Harpidetu gure sare sozialetara bidalketa berehala lortzeko
Serie honek irakurleei Hegaldiaren Denbora (TOF) sistemaren ulermen sakon eta progresiboa eskaintzea du helburu. Edukiak TOF sistemen ikuspegi orokorra hartzen du, zeharkako TOF (iTOF) eta TOF zuzeneko (dTOF) azalpen zehatzak barne. Atal hauek sistemaren parametroetan, haien abantailak eta desabantailak eta hainbat algoritmotan sakontzen dute. Artikuluak TOF sistemen osagai desberdinak ere aztertzen ditu, hala nola, Barrunbe Bertikaleko Gainazaleko Igorpen Laserrak (VCSEL), transmisio- eta harrera-lenteak, CIS, APD, SPAD, SiPM bezalako sentsore hartzaileak eta ASICak bezalako kontrol-zirkuituak.
TOF (Hegaldiaren Ordua) sarrera
Oinarrizko Printzipioak
TOF, Hegaldi-denbora esan nahi du, distantzia neurtzeko erabiltzen den metodo bat da, argiak bitarteko batean distantzia jakin bat egiteko behar duen denbora kalkulatuz. Printzipio hau TOF agertoki optikoetan aplikatzen da batez ere eta nahiko erraza da. Prozesuan argi-iturri batek argi-sorta bat igortzen du, igorpen-denbora erregistratuta. Argi hori helburu batetik islatzen da, hargailu batek harrapatzen du eta harrera-ordua adierazten da. Denbora horien diferentziak, t gisa adierazita, distantzia zehazten du (d = argiaren abiadura (c) × t / 2).
ToF sentsore motak
Bi ToF sentsore mota daude: optikoa eta elektromagnetikoa. ToF sentsore optikoek, ohikoagoak direnak, argi-pultsuak erabiltzen dituzte, normalean infragorrien barrutian, distantzia neurtzeko. Pultsu hauek sentsoretik igortzen dira, objektu batetik islatzen dira eta sentsorera itzultzen dira, non bidaia-denbora neurtu eta distantzia kalkulatzeko erabiltzen da. Aitzitik, ToF sentsore elektromagnetikoek uhin elektromagnetikoak erabiltzen dituzte, radarra edo lidar bezalakoak, distantzia neurtzeko. Antzeko printzipio baten arabera funtzionatzen dute, baina beste euskarri bat erabiltzen dutedistantzia neurtzea.
ToF sentsoreen aplikazioak
ToF sentsoreak polifazetikoak dira eta hainbat esparrutan integratu dira:
Robotika:Oztopoak detektatzeko eta nabigatzeko erabiltzen da. Esaterako, Roomba eta Boston Dynamics-en Atlas bezalako robotek ToF sakonera-kamerak erabiltzen dituzte ingurua mapatzeko eta mugimenduak planifikatzeko.
Segurtasun Sistemak:Mugimendu-sentsore ohikoak intrusioak detektatzeko, alarmak pizteko edo kamera sistemak aktibatzeko.
Automobilgintza:Gidariari laguntzeko sistemetan sartuta, gurutzaldi-kontrol moldagarrirako eta talkak saihesteko, gero eta nagusiagoa da ibilgailu-eredu berrietan.
Medikuntza arloa: Irudi eta diagnostiko ez inbaditzaileetan erabiltzen da, hala nola koherentzia optikoko tomografian (OCT), bereizmen handiko ehunen irudiak ekoizten.
Kontsumo Elektronika: Smartphoneetan, tabletetan eta ordenagailu eramangarrietan integratuta dago aurpegi-ezagutza, autentifikazio biometrikoa eta keinu-ezagutza bezalako funtzioetarako.
Drones:Nabigaziorako, talkak saihesteko eta pribatutasun eta abiazio arazoei aurre egiteko erabiltzen da
TOF Sistemaren Arkitektura
TOF sistema tipiko batek hainbat funtsezko osagai ditu distantzia neurtzea deskribatzen den moduan lortzeko:
· Igorlea (Tx):Honek laser argi-iturri bat barne hartzen du, batez ere aVCSEL, laserra gidatzeko ASIC gidari-zirkuitu bat, eta izpiaren kontrolarako osagai optikoak, hala nola lente kolimatzaileak edo elementu optiko difraktiboak, eta iragazkiak.
· Hartzailea (Rx):Honek lenteak eta iragazkiak ditu hartzaileen muturrean, CIS, SPAD edo SiPM bezalako sentsoreek TOF sistemaren arabera eta Irudi Seinale Prozesadore batek (ISP) hartzailearen txiparen datu kopuru handiak prozesatzeko.
·Energiaren kudeaketa:Egonkorra kudeatzeaVCSELetarako korronte kontrola eta SPADetarako tentsio altua funtsezkoa da, potentzia kudeaketa sendoa eskatzen du.
· Software geruza:Honek firmwarea, SDK, OS eta aplikazio geruza barne hartzen ditu.
Arkitekturak erakusten du nola laser izpi bat, VCSELetik sortua eta osagai optikoek eraldatua, nola bidaiatzen duen espazioan, objektu batetik islatzen den eta hartzailera itzultzen den. Prozesu honetan denbora-lapsoaren kalkuluak distantzia edo sakoneraren informazioa erakusten du. Hala ere, arkitektura honek ez ditu zarata-bideak estaltzen, hala nola, eguzki-argiak eragindako zarata edo islaren bide anitzeko zarata, seriean aurrerago eztabaidatuko direnak.
TOF sistemen sailkapena
TOF sistemak distantzia neurtzeko tekniken arabera sailkatzen dira nagusiki: TOF zuzena (dTOF) eta zeharkako TOF (iTOF), bakoitza hardware eta ikuspegi algoritmiko desberdinekin. Serieak hasiera batean haien printzipioak zehazten ditu haien abantailen, erronken eta sistemaren parametroen analisi konparatiboan sakondu aurretik.
TOFaren printzipioa itxuraz sinplea den arren –argi pultsu bat igortzea eta distantzia kalkulatzeko itzulera detektatzea– konplexutasuna itzultzen den argia inguruneko argitik bereiztean datza. Hau argi distiratsu nahikoa igortzen da seinale-zarata erlazio altua lortzeko eta uhin-luzera egokiak hautatuz ingurumen-argiaren interferentziak minimizatzeko. Beste ikuspegi bat igortzen den argia kodetzea da itzultzean bereizgarria izan dadin, linterna batekin SOS seinaleen antzera.
Serieak dTOF eta iTOF konparatzen jarraitzen du, haien desberdintasunak, abantailak eta erronkak zehatz-mehatz eztabaidatuz, eta TOF sistemak gehiago sailkatzen ditu ematen duten informazio konplexuaren arabera, 1D TOF eta 3D TOF bitartekoak.
dTOF
TOF zuzenak zuzenean neurtzen du fotoiaren hegaldi-denbora. Bere funtsezko osagaia, Single Photon Avalanche Diode (SPAD), fotoi bakarrak detektatzeko nahikoa sentikorra da. dTOF-k Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC) erabiltzen du fotoien iristeen denbora neurtzeko, histograma bat eraikiz, denbora-diferentzia jakin baten maiztasun altuenean oinarritutako distantzia seguruena ondorioztatzeko.
iTOF
Zeharkako TOF-k hegaldi-denbora kalkulatzen du igorritako eta jasotako uhin-formen arteko fase-diferentziaren arabera, normalean etengabeko uhin edo pultsu-modulazio-seinaleak erabiliz. iTOF-ek irudi sentsoreen arkitektura estandarrak erabil ditzake, argiaren intentsitatea denboran zehar neurtuz.
iTOF uhin jarraituaren modulazioan (CW-iTOF) eta pultsuen modulazioan (Pulsed-iTOF) banatzen da. CW-iTOF-k igorritako eta jasotako uhin sinusoidalen arteko fase-aldaketa neurtzen du, eta Pultsu-iTOF-k, berriz, fase-aldaketa kalkulatzen du uhin karratuen seinaleak erabiliz.
Irakurketa gehiago:
- Wikipedia. (nd). Hegaldiaren ordua. Bertatik berreskuratuahttps://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
- Sony Semiconductor Solutions Taldea. (nd). ToF (Hegaldiaren Ordua) | Irudi-sentsoreen teknologia komuna. Bertatik berreskuratuahttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
- Microsoft. (2021, otsailaren 4a). Microsoft Time Of Flight (ToF)-ren aurkezpena - Azure Depth Platform. Bertatik berreskuratuahttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
- ESCATEC. (2023, martxoak 2). Hegaldiaren denbora (TOF) sentsoreak: ikuspegi orokorra eta aplikazioak. Bertatik berreskuratuahttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications
Web orrialdetikhttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/
egilea: Chao Guang
Oharra:
Honen bidez adierazten dugu gure webgunean agertzen diren irudi batzuk Internetetik eta Wikipediatik jasotakoak direla, hezkuntza eta informazioa partekatzea sustatzeko helburuarekin. Sortzaile guztien jabetza intelektualaren eskubideak errespetatzen ditugu. Irudi hauen erabilera ez da etekin komertziala lortzeko.
Erabilitako edukiren batek zure copyrighta urratzen duela uste baduzu, jar zaitez gurekin harremanetan. Neurri egokiak hartzeko prest gaude, besteak beste, irudiak kentzea edo esleipen egokia ematea, jabetza intelektualeko legeak eta arauak betetzen direla ziurtatzeko. Gure helburua edukietan aberatsa, bidezkoa eta besteen jabetza intelektualaren eskubideak errespetatuko dituen plataforma bat mantentzea da.
Mesedez, jar zaitez gurekin harremanetan helbide elektroniko honetan:sales@lumispot.cn. Edozein jakinarazpen jasotzean berehalako neurriak hartzeko konpromisoa hartzen dugu eta arazo horiek konpontzeko %100eko lankidetza bermatzen dugu.
Argitalpenaren ordua: 2023-12-18