Вести - Основен принцип и примена на системот TOF (време на лет)

Претплатете се на нашите социјални медиуми за брза објава

Оваа серија има за цел да им обезбеди на читателите длабинско и прогресивно разбирање на системот за време на летот (TOF). Содржината опфаќа сеопфатен преглед на системите TOF, вклучувајќи детални објаснувања за индиректните TOF (ITOF) и директен TOF (DTOF). Овие делови истражуваат во системските параметри, нивните предности и недостатоци и разни алгоритми. Написот, исто така, ги истражува различните компоненти на системите TOF, како што се ласерите на површината на вертикалната празнина (VCSELS), леќи за пренос и прием, сензори за примање како CIS, APD, SPAD, SIPM и возачки кола како ASICS.

Вовед во TOF (време на летот)

Основни принципи

TOF, стои за време на летот, е метод што се користи за мерење на растојанието со пресметување на времето што е потребно за светло да патува одредено растојание во медиум. Овој принцип првенствено се применува во оптички сценарија за TOF и е релативно јасен. Процесот вклучува извор на светлина што емитува зрак на светлина, со евидентирано време на емисија. Оваа светлина потоа ја рефлектира целта, е заробена од приемник, а времето на приемот е забележано. Разликата во овие времиња, означена како Т, го одредува растојанието (d = брзина на светлината (в) × Т / 2).

Видови на сензори TOF

Постојат два основни типа на TOF сензори: оптички и електромагнетски. Оптичките сензори за TOF, кои се почести, користат светлосни пулсирања, обично во опсегот на инфрацрвен, за мерење на растојанието. Овие пулсирања се испуштаат од сензорот, рефлектираат предмет и се враќаат во сензорот, каде што времето за патување се мери и се користи за пресметување на растојанието. Спротивно на тоа, електромагнетните TOF сензори користат електромагнетни бранови, како радарот или лидар, за да мерат растојание. Тие работат на сличен принцип, но користат друг медиум заМерење на растојанието.

Апликации на TOF сензори

Сензорите TOF се разноврсни и се интегрирани во различни полиња:

Роботика:Се користи за откривање и навигација со пречки. На пример, роботите како Atlas на Roomba и Boston Dynamics користат фотоапарати за длабочина за мапирање на околината и планирање на движењата.

Безбедносни системи:Вообичаени сензори за движење за откривање на натрапници, активирање на аларми или активирање на системи за камера.

Автомобилска индустрија:Вклучени во системите за помош на возачот за адаптивна контрола на крстарење и избегнување на судир, станувајќи се повеќе распространети во новите модели на возила.

Медицинско поле: Вработени во неинвазивно снимање и дијагностика, како што е томографијата за оптичка кохерентност (ОКТ), произведувајќи слики со ткива со висока резолуција.

Електроника на потрошувачи: Интегрирани во паметни телефони, таблети и лаптопи за карактеристики како што се препознавање на лицето, биометриска автентикација и препознавање на гестови.

Беспилотни летала:Користено за навигација, избегнување на судир и решавање на проблемите со приватноста и авијацијата

Архитектура на системот TOF

Типичен TOF систем се состои од неколку клучни компоненти за да се постигне мерење на растојанието како што е опишано:

· Предавател (TX):Ова вклучува извор на ласерска светлина, главно аVCSEL, возачко коло ASIC за возење на ласерот и оптичките компоненти за контрола на зракот, како што се леќи за коламирање или дифрактивни оптички елементи и филтри.
· Приемник (RX):Ова се состои од леќи и филтри на крајот на приемот, сензори како CI, SPAD или SIPM во зависност од системот TOF и процесор за сигнал за слика (ISP) за обработка на големи количини на податоци од чипот на приемникот.
·Управување со електрична енергија:Управување со стабилнаТековната контрола за VCSELS и високиот напон за SPADS е клучна, што бара стабилно управување со електрична енергија.
· Софтверски слој:Ова вклучува фирмвер, SDK, оперативен систем и слој на апликации.

Архитектурата демонстрира како ласерскиот зрак, потекнува од VCSEL и модифициран од оптички компоненти, патува низ вселената, рефлектира од некој предмет и се враќа на приемникот. Пресметката на временскиот период во овој процес открива информации за растојание или длабочина. Сепак, оваа архитектура не опфаќа патеки на бучава, како што е бучава предизвикана од сончева светлина или бучава од повеќе патеки од рефлексии, за кои се дискутира подоцна во серијалот.

Класификација на системите TOF

Системите TOF првенствено се категоризираат според нивните техники за мерење на растојанието: директен TOF (DTOF) и индиректен TOF (ITOF), секој со различни хардвер и алгоритмички пристапи. Серијата првично ги прикажува нивните принципи пред да се разгледаат во компаративна анализа на нивните предности, предизвици и параметрите на системот.

И покрај навидум едноставниот принцип на TOF - испуштајќи лесен пулс и откривање на неговото враќање за да се пресмета растојанието - сложеноста лежи во разликувањето на светлината што се враќа од амбиенталната светлина. Ова е опфатено со испуштање на доволно светла светлина за да се постигне висок сооднос сигнал-бучава и избор на соодветни бранови должини за да се минимизира мешањето на светлината на животната средина. Друг пристап е да се кодира испуштената светлина за да се направи разликува по враќањето, слично на сигналите на СОС со фенерче.

Серијата продолжува да ги споредува DTOF и ITOF, дискутирајќи за нивните разлики, предности и предизвици детално и понатаму ги категоризира системите за TOF засновани врз сложеноста на информациите што ги даваат, кои се движат од 1D TOF до 3D TOF.

dtof

Директното ТОФ директно го мери времето на летање на фотонот. Неговата клучна компонента, единечна диода на фотонска лавина (SPAD), е доволно чувствителна за да открие единечни фотони. DTOF користи време корелирано броење на единечни фотони (TCSPC) за мерење на времето на пристигнувања на фотоните, конструирајќи хистограм за да се заклучи најверојатното растојание засновано на најголема фреквенција на одредена временска разлика.

itof

Индиректниот TOF го пресметува времето на летот врз основа на фазата на разлика помеѓу емитуваните и примените бранови, најчесто користејќи сигнали за континуиран бран или пулс модулација. ITOF може да користи стандардни архитектури на сензори за слика, мерење на интензитетот на светлина со текот на времето.

ITOF е дополнително поделен на модулација на континуирана бранова модулација (CW-ITOF) и модулација на пулсот (пулсирано-тоа). CW-тоа ја мери фазата на промена помеѓу испуштените и примените синусоидни бранови, додека пулсираниот-ја пресметува промена на фазата со помош на сигнали на квадратни бранови.

Подното читање:

Википедија. (НД). Време на лет. Преземено одhttps://en.wikipedia.org/wiki/time_of_flight
Група на решенија за полупроводници на Sony. (НД). TOF (време на летот) | Заедничка технологија на сензори за слики. Преземено одhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Мајкрософт. (2021, 4 февруари). Вовед во Мајкрософт Време на лет (TOF) - платформа за длабочина на Azure. Преземено одhttps:
Escatec. (2023, 2 март). Сензори за време на лет (TOF): Длабок преглед и апликации. Преземено одhttps:

Од веб -страницатаhttps://faster-than-light.net/tofsystem_c1/

Од авторот: Чао Гуанг

Одрекување:

Со ова се изјаснуваме дека некои од сликите прикажани на нашата веб -страница се собрани од Интернет и Википедија, со цел промовирање на образование и споделување информации. Ние ги почитуваме правата на интелектуална сопственост на сите креатори. Употребата на овие слики не е наменета за комерцијална добивка.

Ако верувате дека некоја од користената содржина го крши вашето авторско право, ве молиме контактирајте не. Ние сме повеќе од подготвени да преземеме соодветни мерки, вклучително и отстранување на слики или обезбедување соодветно припишување, за да обезбедиме усогласеност со законите и регулативите за интелектуална сопственост. Нашата цел е да одржуваме платформа која е богата со содржина, фер и ги почитува правата на интелектуална сопственост на другите.

Ве молиме контактирајте не на следната адреса за е -пошта:sales@lumispot.cn. Ние се обврзуваме да преземеме непосредни активности по приемот на какво било известување и гарантираме 100% соработка во решавањето на сите вакви проблеми.