TOF 센서 란 무엇입니까? 한 기사에서 TOF 카메라의 핵심 기술 및 주요 구성 요소 이해

영화 "매트릭스"는 모든 사람들이 . Neo를 보았을 가능성이있는 것입니다. Neo는 디지털 세계의 진정한 본질을보고 실제 세계에서 모든 것에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. TOF (비행 시간) 센서는 또한 비슷한 기능을 가진 스마트 기기를 가능하게하고, 그 깊이와 3 개의 현대 정보를 통해 현명한 기능을 활성화 할 수 있습니다.

그렇다면이 겉보기에 신비한 TOF 센서가 정확히 무엇입니까? TOF 카메라는 빛의 속도를 사용하여 거리를 어떻게 측정합니까? 이 기사 에서이 질문을 탐색 할 것입니다 .

우리가 TOF 센서로 뛰어 들기 전에, 비행 시간이 .의 시간을 간단히 살펴 보겠습니다.

"비행 시간"은 발사체 모션에서 중간 .를 통해 특정 거리를 이동하는 데 걸리는 시간입니다. 비행 시간은 객체가 발사에서 착륙으로 이동하는 데 걸리는 총 시간입니다. .는 이미징 기술에서 . {.}.}}}}}}}}}}}}).

what is Tof

비행 센서의 시간은 언제입니까? TOF 센서는 TOF 기술을 사용하는 센서의 한 유형입니다. . 객체를 "볼 수있는"객체는 빛의 속도가 일정하다는 물리적 특성을 기반으로합니다. . 기본 원리는 매우 간단합니다. 그 기본 원리는 빛의 빔을 나타냅니다. 카메라 모듈의 센서?이것을보십시오.

TOF 센서가 장착 된 카메라는 변조 된 광원 (예 : 레이저 또는 LED)을 사용하여 물체를 적극적으로 비추어 거리를 측정합니다 (예 : 레이저 또는 LED) . 레이저 파장 (일반적으로 850nm 또는 940nm)에 민감한 센서를 사용하여 반사 된 조명을 포착합니다 ({3}}}.

먼 계곡으로 소리를 지르고 소리가 입에서 듣는 에코로 이동하는 데 걸리는 시간을 계산하여 계곡까지의 거리를 추정하여 . TOF 센서가 비슷한 것을 수행하지만 소리 대신 빛을 사용합니다. ..

특히, TOF 센서의 워크 플로우는 다음과 같습니다.

광 맥박 방출 :TOF 센서는 대상 물체 .을 향해 매우 짧고 고강도 광 펄스 (일반적으로 인간 눈에 보이지 않는 적외선)를 방출합니다.
가벼운 반사 :이 가벼운 펄스는 대상 객체 .을 누른 후 다시 반사됩니다.
시간 측정 :센서의 내부 수신기는 반사 된 빛이 .가 반환 될 때까지 광 맥박이 방출 될 때부터 비행 시간 (TOF)을 정확하게 측정합니다.
거리 계산 :빛의 속도 (초당 약 3 × 10^8 미터)와 빛의 왕복 시간을 알면 물체와 센서 사이의 거리를 쉽게 계산할 수 있습니다.

거리=(빛의 속도 × 왕복 시간) / 2

(PS : 빛이 한 번 왕복을 이동하기 때문에 2.로 나누어야합니다.

실제 응용 분야에서 TOF 센서는 주로 두 가지 유형으로 분류됩니다.

직접 비행 시간 (DTOF) : 이름에서 알 수 있듯이, 방출에서 수신까지의 단일 광 펄스의 실제 비행 시간을 직접 측정합니다. . DTOF는 일반적으로 더 높은 정확도와 장거리 측정 기능을 제공하지만 타이밍 회로에 대한 엄격한 요구 사항을 부과합니다. ..
간접 TOF (ITOF) : 비행 시간을 직접 측정하지는 않지만 연속 조절 조명을 방출하고 반사 된 빛의 위상차를 측정하여 거리를 계산합니다. . 위상차가 클수록 조명이 더 멀리 이동할수록 .은 상대적으로 간단하고 더 낮은 비용이지만 일반적으로 더 낮은 비용을 가지고 있으며, 이는 일반적으로 DTOF에서 LAG를 뒤 따릅니다. 거리 .

DTOF 또는 ITOF를 사용하든 비행 시간 카메라는 궁극적으로 장면의 모든 지점 (또는 픽셀)에 대한 거리 정보를 캡처하여 깊이 맵 또는 포인트 클라우드로 구성하여 완전한 3 차원 공간 정보를 구성합니다. ..

이제 TOF 센서의 작동 방식을 이해하므로 완전한 TOF 카메라 시스템을 구성하는 핵심 구성 요소 .이 구성 요소가 함께 작동하여 비행 시간 카메라가 정확한 이미지를 캡처 할 수 있도록합니다.

광원
광학 렌즈
TOF 이미지 센서
타이밍 회로 및 제어 장치
깊이 계산 알고리즘 및 처리 장치

이러한 각 구성 요소 .의 기능을 자세히 살펴 보겠습니다.

TOF Kamera에서 광원은 주로 VCSELS 또는 LED에 의해 생성되는데, 이는 측정에 사용되는 광 신호를 방출하는 데 도움이된다 . 일반적으로 이것은 850 NM 및 940 NM의 파장에서 근적외선 (NIR) 조명을 포함합니다. Light . VCSEL에는 이미지 센서 앞에 조명을 분산시키기 위해 디퓨저가 장착되어 있으며 광학 구성 요소의 시야 필드 (FOV) . 라이트 드라이버도 포함하여 광 웨이브 형태의 상승 및 하락 시간을 제어하기위한 레이저 드라이버 및 유지 가장자리 날카 량 {6} |

광원에서 방출 된 빛에 초점을 맞추고 초점을 맞추는 데 초점을 맞추고 초점을 맞추는 데 초점을 맞추는 데 초점을 맞추는 데 초점을 맞추는 데 초점을 맞추는 데 초점을 맞추는 데 초점을 맞추는 데 초점을 맞추는 데 도움이되고 초점을 맞추는 데 초점을 맞추는 데 초점을 맞추는 데 초점을 맞추는 데 초점을 맞추는 데 초점을 맞추는 데 초점을 맞추는 데 초점을 맞추고 초점을 맞추는 데 초점을 맞추면 TOF 이미지 센서 .가 장면에서 다시 반사되어 TOF 카메라에 사용되는 렌즈는 일반적으로 높은 조명 전송이 필요하며 대역 통과 필터를 통과 할 수 있습니다 ({1}}.이 필터는 다른 전등을 통과 할 수 있습니다. 측정 신호의 순도 개선 . 렌즈는 모든 카메라 모듈 .에서 중요한 역할을합니다.이 기사를 참조하십시오.

len affect tof

센서는 전체 TOF 시스템 .의 핵심이며 주로 반사 된 빛을 캡처하고 배열 .의 각 픽셀에 대한 깊이 데이터로 변환하는 데 사용됩니다. 센서의 해상도가 높을수록 생성 된 깊이 맵의 품질이 높을수록 . . . . 감지 모듈은 대형 컴포넌트에 포함되어 있습니다. 조명 수집 효율 . 또한 대역 통과 필터 (850nm 및 940nm의 파장에서 조명을 전송하도록 설계) VCSEL의 처리량 효율을 극대화하는 데 도움이됩니다 .

이 장치는 광원의 방출과 TOF 이미지 센서의 수신을 정확하게 제어하고, 두 . 사이의 완벽한 동기화를 보장하는 것이 측정의 정확도가 크게 달라 지면서이 장치의 타이밍 기능에 따라 약간의 속도로 이어질 수 있으므로 .이기도 {.이기도 크게 달라질 수 있습니다. 조절 주파수 및 광 맥박의 폭과 같은 주요 매개 변수 .을 제어합니다.

주로 TOF 이미지 센서에 의해 수집 된 원시 시간 데이터 (또는 위상차 데이터)를 실제 거리 정보로 변환하는 책임은 . . 이는 교정, 노이즈 감소, 앰비언트 라이트 보상 및 다중 경로 효과 보정을 포함한 일련의 복잡한 작업을 수행합니다.... 최후의 깊이 맵 (각 Pixel 값이 거리를 차지하는 경우). 후속 애플리케이션에서 사용하기위한 x, y 및 z 좌표) . ISP는 이미지 처리의 핵심입니다 . tof는 전용 깊이 컴퓨팅 장치를 가지고 있지만 개념적으로 더 많은 것을 알아야하는 경우 .입니다.이 기사를 확인하십시오.

TOF 카메라는 고유 한 장점 덕분에 많은 분야에서 엄청난 잠재력을 보여줍니다.

실시간 3D 인식 :그들은 높은 프레임 속도로 실시간으로 장면의 깊이 정보를 얻을 수 있으므로 빠른 응답 시간이 필요한 애플리케이션에 이상적입니다. ..
환경 조명 견고성 :그들은 활성 광 배출을 사용하기 때문에 저조도 또는 완전히 어두운 환경에서도 안정적으로 작동 할 수 있습니다 ..
높은 계산 효율성 :깊이 정보를 직접 출력하여 다른 3D 감지 기술 (예 : 스테레오 비전) .에 비해 계산 복잡성이 낮아집니다.
소형 설계 및 저전력 소비 :모듈은 일반적으로 컴팩트하도록 설계되어 다양한 장치에 통합을 용이하게합니다 .

결과적으로 TOF 기술은 다음과 같이 널리 적용됩니다.

소비자 전자 장치 :스마트 폰 (얼굴 인식, 사진의 배경 흐림, AR 응용 프로그램), VR/AR 헤드셋 (제스처 인식, 공간 포지셔닝) .
자동차 :자율 주행 (환경 인식, 장애물 회피), 운전자 모니터링, 제스처 제어 및 차량 내 탑승자 탐지 .
산업 자동화 및 로봇 공학 :로봇 내비게이션, 장애물 회피, 객체 인식, 볼륨 측정 및 조립 라인의 품질 검사 .
건강 관리 :자세 인식, 낙상 탐지 및 재활 훈련 지원 .

3D 인식 분야에서 TOF는 유일한 해결책이 아닙니다 . 구조화 된 조명 및 스테레오 비전과 같은 다른 기술에 비해 고유 한 강점이 있습니다.

tof vs . 구조화 된 빛 :TOF는 일반적으로 야외에서 더 나은 성능을 발휘하고 먼 거리에서 더 잘 수행하며 주변 조명의 영향을받지 않습니다. 구조화 된 조명은 가까운 범위 (센티미터 레벨)에서 더 높은 정확도와 더 자세한 텍스처 정보를 제공합니다 .
TOF 대 스테레오 비전 :TOF는 활성 조명을 사용하며 물체 텍스처에 의해 제한되지 않으므로 질감이 약하거나 약한 표면에서 작동 할 수 있습니다. 스테레오 비전 (듀얼 카메라를 사용하여 사람의 눈을 시뮬레이션)은 깊이를 계산하기에 충분한 텍스처 정보가 필요합니다 .
TOF 대 LIDAR :TOF 카메라는 일반적으로 중간에서 단거리에서 실시간 감지에 적합한 더 작고 비용 효율적인 솔루션입니다 (e {. g ., 제스처 인식, 실내 탐색); LIDAR는 일반적으로 장거리, 고정밀 대규모 매핑 및 환경 감지에 사용됩니다 (E . g ., 자율 주행 차량의 지붕에서 회전하는 lidar) ..

광학 교정, 온도 드리프트 및 VCSEL 펄스 타이밍 모드와 같은 다양한 문제로 인해깊이 센서 카메라 모듈TOF 기반은 매우 복잡합니다 .

그러나 Muchvision은 임베디드 비전 응용 프로그램을 기반으로 한 수년간의 기술과 경험을 바탕으로 . 제품의 업그레이드를 가속화하고 있습니다. 많은 고객이 깊이 카메라를 프로젝트에 통합하는 데 도움이되었습니다.문의하십시오 .우리의 기술 팀은 당신을 위해 그들을 해결하기 위해 최선을 다할 것입니다 . 물론 제품 목록 . 우리는 여기에서 적절한 솔루션을 찾을 수 있다고 생각합니다. ..

Q1 : TOF 센서가 안전합니까? 그들이 방출하는 빛이 인간의 눈에 유해합니까?
A1: 대부분의 TOF 센서는 적외선 (일반적으로 VCSEL 또는 IR LED) . 국제 안전 표준 (예 : IEC 60825-1)에 따라 설계되어 정상적인 작동 조건 하에서 인간의 눈에 안전하지 않도록하기 위해 국제 안전 표준 (예 : IEC 60825-1)에 따라 설계되었습니다.

Q2 : 햇빛에서 TOF 센서가 정상적으로 작동 할 수 있습니까?
A2: 예,하지만 . 햇빛은 어느 정도 영향을받을 것입니다 햇빛은 또한 적외선 구성 요소가 포함되어 있으며,이 문제를 해결하기 위해 TOF 센서 측정 . 동안 "소음 소스"역할을 할 수있는 적외선 구성 요소도 포함되어 있습니다. TOF 카메라는 일반적으로 광범위한 광장을 통과 할 수있는 특정 파장을 통과 할 수있는 좁은 대역 필터를 통합하고 통과 할 수 있습니다. 비율 . Direct TOF (DTOF)는 일반적으로 강한 주변 조명 조건에서 간접 TOF (ITOF)보다 더 잘 수행합니다 .

Q3 : TOF 센서가 유리 또는 투명한 물체를 관통 할 수 있습니까?
A3: NO . TOF 센서는 방출에서 반사에서 반사로 이동하는 데 걸리는 시간을 측정합니다. . 빛이 유리 또는 투명한 물체를 만나면 대부분의 빛이 전송되거나 굴절되며 반사 된 빛은 매우 약하거나 존재하지 않으며,이 대상과의 거리를 정확하게 측정하기가 어렵습니다. 또는 비 투명 객체 .