Novaĵoj - Baza Principo kaj apliko de TOF (Tempo de Flugo) Sistemo

Abonu Nian Socia Amaskomunikilaro Por Prompta Afiŝo

Ĉi tiu serio celas provizi legantojn per profunda kaj progresema kompreno de la Tempo de Flugo (TOF) sistemo. La enhavo kovras ampleksan superrigardon de TOF-sistemoj, inkluzive de detalaj klarigoj de kaj nerekta TOF (iTOF) kaj rekta TOF (dTOF). Ĉi tiuj sekcioj enprofundiĝas en sistemajn parametrojn, iliajn avantaĝojn kaj malavantaĝojn, kaj diversajn algoritmojn. La artikolo ankaŭ esploras la malsamajn komponentojn de TOF-sistemoj, kiel ekzemple Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELoj), dissendo- kaj ricevlensoj, ricevantaj sensilojn kiel CIS, APD, SPAD, SiPM, kaj ŝoforcirkvitojn kiel ASICoj.

Enkonduko al TOF (Tempo de Flugo)

Bazaj Principoj

TOF, aperante Tempo de Flugo, estas metodo uzata por mezuri distancon kalkulante la tempon necesan por lumo por vojaĝi certan distancon en medio. Tiu principo estas ĉefe aplikata en optikaj TOF-scenaroj kaj estas relative simpla. La procezo implikas lumfonton elsendante lumtrabon, kun la tempo de emisio registrita. Tiu lumo tiam reflektas de celo, estas kaptita fare de ricevilo, kaj la tempo de ricevo estas notita. La diferenco en ĉi tiuj tempoj, indikita kiel t, determinas la distancon (d = lumrapideco (c) × t / 2).

Tipoj de ToF Sensiloj

Ekzistas du primaraj specoj de ToF-sensiloj: optikaj kaj elektromagnetaj. Optikaj ToF-sensiloj, kiuj estas pli oftaj, utiligas lumpulsojn, tipe en la infraruĝa intervalo, por distancmezurado. Tiuj pulsoj estas elsenditaj de la sensilo, reflektas de objekto, kaj revenas al la sensilo, kie la vojaĝdaŭro estas mezurita kaj uzita por kalkuli distancon. En kontrasto, elektromagnetaj ToF-sensiloj uzas elektromagnetajn ondojn, kiel radaro aŭ lidaro, por mezuri distancon. Ili funkcias laŭ simila principo sed uzas malsaman rimedon pormezurado de distanco.

Aplikoj de ToF Sensiloj

ToF-sensiloj estas multflankaj kaj estis integritaj en diversajn kampojn:

Robotiko:Uzita por obstakloj detekto kaj navigado. Ekzemple, robotoj kiel Roomba kaj Atlas de Boston Dynamics uzas ToF-profundfotilojn por mapi sian ĉirkaŭaĵon kaj plani movadojn.

Sekurecaj Sistemoj:Oftaj en moviĝaj sensiloj por detekti entrudiĝintojn, ekigi alarmojn aŭ aktivigi fotilsistemojn.

Aŭto-Industrio:Integrigite en ŝofor-helpsistemoj por adapta krozkontrolo kaj kolizio evitado, iĝante ĉiam pli ĝenerala en novaj veturilmodeloj.

Medicina Kampo: Utiligita en ne-invasiva bildigo kaj diagnozo, kiel ekzemple optika kohera tomografio (OCT), produktante alt-rezoluciajn histobildojn.

Konsumelektroniko: Integrite en saĝtelefonojn, tabulkomputilojn kaj tekkomputilojn por funkcioj kiel vizaĝrekono, biometrika aŭtentigo kaj gestrekono.

Virabeloj:Utiligita por navigado, kolizio evitado, kaj por trakti privatecon kaj aviadzorgojn

TOF Sistemarkitekturo

Tipa TOF-sistemo konsistas el pluraj ŝlosilaj komponentoj por atingi la distancmezuradon kiel priskribite:

· Dissendilo (Tx):Ĉi tio inkluzivas laseran lumfonton, ĉefe aVCSEL, ŝoforcirkvito ASIC por movi la laseron, kaj optikajn komponentojn por radiokontrolo kiel ekzemple kolimado de lensoj aŭ difraktaj optikaj elementoj, kaj filtriloj.
· Ricevilo (Rx):Ĉi tio konsistas el lensoj kaj filtriloj ĉe la riceva fino, sensiloj kiel CIS, SPAD aŭ SiPM depende de la TOF-sistemo, kaj Image Signal Processor (ISP) por prilaborado de grandaj kvantoj da datenoj de la ricevila peceto.
·Administrado de Potenco:Administrado stabilaaktuala kontrolo por VCSELoj kaj alta tensio por SPADoj estas decidaj, postulante fortikan potencadministradon.
· Programaro Tavolo:Ĉi tio inkluzivas firmvaro, SDK, OS kaj aplikaĵa tavolo.

La arkitekturo montras kiel lasera radio, originanta de la VCSEL kaj modifita per optikaj komponentoj, vojaĝas tra spaco, reflektas objekton, kaj revenas al la ricevilo. La tempolapso-kalkulo en tiu procezo rivelas distancon aŭ profundinformojn. Tamen, tiu arkitekturo ne kovras bruovojojn, kiel ekzemple sunlum-induktita bruo aŭ multi-voja bruo de reflektadoj, kiuj estas diskutitaj poste en la serio.

Klasifiko de TOF-Sistemoj

TOF-sistemoj estas ĉefe klasifikitaj per siaj distancmezurteknikoj: rekta TOF (dTOF) kaj nerekta TOF (iTOF), ĉiu kun aparta hardvaro kaj algoritmaj aliroj. La serio komence skizas iliajn principojn antaŭ enprofundiĝi en kompara analizo de iliaj avantaĝoj, defioj, kaj sistemparametroj.

Malgraŭ la ŝajne simpla principo de TOF - elsendante lumpulson kaj detektante ĝian revenon por kalkuli distancon - la komplekseco kuŝas en diferencigado de la revenanta lumo de ĉirkaŭa lumo. Tio estas traktita elsendante sufiĉe brilan lumon por atingi altan signal-bruo-proporcion kaj elektante konvenajn ondolongojn por minimumigi median luminterferon. Alia aliro estas ĉifri la elsenditan lumon por igi ĝin distingebla post reveno, simila al SOS-signaloj per torĉlampo.

La serio daŭrigas kompari dTOF kaj iTOF, diskutante iliajn diferencojn, avantaĝojn, kaj defiojn en detalo, kaj plue klasifikas TOF-sistemojn bazitajn sur la komplekseco de informoj kiujn ili disponigas, intervalante de 1D TOF ĝis 3D TOF.

dTOF

Rekta TOF rekte mezuras la flugtempon de la fotono. Ĝia ĉefkomponento, la Single Photon Avalanche Diode (SPAD), estas sufiĉe sentema por detekti ununurajn fotonojn. dTOF utiligas Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC) por mezuri la tempon de fotonalvenoj, konstruante histogramon por dedukti la plej verŝajnan distancon bazitan sur la plej alta frekvenco de speciala tempodiferenco.

iTOF

Nerekta TOF kalkulas flugtempon bazitan sur la fazdiferenco inter elsenditaj kaj ricevitaj ondformoj, ofte uzante kontinuajn ondojn aŭ pulsajn moduladsignalojn. iTOF povas uzi normajn bildsensilarkitekturojn, mezurante lumintensecon dum tempo.

iTOF estas plue subdividita en kontinuan ondmoduladon (CW-iTOF) kaj pulsmoduladon (Pulsita-iTOF). CW-iTOF mezuras la fazŝanĝon inter elsenditaj kaj ricevitaj sinusoidaj ondoj, dum Pulsita-iTOF kalkulas fazŝanĝon uzante kvadratondsignalojn.

Plia Legado:

Vikipedio. (nd). Tempo de flugo. Prenite dehttps://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
Sony Semiconductor Solutions Group. (nd). ToF (Tempo de Flugo) | Komuna Teknologio de Bildaj Sensiloj. Prenite dehttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Mikrosofto. (2021, februaro 4). Enkonduko al Microsoft Time Of Flight (ToF) - Azure Depth Platform. Prenite dehttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
ESCATEC. (2023, marto 2). Tempo de Flugo (TOF) Sensiloj: Profunda Superrigardo kaj Aplikoj. Prenite dehttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

De la retpaĝohttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/

de la aŭtoro : Chao Guang

Malgarantio:

Ni ĉi-pere deklaras, ke kelkaj el la bildoj montrataj en nia retejo estas kolektitaj el la Interreto kaj Vikipedio, kun la celo antaŭenigi edukadon kaj kunhavigon de informoj. Ni respektas la rajtojn pri intelekta proprieto de ĉiuj kreintoj. La uzo de ĉi tiuj bildoj ne estas celita por komerca gajno.

Se vi kredas, ke iu ajn el la uzata enhavo malobservas vian kopirajton, bonvolu kontakti nin. Ni estas pli ol pretaj preni taŭgajn rimedojn, inkluzive de forigi bildojn aŭ provizi taŭgan atribuon, por certigi konformecon al leĝoj kaj regularoj pri intelekta proprieto. Nia celo estas konservi platformon riĉan je enhavo, justan kaj respektas la intelektajn proprietajn rajtojn de aliaj.

Bonvolu kontakti nin ĉe la sekva retadreso:sales@lumispot.cn. Ni kompromitas preni tujan agon ricevinte ajnan sciigon kaj garantias 100% kunlaboron por solvi tiajn problemojn.