Pawarta - Prinsip Dasar lan Aplikasi Sistem TOF (Time of Flight)

Langganan Media Sosial Kami Untuk Postingan Segera

Seri iki nduweni tujuan kanggo menehi pamaca pangerten sing jero lan progresif babagan sistem Time of Flight (TOF). Isine nyakup ringkesan lengkap babagan sistem TOF, kalebu panjelasan rinci babagan TOF ora langsung (iTOF) lan TOF langsung (dTOF). Bagean kasebut nyinaoni parameter sistem, kaluwihan lan kekurangane, lan macem-macem algoritma. Artikel iki uga njelajah macem-macem komponen sistem TOF, kayata Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSEL), lensa transmisi lan panrima, sensor panrima kaya CIS, APD, SPAD, SiPM, lan sirkuit driver kaya ASIC.

Pambuka kanggo TOF (Wektu Penerbangan)

Prinsip-prinsip Dasar

TOF, cekakan saka Time of Flight, yaiku metode sing digunakake kanggo ngukur jarak kanthi ngetung wektu sing dibutuhake cahya kanggo lelungan jarak tartamtu ing medium. Prinsip iki utamane ditrapake ing skenario TOF optik lan relatif gampang. Proses iki nglibatake sumber cahya sing ngetokake sinar cahya, kanthi wektu emisi direkam. Cahya iki banjur dipantulake saka target, ditangkap dening panrima, lan wektu panrima dicathet. Bedane wektu kasebut, sing dilambangake minangka t, nemtokake jarak (d = kecepatan cahya (c) × t / 2).

Jinis-jinis Sensor ToF

Ana rong jinis utama sensor ToF: optik lan elektromagnetik. Sensor ToF optik, sing luwih umum, nggunakake pulsa cahya, biasane ing kisaran inframerah, kanggo pangukuran jarak. Pulsa iki dipancarake saka sensor, dipantulake saka obyek, lan bali menyang sensor, ing ngendi wektu perjalanan diukur lan digunakake kanggo ngetung jarak. Kosok baline, sensor ToF elektromagnetik nggunakake gelombang elektromagnetik, kaya radar utawa lidar, kanggo ngukur jarak. Sensor kasebut beroperasi kanthi prinsip sing padha nanging nggunakake medium sing beda kanggo.pangukuran jarak.

Aplikasi Sensor ToF

Sensor ToF iku serbaguna lan wis diintegrasikan menyang macem-macem bidang:

Robotika:Digunakake kanggo deteksi lan navigasi alangan. Contone, robot kaya Roomba lan Boston Dynamics' Atlas nggunakake kamera ToF kanggo memetakan lingkungan sekitar lan ngrancang gerakan.

Sistem Keamanan:Umumé ana ing sensor gerakan kanggo ndeteksi penyusup, micu alarm, utawa ngaktifake sistem kamera.

Industri Otomotif:Digabungake ing sistem bantuan pengemudi kanggo kontrol jelajah adaptif lan nyegah tabrakan, lan saya umum digunakake ing model kendaraan anyar.

Bidang MedisDigunakake ing pencitraan lan diagnostik non-invasif, kayata tomografi koherensi optik (OCT), sing ngasilake gambar jaringan resolusi dhuwur.

Elektronik KonsumenDiintegrasikan menyang smartphone, tablet, lan laptop kanggo fitur kaya pangenalan rai, otentikasi biometrik, lan pangenalan gerakan.

Drone:Digunakake kanggo navigasi, nyegah tabrakan, lan kanggo ngatasi masalah privasi lan penerbangan.

Arsitektur Sistem TOF

Sistem TOF umumé kasusun saka sawetara komponen kunci kanggo nggayuh pangukuran jarak kaya sing diterangake:

· Pemancar (Tx):Iki kalebu sumber cahya laser, utamaneVCSEL, sirkuit driver ASIC kanggo nggerakake laser, lan komponen optik kanggo kontrol sinar kayata lensa kolimasi utawa elemen optik difraktif, lan filter.
· Panampa (Rx):Iki kasusun saka lensa lan filter ing sisih panrima, sensor kaya CIS, SPAD, utawa SiPM gumantung saka sistem TOF, lan Prosesor Sinyal Gambar (ISP) kanggo ngolah data sing akeh saka chip panrima.
·Manajemen Daya:Ngatur stabilKontrol arus kanggo VCSEL lan voltase dhuwur kanggo SPAD iku penting banget, mbutuhake manajemen daya sing kuat.
· Lapisan Piranti Lunak:Iki kalebu firmware, SDK, OS, lan lapisan aplikasi.

Arsitektur iki nduduhake kepiye sinar laser, sing asale saka VCSEL lan diowahi dening komponen optik, lelungan liwat ruang angkasa, mantul saka obyek, lan bali menyang panrima. Pitungan selang wektu ing proses iki mbukak informasi jarak utawa ambane. Nanging, arsitektur iki ora nutupi jalur gangguan, kayata gangguan sing disebabake sinar srengenge utawa gangguan multi-jalur saka pantulan, sing bakal dirembug mengko ing seri iki.

Klasifikasi Sistem TOF

Sistem TOF utamane dikategorikake miturut teknik pangukuran jarak: TOF langsung (dTOF) lan TOF ora langsung (iTOF), saben-saben duwe pendekatan perangkat keras lan algoritmik sing beda. Seri kasebut wiwitane nggambarake prinsip-prinsipe sadurunge nyinaoni analisis komparatif babagan kaluwihan, tantangan, lan parameter sistem.

Senajan prinsip TOF katon prasaja – ngetokake pulsa cahya lan ndeteksi baline kanggo ngetung jarak – kerumitane ana ing mbedakake cahya sing bali saka cahya sekitar. Iki ditangani kanthi ngetokake cahya sing cukup padhang kanggo entuk rasio signal-to-noise sing dhuwur lan milih dawa gelombang sing cocog kanggo nyuda gangguan cahya lingkungan. Pendekatan liyane yaiku ngode cahya sing dipancarake supaya bisa dibedakake nalika bali, padha karo sinyal SOS nganggo senter.

Seri iki nerusake kanggo mbandhingake dTOF lan iTOF, ngrembug bedane, kaluwihan, lan tantangan kanthi rinci, lan luwih lanjut ngategorikake sistem TOF adhedhasar kerumitan informasi sing diwenehake, wiwit saka 1D TOF nganti 3D TOF.

dTOF

TOF langsung ngukur langsung wektu mabur foton. Komponen utama, Single Photon Avalanche Diode (SPAD), cukup sensitif kanggo ndeteksi foton tunggal. dTOF nggunakake Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC) kanggo ngukur wektu tekane foton, nggawe histogram kanggo nyimpulake jarak sing paling mungkin adhedhasar frekuensi paling dhuwur saka bedane wektu tartamtu.

iTOF

TOF ora langsung ngetung wektu mabur adhedhasar beda fase antarane bentuk gelombang sing dipancarake lan ditampa, umume nggunakake sinyal modulasi gelombang terus-terusan utawa pulsa. iTOF bisa nggunakake arsitektur sensor gambar standar, ngukur intensitas cahya sajrone wektu.

iTOF luwih dipérang manèh dadi modulasi gelombang terus-terusan (CW-iTOF) lan modulasi pulsa (Pulsed-iTOF). CW-iTOF ngukur owah-owahan fase antarane gelombang sinusoidal sing dipancarake lan ditampa, dene Pulsed-iTOF ngetung owah-owahan fase nggunakake sinyal gelombang kothak.

Wacan Sabanjure:

Wikipedia. (nd). Wektu mabur. Dijupuk sakahttps://jv.wikipedia.org/wiki/Wektu_penerbangan
Sony Semiconductor Solutions Group. (nd). ToF (Wektu Penerbangan) | Teknologi Umum Sensor Gambar. Dijupuk sakahttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Microsoft. (4 Februari 2021). Pambuka kanggo Microsoft Time Of Flight (ToF) - Azure Depth Platform. Dijupuk sakahttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
ESCATEC. (2 Maret 2023). Sensor Wektu Penerbangan (TOF): Ringkesan lan Aplikasi sing Jero. Dijupuk sakahttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

Saka kaca webhttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/

dening penulis: Chao Guang

Penafian:

Kanthi iki, kita nyatakake yen sawetara gambar sing ditampilake ing situs web kita dikumpulake saka Internet lan Wikipedia, kanthi tujuan kanggo ningkatake pendidikan lan nuduhake informasi. Kita ngurmati hak kekayaan intelektual kabeh kreator. Panggunaan gambar-gambar iki ora dimaksudake kanggo keuntungan komersial.

Menawi panjenengan pitados bilih wonten konten ingkang dipun-ginakaken nglanggar hak cipta panjenengan, sumangga hubungi kita. Kita langkung saking gegayuhan nindakaken tindakan ingkang cocog, kalebet mbusak gambar utawi nyediakaken atribusi ingkang leres, kangge njamin kepatuhan kaliyan undang-undang lan peraturan properti intelektual. Tujuan kita inggih punika njaga platform ingkang sugih konten, adil, lan ngajeni hak properti intelektual tiyang sanes.

Mangga hubungi kita ing alamat email ing ngisor iki:sales@lumispot.cnKita setya bakal langsung tumindak nalika nampa kabar lan njamin kerjasama 100% kanggo ngrampungake masalah kasebut.