Warta - Prinsip dhasar lan aplikasi Sistem TOF (Wektu Penerbangan).

Langganan Media Sosial Kita Kanggo Kiriman Langsung

Seri iki nduweni tujuan kanggo menehi pamaca pemahaman sing jero lan progresif babagan sistem Wektu Penerbangan (TOF). Isi nyakup ringkesan lengkap sistem TOF, kalebu panjelasan rinci babagan TOF ora langsung (iTOF) lan TOF langsung (dTOF). Bagean kasebut nyelidiki paramèter sistem, kaluwihan lan kekurangane, lan macem-macem algoritma. Artikel kasebut uga nylidiki macem-macem komponen sistem TOF, kayata Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs), lensa transmisi lan resepsi, nampa sensor kaya CIS, APD, SPAD, SiPM, lan sirkuit driver kaya ASIC.

Pengenalan TOF(Wektu Penerbangan)

Prinsip dhasar

TOF, singkatan saka Time of Flight, yaiku cara sing digunakake kanggo ngukur jarak kanthi ngitung wektu sing dibutuhake cahya kanggo lelungan ing jarak tartamtu ing medium. Prinsip iki utamane ditrapake ing skenario TOF optik lan relatif langsung. Proses kasebut kalebu sumber cahya sing ngetokake sinar cahya, kanthi wektu emisi dicathet. Cahya iki banjur mantulake target, ditangkap dening panrima, lan wektu panrima dicathet. Bentenipun ing wektu iki, dilambangake minangka t, nemtokake jarak (d = kacepetan cahya (c) × t / 2).

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, nggambarake obyek, lan bali menyang sensor, ing ngendi wektu lelungan diukur lan digunakake kanggo ngitung jarak. Ing kontras, sensor ToF elektromagnetik nggunakake gelombang elektromagnetik, kayata radar utawa lidar, kanggo ngukur jarak. Padha operate ing prinsip padha nanging nggunakake medium beda kanggopangukuran jarak.

Aplikasi saka Sensor ToF

Sensor ToF serbaguna lan wis diintegrasi menyang macem-macem lapangan:

Robotika:Digunakake kanggo deteksi alangan lan pandhu arah. Contone, robot kaya Roomba lan Atlas Boston Dynamics nggunakake kamera jero ToF kanggo pemetaan lingkungan lan ngrancang gerakan.

Sistem Keamanan:Sensor gerak umum kanggo ndeteksi penyusup, micu weker, utawa ngaktifake sistem kamera.

Industri Otomotif:Digabungake ing sistem bantuan driver kanggo kontrol cruise adaptif lan panyegahan tabrakan, dadi tambah akeh ing model kendaraan anyar.

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

Elektronika Konsumen: Integrasi 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 khas kasusun saka sawetara komponen utama kanggo entuk pangukuran jarak kaya sing diterangake:

· Pemancar (Tx):Iki kalebu sumber cahya laser, utamané aVCSEL, sirkuit driver ASIC kanggo drive laser, lan komponen optik kanggo kontrol beam kayata collimating lensa utawa unsur optik difraksi, lan saringan.
· Penerima (Rx):Iki kalebu lensa lan saringan ing mburi panampa, 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 saiki kanggo VCSEL lan dhuwur voltase kanggo SPADs wigati, mbutuhake Manajemen daya kuwat.
· Lapisan piranti lunak:Iki kalebu perangkat kukuh, SDK, OS, lan lapisan aplikasi.

Arsitèktur nduduhake carane sinar laser, asalé saka VCSEL lan diowahi dening komponen optik, lelungan liwat papan, nggambarake obyek, lan bali menyang panrima. Pitungan wektu selang ing proses iki mbukak informasi jarak utawa ambane. Nanging, arsitektur iki ora nutupi dalan gangguan, kayata swara suryo srengenge-mlebu utawa gangguan multi-path saka bayangan, kang rembugan mengko ing seri.

Klasifikasi Sistem TOF

Sistem TOF utamane dikategorikake miturut teknik pangukuran jarak: TOF langsung (dTOF) lan TOF ora langsung (iTOF), saben duwe pendekatan hardware lan algoritma sing beda. Seri kasebut wiwitane njlentrehake prinsip-prinsip kasebut sadurunge nyelidiki analisis komparatif babagan kaluwihan, tantangan, lan paramèter sistem.

Senadyan prinsip TOF sing katon prasaja - ngetokake pulsa cahya lan ndeteksi bali kanggo ngitung jarak - kerumitan kasebut dumunung ing mbedakake cahya bali saka cahya sekitar. Iki ditangani kanthi ngetokake cahya sing cukup padhang kanggo entuk rasio sinyal-kanggo-noise sing dhuwur lan milih dawa gelombang sing cocog kanggo nyilikake gangguan cahya lingkungan. Pendekatan liyane yaiku encode cahya sing dipancarake supaya bisa dibedakake nalika bali, padha karo sinyal SOS kanthi senter.

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

dTOF

TOF langsung langsung ngukur wektu penerbangan 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 tekan foton, nggawe histogram kanggo nemtokake jarak sing paling mungkin adhedhasar frekuensi paling dhuwur saka prabédan wektu tartamtu.

iTOF

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

iTOF dipérang manèh dadi modulasi gelombang kontinu (CW-iTOF) lan modulasi pulsa (Pulsed-iTOF). CW-iTOF ngukur shift fase antarane gelombang sinusoidal sing dipancarake lan ditampa, dene Pulsed-iTOF ngetung shift fase nggunakake sinyal gelombang persegi.

Wacan liyane:

Wikipedia. (nd). Wektu penerbangan. Dijupuk sakahttps://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
Sony Semiconductor Solutions Group. (nd). ToF (Wektu Penerbangan) | Teknologi Umum Sensor Gambar. Dijupuk sakahttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Microsoft. (2021, 4 Februari). 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. (2023, 2 Maret). Sensor Wektu Penerbangan (TOF): Ringkesan lan Aplikasi sing Mendalam. 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:

Kita kanthi iki nyatakake yen sawetara gambar sing ditampilake ing situs web kita diklumpukake saka Internet lan Wikipedia, kanthi tujuan kanggo promosi pendidikan lan nuduhake informasi. Kita ngurmati hak properti intelektual kabeh pangripta. Panggunaan gambar kasebut ora dimaksudake kanggo keuntungan komersial.

Yen sampeyan yakin manawa konten sing digunakake nglanggar hak cipta sampeyan, hubungi kita. Kita luwih saka gelem njupuk langkah sing cocog, kalebu mbusak gambar utawa menehi atribusi sing tepat, kanggo mesthekake selaras karo hukum lan peraturan properti intelektual. Tujuan kita yaiku njaga platform sing sugih konten, adil, lan ngajeni hak properti intelektual wong liya.

Hubungi kita ing alamat email ing ngisor iki:sales@lumispot.cn. Kita komitmen kanggo njupuk tindakan langsung nalika nampa kabar lan njamin kerjasama 100% kanggo ngrampungake masalah kasebut.