ما هو جهاز استشعار الطوف؟ مزاياه وعيوبه

ما هو جهاز استشعار (توف) ؟ ماذا يفعل جهاز استشعار (توف) ؟

لا أعلم إن كنتم على دراية بأجهزة الكشف عن الصوت، لكن وفقاً لويكيبيديا، جهاز الكشف عن الصوت هو جهاز إلكتروني يستغل خصائص موجات الصوت التي تنتشر تحت الماء لأداء مهام تحت الماء من خلال التحويل الكهربائي الصوتي ومعالجة المعلومات.
 
tof هو وقت الرحلة، و يعمل مستشعر tof على غرار جهاز الكشف عن الصوت. يستخدم لتحديد مكان الأشياء و قياس المسافة عن طريق قياس الوقت الذي يستغرقه الضوء ليعكس ذهابا وإيابا من المحول إلى الكائن. محول tof هو نوع من المحولات التي تقيس العمق وال
 
المكونات الرئيسية لنظام كاميرا

يتكون نظام الكاميرات في وقت الطيران من ثلاثة مكونات رئيسية:

1. أجهزة الاستشعار ووحدة الاستشعار:جهاز الاستشعار هو المكون الرئيسي لنظام كاميرا TOF. وهو قادر على جمع الضوء المنعكس وتحويله إلى بيانات العمق على البكسلات. كلما زادت دقة جهاز الاستشعار، زادت جودة خريطة العمق.
2. مصدر الضوء:الكاميرا توف تولد مصدر ضوء من خلال الليزر أو LED. عادةضوء (الإنفرادي القريب)مع طول موجة من 850nm إلى 940nm.
3. معالج عمق:يساعد على تحويل بيانات البكسل الخام وبيانات المراحل القادمة من مستشعر الصورة إلى معلومات عمق. يوفر صورة 2D IR (الأشعة تحت الحمراء) السلبية ويساعد أيضًا في تصفية الضوضاء.

 
كيف يعمل جهاز استشعار (توف) ؟

كما ذكرنا أعلاه، يقيّم مستشعر tof المسافة بين المستشعر والجسم الذي سيتم قياسه عن طريق قياس الفرق الزمني بين انبعاث وانعكاس الضوء، فما هي الخطوات لتحقيق ذلك؟
هذه خطوات جهاز الاستشعار

1. انبعاث: نبض ضوئي يتم إطلاقه من قبل جهاز الإشعاع المدمج للضوء تحت الحمراء (IR) ، أو مصدر ضوئي آخر قابل للتعديل (مثل الليزر أو LED).
2. الانعكاس: النبض الضوئي يلمس جسم ويعكس مرة أخرى إلى جهاز الاستشعار.
3. كاشف: باستخدام كاشف المدمج في جهاز الاستشعار، يتم قياس الوقت الذي يستغرقه النبض الضوئي للسفر من الانبعاث إلى لمس الكائن والعودة.
4. حساب المسافة: باستخدام وقت الطيران المقاس وسرعة الضوء المعروفة، يمكن للمستشعر حساب المسافة إلى الكائن. فيما يلي الصيغة لحساب المسافة.

ما هي مزايا التوف؟

استهلاك طاقة منخفض

تستخدم تقنية tof مصدر ضوء تحت الحمراء واحد فقط لقياس معلومات العمق والواسعة في كل بكسل مباشرة. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب tof معالجة بيانات أقل عمقاً من تقنيات استشعار العمق كثيفة الخوارزمية الأخرى مثل الضوء المهيكلة أو الرؤية الن

 
دقة عالية

توفر كاميرات أجهزة الاستشعار قياسات عمق دقيقة للغاية مع أخطاء قياس صغيرة وأوقات استجابة سريعة للتطبيقات التي تتطلب قياسات مسافة دقيقة للغاية.
 

في الوقت الحقيقي

يمكن للكاميرات الاستشعارية الحصول على صور عمق في الوقت الحقيقي، وهو أمر مفيد للسيناريوهات التي تتطلب ردود فعل سريعة وتطبيقات في الوقت الحقيقي.

نطاق ديناميكي واسع

تتميز كاميرات أجهزة الاستشعار بمتوسط ديناميكي واسع يسمح بقياسات دقيقة للعمق في ظل ظروف إضاءة مختلفة، مما يجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من البيئات في الداخل والخارج.
قياس المسافة الطويلة
لأن أجهزة استشعار الطوف تستخدم الليزر، فهي قادرة على قياس المسافات الطويلة بدقة فائقة. ونتيجة لذلك، فإن أجهزة استشعار الطوف لديها المرونة للكشف عن الأجسام القريبة والبعيدة من جميع الأشكال والأحجام.
 

فعالة من حيث التكلفة

مقارنة بتقنيات المسح الثلاثية الأبعاد الأخرى مثل الضوء المهيكلةأنظمة الكاميراتأو مقاييس المدى بالليزر، أجهزة استشعار القوة رخيصة نسبياً.
 

ما هو العيب في التوف؟

على الرغم من العديد من فوائد التوف، هناك بعض القيود التقنية.

 
قيود القرار

عادة ما تكون كاميرات أجهزة الاستشعار المتوفرة حالياً في السوق ذات دقة منخفضة، والتي قد لا تكون كافية للتطبيقات التي تتطلب مستوى عال من التفاصيل.
 

القطع الأثرية من الضوء المنتشر

إذا كانت أسطح الأشياء التي سيتم قياسها مشرقة بشكل خاص وقريبة جدا من جهاز استشعار tof ، فيمكن أن تشتت الكثير من الضوء في المستقبل وتخلق القطع الأثرية والانعكاسات غير المرغوب فيها.
 

عدم اليقين في القياس بسبب الانعكاسات المتعددة

عند استخدام جهاز استشعار tof على الزوايا والأسطح المنحدرة ، قد يتم انعكاس الضوء عدة مرات ، وتؤدي هذه الانعكاسات غير المرغوب فيها إلى عدم اليقين الكبير في القياس. 

الضوء المحيطي يؤثر سلبا على القياسات

عند استخدام جهاز استشعار tof في الهواء الطلق في يوم مشمس، يمكن أن يؤدي كثافة ضوء الشمس العالية إلى تشبع سريع لبرامج الاستشعار، مما يجعل من المستحيل اكتشاف الضوء الفعلي المنعكس من كائن.

 
مجالات التطبيق لكاميرات أجهزة الاستشعار

الروبوتات الصناعية:بمساعدة خريطة عمق 3D في الوقت الحقيقي للبيئة، يمكن للروبوتات التعرف على الأشياء ومدى حركاتها بدقة أكبر. مع التعرف على الإيماءات، يمكن للروبوتات التفاعل مباشرة مع الناس في التطبيقات التعاونية. في التطبيقات الصناعية، يمكن لل

النمذجة ثلاثية الأبعاد والواقع الافتراضي:تُستخدم كاميرات أجهزة الاستشعار على نطاق واسع في النمذجة ثلاثية الأبعاد والواقع الافتراضي. من خلال الحصول على صور عالية الجودة في الوقت الحقيقي، يمكن إعادة بناء 3D واقعية وتجارب واقعية افتراضية غامرة.

أسئلة متكررة

هل هذا نفس الشيء مثل الليدار؟

a: تستخدم كل من أجهزة الاستشعار الليدار وTOF الضوء لقياس المسافة إلى الكائن وخلق صورة ثلاثية الأبعاد للبيئة. ولكن الليدار عادة ما يستخدم الليزر، في حين أن أجهزة الاستشعار الليدار تستخدم أنواع مختلفة من الضوء، مثل الضوء المضيء
 
س: ما هو مستشعر التوف على الهاتف؟

a: يمكن للكاميرا العالية العمق أن تقيم العمق والمسافة لتحقيق مستوى أفضل من التصوير. تستخدم سرعة الضوء المعروفة لقياس المسافة، بحساب الوقت الذي تستغرقه الكاميرا للعمل. تستخدم سرعة الضوء المعروفة لقياس المسافة، بحساب الوقت الذي يست
 

الخاتمة

أظهرت كاميرات أجهزة الاستشعار أن هناك إمكانات كبيرة للتطبيقات في مختلف المجالات بسبب دقة قياس العمق العالية وأداءها في الوقت الحقيقي. على الرغم من عيوب الحد من الدقة والتداخل بين العديد من الأشياء، ستشهد كاميرات أجهزة الاستشعار اختراقات وت
 
على الرغم من وجود عوامل مثل التصحيح البصري، وانحراف درجة الحرارة وغيرها من العوامل التي تؤثر على دقة العمق في تصميم كاميرا مستشعر العمق القائمة على tof، sinoseen، مع أكثر من عقد من الخبرة في الرؤية النمطية، هنا لمساتصل بناإذا كنت بحاجة إلى أي مساعدة.