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

ለፈጣን ልጥፍ ለማህበራዊ ሚዲያችን ይመዝገቡ

ይህ ተከታታይ ዓላማ ለአንባቢዎች የበረራ ጊዜ (TOF) ስርዓት ጥልቅ እና ተራማጅ ግንዛቤን ለመስጠት ነው። ይዘቱ የTOF ስርዓቶችን አጠቃላይ እይታ ይሸፍናል፣ የሁለቱም ቀጥተኛ ያልሆኑ TOF (iTOF) እና ቀጥተኛ TOF (dTOF) ዝርዝር ማብራሪያዎችን ጨምሮ። እነዚህ ክፍሎች የስርዓት መለኪያዎችን, ጥቅሞቻቸውን እና ጉዳቶቻቸውን እና የተለያዩ ስልተ ቀመሮችን ያጠፋሉ. ጽሁፉ የተለያዩ የTOF ስርዓቶችን ክፍሎች ማለትም እንደ Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs)፣ የማስተላለፊያ እና የመቀበያ ሌንሶች፣ እንደ CIS፣ APD፣ SPAD፣ SiPM እና እንደ ASICs ያሉ የአሽከርካሪዎች ወረዳዎችን መቀበልን ይዳስሳል።

የTOF (የበረራ ጊዜ) መግቢያ

መሰረታዊ መርሆች

TOF, ለበረራ ጊዜ ቆሞ, ብርሃን በተወሰነ ርቀት ላይ ለመጓዝ የሚፈጀውን ጊዜ በማስላት ርቀትን ለመለካት የሚያገለግል ዘዴ ነው. ይህ መርህ በዋነኝነት የሚተገበረው በኦፕቲካል TOF ሁኔታዎች ውስጥ ሲሆን በአንጻራዊነት ቀጥተኛ ነው። ሂደቱ የሚለቀቀው ጊዜ ከተመዘገበው ጋር, የብርሃን ጨረር የሚያመነጨውን የብርሃን ምንጭ ያካትታል. ይህ ብርሃን ዒላማውን ያንጸባርቃል, በተቀባዩ ይያዛል, እና የመቀበያ ጊዜ ይገለጻል. በእነዚህ ጊዜያት ውስጥ ያለው ልዩነት, እንደ t, ርቀቱን ይወስናል (d = የብርሃን ፍጥነት (c) × t / 2).

የ ToF ዳሳሾች ዓይነቶች

ሁለት ዋና ዓይነቶች የ ToF ዳሳሾች አሉ፡ ኦፕቲካል እና ኤሌክትሮማግኔቲክ። ኦፕቲካል ቶ ኤፍ ዳሳሾች፣ በጣም የተለመዱት፣ የርቀት መለኪያን ለመለካት በተለይም በኢንፍራሬድ ክልል ውስጥ ያሉትን የብርሃን ምቶች ይጠቀማሉ። እነዚህ የልብ ምቶች የሚመነጩት ከሴንሰሩ ነው፣ አንድን ነገር ያንፀባርቃሉ እና ወደ ዳሳሹ ይመለሳሉ፣ የጉዞ ሰዓቱ የሚለካበት እና ርቀትን ለማስላት የሚያገለግል ነው። በአንጻሩ የኤሌክትሮማግኔቲክ ቶኤፍ ዳሳሾች ርቀትን ለመለካት እንደ ራዳር ወይም ሊዳር ያሉ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን ይጠቀማሉ። እነሱ በተመሳሳይ መርህ ላይ ይሰራሉ ነገር ግን የተለየ መካከለኛ ይጠቀማሉየርቀት መለኪያ.

የ ToF ዳሳሾች መተግበሪያዎች

የ ToF ዳሳሾች ሁለገብ ናቸው እና በተለያዩ መስኮች የተዋሃዱ ናቸው፡

ሮቦቲክስ፡ለእንቅፋት ፍለጋ እና አሰሳ ጥቅም ላይ ይውላል። ለምሳሌ፣ እንደ Roomba እና ቦስተን ዳይናሚክስ አትላስ ያሉ ሮቦቶች አካባቢያቸውን ለመቅረጽ እና እንቅስቃሴያቸውን ለማቀድ የቶኤፍ ጥልቀት ካሜራዎችን ይጠቀማሉ።

የደህንነት ስርዓቶች:ሰርጎ ገቦችን ለማግኘት፣ ማንቂያዎችን ለማነሳሳት ወይም የካሜራ ሲስተሞችን ለማንቃት በእንቅስቃሴ ላይ ያሉ ዳሳሾች የተለመዱ።

አውቶሞቲቭ ኢንዱስትሪ:በአሽከርካሪ አጋዥ ስርዓቶች ውስጥ ለተመቻቸ የክሩዝ ቁጥጥር እና ግጭትን ለማስወገድ በአዳዲስ የተሽከርካሪ ሞዴሎች ውስጥ እየጨመረ ነው።

የሕክምና መስክከፍተኛ ጥራት ያላቸውን የቲሹ ምስሎችን በማምረት እንደ ኦፕቲካል ኮሄረንስ ቲሞግራፊ (OCT) ባሉ ወራሪ ባልሆኑ ኢሜጂንግ እና ምርመራዎች ውስጥ ተቀጥሮ።

የሸማቾች ኤሌክትሮኒክስእንደ የፊት ለይቶ ማወቂያ፣ ባዮሜትሪክ ማረጋገጥ እና የእጅ ምልክት ማወቂያን ወደ ስማርትፎኖች፣ ታብሌቶች እና ላፕቶፖች የተዋሃደ።

አውሮፕላኖች:ለአሰሳ፣ ግጭትን ለማስወገድ እና የግላዊነት እና የአቪዬሽን ጉዳዮችን ለመፍታት ጥቅም ላይ ይውላል

TOF ስርዓት አርክቴክቸር

እንደተገለጸው የርቀት መለኪያን ለማሳካት የተለመደው የ TOF ስርዓት በርካታ ቁልፍ ክፍሎችን ያቀፈ ነው።

· አስተላላፊ (Tx):ይህ የሌዘር ብርሃን ምንጭን ያካትታል፣ በዋናነት ሀVCSELሌዘርን ለመንዳት የአሽከርካሪ ወረዳ ASIC እና የኦፕቲካል ክፍሎችን ለጨረር መቆጣጠሪያ ለምሳሌ ሌንሶችን ወይም ዲፍራክቲቭ ኦፕቲካል ኤለመንቶችን እና ማጣሪያዎችን።
· ተቀባይ (Rx)፡-ይህ በተቀባዩ መጨረሻ ላይ ሌንሶችን እና ማጣሪያዎችን፣ እንደ CIS፣ SPAD፣ ወይም SiPM ያሉ እንደ TOF ሲስተም ያሉ ዳሳሾች እና ከተቀባይ ቺፕ ከፍተኛ መጠን ያለው መረጃን ለመስራት የምስል ሲግናል ፕሮሰሰር (አይኤስፒ) ያካትታል።
·የኃይል አስተዳደር;የተረጋጋ ማስተዳደርየ VCSELs ወቅታዊ ቁጥጥር እና ከፍተኛ የቮልቴጅ መጠን ለSPADs ወሳኝ ነው፣ ጠንካራ የኃይል አስተዳደርን ይፈልጋል።
· የሶፍትዌር ንብርብር;ይህ ፈርምዌርን፣ ኤስዲኬን፣ ስርዓተ ክወናን እና የመተግበሪያ ንብርብርን ያካትታል።

አርክቴክቸር ከቪሲኤስኤል የሚመነጨው እና በኦፕቲካል አካላት የተሻሻለው የሌዘር ጨረር እንዴት በጠፈር ውስጥ እንደሚጓዝ፣ አንድን ነገር እንደሚያንጸባርቅ እና ወደ ተቀባዩ እንደሚመለስ ያሳያል። በዚህ ሂደት ውስጥ ያለው የጊዜ ገደብ ስሌት የርቀት ወይም የጥልቅ መረጃን ያሳያል. ነገር ግን፣ ይህ አርክቴክቸር የጩኸት መንገዶችን አይሸፍንም ፣ ለምሳሌ በፀሐይ ብርሃን ምክንያት የሚመጣ ጫጫታ ወይም ባለብዙ መንገድ ጫጫታ ከአንፀባራቂዎች ፣ በኋላ ላይ በተከታታይ የሚብራሩት።

የ TOF ስርዓቶች ምደባ

TOF ሲስተሞች በዋነኝነት የሚከፋፈሉት በርቀት የመለኪያ ቴክኒሻቸው ነው፡ ቀጥታ TOF (dTOF) እና ቀጥተኛ ያልሆነ TOF (iTOF) እያንዳንዳቸው የተለየ ሃርድዌር እና አልጎሪዝም አቀራረቦች አሏቸው። ተከታታዩ በመጀመሪያ ጥቅሞቻቸውን፣ ተግዳሮቶቻቸውን እና የስርዓት መለኪያዎችን ወደ ንፅፅር ትንተና ከመግባታቸው በፊት መርሆዎቻቸውን ይዘረዝራሉ።

ምንም እንኳን ቀላል የሚመስለው የTOF መርህ - የብርሃን ምትን በማመንጨት እና ርቀትን ለማስላት መመለሻውን መለየት - ውስብስብነቱ የሚመለሰው ብርሃን ከአካባቢው ብርሃን በመለየት ላይ ነው። ይህ ከፍተኛ የሲግናል-ወደ-ጫጫታ ሬሾን ለማግኘት በበቂ ሁኔታ ደማቅ ብርሃን በማብራት እና የአካባቢ ብርሃን ጣልቃገብነትን ለመቀነስ ተገቢውን የሞገድ ርዝመት በመምረጥ መፍትሄ ይሰጣል። ሌላው አቀራረብ ደግሞ የሚፈነጥቀውን ብርሃን ወደ ሲመለስ መለየት እንዲችል ኢንኮድ ማድረግ ነው፣ ልክ እንደ ኤስ ኦ ኤስ ሲግናሎች የእጅ ባትሪ።

ተከታታዩ የቀጠለው dTOF እና iTOF ን በማነፃፀር ልዩነቶቻቸውን፣ ጥቅሞቻቸውን እና ተግዳሮቶቻቸውን በዝርዝር በመወያየት ነው፣ እና የ TOF ስርዓቶችን ከ1D TOF እስከ 3D TOF ባለው ውስብስብነት ላይ ተመስርተው የበለጠ ይለያሉ።

dTOF

ቀጥታ TOF በቀጥታ የሚለካው የፎቶን የበረራ ጊዜ ነው። የእሱ ቁልፍ አካል፣ ነጠላ ፎቶን አቫላንቼ ዳዮድ (SPAD) ነጠላ ፎቶኖችን ለማግኘት ስሜታዊ ነው። dTOF የፎቶን መምጣት ጊዜን ለመለካት Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC) ይጠቀማል፣ ሂስቶግራም በመስራት በአንድ የተወሰነ የጊዜ ልዩነት ከፍተኛ ድግግሞሽ ላይ በመመስረት በጣም የሚቻለውን ርቀት ለማወቅ።

አይቶፍ

በተዘዋዋሪ TOF የበረራ ጊዜ ያሰላል በሚለቀቁት እና በተቀበሉት የሞገድ ቅርጾች መካከል ባለው የደረጃ ልዩነት ላይ በመመስረት፣ በተለምዶ ተከታታይ ሞገድ ወይም የ pulse modulation ምልክቶችን ይጠቀማል። iTOF በጊዜ ሂደት የብርሃን ጥንካሬን በመለካት መደበኛ ምስል ዳሳሽ አርክቴክቸርን መጠቀም ይችላል።

iTOF በቀጣይ የሞገድ ማስተካከያ (CW-iTOF) እና በ pulse modulation (Pulsed-iTOF) ተከፋፍሏል። CW-iTOF በሚለቀቁት እና በተቀበሉት የ sinusoidal waves መካከል ያለውን የደረጃ ፈረቃ ይለካል፣ Pulsed-iTOF ደግሞ የካሬ ሞገድ ምልክቶችን በመጠቀም የደረጃ shift ያሰላል።

ተጨማሪ ንባብ፡-

ዊኪፔዲያ (ኛ) የበረራ ጊዜ. ከ የተወሰደhttps://am.wikipedia.org/wiki/የበረራ_ጊዜ
ሶኒ ሴሚኮንዳክተር መፍትሄዎች ቡድን. (ኛ) ቶኤፍ (የበረራ ጊዜ) | የምስል ዳሳሾች የጋራ ቴክኖሎጂ. ከ የተወሰደhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
ማይክሮሶፍት (2021፣ የካቲት 4) ወደ ማይክሮሶፍት የበረራ ጊዜ (ቶኤፍ) መግቢያ - የ Azure ጥልቀት መድረክ። ከ የተወሰደhttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
ESCATEC (2023፣ ማርች 2) የበረራ ሰዓት (TOF) ዳሳሾች፡- ጥልቅ እይታ እና አፕሊኬሽኖች። ከ የተወሰደhttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

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

በደራሲው: Chao Guang

የክህደት ቃል፡

በድረ-ገጻችን ላይ ከሚታዩት ምስሎች መካከል ጥቂቶቹ ከኢንተርኔት እና ከዊኪፔዲያ የተሰበሰቡ መሆናቸውን እንገልጻለን፤ ዓላማውም ትምህርትን እና የመረጃ ልውውጥን ለማስተዋወቅ ነው። የሁሉንም ፈጣሪዎች አእምሯዊ ንብረት መብቶች እናከብራለን። የእነዚህ ምስሎች አጠቃቀም ለንግድ ጥቅም የታሰበ አይደለም.

ማንኛውም ጥቅም ላይ የዋለው ይዘት የቅጂ መብትዎን እንደሚጥስ ካመኑ፣ እባክዎ ያነጋግሩን። የአእምሯዊ ንብረት ህጎችን እና ደንቦችን መከበራቸውን ለማረጋገጥ ምስሎችን ማስወገድ ወይም ተገቢውን መለያ መስጠትን ጨምሮ ተገቢውን እርምጃ ለመውሰድ ፍቃደኞች ነን። ግባችን በይዘት የበለፀገ፣ ፍትሃዊ እና የሌሎችን አእምሯዊ ንብረት መብቶች የሚያከብር መድረክን መጠበቅ ነው።

እባክዎ በሚከተለው ኢሜል ያግኙን፡sales@lumispot.cn. ማንኛውንም ማሳወቂያ እንደደረሰን አፋጣኝ እርምጃ ለመውሰድ ቃል እንገባለን እና እንደዚህ ያሉ ችግሮችን ለመፍታት 100% ትብብር ዋስትና እንሰጣለን ።