Pretplatite se na naše društvene medije za brz post
This series aims to provide readers with an in-depth and progressive understanding of the Time of Flight (TOF) system. The content covers a comprehensive overview of TOF systems, including detailed explanations of both indirect TOF (iTOF) and direct TOF (dTOF). These sections delve into system parameters, their advantages and disadvantages, and various algorithms. Članak također istražuje različite komponente TOF sustava, poput površine vertikalne šupljine koja emitiraju lasere (vcsels), leće za prijenos i recepciju, primanje senzora poput CIS, APD, SPAD, SIPM i krugova vozača poput ASICS -a.
TOF, koji stoji za vrijeme leta, metoda je koja se koristi za mjerenje udaljenosti izračunavanjem vremena koje je potrebno da svjetlost pređe na određenu udaljenost u mediju. Ovaj se princip prvenstveno primjenjuje u optičkim TOF scenarijima i relativno je jednostavno. Proces uključuje izvor svjetlosti koji emitira snop svjetlosti, s zabilježenim vremenom emisije. Ovo svjetlo tada odražava metu, zabilježeno je prijemnik i zabilježeno je vrijeme prijema. Razlika u ovim vremenima, označena kao t, određuje udaljenost (d = brzina svjetlosti (c) × t / 2).
There are two primary types of ToF sensors: optical and electromagnetic. Optical ToF sensors, which are more common, utilize light pulses, typically in the infrared range, for distance measurement. Ti se impulsi emitiraju iz senzora, odbijaju objekt i vraćaju se na senzor, gdje se vrijeme putovanja mjeri i koristi za izračunavanje udaljenosti. In contrast, electromagnetic ToF sensors use electromagnetic waves, like radar or lidar, to measure distance. Djeluju na sličnom principu, ali koriste drugačiji medij za.
:Uključeno u sustave za pomoć vozaču za adaptivnu tempomat i izbjegavanje sudara, postajući sve rasprostranjeniji u novim modelima vozila.
: Upotrijebljen u neinvazivnom snimanju i dijagnostici, poput optičke koherencijske tomografije (OCT), stvarajući slike tkiva visoke rezolucije.
Potrošačka elektronika: Integrirano u pametne telefone, tablete i prijenosna računala za značajke poput prepoznavanja lica, biometrijske provjere autentičnosti i prepoznavanja gesta.
Koristi se za navigaciju, izbjegavanje sudara i za rješavanje briga o privatnosti i zrakoplovstvu
TOF arhitektura sustava
Tipični TOF sustav sastoji se od nekoliko ključnih komponenti za postizanje mjerenja udaljenosti kako je opisano:
· Odašiljač (TX):To uključuje laserski izvor svjetlosti, uglavnom a, vozački krug ASIC za pokretanje lasera i optičke komponente za kontrolu snopa, poput kolimacijskih leća ili difraktivnih optičkih elemenata i filtera.
· Prijemnik (rx):Sastoji se od leća i filtera na kraju prijema, senzori poput CIS, SPAD ili SIPM, ovisno o TOF sustavu i procesora signala slike (ISP) za obradu velikih količina podataka s čipa prijemnika.
·Upravljanje strujom:Upravljanje stabilnimKljučna je kontrola struje za vcsels i visoki napon za SPAD -ove, što zahtijeva snažno upravljanje energijom.
· Softverski sloj:To uključuje firmver, SDK, OS i sloj aplikacije.
Arhitektura pokazuje kako laserski snop, podrijetlom iz VCSEL -a i modificiran optičkim komponentama, putuje kroz prostor, odražava objekt i vraća se na prijemnik. Izračun vremenskog prekida u ovom procesu otkriva informacije o udaljenosti ili dubini. Međutim, ova arhitektura ne pokriva staze buke, poput buke izazvane sunčevom svjetlošću ili više puta od refleksija, o kojima se raspravlja kasnije u seriji.
Klasifikacija TOF sustava
TOF sustavi prvenstveno su kategorizirani njihovim tehnikama mjerenja udaljenosti: Direct TOF (DTOF) i neizravni TOF (ITOF), svaki s različitim hardverskim i algoritamskim pristupima. Serija u početku opisuje njihova načela prije nego što uđe u komparativnu analizu njihovih prednosti, izazova i parametara sustava.
Unatoč naizgled jednostavnom principu TOF -a - emitira svjetlosni impuls i otkriva njegov povratak kako bi se izračunala udaljenost - složenost leži u razlikovanju svjetlosti koja se vraća od ambijentalne svjetlosti. To se rješava emitiranjem dovoljno jarkog svjetla da bi se postigao visok omjer signal-šum i odabirom odgovarajućih valnih duljina kako bi se smanjila smetnja svjetlosti okoliša. Another approach is to encode the emitted light to make it distinguishable upon return, similar to SOS signals with a flashlight.
Serija nastavlja usporediti DTOF i ITOF, detaljno raspravljajući o njihovim razlikama, prednostima i izazovima, te dodatno kategorizira TOF sustave na temelju složenosti informacija koje pružaju, u rasponu od 1D TOF do 3D TOF -a.
DTOF
Direct TOF directly measures the photon's flight time. Its key component, the Single Photon Avalanche Diode (SPAD), is sensitive enough to detect single photons. DTOF koristi vremenski korelirano brojanje jednog fotona (TCSPC) za mjerenje vremena dolazaka fotona, konstruirajući histogram za zaključivanje najvjerojatnije udaljenosti na temelju najviše frekvencije određene vremenske razlike.
it
Neizravni TOF izračunava vrijeme leta na temelju fazne razlike između emitiranih i primljenih valnih oblika, obično koristeći kontinuirane valne ili impulsne modulacijske signale. iTOF can use standard image sensor architectures, measuring light intensity over time.
iTOF is further subdivided into continuous wave modulation (CW-iTOF) and pulse modulation (Pulsed-iTOF). CW-ITOF mjeri fazni pomak između emitiranih i primljenih sinusoidnih valova, dok impuls-itof izračunava fazni pomak pomoću signala kvadratnog vala.
Futher Reading:
- Wikipedia. (ND). Vrijeme leta. Preuzeto izhttps://en.wikipedia.org/wiki/time_of_light
- Sony Semiconductor Solutions Group. (ND). TOF (vrijeme leta) | Common Technology of Image Sensors. Retrieved from
- https://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-te-of-flight-tof
- https://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-application
https://faster-than-light.net/tofsystem_c1/
Odricanje:
Izjavljujemo da se neke slike prikazane na našoj web stranici prikupljaju s Interneta i Wikipedije, s ciljem promicanja obrazovanja i razmjene informacija. We respect the intellectual property rights of all creators. The use of these images is not intended for commercial gain.
If you believe that any of the content used violates your copyright, please contact us. Više smo nego voljni poduzeti odgovarajuće mjere, uključujući uklanjanje slika ili pružanje odgovarajuće pripisivanja, kako bismo osigurali poštivanje zakona i propisa o intelektualnom vlasništvu. Our goal is to maintain a platform that is rich in content, fair, and respects the intellectual property rights of others.
sales@lumispot.cn. We commit to taking immediate action upon receiving any notification and guarantee 100% cooperation in resolving any such issues.
