Nouvèl - Prensip debaz ak aplikasyon TOF (tan vòl) sistèm

Abònman ak rezo sosyal nou an pou yon pòs rapid

Seri sa a gen pou objaktif pou bay lektè yo yon konpreyansyon pwofondè ak pwogresif sou sistèm Tan vòl (TOF). Kontni an kouvri yon apèsi konplè sou sistèm TOF, ki gen ladan eksplikasyon detaye tou de TOF endirèk (iTOF) ak TOF dirèk (dTOF). Seksyon sa yo fouye nan paramèt sistèm yo, avantaj ak dezavantaj yo, ak divès algoritm. Atik la tou eksplore diferan konpozan nan sistèm TOF, tankou lazè vètikal kavite sifas emèt (VCSELs), transmisyon ak lantiy resepsyon, k ap resevwa detèktè tankou CIS, APD, SPAD, SiPM, ak sikui chofè tankou ASIC.

Entwodiksyon TOF (Tan Vòl)

Prensip debaz yo

TOF, ki vle di Tan vòl, se yon metòd yo itilize pou mezire distans lè w kalkile tan li pran pou limyè vwayaje yon distans sèten nan yon mwayen. Prensip sa a se sitou aplike nan senaryo TOF optik epi li relativman senp. Pwosesis la enplike nan yon sous limyè ki emèt yon gwo bout bwa limyè, ak tan an nan emisyon anrejistre. Lè sa a, limyè sa a reflete sou yon sib, se kaptire pa yon reseptè, epi lè resepsyon an te note. Diferans nan tan sa yo, ki endike kòm t, detèmine distans la (d = vitès limyè (c) × t / 2).

Kalite detèktè ToF

Gen de kalite prensipal detèktè ToF: optik ak elektwomayetik. Detèktè optik ToF, ki pi komen, itilize pulsasyon limyè, tipikman nan seri enfrawouj la, pou mezi distans. Batman sa yo emèt nan Capteur a, reflete sou yon objè, epi retounen nan Capteur a, kote yo mezire tan vwayaj la epi yo itilize pou kalkile distans. Kontrèman, detèktè ToF elektwomayetik yo sèvi ak onn elektwomayetik, tankou rada oswa lidar, pou mezire distans. Yo opere sou yon prensip menm jan an men sèvi ak yon mwayen diferan poumezi distans.

Aplikasyon detèktè ToF

Detèktè ToF yo versatile epi yo te entegre nan divès domèn:

Robotics:Itilize pou deteksyon obstak ak navigasyon. Pou egzanp, robo tankou Roomba ak Atlas Boston Dynamics anplwaye kamera pwofondè ToF pou kat anviwònman yo ak planifikasyon mouvman.

Sistèm sekirite:Komen nan detèktè mouvman pou detekte entrigan, deklanche alam, oswa aktive sistèm kamera.

Endistri otomobil:Enkòpore nan sistèm asistans chofè pou kontwòl kwazyè adaptasyon ak evite kolizyon, vin de pli zan pli répandus nan nouvo modèl machin.

Jaden Medikal: Travay nan imaj ki pa pwogrese ak dyagnostik, tankou tomografi koerans optik (OCT), ki pwodui imaj tisi wo rezolisyon.

Elektwonik Konsomatè: Entegre nan smartphones, tablèt, ak laptop pou karakteristik tankou rekonesans feminen, otantifikasyon byometrik, ak rekonesans jès.

Drones:Itilize pou navigasyon, evite kolizyon, ak pou adrese enkyetid sou enfòmasyon prive ak avyasyon

TOF Sistèm Achitekti

Yon sistèm TOF tipik konsiste de plizyè eleman kle pou reyalize mezi distans la jan sa dekri:

· Transmetè (Tx):Sa a gen ladann yon sous limyè lazè, sitou yonVCSEL, yon sikwi chofè ASIC kondwi lazè a, ak konpozan optik pou kontwòl gwo bout bwa tankou lantiy kolimasyon oswa eleman optik difraktif, ak filtè.
· Reseptè (Rx):Sa a konsiste de lantiy ak filtè nan fen k ap resevwa, detèktè tankou CIS, SPAD, oswa SiPM depann sou sistèm nan TOF, ak yon processeur siyal imaj (ISP) pou trete gwo kantite done ki soti nan chip reseptè a.
·Jesyon pouvwa:Jere ki estabkontwòl aktyèl pou VCSEL yo ak vòltaj segondè pou SPAD yo enpòtan anpil, ki mande jesyon pouvwa solid.
· Kouch lojisyèl:Sa a gen ladan firmwèr, SDK, OS, ak kouch aplikasyon an.

Achitekti a montre kouman yon reyon lazè, ki soti nan VCSEL la epi ki modifye pa eleman optik, vwayaje nan espas, reflete sou yon objè, epi retounen nan reseptè a. Kalkil delè nan pwosesis sa a revele enfòmasyon sou distans oswa pwofondè. Sepandan, achitekti sa a pa kouvri chemen bri, tankou bri limyè solèy la pwovoke oswa bri milti-chemen soti nan refleksyon, ki diskite pita nan seri a.

Klasifikasyon nan sistèm TOF

Sistèm TOF yo premyèman kategori dapre teknik mezi distans yo: TOF dirèk (dTOF) ak TOF endirèk (iTOF), yo chak ak pyès ki nan konpitè diferan ak apwòch algoritmik. Seri a okòmansman dekri prensip yo anvan yo fouye nan yon analiz konparatif sou avantaj yo, defi yo, ak paramèt sistèm yo.

Malgre prensip ki sanble senp TOF - emèt yon batman limyè ak detekte retounen li nan kalkile distans - konpleksite a manti nan diferansye limyè a retounen soti nan limyè anbyen. Sa a se adrese pa emèt limyè ase klere pou reyalize yon gwo rapò siyal-a-bri epi chwazi longèdonn apwopriye pou minimize entèferans limyè anviwònman an. Yon lòt apwòch se kode limyè ki emèt la pou fè li distenge lè retounen, menm jan ak siyal SOS ak yon flach.

Seri a kontinye konpare dTOF ak iTOF, diskite sou diferans yo, avantaj, ak defi yo an detay, ak plis kategorize sistèm TOF ki baze sou konpleksite nan enfòmasyon yo bay, sòti nan 1D TOF a 3D TOF.

dTOF

Direct TOF dirèkteman mezire tan vòl foton an. Eleman kle li a, Single Photon Avalanche Diode (SPAD), se ase sansib pou detekte foton sèl. dTOF anplwaye Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC) pou mezire tan arive foton yo, pou konstwi yon istogram pou dedwi distans ki gen plis chans ki baze sou pi gwo frekans yon diferans tan patikilye.

iTOF

TOF endirèk kalkile tan vòl ki baze sou diferans faz ant fòm ond ki emèt ak resevwa, souvan lè l sèvi avèk siyal vag kontinyèl oswa batman batman. iTOF ka itilize achitekti Capteur imaj estanda, mezire entansite limyè sou tan.

iTOF se plis sibdivize nan modulation vag kontinyèl (CW-iTOF) ak batman batman (Pulsed-iTOF). CW-iTOF mezire chanjman faz ant onn sinusoidal ki emèt ak resevwa, pandan y ap Pulsed-iTOF kalkile chanjman faz lè l sèvi avèk siyal vag kare.

Plis lekti:

Wikipedya. (nd). Tan vòl. Rekipere nanhttps://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
Sony Semiconductor Solutions Group. (nd). ToF (Tan nan vòl) | Teknoloji komen nan detèktè imaj. Rekipere nanhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Microsoft. (2021, 4 fevriye). Entwodiksyon Microsoft Time Of Flight (ToF) - Azure Depth Platform. Rekipere nanhttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
ESCATEC. (2023, 2 mas). Tan nan vòl (TOF) Detèktè: Yon Apèsi sou Pwofondè ak Aplikasyon. Rekipere nanhttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

Soti nan paj wèb lahttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/

pa otè a: Chao Guang

Limit responsabilite nou:

Nou deklare ke kèk nan imaj ki parèt sou sit entènèt nou an yo kolekte nan Entènèt la ak Wikipedya, nan objektif pou ankouraje edikasyon ak pataje enfòmasyon. Nou respekte dwa pwopriyete entelektyèl tout kreyatè yo. Itilizasyon imaj sa yo pa fèt pou benefis komèsyal yo.

Si ou kwè ke nenpòt nan kontni yo itilize vyole copyright ou, tanpri kontakte nou. Nou plis pase dispoze pou pran mezi apwopriye, tankou retire imaj oswa bay bon atribisyon, pou asire konfòmite ak lwa ak règleman sou pwopriyete entelektyèl. Objektif nou se kenbe yon platfòm ki rich nan kontni, ki jis, epi ki respekte dwa pwopriyete entelektyèl lòt moun.

Tanpri kontakte nou nan adrès imel sa a:sales@lumispot.cn. Nou pran angajman pou pran aksyon imedya lè nou resevwa nenpòt notifikasyon epi garanti 100% koperasyon nan rezoud nenpòt pwoblèm sa yo.