Apakah sensor ToF?kelebihan dan kekurangannya

Apakah penderia ToF? Apakah yang dilakukan oleh penderia ToF?

Saya tidak tahu sama ada anda biasa dengan pengesan sonar, tetapi menurut Wikipedia, pengesan sonar ialah peranti elektronik yang menggunakan sifat gelombang bunyi yang merambat di bawah air untuk melaksanakan tugas bawah air melalui penukaran elektroakustik dan pemprosesan maklumat.
 
ToF bermaksud Masa Penerbangan, dan penderia Tof berfungsi sangat serupa dengan pengesan sonar. Ia digunakan untuk menyetempatkan objek dan membuat pengukuran jarak dengan mengukur masa yang diperlukan untuk cahaya memantulkan bolak-balik dari transduser ke objek. Transduser ToF ialah sejenis transduser yang mengukur kedalaman dan jarak ke objek melalui penggunaan Masa Penerbangan. Selalunya, penderia ToF juga dipanggil "kamera kedalaman" atau kamera ToF.
 
Komponen Utama Sistem Kamera ToF

Sistem kamera masa penerbangan terdiri daripada tiga komponen utama:

1. Modul Sensor dan Sensor ToF:Penderia ialah komponen utama sistem kamera ToF. Ia mampu mengumpul cahaya pantulan dan menukarnya kepada data kedalaman pada piksel. Semakin tinggi resolusi sensor, semakin baik kualiti peta kedalaman.
2. Sumber cahaya:Kamera ToF menjana sumber cahaya melalui laser atau LED. BiasanyaCahaya NIR (Inframerah Dekat)dengan panjang gelombang 850nm hingga 940nm.
3. Pemproses Kedalaman:Membantu menukar data piksel mentah dan data fasa yang datang daripada penderia imej kepada maklumat kedalaman. Menyediakan imej IR 2D (inframerah) pasif dan juga membantu dalam penapisan hingar.

 
Bagaimanakah penderia ToF berfungsi?

Seperti yang kami nyatakan di atas, penderia ToF mengukur jarak antara penderia dan objek yang akan diukur dengan mengukur perbezaan masa antara pancaran dan pantulan cahaya, jadi apakah langkah untuk merealisasikannya?
Berikut ialah langkah-langkah penderia ToF:

1. Pelepasan: Nadi cahaya dipancarkan oleh pemancar cahaya inframerah (IR) terbina dalam penderia, atau sumber cahaya boleh laras lain (cth laser atau LED).
2. Refleksi: Nadi cahaya menyentuh objek dan dipantulkan kembali ke penderia. 
3. Pengesan: Menggunakan pengesan terbina dalam sensor, masa yang diperlukan untuk nadi cahaya bergerak daripada pelepasan kepada menyentuh objek dan belakang diukur.
4. Pengiraan jarak: Menggunakan masa penerbangan yang diukur dan kelajuan cahaya yang diketahui, penderia boleh mengira jarak ke objek. Berikut ialah formula untuk mengira jarak.

Apakah kelebihan ToF?

Penggunaan kuasa yang rendah

Teknologi ToF hanya menggunakan satu sumber cahaya inframerah untuk mengukur maklumat kedalaman dan amplitud secara langsung dalam setiap piksel. Di samping itu, ToF memerlukan pemprosesan data kedalaman yang kurang daripada teknik penderiaan kedalaman intensif algoritma lain seperti cahaya berstruktur atau penglihatan stereo, sekali gus menjimatkan kuasa tambahan pada proses aplikasio

 
Ketepatan Tinggi

Kamera sensor TOF menyediakan pengukuran kedalaman yang sangat tepat dengan ralat pengukuran yang kecil dan masa tindak balas yang pantas untuk aplikasi yang memerlukan pengukuran jarak yang sangat tepat.
 

Masa nyata

Kamera penderia TOF boleh memperoleh imej kedalaman dalam masa nyata, yang berguna untuk senario yang memerlukan maklum balas pantas dan aplikasi masa nyata.

Julat Dinamik Luas

Kamera penderia TOF mempunyai julat dinamik yang luas yang mengekalkan ukuran kedalaman yang tepat di bawah keadaan pencahayaan yang berbeza-beza, menjadikannya sesuai untuk pelbagai persekitaran di dalam dan di luar rumah.
Pengukuran Jarak Jauh
Oleh kerana penderia ToF menggunakan laser, mereka dapat mengukur jarak jauh dengan ketepatan yang melampau. Akibatnya, penderia ToF mempunyai fleksibiliti untuk mengesan objek dekat dan jauh dari semua bentuk dan saiz.
 

Berkesan

Berbanding dengan teknologi pengimbasan julat kedalaman 3D yang lain seperti cahaya berstrukturSistem kameraatau pencari jarak laser, penderia ToF agak murah.
 

Apakah kelemahan TOF?

Walaupun terdapat banyak faedah ToF, terdapat beberapa batasan teknikal.

 
Had Resolusi

Kamera penderia TOF yang kini tersedia di pasaran biasanya mempunyai resolusi rendah, yang mungkin tidak mencukupi untuk aplikasi yang memerlukan tahap perincian yang tinggi.
 

Artifak daripada cahaya bertaburan

Jika permukaan objek yang hendak diukur sangat terang dan sangat dekat dengan penderia ToF, ia boleh menyebarkan terlalu banyak cahaya ke dalam penerima dan mencipta artifak dan pantulan yang tidak diingini.
 

Ketidakpastian pengukuran disebabkan oleh pelbagai pantulan

Apabila menggunakan penderia ToF pada sudut dan permukaan cekung, cahaya mungkin dipantulkan beberapa kali, dan pantulan yang tidak diingini ini memperkenalkan ketidakpastian pengukuran yang ketara. 

Cahaya ambien menjejaskan pengukuran

Apabila menggunakan penderia ToF di luar rumah pada hari yang cerah, keamatan cahaya matahari yang tinggi boleh menyebabkan ketepuan pantas piksel penderia, menjadikannya mustahil untuk mengesan cahaya sebenar yang dipantulkan daripada objek.

 
Kawasan aplikasi untuk kamera sensor ToF

Robot industri:Dengan bantuan peta kedalaman 3D masa nyata persekitaran, robot dapat mengenali objek dan julat pergerakannya dengan lebih tepat. Dengan pengecaman gerak isyarat, robot boleh berinteraksi secara langsung dengan orang dalam aplikasi kolaboratif. Dalam aplikasi industri, robot dengan kamera 3D-ToF dapat mengukur mana-mana produk dengan lebih tepat dalam tiga dimensi dan untuk memahami dan meletakkan produk dengan ketepatan tinggi.

Pemodelan 3D dan Realiti Maya:Kamera sensor TOF digunakan secara meluas dalam pemodelan 3D dan realiti maya. Dengan memperoleh imej kedalaman berkualiti tinggi dalam masa nyata, pembinaan semula 3D yang realistik dan pengalaman realiti maya yang mengasyikkan boleh direalisasikan.

Soalan lazim

S: Adakah ToF sama dengan LiDAR?

J: Kedua-dua penderia LiDAR dan ToF menggunakan cahaya untuk mengukur jarak ke objek dan mencipta imej 3D persekitaran. Tetapi LiDAR biasanya menggunakan laser, manakala penderia ToF menggunakan pelbagai jenis cahaya, seperti lampu LED atau cahaya inframerah.
 
S: Apakah penderia ToF pada telefon?

A: Kamera ToF Depth boleh menilai kedalaman dan jarak untuk membawa fotografi anda ke peringkat seterusnya. Ia menggunakan kelajuan cahaya yang diketahui untuk mengukur jarak, mengira masa yang diperlukan untuk kamera berfungsi dengan berkesan. Ia menggunakan kelajuan cahaya yang diketahui untuk mengukur jarak, dengan berkesan mengira masa yang diperlukan untuk pancaran pantulan kembali ke penderia kamera.
 

Kesimpulan

Kamera penderia TOF telah menunjukkan potensi besar untuk aplikasi dalam pelbagai bidang kerana ketepatan pengukuran kedalaman dan prestasi masa nyata yang tinggi. Walaupun terdapat kelemahan had resolusi dan gangguan berbilang objek, kamera sensor TOF akan melihat kejayaan dan penambahbaikan yang lebih besar dengan perkembangan teknologi yang berterusan.
 
Walaupun terdapat faktor seperti pembetulan optik, hanyut suhu dan faktor lain yang mempengaruhi ketepatan kedalaman dalam mereka bentuk kamera sensor kedalaman berasaskan ToF, Sinoseen, dengan lebih daripada sedekad pengalaman dalam penglihatan stereo, berada di sini untuk membantu anda sepenuhnya. Sila berasa bebas untukHubungi KamiJika anda memerlukan sebarang bantuan.