द्रुत पोस्टको लागि हाम्रो सामाजिक सञ्जालको सदस्यता लिनुहोस्
यस शृङ्खलाले पाठकहरूलाई उडानको समय (TOF) प्रणालीको गहन र प्रगतिशील बुझाइ प्रदान गर्ने लक्ष्य राखेको छ। सामग्रीले TOF प्रणालीहरूको विस्तृत सिंहावलोकनलाई समेट्छ, जसमा अप्रत्यक्ष TOF (iTOF) र प्रत्यक्ष TOF (dTOF) दुवैको विस्तृत व्याख्या समावेश छ। यी खण्डहरूले प्रणाली प्यारामिटरहरू, तिनीहरूका फाइदाहरू र बेफाइदाहरू, र विभिन्न एल्गोरिदमहरूमा गहिरो अध्ययन गर्छन्। लेखले TOF प्रणालीहरूको विभिन्न घटकहरू, जस्तै ठाडो गुहा सतह उत्सर्जक लेजरहरू (VCSELs), प्रसारण र स्वागत लेन्सहरू, CIS, APD, SPAD, SiPM जस्ता प्राप्त गर्ने सेन्सरहरू, र ASICs जस्ता ड्राइभर सर्किटहरूको पनि अन्वेषण गर्दछ।
TOF (उडान समय) को परिचय
आधारभूत सिद्धान्तहरू
TOF, उडानको समयको लागि उभिएको, प्रकाशलाई माध्यममा निश्चित दूरी यात्रा गर्न लाग्ने समय गणना गरेर दूरी मापन गर्न प्रयोग गरिने विधि हो। यो सिद्धान्त मुख्यतया अप्टिकल TOF परिदृश्यहरूमा लागू हुन्छ र अपेक्षाकृत सीधा छ। यस प्रक्रियामा प्रकाश स्रोतले प्रकाशको किरण उत्सर्जन गर्दछ, उत्सर्जनको समय रेकर्ड गरिएको हुन्छ। यो प्रकाश त्यसपछि लक्ष्यबाट परावर्तित हुन्छ, रिसीभरद्वारा कैद गरिन्छ, र स्वागतको समय नोट गरिन्छ। यी समयहरूमा भिन्नता, t को रूपमा जनाइन्छ, दूरी निर्धारण गर्दछ (d = प्रकाशको गति (c) × t / 2)।
ToF सेन्सरका प्रकारहरू
ToF सेन्सरका दुई प्राथमिक प्रकारहरू छन्: अप्टिकल र इलेक्ट्रोम्याग्नेटिक। अप्टिकल ToF सेन्सरहरू, जुन धेरै सामान्य छन्, दूरी मापनको लागि प्रकाश पल्सहरू प्रयोग गर्छन्, सामान्यतया इन्फ्रारेड दायरामा। यी पल्सहरू सेन्सरबाट उत्सर्जित हुन्छन्, वस्तुलाई परावर्तित गर्छन्, र सेन्सरमा फर्कन्छन्, जहाँ यात्रा समय मापन गरिन्छ र दूरी गणना गर्न प्रयोग गरिन्छ। यसको विपरित, विद्युत चुम्बकीय ToF सेन्सरहरूले दूरी मापन गर्न राडार वा लिडार जस्ता विद्युत चुम्बकीय तरंगहरू प्रयोग गर्छन्। तिनीहरू समान सिद्धान्तमा काम गर्छन् तर फरक माध्यम प्रयोग गर्छन्।दूरी मापन.
ToF सेन्सरहरूको प्रयोग
ToF सेन्सरहरू बहुमुखी छन् र विभिन्न क्षेत्रहरूमा एकीकृत गरिएका छन्:
रोबोटिक्स:अवरोध पत्ता लगाउने र नेभिगेसनको लागि प्रयोग गरिन्छ। उदाहरणका लागि, रुम्बा र बोस्टन डाइनामिक्सको एटलस जस्ता रोबोटहरूले आफ्नो वरपरको नक्साङ्कन गर्न र चालहरूको योजना बनाउन ToF गहिराइ क्यामेराहरू प्रयोग गर्छन्।
सुरक्षा प्रणालीहरू:घुसपैठ गर्नेहरू पत्ता लगाउन, अलार्म ट्रिगर गर्न, वा क्यामेरा प्रणालीहरू सक्रिय गर्न गति सेन्सरहरूमा सामान्य।
अटोमोटिभ उद्योग:अनुकूली क्रूज नियन्त्रण र टक्करबाट बच्नको लागि चालक-सहायता प्रणालीहरूमा समावेश गरिएको, नयाँ सवारी साधन मोडेलहरूमा बढ्दो रूपमा प्रचलित हुँदै गइरहेको छ।
चिकित्सा क्षेत्र: अप्टिकल कोहेरेन्स टोमोग्राफी (OCT) जस्ता गैर-आक्रामक इमेजिङ र डायग्नोस्टिक्समा कार्यरत, जसले उच्च-रिजोल्युसन टिस्यु छविहरू उत्पादन गर्दछ।
उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक्स: अनुहार पहिचान, बायोमेट्रिक प्रमाणीकरण, र इशारा पहिचान जस्ता सुविधाहरूको लागि स्मार्टफोन, ट्याब्लेट र ल्यापटपहरूमा एकीकृत।
ड्रोनहरू:नेभिगेसन, टक्करबाट बच्न, र गोपनीयता र उड्डयन सरोकारहरूलाई सम्बोधन गर्न प्रयोग गरिन्छ।
TOF प्रणाली वास्तुकला
वर्णन गरिए अनुसार दूरी मापन प्राप्त गर्न एक विशिष्ट TOF प्रणालीमा धेरै प्रमुख घटकहरू हुन्छन्:
· ट्रान्समिटर (Tx):यसमा लेजर प्रकाश स्रोत समावेश छ, मुख्यतया एकभीसीएसईएल, लेजर चलाउनको लागि ड्राइभर सर्किट ASIC, र बीम नियन्त्रणको लागि अप्टिकल कम्पोनेन्टहरू जस्तै कोलिमेटिङ लेन्स वा डिफ्र्याक्टिव अप्टिकल एलिमेन्टहरू, र फिल्टरहरू।
· रिसीभर (Rx):यसमा रिसिभर एन्डमा लेन्स र फिल्टरहरू, TOF प्रणालीमा निर्भर गर्दै CIS, SPAD, वा SiPM जस्ता सेन्सरहरू, र रिसीभर चिपबाट ठूलो मात्रामा डेटा प्रशोधन गर्नको लागि इमेज सिग्नल प्रोसेसर (ISP) समावेश छन्।
·शक्ति व्यवस्थापन:स्थिर व्यवस्थापन गर्दैVCSEL हरूको लागि वर्तमान नियन्त्रण र SPAD हरूको लागि उच्च भोल्टेज महत्त्वपूर्ण छ, जसको लागि बलियो पावर व्यवस्थापन आवश्यक पर्दछ।
· सफ्टवेयर तह:यसमा फर्मवेयर, SDK, OS, र अनुप्रयोग तह समावेश छन्।
यो वास्तुकलाले VCSEL बाट उत्पन्न हुने र अप्टिकल कम्पोनेन्टहरूद्वारा परिमार्जित लेजर किरण कसरी अन्तरिक्षमा यात्रा गर्छ, वस्तुबाट परावर्तित हुन्छ र रिसीभरमा फर्कन्छ भनेर देखाउँछ। यस प्रक्रियामा समय ल्याप्स गणनाले दूरी वा गहिराइको जानकारी प्रकट गर्दछ। यद्यपि, यो वास्तुकलाले सूर्यको प्रकाश-प्रेरित आवाज वा परावर्तनबाट बहु-मार्ग आवाज जस्ता आवाज मार्गहरूलाई समेट्दैन, जुन श्रृंखलामा पछि छलफल गरिनेछ।
TOF प्रणालीहरूको वर्गीकरण
TOF प्रणालीहरू मुख्यतया तिनीहरूको दूरी मापन प्रविधिहरूद्वारा वर्गीकृत गरिएका छन्: प्रत्यक्ष TOF (dTOF) र अप्रत्यक्ष TOF (iTOF), प्रत्येकमा फरक हार्डवेयर र एल्गोरिथमिक दृष्टिकोणहरू छन्। शृङ्खलाले सुरुमा तिनीहरूका फाइदाहरू, चुनौतीहरू, र प्रणाली प्यारामिटरहरूको तुलनात्मक विश्लेषणमा जानु अघि तिनीहरूका सिद्धान्तहरूको रूपरेखा प्रस्तुत गर्दछ।
TOF को सरल देखिने सिद्धान्तको बावजुद - प्रकाशको पल्स उत्सर्जन गर्ने र दूरी गणना गर्न यसको फिर्ती पत्ता लगाउने - जटिलता फर्कने प्रकाशलाई परिवेशको प्रकाशबाट छुट्याउनमा निहित छ। यसलाई उच्च सिग्नल-टु-नोइज अनुपात प्राप्त गर्न पर्याप्त उज्ज्वल प्रकाश उत्सर्जन गरेर र वातावरणीय प्रकाश हस्तक्षेपलाई कम गर्न उपयुक्त तरंगदैर्ध्य चयन गरेर सम्बोधन गरिन्छ। अर्को दृष्टिकोण भनेको उत्सर्जित प्रकाशलाई फर्किएपछि छुट्याउन मिल्ने बनाउन इन्कोड गर्नु हो, टर्चलाइटको साथ SOS संकेतहरू जस्तै।
यो श्रृंखला dTOF र iTOF को तुलना गर्न अगाडि बढ्छ, तिनीहरूको भिन्नता, फाइदाहरू र चुनौतीहरूको विस्तृत रूपमा छलफल गर्दछ, र 1D TOF देखि 3D TOF सम्म, तिनीहरूले प्रदान गर्ने जानकारीको जटिलताको आधारमा TOF प्रणालीहरूलाई थप वर्गीकृत गर्दछ।
dTOFLanguage
डाइरेक्ट TOF ले फोटोनको उडान समयलाई प्रत्यक्ष रूपमा मापन गर्छ। यसको मुख्य घटक, सिंगल फोटोन एभलान्च डायोड (SPAD), एकल फोटोन पत्ता लगाउन पर्याप्त संवेदनशील छ। dTOF ले फोटोन आगमनको समय मापन गर्न टाइम कोरेलेटेड सिंगल फोटोन काउन्टिङ (TCSPC) प्रयोग गर्दछ, विशेष समय भिन्नताको उच्चतम आवृत्तिको आधारमा सबैभन्दा सम्भावित दूरी निकाल्न हिस्टोग्राम निर्माण गर्दछ।
आईटीओएफ
अप्रत्यक्ष TOF ले उत्सर्जित र प्राप्त तरंगहरू बीचको चरण भिन्नताको आधारमा उडान समय गणना गर्दछ, सामान्यतया निरन्तर तरंग वा पल्स मोड्युलेसन संकेतहरू प्रयोग गरेर। iTOF ले समयसँगै प्रकाशको तीव्रता मापन गर्दै मानक छवि सेन्सर आर्किटेक्चरहरू प्रयोग गर्न सक्छ।
iTOF लाई निरन्तर तरंग मोड्युलेसन (CW-iTOF) र पल्स मोड्युलेसन (Pulsed-iTOF) मा थप विभाजन गरिएको छ। CW-iTOF ले उत्सर्जित र प्राप्त साइनसोइडल तरंगहरू बीचको चरण परिवर्तन मापन गर्दछ, जबकि पल्स्ड-iTOF ले वर्ग तरंग संकेतहरू प्रयोग गरेर चरण परिवर्तन गणना गर्दछ।
थप पठन:
- विकिपीडिया। (nd)। उडानको समय। बाट प्राप्त गरियोhttps://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
- सोनी सेमीकन्डक्टर सोलुसन्स ग्रुप। (nd)। ToF (उडानको समय) | छवि सेन्सरहरूको साझा प्रविधि। बाट प्राप्त गरिएकोhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
- माइक्रोसफ्ट। (२०२१, फेब्रुअरी ४)। माइक्रोसफ्ट टाइम अफ फ्लाइट (ToF) को परिचय - Azure Depth Platform। बाट प्राप्त गरिएकोhttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
- ESCATEC। (२०२३, मार्च २)। उडान समय (TOF) सेन्सरहरू: एक गहन सिंहावलोकन र अनुप्रयोगहरू। बाट प्राप्त गरियोhttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications
वेब पृष्ठबाटhttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/
लेखक: चाओ गुआङ
अस्वीकरण:
हामी यसैद्वारा घोषणा गर्दछौं कि हाम्रो वेबसाइटमा प्रदर्शित केही तस्बिरहरू शिक्षा र जानकारी साझा गर्ने उद्देश्यले इन्टरनेट र विकिपिडियाबाट सङ्कलन गरिएका हुन्। हामी सबै सिर्जनाकर्ताहरूको बौद्धिक सम्पत्ति अधिकारको सम्मान गर्छौं। यी तस्बिरहरूको प्रयोग व्यावसायिक लाभको लागि होइन।
यदि तपाईंलाई लाग्छ कि प्रयोग गरिएको कुनै पनि सामग्रीले तपाईंको प्रतिलिपि अधिकार उल्लङ्घन गर्छ भने, कृपया हामीलाई सम्पर्क गर्नुहोस्। बौद्धिक सम्पत्ति कानून र नियमहरूको पालना सुनिश्चित गर्न हामी छविहरू हटाउने वा उचित श्रेय प्रदान गर्ने सहित उपयुक्त उपायहरू लिन इच्छुक छौं। हाम्रो लक्ष्य भनेको सामग्रीमा धनी, निष्पक्ष र अरूको बौद्धिक सम्पत्ति अधिकारको सम्मान गर्ने प्लेटफर्म कायम राख्नु हो।
कृपया हामीलाई निम्न इमेल ठेगानामा सम्पर्क गर्नुहोस्:sales@lumispot.cn। हामी कुनै पनि सूचना प्राप्त हुने बित्तिकै तुरुन्तै कारबाही गर्न प्रतिबद्ध छौं र त्यस्ता कुनै पनि समस्या समाधान गर्न १००% सहयोगको ग्यारेन्टी दिन्छौं।
पोस्ट समय: डिसेम्बर-१८-२०२३