ዜና - የ TOF (የበረራ ጊዜ) ስርዓት መሰረታዊ መርህ እና አተገባበር

ፈጣን ጽሁፍ ለማግኘት ወደ ማህበራዊ ሚዲያችን ሰብስክራይብ ያድርጉ

ይህ ተከታታይ ክፍል አንባቢዎች ስለ ታይም ኦፍ ፍላይት (TOF) ስርዓት ጥልቅ እና ተራማጅ ግንዛቤ እንዲያገኙ ለማድረግ ያለመ ነው። ይዘቱ የTOF ስርዓቶችን አጠቃላይ አጠቃላይ እይታ ይሸፍናል፣ ይህም ቀጥተኛ ያልሆኑ TOF (iTOF) እና ቀጥተኛ TOF (dTOF) ዝርዝር ማብራሪያዎችን ያካትታል። እነዚህ ክፍሎች የስርዓት መለኪያዎችን፣ ጥቅሞቻቸውን እና ጉዳቶቻቸውን እና የተለያዩ ስልተ ቀመሮችን ይዳስሳሉ። ጽሑፉ እንደ ቋሚ ጎድጓዳ ወለል አመንጪ ሌዘር (VCSELs)፣ የማስተላለፊያ እና የመቀበያ ሌንሶች፣ እንደ CIS፣ APD፣ SPAD፣ SiPM እና እንደ ASICs ያሉ የመንጃ ወረዳዎችን ያሉ የTOF ስርዓቶችን የተለያዩ ክፍሎች ይዳስሳል።

የ TOF (የበረራ ጊዜ) መግቢያ

መሰረታዊ መርሆዎች

TOF፣ የበረራ ጊዜ ማለት ሲሆን፣ ብርሃን በአንድ መካከለኛ ውስጥ የተወሰነ ርቀት ለመጓዝ የሚፈጀውን ጊዜ በማስላት ርቀትን ለመለካት የሚያገለግል ዘዴ ነው። ይህ መርህ በዋናነት በኦፕቲካል TOF ሁኔታዎች ውስጥ የሚተገበር ሲሆን በአንጻራዊነት ቀጥተኛ ነው። ሂደቱ የብርሃን ጨረር የሚያወጣ የብርሃን ምንጭ ያካትታል፣ የልቀቱ ጊዜ ተመዝግቧል። ከዚያም ይህ ብርሃን ከዒላማው ላይ ይንጸባረቃል፣ በተቀባዩ ይያዛል፣ እና የመቀበያው ጊዜ ይገለጻል። በእነዚህ ጊዜያት ውስጥ ያለው ልዩነት፣ እንደ t የተመደበው፣ ርቀቱን ይወስናል (d = የብርሃን ፍጥነት (c) × t / 2)።

የ ToF ዳሳሾች ዓይነቶች

ሁለት ዋና ዋና የToF ዳሳሾች ዓይነቶች አሉ፤ ኦፕቲካል እና ኤሌክትሮማግኔቲክ። በጣም የተለመዱት የኦፕቲካል ToF ዳሳሾች ለርቀት መለኪያ የብርሃን ምቶች (በተለምዶ በኢንፍራሬድ ክልል ውስጥ) ይጠቀማሉ። እነዚህ ምቶች ከሴንሰሩ ይለቀቃሉ፣ ከአንድ ነገር ላይ ያንፀባርቃሉ እና ወደ ዳሳሹ ይመለሳሉ፣ የጉዞ ጊዜ የሚለካበት እና ርቀትን ለማስላት ጥቅም ላይ ይውላል። በተቃራኒው፣ የኤሌክትሮማግኔቲክ ToF ዳሳሾች ርቀትን ለመለካት እንደ ራዳር ወይም ሊዳር ያሉ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን ይጠቀማሉ። በተመሳሳይ መርህ ላይ ይሰራሉ ነገር ግን ለየርቀት መለኪያ.

የ ToF ዳሳሾች አፕሊኬሽኖች

የToF ዳሳሾች ሁለገብ እና በተለያዩ መስኮች ውስጥ የተዋሃዱ ናቸው፡

ሮቦቲክስ፡እንቅፋቶችን ለመለየት እና ለማሰስ ጥቅም ላይ ይውላል። ለምሳሌ፣ እንደ ሩምባ እና ቦስተን ዳይናሚክስ አትላስ ያሉ ሮቦቶች አካባቢያቸውን ለማሳየት እና እንቅስቃሴዎችን ለማቀድ የToF ጥልቀት ካሜራዎችን ይጠቀማሉ።

የደህንነት ስርዓቶች:ሰርጎ ገቦችን ለመለየት፣ ማንቂያዎችን ለማስነሳት ወይም የካሜራ ስርዓቶችን ለማግበር የተለመዱ የእንቅስቃሴ ዳሳሾች።

የኦቶሞቲቭ ኢንዱስትሪ:በአሽከርካሪዎች እርዳታ ስርዓቶች ውስጥ ለተለዋዋጭ የክሩዝ መቆጣጠሪያ እና ለግጭት መከላከያነት የተካተተ ሲሆን ይህም በአዳዲስ የተሽከርካሪ ሞዴሎች ውስጥ በጣም የተለመደ እየሆነ መጥቷል።

የሕክምና መስክ፦ እንደ ኦፕቲካል ኮሄረንስ ቶሞግራፊ (OCT) ባሉ ወራሪ ያልሆኑ ኢሜጂንግ እና ዲያግኖስቲክስ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለ፣ ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን የቲሹ ምስሎችን ያመነጫል።

የሸማቾች ኤሌክትሮኒክስ፦ እንደ የፊት ለይቶ ማወቅ፣ የባዮሜትሪክ ማረጋገጫ እና የእጅ ምልክት ለይቶ ማወቅ ያሉ ባህሪያትን ለማግኘት ከስማርትፎኖች፣ ታብሌቶች እና ላፕቶፖች ጋር የተዋሃደ።

ድሮኖች፡ለአሰሳ፣ ለግጭት መከላከል እና የግላዊነት እና የአቪዬሽን ስጋቶችን ለመፍታት ጥቅም ላይ ይውላል

የ TOF ስርዓት አርክቴክቸር

የተለመደው የ TOF ስርዓት እንደተገለፀው የርቀት መለኪያን ለማሳካት በርካታ ቁልፍ ክፍሎችን ያቀፈ ነው-

· አስተላላፊ (ቴክሳስ):ይህ የሌዘር ብርሃን ምንጭን ያካትታል፣ በዋናነትቪሲኤል, ሌዘርን ለማሽከርከር የሚያስችል የአሽከርካሪ ዑደት ASIC፣ እና እንደ ኮሊማቲንግ ሌንሶች ወይም ዲፍራክቲቭ ኦፕቲካል ኤለመንቶች እና ማጣሪያዎች ያሉ ለጨረር ቁጥጥር የሚሆኑ የኦፕቲካል ክፍሎች።
· ተቀባይ (Rx)፦ይህ በመቀበያ ጫፍ ላይ ያሉ ሌንሶችን እና ማጣሪያዎችን፣ እንደ TOF ሲስተም ላይ በመመስረት እንደ CIS፣ SPAD ወይም SiPM ያሉ ዳሳሾችን እና ከተቀባዩ ቺፕ ከፍተኛ መጠን ያለው ውሂብ ለማስኬድ የሚያስችል የምስል ሲግናል ፕሮሰሰር (ISP) ያካትታል።
·የኃይል አስተዳደር፡የጋጣ ማስተዳደርለ VCSELs የአሁኑ ቁጥጥር እና ለ SPADs ከፍተኛ ቮልቴጅ ወሳኝ ነው፣ ይህም ጠንካራ የኃይል አስተዳደርን ይጠይቃል።
· የሶፍትዌር ንብርብር፡ይህ ፈርምዌር፣ ኤስዲኬ፣ ኦፐሬቲንግ ሲስተም እና የመተግበሪያ ንብርብርን ያካትታል።

አርክቴክቸሩ ከ VCSEL የሚመነጨው እና በኦፕቲካል ክፍሎች የተስተካከለ የሌዘር ጨረር በጠፈር ውስጥ እንዴት እንደሚጓዝ፣ ከአንድ ነገር ላይ እንደሚያንጸባርቅ እና ወደ ተቀባዩ እንዴት እንደሚመለስ ያሳያል። በዚህ ሂደት ውስጥ ያለው የጊዜ ክፍተት ስሌት የርቀት ወይም የጥልቀት መረጃን ያሳያል። ሆኖም፣ ይህ አርክቴክቸር እንደ የፀሐይ ብርሃን የሚፈጠር ጫጫታ ወይም ከነጸብራቅ የሚመጡ ባለብዙ መንገድ ጫጫታ ያሉ የጫጫታ መንገዶችን አይሸፍንም፣ እነዚህም በኋላ ላይ በተከታታይ ይብራራሉ።

የ TOF ስርዓቶች ምደባ

የTOF ስርዓቶች በዋናነት በርቀት መለኪያ ቴክኒካቸው ይመደባሉ፤ ቀጥታ TOF (dTOF) እና ቀጥተኛ ያልሆነ TOF (iTOF)፣ እያንዳንዳቸው የተለያዩ የሃርድዌር እና የአልጎሪዝም አቀራረቦች አሏቸው። ተከታታዩ መጀመሪያ ላይ መርሆዎቻቸውን የሚያብራራው ጥቅሞቻቸውን፣ ተግዳሮቶቻቸውን እና የስርዓት መለኪያዎችን በማነፃፀር ከመተንተን በፊት ነው።

ቀላል የሚመስለው የ TOF መርህ ቢኖርም - የብርሃን ምት በማመንጨት እና ርቀትን ለማስላት መመለሻውን በመለየት - ውስብስብነቱ የሚገኘው የመመለሻውን ብርሃን ከአካባቢው ብርሃን በመለየት ነው። ይህ የሚፈታው ከፍተኛ የምልክት-ወደ-ጫጫታ ጥምርታ ለማግኘት በቂ ደማቅ ብርሃን በማመንጨት እና የአካባቢ ብርሃን ጣልቃ ገብነትን ለመቀነስ ተገቢ የሞገድ ርዝመት በመምረጥ ነው። ሌላው አካሄድ የሚወጣውን ብርሃን በሚመለስበት ጊዜ እንዲለይ ለማድረግ ኢንኮድ ማድረግ ነው፣ ልክ እንደ ፍላሽ መብራት ካለው የ SOS ምልክቶች ጋር ተመሳሳይ ነው።

ተከታታይ ዝርዝሩ dTOF እና iTOFን በማነፃፀር ልዩነቶቻቸውን፣ ጥቅሞቻቸውን እና ተግዳሮቶቻቸውን በዝርዝር በመወያየት ይቀጥላል፣ እና ከ1D TOF እስከ 3D TOF ድረስ በሚያቀርቡት የመረጃ ውስብስብነት ላይ በመመስረት የTOF ስርዓቶችን የበለጠ ይመድባል።

ዲቲኤፍ

ቀጥታ TOF የፎቶን የበረራ ጊዜ በቀጥታ ይለካል። ዋናው ክፍል፣ ነጠላ የፎቶን አቫላንቼ ዳዮድ (SPAD)፣ ነጠላ ፎቶኖችን ለመለየት በቂ ስሜታዊ ነው። dTOF የፎቶን መድረሻ ጊዜ ለመለካት የጊዜ ተዛማጅ ነጠላ ፎቶን ቆጠራ (TCSPC) ይጠቀማል፣ በተወሰነ የጊዜ ልዩነት ከፍተኛ ድግግሞሽ ላይ በመመስረት በጣም ሊከሰት የሚችል ርቀትን ለመለየት ሂስቶግራም ይገነባል።

አይቲኦኤፍ

ቀጥተኛ ያልሆነ TOF የበረራ ጊዜን የሚሰላው በሚወጡት እና በተቀበሏቸው የሞገድ ቅርጾች መካከል ባለው የደረጃ ልዩነት ላይ በመመስረት ነው፣ ይህም በተለምዶ ቀጣይነት ያለው የሞገድ ወይም የልብ ምት ሞዱላሽን ምልክቶችን በመጠቀም ነው። iTOF ከጊዜ በኋላ የብርሃን ጥንካሬን በመለካት መደበኛ የምስል ዳሳሽ አርክቴክቸሮችን መጠቀም ይችላል።

iTOF በተጨማሪ ወደ ቀጣይነት ያለው የሞገድ ሞጁል (CW-iTOF) እና የልብ ምት ሞጁል (Pulsed-iTOF) ይከፈላል። CW-iTOF በሚወጡ እና በሚቀበሉ የሳይኑሶይድ ሞገዶች መካከል ያለውን የደረጃ ለውጥ ይለካል፣ Pulsed-iTOF ደግሞ የደረጃ ፈረቃን በካሬ ሞገድ ምልክቶችን በመጠቀም ያሰላል።

ተጨማሪ ንባብ፡

ዊኪፔዲያ። (ኛ)። የበረራ ጊዜ። የተወሰደው ከhttps://am.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
የሶኒ ሴሚኮንዳክተር ሶሉሽንስ ግሩፕ። (nd). ToF (የበረራ ጊዜ) | የምስል ዳሳሾች የተለመደ ቴክኖሎጂ። ከhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
ማይክሮሶፍት። (2021፣ የካቲት 4)። የማይክሮሶፍት የበረራ ሰዓት (ToF) መግቢያ - የ Azure Depth መድረክ። ከhttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
ESCATEC. (2023፣ ማርች 2)። የበረራ ጊዜ (TOF) ዳሳሾች፡- ጥልቅ አጠቃላይ እይታ እና አፕሊኬሽኖች። ከhttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

ከድረ ገጹhttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/

በደራሲው፡ ቻኦ ጓንግ

ማስተባበያ፡

በድረ ገጻችን ላይ የሚታዩት አንዳንድ ምስሎች ከኢንተርኔት እና ከዊኪፔዲያ የተሰበሰቡ መሆናቸውን እናሳውቃለን፣ ይህም ትምህርትን እና የመረጃ መጋራትን ለማስፋፋት ነው። የሁሉም ፈጣሪዎች የአእምሯዊ ንብረት መብቶችን እናከብራለን። የእነዚህ ምስሎች አጠቃቀም ለንግድ ጥቅም የታሰበ አይደለም።

ጥቅም ላይ ከዋለው ይዘት ውስጥ ማንኛውም የቅጂ መብትዎን እንደሚጥስ የሚያምኑ ከሆነ፣ እባክዎን ያግኙን። ከአእምሯዊ ንብረት ህጎች እና ደንቦች ጋር መጣጣማችንን ለማረጋገጥ ምስሎችን ማስወገድ ወይም ተገቢውን እውቅና መስጠትን ጨምሮ ተገቢ እርምጃዎችን ለመውሰድ ከበፊቱ የበለጠ ፈቃደኛ ነን። ግባችን በይዘት የበለፀገ፣ ፍትሃዊ እና የሌሎችን የአእምሯዊ ንብረት መብቶች የሚያከብር መድረክ መጠበቅ ነው።

እባክዎን በሚከተለው የኢሜይል አድራሻ ያግኙን፡sales@lumispot.cn. ማንኛውንም ማሳወቂያ እንደደረሰን ወዲያውኑ እርምጃ ለመውሰድ ቃል እንገባለን እንዲሁም እንደዚህ ያሉ ችግሮችን ለመፍታት 100% ትብብር እናደርጋለን።