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. The article also explores the different components of TOF systems, such as Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs), transmission and reception lenses, receiving sensors like CIS, APD, SPAD, SiPM, and driver circuits like ASICs.

Hyrje në TOF (koha e fluturimit)

Parimet themelore

TOF, standing for Time of Flight, is a method used to measure distance by calculating the time it takes for light to travel a certain distance in a 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. These pulses are emitted from the sensor, reflect off an object, and return to the sensor, where the travel time is measured and used to calculate distance. 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:Used for obstacle detection and navigation. 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:

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
· Marrësi (RX):
·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.

The architecture demonstrates how a laser beam, originating from the VCSEL and modified by optical components, travels through space, reflects off an object, and returns to the receiver. Llogaritja e humbjes kohore në këtë proces zbulon informacionin në distancë ose thellësi. However, this architecture does not cover noise paths, such as sunlight-induced noise or multi-path noise from reflections, which are discussed later in the series.

Klasifikimi i sistemeve TOF

Despite the seemingly simple principle of TOF – emitting a light pulse and detecting its return to calculate distance – the complexity lies in differentiating the returning light from ambient light. This is addressed by emitting sufficiently bright light to achieve a high signal-to-noise ratio and selecting appropriate wavelengths to minimize environmental light interference. 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.

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 employs Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC) to measure the time of photon arrivals, constructing a histogram to deduce the most likely distance based on the highest frequency of a particular time difference.

të tharë

Indirect TOF calculates flight time based on the phase difference between emitted and received waveforms, commonly using continuous wave or pulse modulation signals. 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 measures the phase shift between emitted and received sinusoidal waves, while Pulsed-iTOF calculates phase shift using square wave signals.

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:

We hereby declare that some of the images displayed on our website are collected from the Internet and Wikipedia, with the aim of promoting education and information sharing. Ne i respektojmë të drejtat e pronësisë intelektuale të të gjithë krijuesve. Përdorimi i këtyre imazheve nuk është i destinuar për përfitime tregtare.

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.