తక్షణ పోస్ట్ కోసం మా సోషల్ మీడియాకు సబ్‌స్క్రైబ్ చేసుకోండి
ఈ సిరీస్ పాఠకులకు టైమ్ ఆఫ్ ఫ్లైట్ (TOF) వ్యవస్థ గురించి లోతైన మరియు ప్రగతిశీల అవగాహనను అందించడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది. ఈ కంటెంట్ పరోక్ష TOF (iTOF) మరియు ప్రత్యక్ష TOF (dTOF) రెండింటి యొక్క వివరణాత్మక వివరణలతో సహా TOF వ్యవస్థల యొక్క సమగ్ర అవలోకనాన్ని కవర్ చేస్తుంది. ఈ విభాగాలు సిస్టమ్ పారామితులు, వాటి ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు మరియు వివిధ అల్గారిథమ్‌లను పరిశీలిస్తాయి. ఈ వ్యాసం TOF వ్యవస్థల యొక్క విభిన్న భాగాలను కూడా అన్వేషిస్తుంది, అవి వర్టికల్ కావిటీ సర్ఫేస్ ఎమిటింగ్ లేజర్‌లు (VCSELలు), ట్రాన్స్‌మిషన్ మరియు రిసెప్షన్ లెన్స్‌లు, CIS, APD, SPAD, SiPM వంటి రిసీవింగ్ సెన్సార్లు మరియు ASICల వంటి డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌లు.
TOF (విమానయాన సమయం) పరిచయం
ప్రాథమిక సూత్రాలు
TOF, అంటే విమాన ప్రయాణ సమయం, అనేది ఒక మాధ్యమంలో కాంతి ఒక నిర్దిష్ట దూరం ప్రయాణించడానికి పట్టే సమయాన్ని లెక్కించడం ద్వారా దూరాన్ని కొలవడానికి ఉపయోగించే పద్ధతి. ఈ సూత్రం ప్రధానంగా ఆప్టికల్ TOF దృశ్యాలలో వర్తించబడుతుంది మరియు ఇది చాలా సరళంగా ఉంటుంది. ఈ ప్రక్రియలో కాంతి మూలం కాంతి పుంజాన్ని విడుదల చేస్తుంది, ఉద్గార సమయం నమోదు చేయబడుతుంది. ఈ కాంతి లక్ష్యం నుండి ప్రతిబింబిస్తుంది, రిసీవర్ ద్వారా సంగ్రహించబడుతుంది మరియు రిసెప్షన్ సమయం గుర్తించబడుతుంది. ఈ సమయాల్లోని వ్యత్యాసం, t గా సూచించబడుతుంది, దూరాన్ని నిర్ణయిస్తుంది (d = కాంతి వేగం (c) × t / 2).
ToF సెన్సార్ల రకాలు
ToF సెన్సార్లలో రెండు ప్రాథమిక రకాలు ఉన్నాయి: ఆప్టికల్ మరియు విద్యుదయస్కాంత. సర్వసాధారణంగా కనిపించే ఆప్టికల్ ToF సెన్సార్లు, దూర కొలత కోసం సాధారణంగా పరారుణ పరిధిలోని కాంతి పల్స్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. ఈ పల్స్‌లు సెన్సార్ నుండి విడుదలవుతాయి, ఒక వస్తువును ప్రతిబింబిస్తాయి మరియు సెన్సార్‌కు తిరిగి వస్తాయి, ఇక్కడ ప్రయాణ సమయాన్ని కొలుస్తారు మరియు దూరాన్ని లెక్కించడానికి ఉపయోగిస్తారు. దీనికి విరుద్ధంగా, విద్యుదయస్కాంత ToF సెన్సార్లు దూరాన్ని కొలవడానికి రాడార్ లేదా లిడార్ వంటి విద్యుదయస్కాంత తరంగాలను ఉపయోగిస్తాయి. అవి ఒకే విధమైన సూత్రంపై పనిచేస్తాయి కానీ వేరే మాధ్యమాన్ని ఉపయోగిస్తాయిదూర కొలత.
ToF సెన్సార్ల అప్లికేషన్లు
ToF సెన్సార్లు బహుముఖంగా ఉంటాయి మరియు వివిధ రంగాలలో విలీనం చేయబడ్డాయి:
రోబోటిక్స్:అడ్డంకి గుర్తింపు మరియు నావిగేషన్ కోసం ఉపయోగిస్తారు. ఉదాహరణకు, రూంబా మరియు బోస్టన్ డైనమిక్స్ అట్లాస్ వంటి రోబోలు తమ పరిసరాలను మ్యాప్ చేయడానికి మరియు కదలికలను ప్లాన్ చేయడానికి ToF డెప్త్ కెమెరాలను ఉపయోగిస్తాయి.
భద్రతా వ్యవస్థలు:చొరబాటుదారులను గుర్తించడం, అలారాలను ట్రిగ్గర్ చేయడం లేదా కెమెరా వ్యవస్థలను సక్రియం చేయడానికి మోషన్ సెన్సార్లలో సాధారణం.
ఆటోమోటివ్ పరిశ్రమ:అడాప్టివ్ క్రూయిజ్ కంట్రోల్ మరియు ఢీకొనకుండా ఉండటానికి డ్రైవర్-సహాయక వ్యవస్థలలో చేర్చబడింది, కొత్త వాహన నమూనాలలో ఇది మరింత ప్రబలంగా మారుతోంది.
వైద్య రంగం: అధిక రిజల్యూషన్ కణజాల చిత్రాలను ఉత్పత్తి చేసే ఆప్టికల్ కోహెరెన్స్ టోమోగ్రఫీ (OCT) వంటి నాన్-ఇన్వాసివ్ ఇమేజింగ్ మరియు డయాగ్నస్టిక్స్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది.
కన్స్యూమర్ ఎలక్ట్రానిక్స్: ముఖ గుర్తింపు, బయోమెట్రిక్ ప్రామాణీకరణ మరియు సంజ్ఞ గుర్తింపు వంటి లక్షణాల కోసం స్మార్ట్‌ఫోన్‌లు, టాబ్లెట్‌లు మరియు ల్యాప్‌టాప్‌లలో విలీనం చేయబడింది.
డ్రోన్లు:నావిగేషన్, ఢీకొనకుండా ఉండటం మరియు గోప్యత మరియు విమానయాన సమస్యలను పరిష్కరించడంలో ఉపయోగించబడుతుంది
TOF సిస్టమ్ ఆర్కిటెక్చర్
వివరించిన విధంగా దూర కొలతను సాధించడానికి ఒక సాధారణ TOF వ్యవస్థ అనేక కీలక భాగాలను కలిగి ఉంటుంది:
· ట్రాన్స్మిటర్ (Tx):ఇందులో లేజర్ కాంతి మూలం ఉంటుంది, ప్రధానంగావీసీఈఎల్, లేజర్‌ను నడపడానికి డ్రైవర్ సర్క్యూట్ ASIC, మరియు కొలిమేటింగ్ లెన్స్‌లు లేదా డిఫ్రాక్టివ్ ఆప్టికల్ ఎలిమెంట్స్ మరియు ఫిల్టర్‌ల వంటి బీమ్ నియంత్రణ కోసం ఆప్టికల్ భాగాలు.
· రిసీవర్ (Rx):ఇందులో రిసీవింగ్ ఎండ్ వద్ద లెన్స్‌లు మరియు ఫిల్టర్‌లు, TOF సిస్టమ్‌పై ఆధారపడి CIS, SPAD లేదా SiPM వంటి సెన్సార్లు మరియు రిసీవర్ చిప్ నుండి పెద్ద మొత్తంలో డేటాను ప్రాసెస్ చేయడానికి ఇమేజ్ సిగ్నల్ ప్రాసెసర్ (ISP) ఉంటాయి.
·విద్యుత్ నిర్వహణ:స్టేబుల్ నిర్వహణVCSEL లకు కరెంట్ నియంత్రణ మరియు SPAD లకు అధిక వోల్టేజ్ చాలా ముఖ్యమైనవి, దీనికి బలమైన విద్యుత్ నిర్వహణ అవసరం.
· సాఫ్ట్‌వేర్ పొర:ఇందులో ఫర్మ్‌వేర్, SDK, OS మరియు అప్లికేషన్ లేయర్ ఉన్నాయి.
VCSEL నుండి ఉద్భవించి, ఆప్టికల్ భాగాల ద్వారా సవరించబడిన లేజర్ పుంజం అంతరిక్షంలో ఎలా ప్రయాణించి, ఒక వస్తువును ప్రతిబింబించి, రిసీవర్‌కు తిరిగి వస్తుందో ఈ ఆర్కిటెక్చర్ ప్రదర్శిస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలో టైమ్ లాప్స్ గణన దూరం లేదా లోతు సమాచారాన్ని వెల్లడిస్తుంది. అయితే, ఈ ఆర్కిటెక్చర్ సూర్యకాంతి-ప్రేరిత శబ్దం లేదా ప్రతిబింబాల నుండి బహుళ-మార్గ శబ్దం వంటి శబ్ద మార్గాలను కవర్ చేయదు, వీటిని సిరీస్‌లో తరువాత చర్చించాము.
TOF వ్యవస్థల వర్గీకరణ
TOF వ్యవస్థలు ప్రధానంగా వాటి దూర కొలత పద్ధతుల ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి: ప్రత్యక్ష TOF (dTOF) మరియు పరోక్ష TOF (iTOF), ప్రతి ఒక్కటి ప్రత్యేకమైన హార్డ్‌వేర్ మరియు అల్గోరిథమిక్ విధానాలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ సిరీస్ ప్రారంభంలో వాటి ప్రయోజనాలు, సవాళ్లు మరియు సిస్టమ్ పారామితుల తులనాత్మక విశ్లేషణలోకి ప్రవేశించే ముందు వాటి సూత్రాలను వివరిస్తుంది.
TOF యొక్క సరళమైన సూత్రం - కాంతి పల్స్‌ను విడుదల చేయడం మరియు దూరాన్ని లెక్కించడానికి దాని తిరిగి రావడాన్ని గుర్తించడం - అయినప్పటికీ, తిరిగి వచ్చే కాంతిని పరిసర కాంతి నుండి వేరు చేయడంలో సంక్లిష్టత ఉంది. అధిక సిగ్నల్-టు-శబ్ద నిష్పత్తిని సాధించడానికి తగినంత ప్రకాశవంతమైన కాంతిని విడుదల చేయడం మరియు పర్యావరణ కాంతి జోక్యాన్ని తగ్గించడానికి తగిన తరంగదైర్ఘ్యాలను ఎంచుకోవడం ద్వారా ఇది పరిష్కరించబడుతుంది. మరొక విధానం ఏమిటంటే, ఫ్లాష్‌లైట్‌తో SOS సిగ్నల్‌ల మాదిరిగానే, తిరిగి వచ్చినప్పుడు దానిని వేరు చేయగలిగేలా విడుదలయ్యే కాంతిని ఎన్‌కోడ్ చేయడం.
ఈ సిరీస్ dTOF మరియు iTOF లను పోల్చి, వాటి తేడాలు, ప్రయోజనాలు మరియు సవాళ్లను వివరంగా చర్చిస్తుంది మరియు 1D TOF నుండి 3D TOF వరకు అవి అందించే సమాచారం యొక్క సంక్లిష్టత ఆధారంగా TOF వ్యవస్థలను మరింత వర్గీకరిస్తుంది.
డిటిఒఎఫ్
డైరెక్ట్ TOF ఫోటాన్ యొక్క విమాన సమయాన్ని నేరుగా కొలుస్తుంది. దీని కీలక భాగం, సింగిల్ ఫోటాన్ అవలాంచ్ డయోడ్ (SPAD), సింగిల్ ఫోటాన్‌లను గుర్తించేంత సున్నితంగా ఉంటుంది. ఫోటాన్ రాకపోకల సమయాన్ని కొలవడానికి dTOF టైమ్ కోరిలేటెడ్ సింగిల్ ఫోటాన్ కౌంటింగ్ (TCSPC)ని ఉపయోగిస్తుంది, నిర్దిష్ట సమయ వ్యత్యాసం యొక్క అత్యధిక పౌనఃపున్యం ఆధారంగా అత్యంత సంభావ్య దూరాన్ని తగ్గించడానికి హిస్టోగ్రామ్‌ను నిర్మిస్తుంది.
ఐటిఓఎఫ్
పరోక్ష TOF అనేది ఉద్గారమైన మరియు స్వీకరించబడిన తరంగ రూపాల మధ్య దశ వ్యత్యాసం ఆధారంగా విమాన సమయాన్ని లెక్కిస్తుంది, సాధారణంగా నిరంతర తరంగం లేదా పల్స్ మాడ్యులేషన్ సిగ్నల్‌లను ఉపయోగిస్తుంది. iTOF ప్రామాణిక ఇమేజ్ సెన్సార్ ఆర్కిటెక్చర్‌లను ఉపయోగించవచ్చు, కాలక్రమేణా కాంతి తీవ్రతను కొలుస్తుంది.
iTOF ని నిరంతర తరంగ మాడ్యులేషన్ (CW-iTOF) మరియు పల్స్ మాడ్యులేషన్ (పల్సెడ్-iTOF) గా మరింత ఉపవిభజన చేశారు. CW-iTOF ఉద్గారమైన మరియు స్వీకరించబడిన సైనూసోయిడల్ తరంగాల మధ్య దశ మార్పును కొలుస్తుంది, అయితే పల్సెడ్-iTOF చదరపు తరంగ సంకేతాలను ఉపయోగించి దశ మార్పును లెక్కిస్తుంది.
మరింత చదవడానికి:
- వికీపీడియా. (nd). విమాన సమయం. నుండి తీసుకోబడింది.https://en.wikipedia.org/wiki/టైమ్_ఆఫ్_ఫ్లైట్
- సోనీ సెమీకండక్టర్ సొల్యూషన్స్ గ్రూప్. (nd). ToF (ఫ్లైట్ సమయం) | ఇమేజ్ సెన్సార్ల యొక్క సాధారణ సాంకేతికత. నుండి తీసుకోబడిందిhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
- మైక్రోసాఫ్ట్. (2021, ఫిబ్రవరి 4). మైక్రోసాఫ్ట్ టైమ్ ఆఫ్ ఫ్లైట్ (ToF) పరిచయం - అజూర్ డెప్త్ ప్లాట్‌ఫామ్. నుండి పొందబడిందిhttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
- ESCATEC. (2023, మార్చి 2). విమాన సమయం (TOF) సెన్సార్లు: లోతైన అవలోకనం మరియు అనువర్తనాలు. నుండి తీసుకోబడిందిhttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications
వెబ్ పేజీ నుండిhttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/ ద్వారా
రచయిత: చావో గువాంగ్
నిరాకరణ:
మా వెబ్‌సైట్‌లో ప్రదర్శించబడిన కొన్ని చిత్రాలు విద్య మరియు సమాచార భాగస్వామ్యాన్ని ప్రోత్సహించే లక్ష్యంతో ఇంటర్నెట్ మరియు వికీపీడియా నుండి సేకరించబడినవని మేము ఇందుమూలంగా ప్రకటిస్తున్నాము. మేము అందరు సృష్టికర్తల మేధో సంపత్తి హక్కులను గౌరవిస్తాము. ఈ చిత్రాల ఉపయోగం వాణిజ్య లాభం కోసం ఉద్దేశించబడలేదు.
ఉపయోగించిన ఏదైనా కంటెంట్ మీ కాపీరైట్‌ను ఉల్లంఘిస్తుందని మీరు విశ్వసిస్తే, దయచేసి మమ్మల్ని సంప్రదించండి. మేధో సంపత్తి చట్టాలు మరియు నిబంధనలకు అనుగుణంగా ఉండేలా చిత్రాలను తొలగించడం లేదా సరైన ఆపాదింపును అందించడం వంటి తగిన చర్యలు తీసుకోవడానికి మేము సిద్ధంగా ఉన్నాము. కంటెంట్‌తో సమృద్ధిగా, న్యాయంగా మరియు ఇతరుల మేధో సంపత్తి హక్కులను గౌరవించే ప్లాట్‌ఫామ్‌ను నిర్వహించడం మా లక్ష్యం.
దయచేసి ఈ క్రింది ఇమెయిల్ చిరునామాలో మమ్మల్ని సంప్రదించండి:sales@lumispot.cn. ఏదైనా నోటిఫికేషన్ అందిన వెంటనే మేము చర్య తీసుకోవడానికి కట్టుబడి ఉన్నాము మరియు అటువంటి సమస్యలను పరిష్కరించడంలో 100% సహకారాన్ని హామీ ఇస్తున్నాము.
పోస్ట్ సమయం: డిసెంబర్-18-2023