حاليا، والتصوير ثلاثي الأبعاد، منظم إسقاط الضوء ووقت الرحلة (أو TOF) من الشركات الرائدة في تقنيات التصوير ثلاثة 3D تتنافس للهواتف النقالة والسيارات في مساحة السوق. بواسطة تقنية التصوير 3D، ويمكن تنفيذ الكشف عن المشاة، على أساس الخصائص وجه مصادقة المستخدم، ويوفر SLAM ناحية كشف الحركة (توطين في وقت واحد ورسم الخرائط) تطبيق الخوارزمية. اليوم، ونحن أساسا لفهم الوقت من أجهزة الاستشعار الرحلة.

أولا، ما هو الوقت المناسب للاستشعار الطيران؟ الوقت تدابير استشعار رحلة الكائن تمر عبر وسط الانتشار المطلوب. عادة، يتم إرسال موجة النبض، ويتجلى من العوائد الكائن إلى جهاز استشعار لقياس الوقت المنقضي بين TOF. الكاميرا هي فترة الرحلة لتحديد المسافة بين الكاميرا والكائن أو البيئة، والجهاز يخلق صورة الناتجة عن النقاط الفردية تقاس باستخدام TOF القياسات. TOF الماسح الضوئي كاميرا وتشمل التطبيقات تحديد المدى أنظمة التصوير التي لا تعتمد على الليزر، خريطة طبوغرافية الاستشعار عن الحركة والتتبع، ورؤية الجهاز وجوه الكشف الطيار الآلي، وما شابه ذلك. الثانية، وطريقة تحديد وقت الاستشعار عن بعد رحلة استخدام زمن الرحلة لتحديد المسافة من الطرق الثلاثة التالية: ، في الجزء العلوي من الصورة، يمكنك أن ترى أن الأسلوب الأول، وهو نبض الإرسال والفاصل الزمني القياس، حتى عادوا بعد تفكير. ، الجزء المتوسط من يظهر صورة طريقة ثانية، حيث يمكنك تسجيل تعديل السعة ومرحلة التحول من مصدر الضوء تنعكس الموجة. ، والجزء السفلي من يظهر صورة لطريقة ثالثة لنقل 50 واجب دورة موجة مربع، ويصل مقدار تسجيل ضوء العودة في غضون فترة زمنية محددة.

استخدام الوقت من طريقة رحلة لتحديد المسافة ولكن في التطبيق العملي، وطريقة تحديد مسافة بعيدة كل البعد عن البساطة. على سبيل المثال، عندما يحين الوقت لاستشعار رحلة في تطبيق الكاميرا، وكاميرا TOF لتحقيق ملليمتر الدقة، وذلك باستخدام يتم تحديد وقت الرحلة من الأسلوب أعلاه ليس كما مفيدة، ولكن يتطلب تحسينها. سرعة انتشار موجات الراديو وموجات الضوء تغلق 300000000000 ملم / ثانية، لانتشار الموجات 1 ملم، وعلى ضوء والراديو الموجات سرعة حوالي 3.3 ملاحظة (العودة سرعة 3.3 ملاحظة). وهذا يعني أنه إذا كنت تريد أن تكون جهاز لتصوير كافة الكائنات في الغرفة، والدقة المطلوبة من حوالي 1 ملم، وأجهزة توقيت الالكترونيات سيتطلب قرار بيكو ثانية، إلى مئات من ساعة غيغاهرتز السرعة. تصميم الدوائر الإلكترونية التي تعمل على هذه الترددات ليسوا سهلا ولا اقتصادا، حتى إذا المصممين يريدون هذه الأجهزة في السوق الاستهلاكية، يجب أن يأتي مع وسيلة لتعمل على ترددات منخفضة نسبيا. توجد طريقتين المشتركة لا يمكن أن تتحقق دقة ملليمتر على تردد غيغاهرتز معقول: وجيبية موجة التشكيل مرحلة التحول المرتبطة عن بعد؛ دورة عمل 50 الفولتية موجة مربع ومرحلة التحول التفاضلية لتحديد المسافة. في المقاطع التالية، ونحن سوف تغطي كلتا الطريقتين بالتفصيل. ثالثا، طريقة محسنة من الوقت من أجهزة الاستشعار رحلة يحدد بعد تحديد مسافة عن طريق تحويل المرحلة من موجة التضمين السعة افترض أنك تريد رسم طول أقصى 15 مترا من مكتب صغير أو غرفة معيشة كبيرة. لتحديد الطول المناسب للتردد التشغيل، استخدم C = وCenterDot؛ & FC = F حيث c هي سرعة الضوء (ج = 3x108 م / ث)، هو الطول الموجي ( = 15 م)، هو تردد . في هذا المثال، = 20 ميغاهرتز، وتردد والتي من السهل نسبيا للاستخدام. عندما التضمين الضوء الناتج من 20 ميغاهرتز إشارة جيبية، بدأ كل شيء. الكائن الخفيفه النهائي أو جدار، والتفكير والاتجاهات العكسية. سوف باهتة نسخة من التضمين ضوء الأصلي يعود المتلقي. ما لم يحدث للكائن أن يكون مضاعف لا يتجزأ من 15 مترا، أو مقدار مرحلة الإزاحة. مرحلة التحول يمكن استخدامها لحساب المسافة انتشار الموجات.

إذا كنت تستطيع أن تقيس بدقة زاوية المرحلة، فمن الممكن أن تحدد بدقة المسافة إلى وجوه تعكس وأجهزة الاستشعار / استقبال. كيفية قياس زاوية الطور للموجة شرط؟ لذلك، ومدى سرعة قياس زاوية الطور للموجة شرط؟ وهذا ينطوي على قياس اتساع إشارة وردت في أربع نقاط متساوية البعد (أي، والفاصل الزمني 90 درجة أو 1 / 4) من.

حاولت أن أشرح في العلاقة التالية بين القيمة المقاسة وزاوية المرحلة. نسبة الاختلاف بين 2 و 4 و A الفرق بين A 1 و A 3 يساوي ظل الزاوية المرحلة. ظل الزاوية القوسي وظيفة قوس الظل في الواقع من المعلمات، وهما وظيفة رسم الخرائط مناسبا رباعي، وA 2 = A4 وA 1 > A 3 أو A 3 > يتم تعريف A 1 ك 0 درجة أو 180 درجة. فيما يلي وصف المتغيرات صورة A 1، A 2، A 3 و A 4 الاختلاف في كيفية تناسب دائرة الوحدة.

في الرسم التوضيحي أعلاه، فإن اليسار معظم الرسم البياني اثنين من خط أرقام العمودي، يظهر نتائج طرح A 1 و A 3 (ممثلة في الظلام الأصفر)، وA 2 و 4 (المشار إليها باسم الأزرق). القياسات هو مبين في خط FIG جيبية العمودي في الوسط. لاحظ أن هذا لا يعتبر نمط ينعكس (التي ستتحرك بشكل فعال كافة الكائنات 180 درجة). تحديد مسافة تردد التشغيل الممنوحة: بالعودة إلى المثال، يتم تحديد المسافة إلى الهدف عن طريق الصيغة التالية:

حيث c هي سرعة الضوء، فاي () هي زاوية الطور (بالراديان)، هو تردد تعديل. الوقت الفعلي لقياس الرحلة من الفوتونات مطلوبا معدات الكترونية 333 غيغاهيرتز. يتطلب هذا الأسلوب أربعة أضعاف الحد الأقصى تضمين التردد، في هذه الحالة 4 20 ميغاهرتز = 80 ميغاهرتز. وهذا يقلل إلى حد كبير من الموارد. ومع ذلك، فسوف يكون من دواعي سرور أن نعرف أن بعض المهندسين الذكية وجدوا طريقة لزيادة خفض الحد الأقصى للتردد. عن طريق فرض القياسات مكثف فرق جهد لتحديد مرحلة التحول الحالات التي تنطوي على قياس المقبلة ضوء القوية لكل بكسل وCMOS الاستشعار صورة المكثفات اثنين. مصدر مدار الساعة لتوليد 50 واجب دورة موجة مربع، وسيطرة موجة مستطيلة والقوية ضوء مشرق متصلا مكثف تخزين تهمة داخل كل بكسل. يوضح الشكل التالي مثالا للنظام من هذا القبيل: "مجموعة من الحالة الصلبة خلاط الضوئية LiDARS جهاز سريع طريقة المعايرة" في CMOS عرض الصورة بكسل، وبكسل وجود اثنين من المكثفات تخزين تهمة ترتبط بالتناوب لتسجيل الضوء الساقط.

الضوء المنبعث من مصدر الضوء، والمنعكس من الجسم، ومن ثم يضرب بكسل، يتم تسجيل بكسل باعتبارها تهمة في مكثف C A أو C B كما هو مبين أعلاه. A مكثف باستخدام مصدر ساعة نفسه مع نفس التردد كمصدر إضاءة ترتبط بالتناوب لبكسل. ويرتبط هذا الترتيب بارعة من التفاضلية وسائل تهمة مكثف مباشرة إلى مرحلة التحول. يتم تحديد مرحلة من الطول الموجي والمسافة إلى الهدف والجسم. قد يكون اتهم الصورة من "جهاز خلاط طريقة المعايرة الضوئية السريعة الصلبة وLiDARS مجموعة الدولة" لإلقاء الضوء على الأوقات الحاويات الموضوع المطلوب. ثابت لمسافات طويلة، فإن نسبة من تهمة دون تغيير. لذا مدى فعالية هذا النهج هو؟ تقدم AAC للاستشعار تستخدم جنبا إلى جنب مع برنامج المرافقة، قادرة على تسجيل ما يصل إلى 45 صورة في الثانية. بمعدل تحديث أقل، يمكن للنظام أن تصويرها بسهولة التجاعيد قميص.

على الرسم (س، ص، ض) الموقف قنة من كل بكسل تم الاستيلاء عليها من بيكو Flexx الموضوع الكاميرا PMD. من الصعب تصور البيانات فقط عمق نفسه. لذلك، وعادة في تركيبة مع صورة معمقة مع الصورة، أو عرض كاذبة اللون لجعلها أسهل لتصور المشهد.

يوضح الشكل، وعمق طبقة تراكب شبه لون الصور دقة منخفضة مسرحا لتفسير أسهل. استخدام PMD Flexx الموضوع الملكي عارض البرمجيات وgoober صورة المؤلف CamBoard بيكو مجموعة تطوير 3D استولت. الوقت من أجهزة الاستشعار رحلة يمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك التكنولوجيا الفيزياء والهندسة تكنولوجيا بارعة معا لخلق خريطة 3D البيئة.