Lajmet - Parimi Themelor dhe Zbatimi i Sistemit TOF (Koha e Fluturimit)

Regjistrohuni në mediat tona sociale për postim të shpejtë

Kjo seri synon t'u sigurojë lexuesve një kuptim të thelluar dhe progresiv të sistemit të kohës së fluturimit (TOF). Përmbajtja mbulon një përmbledhje gjithëpërfshirëse të sistemeve TOF, duke përfshirë shpjegime të hollësishme të të dy TOF indirekte (ITOF) dhe TOF direkte (DTOF). Këto seksione paraqesin në parametrat e sistemit, avantazhet dhe disavantazhet e tyre, dhe algoritme të ndryshme. Artikulli gjithashtu eksploron përbërësit e ndryshëm të sistemeve TOF, të tilla si lazerët që lëshojnë sipërfaqen vertikale të zgavrës (VCSEL), lentet e transmetimit dhe pritjes, sensorë që marrin si CIS, APD, SPAD, SIPM dhe qarqet e shoferit si ASIC.

Hyrje në TOF (koha e fluturimit)

Parimet themelore

TOF, duke qëndruar për kohën e fluturimit, është një metodë e përdorur për të matur distancën duke llogaritur kohën që duhet për dritën për të udhëtuar në një distancë të caktuar në një medium. Ky parim është aplikuar kryesisht në skenarët optikë TOF dhe është relativisht i drejtpërdrejtë. Procesi përfshin një burim drite që lëshon një rreze drite, me kohën e emetimit të regjistruar. Kjo dritë më pas pasqyron një objektiv, kapet nga një marrës, dhe shënohet koha e pritjes. Dallimi në këto kohë, i shënuar si T, përcakton distancën (d = shpejtësia e dritës (c) × t / 2).

Llojet e sensorëve TOF

Ekzistojnë dy lloje kryesore të sensorëve TOF: optik dhe elektromagnetik. Sensorët optikë TOF, të cilët janë më të zakonshëm, përdorin pulset e dritës, zakonisht në rangun infra të kuqe, për matjen e distancës. Këto pulsione lëshohen nga sensori, reflektojnë një objekt dhe kthehen në sensor, ku koha e udhëtimit matet dhe përdoret për të llogaritur distancën. Në të kundërt, sensorët elektromagnetikë TOF përdorin valë elektromagnetike, si radar ose lidar, për të matur distancën. Ata veprojnë në një parim të ngjashëm, por përdorin një medium tjetër për tëmatja e distancës.

Aplikimet e sensorëve TOF

Sensorët TOF janë të gjithanshëm dhe janë integruar në fusha të ndryshme:

Robotikë:Përdoret për zbulimin dhe navigimin e pengesave. Për shembull, robotët si Atlasin e Boston Dynamics 'përdorin kamera të thella për hartografimin e rrethinave të tyre dhe lëvizjeve të planifikimit.

Sistemet e sigurisë:Të zakonshme në sensorë lëvizjeje për zbulimin e ndërhyrësve, nxitjen e alarmeve ose aktivizimin e sistemeve të kamerave.

Industri automobilistike:Të përfshira në sistemet e ndihmës për shofer për kontrollin adaptiv të lundrimit dhe shmangien e përplasjes, duke u bërë gjithnjë e më të përhapura në modelet e reja të automjeteve.

Fushë mjekësore: I punësuar në imazhe dhe diagnostikim jo-invaziv, të tilla si tomografia e koherencës optike (OCT), duke prodhuar imazhe të indeve me rezolucion të lartë.

Elektronikë e konsumatorit: Integruar në smartphone, tableta dhe laptopë për veçori të tilla si njohja e fytyrës, vërtetimi biometrik dhe njohja e gjesteve.

Drones:Përdoret për lundrim, shmangien e përplasjes dhe në adresimin e shqetësimeve të intimitetit dhe aviacionit

Arkitektura e sistemit TOF

Një sistem tipik TOF përbëhet nga disa përbërës kryesorë për të arritur matjen e distancës siç përshkruhet:

· Transmetuesi (TX):Kjo përfshin një burim drite lazer, kryesisht aVcsel, një qark i shoferit ASIC për të drejtuar lazerin, dhe përbërësit optikë për kontrollin e rrezes siç janë lentet kolimuese ose elementët optikë difraktivë dhe filtrat.
· Marrësi (RX):Kjo përbëhet nga lente dhe filtra në fundin e marrjes, sensorë si CIS, SPAD, ose SIPM në varësi të sistemit TOF, dhe një procesor të sinjalit të imazhit (ISP) për përpunimin e sasive të mëdha të të dhënave nga çipi i marrësit.
·Menaxhimi i energjisë:Menaxhimi i StableKontrolli aktual për VCSEL dhe tension i lartë për SPAD është thelbësor, që kërkon menaxhim të fuqishëm të energjisë.
· Shtresa e softuerit:Kjo përfshin firmware, SDK, OS dhe shtresën e aplikacionit.

Arkitektura tregon se si një rreze lazer, me origjinë nga VCSEL dhe modifikuar nga përbërësit optikë, udhëton nëpër hapësirë, pasqyron një objekt dhe kthehet te marrësi. Llogaritja e humbjes kohore në këtë proces zbulon informacionin në distancë ose thellësi. Sidoqoftë, kjo arkitekturë nuk mbulon shtigjet e zhurmës, të tilla si zhurma e shkaktuar nga rrezet e diellit ose zhurma shumë-rrugësh nga reflektimet, të cilat diskutohen më vonë në seri.

Klasifikimi i sistemeve TOF

Sistemet TOF kryesisht kategorizohen nga teknikat e tyre të matjes në distancë: TOF direkte (DTOF) dhe TOF indirekte (ITOF), secila me harduer të veçantë dhe qasje algoritmike. Seria fillimisht përshkruan parimet e tyre përpara se të futen në një analizë krahasuese të avantazheve, sfidave dhe parametrave të sistemit të tyre.

Megjithë parimin në dukje të thjeshtë të TOF - duke lëshuar një puls të lehtë dhe duke zbuluar kthimin e tij për të llogaritur distancën - kompleksiteti qëndron në diferencimin e dritës së kthimit nga drita e ambientit. Kjo adresohet duke lëshuar dritë mjaft të ndritshme për të arritur një raport të lartë sinjal-zhurmë dhe duke zgjedhur gjatësi vale të përshtatshme për të minimizuar ndërhyrjen e dritës mjedisore. Një qasje tjetër është të kodifikoni dritën e emetuar për ta bërë atë të dallueshëm pas kthimit, të ngjashme me sinjalet SOS me një elektrik dore.

Seria vazhdon të krahasojë DTOF dhe ITOF, duke diskutuar dallimet, avantazhet dhe sfidat e tyre në detaje, dhe kategorizon më tej sistemet TOF bazuar në kompleksitetin e informacionit që ata japin, duke filluar nga 1D TOF deri në 3D TOF.

dtof

TOF direkte mat drejtpërdrejt kohën e fluturimit të fotonit. Komponenti i tij kryesor, dioda e vetme e avalancës e fotonit (SPAD), është mjaft e ndjeshme për të zbuluar fotone të vetme. DTOF punëson numërimin e vetëm të fotonit të lidhur me kohën (TCSPC) për të matur kohën e mbërritjeve të fotonit, duke ndërtuar një histogram për të nxjerrë distancën më të mundshme bazuar në frekuencën më të lartë të një ndryshimi të veçantë kohor.

të tharë

TOF indirekte llogarit kohën e fluturimit bazuar në ndryshimin e fazës midis formave të valëve të emetuara dhe të marra, duke përdorur zakonisht sinjale të vazhdueshme të valës ose modulimit të pulsit. ITOF mund të përdorë arkitekturat standarde të sensorit të imazhit, duke matur intensitetin e dritës me kalimin e kohës.

ITOF ndahet më tej në modulimin e vazhdueshëm të valës (CW-ITOF) dhe modulimin e pulsit (pulsuar-ITOF). CW-ITOF mat zhvendosjen e fazës midis valëve sinusoidale të emetuara dhe të marra, ndërsa pulsi-ITOF llogarit zhvendosjen e fazës duke përdorur sinjalet e valës katrore.

Leximi Futer:

Wikipedia. (ND). Koha e fluturimit. I maturhttps://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
Grupi i zgjidhjeve gjysmëpërçuese Sony. (ND). Tof (koha e fluturimit) | Teknologjia e zakonshme e sensorëve të imazhit. I maturhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Microsoft. (2021, 4 shkurt). Hyrje në kohën e fluturimit të Microsoft -it (TOF) - Platforma e thellësisë Azure. I maturhttps:
Escatec. (2023, 2 Mars). Koha e sensorëve të fluturimit (TOF): Një përmbledhje e thelluar dhe aplikime. I maturhttps:

Nga faqja në internethttps://faster-than-light.net/tofsystem_c1/

Nga autori: Chao Guang

Përgjegjësia:

Ne deklarojmë se disa nga imazhet e shfaqura në faqen tonë të internetit janë mbledhur nga Interneti dhe Wikipedia, me qëllim të promovimit të arsimit dhe shkëmbimit të informacionit. Ne i respektojmë të drejtat e pronësisë intelektuale të të gjithë krijuesve. Përdorimi i këtyre imazheve nuk është i destinuar për përfitime tregtare.

Nëse besoni se ndonjë nga përmbajtja e përdorur shkel të drejtat e autorit tuaj, ju lutemi na kontaktoni. Ne jemi më se të gatshëm të marrim masa të përshtatshme, duke përfshirë heqjen e imazheve ose sigurimin e atribuimit të duhur, për të siguruar pajtueshmërinë me ligjet dhe rregulloret e pronësisë intelektuale. Qëllimi ynë është të ruajmë një platformë të pasur me përmbajtje, të drejtë dhe respekton të drejtat e pronësisë intelektuale të të tjerëve.

Ju lutemi na kontaktoni në adresën e mëposhtme të postës elektronike:sales@lumispot.cn. Ne angazhohemi të ndërmarrim veprime të menjëhershme për të marrë ndonjë njoftim dhe garantimin e bashkëpunimit 100% në zgjidhjen e ndonjë çështje të tillë.