel direttament il-ħin tat-titjira tal-foton. Il-komponent ewlieni tiegħu, id-dijodu tal-valanga tal-fotoni waħdieni (SPAD), huwa sensittiv biżżejjed biex jikxef fotoni singoli. DTOF jimpjega ħin ta 'fotoni singoli korrelati (TCSPC) biex ikejjel il-ħin tal-wasliet tal-fotoni, billi jibni istogramma biex jitnaqqas id-distanza l-iktar probabbli bbażata fuq l-ogħla frekwenza ta' differenza ta 'ħin partikolari.

itof

TOF indirett jikkalkula l-ħin tat-titjira bbażat fuq id-differenza tal-fażi bejn forom tal-mewġ emessa u rċevuta, komunement billi tuża sinjali ta 'mewġ kontinwu jew modulazzjoni tal-polz. L-ITOF jista 'juża arkitetturi standard tas-sensuri tal-immaġini, li jkejjel l-intensità tad-dawl maż-żmien.

ITOF huwa aktar suddiviż fil-modulazzjoni tal-mewġ kontinwu (CW-ITOF) u modulazzjoni tal-polz (ITOF pulsat). CW-ITOF ikejjel il-bidla tal-fażi bejn mewġ sinusojdali li joħorġu u rċevuti, filwaqt li pulsat-itof jikkalkula l-bidla tal-fażi bl-użu ta 'sinjali tal-mewġ kwadru.

Qari Futher:

Wikipedia. (nd). Ħin tat-titjira. Irkuprat minnhttps://en.wikipedia.org/wiki/time_of_flight
Sony Semiconductor Solutions Group. (nd). TOF (Ħin tat-Titjira) | Teknoloġija komuni tas-sensuri tal-immaġini. Irkuprat minnhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Microsoft. (2021, 4 ta 'Frar). Introduzzjoni għal Microsoft Time of Flight (TOF) - Pjattaforma tal-fond tad-Dwejra. Irkuprat minnhttps://devblogs.microsoft.com/azure-doepth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
Escatec. (2023, 2 ta 'Marzu). Ħin tat-Titjira (TOF) Sensers: Ħarsa u applikazzjonijiet fil-fond. Irkuprat minnhttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in--doverview-and-applications

Mill-paġna tal-webhttps://faster-than-light.net/tofsystem_c1/

Mill-Awtur: Chao Guang

Ċaħda:

Aħna hawnhekk niddikjaraw li wħud mill-immaġini murija fuq il-websajt tagħna huma miġbura mill-Internet u l-Wikipedija, bil-għan li jippromwovu l-edukazzjoni u l-qsim ta 'informazzjoni. Aħna nirrispettaw id-drittijiet tal-proprjetà intellettwali tal-ħallieqa kollha. L-użu ta 'dawn l-immaġini mhuwiex maħsub għal qligħ kummerċjali.

Jekk temmen li xi kontenut użat jikser id-drittijiet tal-awtur tiegħek, jekk jogħġbok ikkuntattjana. Aħna aktar minn lesti li nieħdu miżuri xierqa, inkluż it-tneħħija ta 'immaġini jew li nipprovdu attribuzzjoni xierqa, biex niżguraw konformità mal-liġijiet u r-regolamenti tal-proprjetà intellettwali. L-għan tagħna huwa li nżommu pjattaforma li hija rikka fil-kontenut, ġust, u tirrispetta d-drittijiet tal-proprjetà intellettwali ta 'ħaddieħor.

Jekk jogħġbok ikkuntattjana fl-indirizz tal-email li ġej:sales@lumispot.cn- Aħna nimpenjaw ruħna li nieħdu azzjoni immedjata meta nirċievu kwalunkwe notifika u niggarantixxu 100% kooperazzjoni biex issolvi kwalunkwe kwistjoni bħal din.