Naidheachdan - Prionnsabal Bunasach agus cleachdadh Siostam TOF (Ùine Itealaich)

Fo-sgrìobh dhan na Meadhanan Sòisealta againn airson Post Sgiobalta

Tha an t-sreath seo ag amas air tuigse dhomhainn is adhartach a thoirt do luchd-leughaidh air siostam Ùine Itealaich (TOF). Tha an susbaint a’ còmhdach sealladh farsaing air siostaman TOF, a’ gabhail a-steach mìneachaidhean mionaideach air TOF neo-dhìreach (iTOF) agus TOF dìreach (dTOF). Bidh na h-earrannan seo a’ sgrùdadh paramadairean an t-siostaim, na buannachdan agus na h-eas-bhuannachdan aca, agus diofar algairidhean. Bidh an artaigil cuideachd a’ sgrùdadh nan diofar phàirtean de shiostaman TOF, leithid Lasers Sgaoilidh Uachdar Cuas Ingearach (VCSELs), lionsan tar-chuir is glacaidh, mothachairean glacaidh leithid CIS, APD, SPAD, SiPM, agus cuairtean draibhear leithid ASICs.

Ro-ràdh do TOF (Ùine Itealaich)

Prionnsabalan Bunasach

’S e TOF, a tha a’ seasamh airson Time of Flight, dòigh a thathas a’ cleachdadh airson astar a thomhas le bhith a’ tomhas na h-ùine a bheir e air solas siubhal astar sònraichte ann am meadhan. Tha am prionnsapal seo air a chur an sàs sa mhòr-chuid ann an suidheachaidhean TOF optigeach agus tha e caran sìmplidh. Tha am pròiseas a’ toirt a-steach stòr solais a’ leigeil a-mach beam solais, agus an t-àm sgaoilidh air a chlàradh. An uairsin bidh an solas seo a’ nochdadh bho thargaid, ga ghlacadh le glacadair, agus tha an t-àm glacaidh air a chomharrachadh. Tha an diofar anns na h-amannan seo, air a chomharrachadh mar t, a’ dearbhadh an astair (d = astar solais (c) × t / 2).

Seòrsachan mothachairean ToF

Tha dà phrìomh sheòrsa de luchd-mothachaidh ToF ann: optaigeach agus electromagnetic. Bidh luchd-mothachaidh ToF optaigeach, a tha nas cumanta, a’ cleachdadh cuislean solais, mar as trice anns an raon infridhearg, airson tomhas astar. Bidh na cuislean seo air an sgaoileadh bhon luchd-mothachaidh, a’ nochdadh bho nì, agus a’ tilleadh chun luchd-mothachaidh, far a bheil an ùine siubhail air a thomhas agus air a chleachdadh gus astar obrachadh a-mach. An coimeas ri sin, bidh luchd-mothachaidh ToF electromagnetic a’ cleachdadh tonnan electromagnetic, leithid radar no lidar, gus astar a thomhas. Bidh iad ag obair air prionnsapal coltach ris ach a’ cleachdadh meadhan eadar-dhealaichte airsontomhas astar.

Tagraidhean mothachairean ToF

Tha mothachairean ToF ioma-chruthach agus chaidh an toirt a-steach do dhiofar raointean:

Robotaig:Air a chleachdadh airson cnapan-starra a lorg agus seòladh. Mar eisimpleir, bidh robotaichean mar Roomba agus Atlas aig Boston Dynamics a’ cleachdadh camarathan doimhneachd ToF airson mapadh a dhèanamh air na tha timcheall orra agus gluasadan a dhealbhadh.

Siostaman Tèarainteachd:Cumanta ann an mothachairean gluasad airson luchd-ionnsaigh a lorg, innealan-rabhaidh a bhrosnachadh, no siostaman camara a ghnìomhachadh.

Gnìomhachas nan càraichean:Air a ghabhail a-steach ann an siostaman taic-dràibhear airson smachd turais atharrachail agus casg bualadh, a’ sìor fhàs cumanta ann am modalan charbadan ùra.

Raon MeidigeachAir a chleachdadh ann an ìomhaighean agus breithneachadh neo-ionnsaigheach, leithid tomagrafaireachd co-leanailteachd optigeach (OCT), a’ dèanamh ìomhaighean clò àrd-rùn.

Leictreonaic Luchd-cleachdaidhAir a thoirt a-steach do fhònaichean sgairteil, tablaidean, agus coimpiutairean-uchd airson feartan leithid aithneachadh aghaidh, dearbhadh bith-eòlasach, agus aithneachadh gluasadan-bodhaig.

Drònaichean:Air a chleachdadh airson seòladh, casg a chur air bualadh, agus ann a bhith a’ dèiligeadh ri draghan mu phrìobhaideachd agus itealain

Ailtireachd Siostam TOF

Tha grunn phàirtean cudromach ann an siostam TOF àbhaisteach gus an tomhas astar a tha air a mhìneachadh a choileanadh:

· Tar-chuir (Tx):Tha seo a’ gabhail a-steach stòr solais leusair, gu h-àraidh aVCSEL, cuairt dràibhidh ASIC gus an laser a dhràibheadh, agus co-phàirtean optigeach airson smachd a chumail air beam leithid lionsan coilimatach no eileamaidean optigeach diffractionach, agus sìoltachain.
· Glacadair (Rx):Tha seo a’ toirt a-steach lionsan agus sìoltachain aig a’ cheann a gheibh an dàta, mothachairean mar CIS, SPAD, no SiPM a rèir an t-siostam TOF, agus Pròiseasar Comharran Ìomhaigh (ISP) airson meudan mòra dàta a phròiseasadh bhon chip glacadair.
·Riaghladh Cumhachd:A’ riaghladh stàballTha smachd gnàthach airson VCSELan agus bholtaids àrd airson SPADan deatamach, agus feumar riaghladh cumhachd làidir.
· Sreath Bathar-bog:Tha seo a’ gabhail a-steach firmware, SDK, OS, agus sreath tagraidh.

Tha an ailtireachd a’ sealltainn mar a bhios gath leusair, a tha a’ tighinn bhon VCSEL agus air atharrachadh le co-phàirtean optigeach, a’ siubhal tro fhànais, a’ nochdadh bho nì, agus a’ tilleadh chun ghlacadair. Tha an àireamhachadh ùine sa phròiseas seo a’ nochdadh fiosrachadh mu astar no doimhneachd. Ach, chan eil an ailtireachd seo a’ còmhdach slighean fuaim, leithid fuaim air adhbhrachadh le solas na grèine no fuaim ioma-shligheach bho fhaileasan, a thèid a dheasbad nas fhaide air adhart san t-sreath.

Seòrsachadh Siostaman TOF

Tha siostaman TOF air an seòrsachadh sa mhòr-chuid a rèir an dòighean tomhais astar: TOF dìreach (dTOF) agus TOF neo-dhìreach (iTOF), gach fear le dòighean-obrach bathar-cruaidh is algorithmach sònraichte. Tha an t-sreath an toiseach a’ mìneachadh am prionnsapalan mus tèid iad a-steach do sgrùdadh coimeasach air na buannachdan, na dùbhlain agus na paramadairean siostaim aca.

A dh’aindeoin prionnsabal sìmplidh TOF – a bhith a’ leigeil a-mach cuisle solais agus a’ lorg a thilleadh gus astar obrachadh a-mach – tha an duilgheadas ann a bhith ag eadar-dhealachadh an t-solais a tha a’ tilleadh bhon t-solas mun cuairt. Tha seo air a rèiteachadh le bhith a’ leigeil a-mach solas soilleir gu leòr gus co-mheas àrd comharra-gu-fuaim a choileanadh agus le bhith a’ taghadh tonnan-fada iomchaidh gus bacadh solais mun cuairt a lughdachadh. Is e dòigh-obrach eile a th’ ann an solas a tha air a leigeil a-mach a chòdachadh gus a dhèanamh eadar-dhealaichte nuair a thilleas e, coltach ri comharran SOS le lòchran.

Bidh an t-sreath a’ dol air adhart gus coimeas a dhèanamh eadar dTOF agus iTOF, a’ beachdachadh air na h-eadar-dhealachaidhean, na buannachdan agus na dùbhlain aca gu mionaideach, agus a’ seòrsachadh siostaman TOF tuilleadh stèidhichte air iom-fhillteachd an fhiosrachaidh a bheir iad seachad, bho TOF 1D gu TOF 3D.

dTOF

Bidh TOF Dìreach a’ tomhas ùine itealaich a’ foton gu dìreach. Tha am prìomh phàirt aige, an Single Photon Avalanche Diode (SPAD), mothachail gu leòr airson fotonan singilte a lorg. Bidh dTOF a’ cleachdadh Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC) gus an ùine a ruigeas foton a thomhas, a’ togail histogram gus an t-astar as coltaiche a dhearbhadh stèidhichte air an tricead as àirde de dh’ eadar-dhealachadh ùine sònraichte.

iTOF

Bidh TOF neo-dhìreach a’ tomhas ùine itealaich stèidhichte air an eadar-dhealachadh ìre eadar cruthan-tonn a thèid a leigeil a-mach agus a gheibhear, mar as trice a’ cleachdadh comharran tonn leantainneach no modulachaidh cuisle. Faodaidh iTOF ailtireachd mothachaidh ìomhaigh àbhaisteach a chleachdadh, a’ tomhas dian solais thar ùine.

Tha iTOF air a roinn tuilleadh ann am modúlachadh tonn leantainneach (CW-iTOF) agus modúlachadh cuisle (Pulsed-iTOF). Bidh CW-iTOF a’ tomhas an gluasad céime eadar tonnan sinusoidal a thèid a leigeil a-mach agus a gheibhear, agus bidh Pulsed-iTOF a’ tomhas gluasad céime le bhith a’ cleachdadh comharran tonn ceàrnagach.

Leughadh a bharrachd:

Uicipeid. (nd). Àm an itealaich. Air a tharraing bhohttps://en.wikipedia.org/wiki/Ùine_itealaich
Buidheann Fuasglaidhean Semiconductor Sony. (nd). ToF (Ùine Itealaich) | Teicneòlas Cumanta mothachairean ìomhaigh. Air a tharraing bhohttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Microsoft. (4 Gearran 2021). Ro-ràdh do Microsoft Time Of Flight (ToF) - Àrd-ùrlar Azure Depth. Air a tharraing bhohttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
ESCATEC. (2 Màrt, 2023). Braitearan Àm Itealaich (TOF): Sealladh farsaing agus tagraidhean. Air a tharraing bhohttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

Bhon duilleag-lìnhttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/

leis an ùghdar: Chao Guang

Àicheadh:

Tha sinn leis an seo ag ràdh gu bheil cuid de na h-ìomhaighean a tha air an taisbeanadh air an làrach-lìn againn air an cruinneachadh bhon eadar-lìon agus Wikipedia, leis an amas foghlam agus roinneadh fiosrachaidh adhartachadh. Tha sinn a’ toirt urram do chòraichean seilbh inntleachdail a h-uile cruthadair. Chan eil cleachdadh nan ìomhaighean seo an dùil airson buannachd mhalairteach.

Ma tha thu den bheachd gu bheil gin den t-susbaint a thathar a’ cleachdadh a’ briseadh do chòraichean-lethbhric, cuir fios thugainn. Tha sinn deònach ceumannan iomchaidh a ghabhail, a’ gabhail a-steach dealbhan a thoirt air falbh no iomradh ceart a thoirt seachad, gus dèanamh cinnteach gu bheil sinn a’ gèilleadh ri laghan is riaghailtean seilbh inntleachdail. ’S e ar n-amas àrd-ùrlar a chumail suas a tha beairteach ann an susbaint, cothromach, agus a tha a’ toirt urram do chòraichean seilbh inntleachdail chàich.

Cuir fios thugainn aig an t-seòladh puist-d a leanas:sales@lumispot.cnTha sinn a’ gealltainn gnìomh a ghabhail sa bhad nuair a gheibh sinn fios sam bith agus tha sinn a’ gealltainn co-obrachadh 100% ann a bhith a’ fuasgladh chùisean mar sin.