Habari - Kanuni ya Msingi na matumizi ya Mfumo wa TOF (Muda wa Ndege).

Jiandikishe kwa Mitandao Yetu ya Kijamii kwa Chapisho la Haraka

Mfululizo huu unalenga kuwapa wasomaji uelewa wa kina na wa kuendelea wa mfumo wa Muda wa Safari za Ndege (TOF). Maudhui yanajumuisha muhtasari wa kina wa mifumo ya TOF, ikijumuisha maelezo ya kina ya TOF isiyo ya moja kwa moja (iTOF) na TOF ya moja kwa moja (dTOF). Sehemu hizi hujishughulisha na vigezo vya mfumo, faida na hasara zao, na algoriti mbalimbali. Nakala hiyo pia inachunguza vipengee tofauti vya mifumo ya TOF, kama vile Laser za Vertical Cavity Surface Emitting (VCSELs), lenzi za upitishaji na mapokezi, kupokea vitambuzi kama vile CIS, APD, SPAD, SiPM, na mizunguko ya viendeshi kama ASIC.

Utangulizi wa TOF(Muda wa Ndege)

Kanuni za Msingi

TOF, ikimaanisha Muda wa Kuruka, ni mbinu inayotumiwa kupima umbali kwa kukokotoa muda unaochukua kwa mwanga kusafiri umbali fulani kwa wastani. Kanuni hii inatumika kimsingi katika hali za macho za TOF na ni moja kwa moja. Mchakato huo unahusisha chanzo cha mwanga kutoa mwali wa mwanga, na wakati wa utoaji umerekodiwa. Nuru hii basi huakisi lengo, hunaswa na mpokeaji, na wakati wa mapokezi hujulikana. Tofauti katika nyakati hizi, iliyoonyeshwa kama t, huamua umbali (d = kasi ya mwanga (c) × t / 2).

Aina za Sensorer za ToF

Kuna aina mbili kuu za sensorer za ToF: macho na sumakuumeme. Vihisi vya macho vya ToF, ambavyo ni vya kawaida zaidi, hutumia mipigo ya mwanga, kwa kawaida katika masafa ya infrared, kwa kipimo cha umbali. Mipigo hii hutolewa kutoka kwa kihisi, huakisi kitu, na kurudi kwenye kihisi, ambapo muda wa kusafiri hupimwa na kutumika kukokotoa umbali. Kinyume chake, vihisi vya sumakuumeme vya ToF hutumia mawimbi ya sumakuumeme, kama vile rada au lida, kupima umbali. Wanafanya kazi kwa kanuni sawa lakini hutumia njia tofauti kwakipimo cha umbali.

Utumizi wa Sensorer za ToF

Sensorer za ToF ni nyingi na zimeunganishwa katika nyanja mbalimbali:

Roboti:Inatumika kugundua vizuizi na urambazaji. Kwa mfano, roboti kama Roomba na Atlasi ya Boston Dynamics hutumia kamera za kina za ToF kwa kuchora ramani ya mazingira yao na kupanga harakati.

Mifumo ya Usalama:Vihisi mwendo vya kawaida vya kugundua wavamizi, kuwasha kengele, au kuwezesha mifumo ya kamera.

Sekta ya Magari:Imejumuishwa katika mifumo ya usaidizi wa madereva kwa udhibiti wa cruise na kuepusha mgongano, na kuzidi kuenea katika aina mpya za magari.

Uwanja wa Matibabu: Huajiriwa katika upigaji picha na uchunguzi usiovamizi, kama vile tomografia ya upatanishi wa macho (OCT), hutengeneza picha za tishu zenye mwonekano wa juu.

Elektroniki za Watumiaji: Imeunganishwa katika simu mahiri, kompyuta za mkononi na kompyuta ndogo kwa vipengele kama vile utambuzi wa uso, uthibitishaji wa kibayometriki, na utambuzi wa ishara.

Ndege zisizo na rubani:Inatumika kwa urambazaji, kuepusha migongano, na kushughulikia maswala ya faragha na ya anga.

Usanifu wa Mfumo wa TOF

Mfumo wa kawaida wa TOF una vipengele kadhaa muhimu ili kufikia kipimo cha umbali kama ilivyoelezwa:

· Kisambazaji (Tx):Hii ni pamoja na chanzo cha mwanga cha laser, haswa aVCSEL, saketi ya kiendeshi ASIC ya kuendesha leza, na vijenzi vya macho vya udhibiti wa boriti kama vile lenzi zinazogongana au vipengee vya macho vinavyotofautiana, na vichujio.
· Mpokeaji (Rx):Hii inajumuisha lenzi na vichungi kwenye sehemu ya kupokea, vitambuzi kama vile CIS, SPAD, au SiPM kulingana na mfumo wa TOF, na Kichakataji Mawimbi ya Picha (ISP) kwa ajili ya kuchakata kiasi kikubwa cha data kutoka kwa chipu ya kipokezi.
·Usimamizi wa Nguvu:Kusimamia imaraudhibiti wa sasa wa VCSEL na volteji ya juu kwa SPAD ni muhimu, inayohitaji udhibiti thabiti wa nguvu.
· Safu ya Programu:Hii inajumuisha programu dhibiti, SDK, OS, na safu ya programu.

Usanifu unaonyesha jinsi boriti ya leza, inayotoka kwa VCSEL na kurekebishwa na vipengee vya macho, husafiri angani, kuakisi kitu, na kurudi kwa mpokeaji. Hesabu ya muda katika mchakato huu inaonyesha umbali au maelezo ya kina. Hata hivyo, usanifu huu haujumuishi njia za kelele, kama vile kelele zinazotokana na mwanga wa jua au kelele za njia nyingi kutoka kwa uakisi, ambazo zitajadiliwa baadaye katika mfululizo.

Uainishaji wa Mifumo ya TOF

Mifumo ya TOF imeainishwa kimsingi kulingana na mbinu za kupima umbali: TOF ya moja kwa moja (dTOF) na TOF isiyo ya moja kwa moja (iTOF), kila moja ikiwa na maunzi mahususi na mbinu za algorithmic. Awali mfululizo huu unaonyesha kanuni zao kabla ya kujikita katika uchanganuzi linganishi wa faida zao, changamoto na vigezo vya mfumo.

Licha ya kanuni inayoonekana kuwa rahisi ya TOF - kutoa mapigo ya mwanga na kugundua kurudi kwake ili kuhesabu umbali - utata upo katika kutofautisha mwanga unaorudi kutoka kwa mwanga unaozunguka. Hili hushughulikiwa kwa kutoa mwangaza wa kutosha ili kufikia uwiano wa juu wa mawimbi kati ya mawimbi na kelele na kuchagua urefu unaofaa wa mawimbi ili kupunguza mwingiliano wa mwanga wa mazingira. Mbinu nyingine ni kusimba taa inayotolewa ili kuifanya iweze kutofautishwa inaporudi, sawa na mawimbi ya SOS yenye tochi.

Mfululizo unaendelea kulinganisha dTOF na iTOF, ukijadili tofauti zao, faida, na changamoto kwa undani, na kuainisha zaidi mifumo ya TOF kulingana na utata wa maelezo wanayotoa, kuanzia 1D TOF hadi 3D TOF.

dTOF

Direct TOF hupima moja kwa moja muda wa ndege wa photon. Sehemu yake muhimu, Diode ya Banguko la Picha Moja (SPAD), ni nyeti vya kutosha kutambua fotoni moja. dTOF hutumia Kuhesabu Picha Moja Inayohusiana na Muda (TCSPC) ili kupima muda wa kuwasili kwa fotoni, kutengeneza histogramu ili kutambua umbali unaowezekana zaidi kulingana na marudio ya juu zaidi ya tofauti fulani ya wakati.

iTOF

TOF isiyo ya moja kwa moja hukokotoa muda wa safari ya ndege kulingana na tofauti ya awamu kati ya mawimbi yanayotolewa na kupokewa, kwa kawaida kwa kutumia mawimbi yanayoendelea au ishara za urekebishaji wa mapigo. iTOF inaweza kutumia usanifu wa kawaida wa kihisi picha, kupima ukubwa wa mwanga kwa muda.

iTOF imegawanywa zaidi katika urekebishaji wa wimbi endelevu (CW-iTOF) na urekebishaji wa mapigo (Pulsed-iTOF). CW-iTOF hupima mabadiliko ya awamu kati ya mawimbi ya sinusoidal yanayotolewa na kupokea, huku Pulsed-iTOF ikikokotoa mabadiliko ya awamu kwa kutumia ishara za mawimbi ya mraba.

Kusoma Zaidi:

Wikipedia. (nd). Muda wa kukimbia. Imetolewa kutokahttps://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
Sony Semiconductor Solutions Group. (nd). ToF (Muda wa Ndege) | Teknolojia ya Kawaida ya Sensorer za Picha. Imetolewa kutokahttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Microsoft. (2021, Februari 4). Utangulizi wa Microsoft Time Of Flight (ToF) - Azure Depth Platform. Imetolewa kutokahttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
ESCATEC. (2023, Machi 2). Sensorer za Muda wa Ndege (TOF): Muhtasari wa Kina na Maombi. Imetolewa kutokahttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

Kutoka kwa ukurasa wa wavutihttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/

na mwandishi: Chao Guang

Kanusho:

Kwa hili tunatangaza kwamba baadhi ya picha zinazoonyeshwa kwenye tovuti yetu zimekusanywa kutoka mtandaoni na Wikipedia, kwa lengo la kukuza elimu na upashanaji habari. Tunaheshimu haki miliki za watayarishi wote. Matumizi ya picha hizi hayakusudiwa kujinufaisha kibiashara.

Ikiwa unaamini kuwa maudhui yoyote yaliyotumiwa yanakiuka hakimiliki yako, tafadhali wasiliana nasi. Tuko tayari zaidi kuchukua hatua zinazofaa, ikiwa ni pamoja na kuondoa picha au kutoa maelezo yanayofaa, ili kuhakikisha kwamba kunafuata sheria na kanuni za uvumbuzi. Lengo letu ni kudumisha jukwaa ambalo lina maudhui mengi, haki, na linaloheshimu haki za uvumbuzi za wengine.

Tafadhali wasiliana nasi kwa barua pepe ifuatayo:sales@lumispot.cn. Tunajitolea kuchukua hatua mara moja tunapopokea arifa yoyote na tunahakikisha ushirikiano wa 100% katika kutatua masuala yoyote kama hayo.