Balita - Batakang Prinsipyo ug aplikasyon sa TOF (Time of Flight) System

Mag-subscribe sa among Social Media para sa mga post nga dali ra ma-post

Kini nga serye nagtumong sa paghatag sa mga magbabasa og lawom ug progresibong pagsabot sa Time of Flight (TOF) nga sistema. Ang sulud naglangkob sa usa ka komprehensibo nga kinatibuk-ang pagtan-aw sa mga sistema sa TOF, lakip ang detalyado nga mga pagpasabut sa dili direkta nga TOF (iTOF) ug direkta nga TOF (dTOF). Kini nga mga seksyon nagsusi sa mga parameter sa sistema, ang ilang mga bentaha ug disbentaha, ug lainlaing mga algorithm. Gisusi usab sa artikulo ang lainlaing mga sangkap sa mga sistema sa TOF, sama sa Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs), mga lente sa transmission ug reception, mga sensor sa pagdawat sama sa CIS, APD, SPAD, SiPM, ug mga driver circuit sama sa ASIC.

Pasiuna sa TOF (Oras sa Paglupad)

Mga Pangunang Prinsipyo

Ang TOF, nga nagpasabot sa Time of Flight, usa ka pamaagi nga gigamit sa pagsukod sa distansya pinaagi sa pagkalkulo sa oras nga gikinahanglan sa kahayag sa pagbiyahe sa usa ka piho nga distansya sa usa ka medium. Kini nga prinsipyo panguna nga gigamit sa mga senaryo sa optical TOF ug medyo prangka. Ang proseso naglambigit sa usa ka tinubdan sa kahayag nga nagpabuga og silaw sa kahayag, diin ang oras sa pagpagawas natala. Kini nga kahayag unya mobanaag sa usa ka target, makuha sa usa ka tigdawat, ug ang oras sa pagdawat gimarkahan. Ang kalainan niining mga orasa, nga gimarkahan nga t, ang nagtino sa distansya (d = speed of light (c) × t / 2).

Mga Matang sa ToF Sensor

Adunay duha ka pangunang klase sa ToF sensors: optical ug electromagnetic. Ang optical ToF sensors, nga mas komon, mogamit og light pulses, kasagaran sa infrared range, para sa pagsukod sa distansya. Kini nga mga pulses gipagawas gikan sa sensor, mo-reflect sa usa ka butang, ug mobalik sa sensor, diin ang travel time gisukod ug gigamit sa pagkalkulo sa distansya. Sa kasukwahi, ang electromagnetic ToF sensors naggamit og electromagnetic waves, sama sa radar o lidar, aron masukod ang distansya. Nag-operate kini sa parehas nga prinsipyo apan naggamit og lahi nga medium para sa...pagsukod sa distansya.

Mga Aplikasyon sa ToF Sensors

Ang mga sensor sa ToF kay daghan og gamit ug na-integrate na sa nagkalain-laing natad:

Robotika:Gigamit para sa pag-ila sa mga babag ug nabigasyon. Pananglitan, ang mga robot sama sa Roomba ug Boston Dynamics' Atlas naggamit og ToF depth camera para sa pagmapa sa ilang palibot ug pagplano sa mga lihok.

Mga Sistema sa Seguridad:Komon sa mga motion sensor para sa pag-detect sa mga nanghilabot, pag-trigger og mga alarma, o pag-activate sa mga sistema sa camera.

Industriya sa Sakyanan:Gilakip sa mga driver-assist system para sa adaptive cruise control ug paglikay sa bangga, ug nahimong mas kaylap sa mga bag-ong modelo sa sakyanan.

Natad sa MedisinaGigamit sa dili-invasive nga imaging ug diagnostics, sama sa optical coherence tomography (OCT), nga nagpatunghag mga high-resolution nga mga imahe sa tisyu.

Mga Elektroniko sa KonsumidorGi-integrate sa mga smartphone, tablet, ug laptop para sa mga feature sama sa facial recognition, biometric authentication, ug gesture recognition.

Mga Drone:Gigamit alang sa nabigasyon, paglikay sa bangga, ug sa pagsulbad sa mga kabalaka sa pribasiya ug abyasyon.

Arkitektura sa Sistema sa TOF

Ang usa ka tipikal nga sistema sa TOF gilangkoban sa pipila ka importanteng sangkap aron makab-ot ang pagsukod sa distansya sama sa gihulagway:

· Tigpadala (Tx):Apil niini ang tinubdan sa kahayag sa laser, kasagaran usa kaVCSEL, usa ka driver circuit nga ASIC aron padaganon ang laser, ug mga optical component para sa beam control sama sa collimating lenses o diffractive optical elements, ug mga filter.
· Tigdawat (Rx):Kini gilangkoban sa mga lente ug mga filter sa receiving end, mga sensor sama sa CIS, SPAD, o SiPM depende sa TOF system, ug usa ka Image Signal Processor (ISP) para sa pagproseso sa daghang datos gikan sa receiver chip.
·Pagdumala sa Gahum:Pagdumala sa lig-onAng pagkontrol sa kuryente para sa mga VCSEL ug taas nga boltahe para sa mga SPAD hinungdanon kaayo, nga nanginahanglan ug lig-on nga pagdumala sa kuryente.
· Layer sa Software:Apil niini ang firmware, SDK, OS, ug application layer.

Ang arkitektura nagpakita kon giunsa ang usa ka laser beam, nga naggikan sa VCSEL ug giusab sa mga optical component, mobiyahe agi sa kawanangan, mo-reflect sa usa ka butang, ug mobalik sa receiver. Ang time lapse calculation niini nga proseso nagpadayag sa impormasyon sa distansya o giladmon. Bisan pa, kini nga arkitektura wala maglakip sa mga agianan sa kasaba, sama sa kasaba nga gipahinabo sa kahayag sa adlaw o multi-path nga kasaba gikan sa mga repleksyon, nga hisgutan sa ulahi sa serye.

Klasipikasyon sa mga Sistema sa TOF

Ang mga sistema sa TOF panguna nga giklasipikar pinaagi sa ilang mga teknik sa pagsukod sa distansya: direkta nga TOF (dTOF) ug dili direkta nga TOF (iTOF), ang matag usa adunay managlahing hardware ug algorithmic nga pamaagi. Ang serye sa sinugdanan naglatid sa ilang mga prinsipyo sa dili pa mosusi sa usa ka pagtandi nga pag-analisa sa ilang mga bentaha, mga hagit, ug mga parameter sa sistema.

Bisan pa sa daw yano nga prinsipyo sa TOF – ang pagpagawas og pulso sa kahayag ug pag-ila sa pagbalik niini aron makalkulo ang distansya – ang pagkakomplikado anaa sa paglainlain sa mibalik nga kahayag gikan sa naglibot nga kahayag. Kini matubag pinaagi sa pagpagawas og igo nga hayag nga kahayag aron makab-ot ang taas nga signal-to-noise ratio ug pagpili sa angay nga mga wavelength aron maminusan ang interference sa kahayag sa palibot. Laing pamaagi mao ang pag-encode sa gipagawas nga kahayag aron kini mailhan sa pagbalik, susama sa mga signal sa SOS nga adunay flashlight.

Ang serye nagpadayon sa pagtandi sa dTOF ug iTOF, nga naghisgot sa ilang mga kalainan, bentaha, ug mga hagit sa detalyado, ug dugang nga giklasipikar ang mga sistema sa TOF base sa pagkakomplikado sa impormasyon nga ilang gihatag, gikan sa 1D TOF hangtod sa 3D TOF.

dTOF

Ang Direct TOF direktang nagsukod sa oras sa paglupad sa photon. Ang importanteng component niini, ang Single Photon Avalanche Diode (SPAD), sensitibo kaayo aron makamatikod sa single photons. Ang dTOF naggamit sa Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC) aron masukod ang oras sa pag-abot sa photon, nga naghimo og histogram aron mahibal-an ang labing lagmit nga distansya base sa pinakataas nga frequency sa usa ka partikular nga kalainan sa oras.

iTOF

Ang Indirect TOF nagkalkula sa flight time base sa phase difference tali sa emitted ug received waveforms, nga kasagarang naggamit og continuous wave o pulse modulation signals. Ang iTOF makagamit og standard image sensor architectures, nga nagsukod sa light intensity sa paglabay sa panahon.

Ang iTOF gibahin pa sa continuous wave modulation (CW-iTOF) ug pulse modulation (Pulsed-iTOF). Gisukod sa CW-iTOF ang phase shift tali sa gipagawas ug nadawat nga sinusoidal waves, samtang ang Pulsed-iTOF nagkalkula sa phase shift gamit ang square wave signals.

Dugang nga Pagbasa:

Wikipedia. (nd). Oras sa paglupad. Gikuha gikan sahttps://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
Sony Semiconductor Solutions Group. (nd). ToF (Oras sa Paglupad) | Komon nga Teknolohiya sa mga Sensor sa Imahe. Gikuha gikan sahttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Microsoft. (2021, Pebrero 4). Pasiuna sa Microsoft Time Of Flight (ToF) - Azure Depth Platform. Gikuha gikan sahttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
ESCATEC. (2023, Marso 2). Mga Sensor sa Oras sa Paglupad (TOF): Usa ka Lawom nga Kinatibuk-ang Pagtan-aw ug mga Aplikasyon. Gikuha gikan sahttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

Gikan sa panid sa webhttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/

sa awtor: Chao Guang

Pagpasabot:

Among gideklarar nga ang pipila sa mga hulagway nga gipakita sa among website gikolekta gikan sa Internet ug Wikipedia, nga adunay tumong nga mapalambo ang edukasyon ug pagpaambit sa impormasyon. Girespeto namo ang mga katungod sa intelektwal nga kabtangan sa tanang mga tiglalang. Ang paggamit niini nga mga hulagway wala gituyo alang sa komersyal nga ganansya.

Kon nagtuo ka nga ang bisan unsang sulud nga gigamit nakalapas sa imong copyright, palihug kontaka kami. Andam kami nga mohimo sa angay nga mga lakang, lakip ang pagtangtang sa mga imahe o paghatag sa husto nga pag-ila, aron masiguro ang pagsunod sa mga balaod ug regulasyon sa intellectual property. Ang among tumong mao ang pagmintinar sa usa ka plataporma nga dato sa sulud, patas, ug nagtahod sa mga katungod sa intellectual property sa uban.

Palihug kontaka kami sa mosunod nga email address:sales@lumispot.cnKami misaad nga mohimo dayon og aksyon sa higayon nga makadawat og bisan unsang pahibalo ug mogarantiya sa 100% nga kooperasyon sa pagsulbad sa bisan unsang maong mga isyu.