TOF (පියාසර කාලය) පද්ධතියේ මූලික මූලධර්මය සහ යෙදුම

කඩිනම් පළ කිරීම් සඳහා අපගේ සමාජ මාධ්‍ය වෙත දායක වන්න

මෙම ලිපි මාලාවේ අරමුණ වන්නේ පාඨකයන්ට පියාසැරි කාලය (TOF) පද්ධතිය පිළිබඳ ගැඹුරු සහ ප්‍රගතිශීලී අවබෝධයක් ලබා දීමයි. අන්තර්ගතය වක්‍ර TOF (iTOF) සහ සෘජු TOF (dTOF) යන දෙකෙහිම සවිස්තරාත්මක පැහැදිලි කිරීම් ඇතුළුව TOF පද්ධති පිළිබඳ පුළුල් දළ විශ්ලේෂණයක් ආවරණය කරයි. මෙම කොටස් පද්ධති පරාමිතීන්, ඒවායේ වාසි සහ අවාසි සහ විවිධ ඇල්ගොරිතම පිළිබඳව සොයා බලයි. සිරස් කුහර මතුපිට විමෝචක ලේසර් (VCSEL), සම්ප්‍රේෂණ සහ පිළිගැනීමේ කාච, CIS, APD, SPAD, SiPM වැනි ග්‍රාහක සංවේදක සහ ASIC වැනි ධාවක පරිපථ වැනි TOF පද්ධතිවල විවිධ සංරචක ද ලිපිය ගවේෂණය කරයි.

TOF (පියාසර කාලය) හැඳින්වීම

 

මූලික මූලධර්ම

TOF, පියාසැරි කාලය සඳහා වන යෙදුම, මාධ්‍යයක ආලෝකය යම් දුරක් ගමන් කිරීමට ගතවන කාලය ගණනය කිරීමෙන් දුර මැනීමට භාවිතා කරන ක්‍රමයකි. මෙම මූලධර්මය ප්‍රධාන වශයෙන් දෘශ්‍ය TOF අවස්ථා වලදී අදාළ වන අතර එය සාපේක්ෂව සරල ය. මෙම ක්‍රියාවලියට ආලෝක ප්‍රභවයක් ආලෝක කදම්භයක් විමෝචනය කරන අතර, විමෝචන කාලය සටහන් වේ. ඉන්පසු මෙම ආලෝකය ඉලක්කයකින් පරාවර්තනය වී, ග්‍රාහකයක් විසින් ග්‍රහණය කර ගන්නා අතර, පිළිගැනීමේ කාලය සටහන් වේ. මෙම කාලවල වෙනස, t ලෙස දක්වනු ලැබේ, දුර තීරණය කරයි (d = ආලෝකයේ වේගය (c) × t / 2).

 

TOF වැඩ කිරීමේ මූලධර්මය

ToF සංවේදක වර්ග

ToF සංවේදකවල ප්‍රාථමික වර්ග දෙකක් තිබේ: දෘශ්‍ය සහ විද්‍යුත් චුම්භක. වඩාත් සුලභ වන දෘශ්‍ය ToF සංවේදක, දුර මැනීම සඳහා සාමාන්‍යයෙන් අධෝරක්ත පරාසයේ ආලෝක ස්පන්දන භාවිතා කරයි. මෙම ස්පන්දන සංවේදකයෙන් විමෝචනය වී, වස්තුවකින් පරාවර්තනය වී, සංවේදකය වෙත නැවත පැමිණේ, එහිදී ගමන් කාලය මනිනු ලබන අතර දුර ගණනය කිරීමට භාවිතා කරයි. ඊට වෙනස්ව, විද්‍යුත් චුම්භක ToF සංවේදක දුර මැනීම සඳහා රේඩාර් හෝ ලයිඩාර් වැනි විද්‍යුත් චුම්භක තරංග භාවිතා කරයි. ඒවා සමාන මූලධර්මයක් මත ක්‍රියාත්මක වන නමුත් වෙනස් මාධ්‍යයක් භාවිතා කරයිදුර මැනීම.

TOF යෙදුම

ToF සංවේදකවල යෙදුම්

ToF සංවේදක බහුකාර්ය වන අතර විවිධ ක්ෂේත්‍රවලට ඒකාබද්ධ කර ඇත:

රොබෝ විද්‍යාව:බාධක හඳුනාගැනීම සහ සංචාලනය සඳහා භාවිතා වේ. උදාහරණයක් ලෙස, රූම්බා සහ බොස්ටන් ඩයිනමික්ස් හි ඇට්ලස් වැනි රොබෝවරු ඔවුන්ගේ වටපිටාව සිතියම්ගත කිරීම සහ චලනයන් සැලසුම් කිරීම සඳහා ToF ගැඹුර කැමරා භාවිතා කරති.

ආරක්ෂක පද්ධති:අනවසරයෙන් ඇතුළුවන්නන් හඳුනා ගැනීම, අනතුරු ඇඟවීම් ක්‍රියාත්මක කිරීම හෝ කැමරා පද්ධති සක්‍රිය කිරීම සඳහා චලන සංවේදකවල බහුලව භාවිතා වේ.

මෝටර් රථ කර්මාන්තය:අනුවර්තන කෲස් පාලනය සහ ගැටුම් වළක්වා ගැනීම සඳහා රියදුරු-සහාය පද්ධතිවලට ඇතුළත් කර ඇති අතර, නව වාහන මාදිලිවල වැඩි වැඩියෙන් ප්‍රචලිත වෙමින් පවතී.

වෛද්‍ය ක්ෂේත්‍රය: අධි-විභේදන පටක රූප නිපදවන දෘශ්‍ය සහයෝගීතා ටොමොග්‍රැෆි (OCT) වැනි ආක්‍රමණශීලී නොවන රූපකරණ සහ රෝග විනිශ්චය සඳහා යොදා ගනී.

පාරිභෝගික ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ: මුහුණු හඳුනාගැනීම, ජෛවමිතික සත්‍යාපනය සහ අභින හඳුනාගැනීම වැනි විශේෂාංග සඳහා ස්මාර්ට්ෆෝන්, ටැබ්ලට් සහ ලැප්ටොප් පරිගණකවලට ඒකාබද්ධ කර ඇත.

ඩ්‍රෝන යානා:සංචලනය, ගැටුම් වළක්වා ගැනීම සහ පෞද්ගලිකත්වය සහ ගුවන් සේවා ගැටළු විසඳීම සඳහා භාවිතා වේ.

TOF පද්ධති ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය

TOF පද්ධති ව්‍යුහය

විස්තර කර ඇති පරිදි දුර මැනීම සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා සාමාන්‍ය TOF පද්ධතියක් ප්‍රධාන සංරචක කිහිපයකින් සමන්විත වේ:

· සම්ප්‍රේෂකය (Tx):මෙයට ලේසර් ආලෝක ප්‍රභවයක් ඇතුළත් වේ, ප්‍රධාන වශයෙන් aවීසීඑස්ඊඑල්, ලේසර් ධාවනය කිරීම සඳහා ධාවක පරිපථයක් ASIC, සහ කොලිමේටින් කාච හෝ විවර්තන දෘශ්‍ය මූලද්‍රව්‍ය වැනි කදම්භ පාලනය සඳහා දෘශ්‍ය සංරචක සහ පෙරහන්.
· ග්‍රාහකයා (Rx):මෙය ග්‍රාහක කෙළවරේ කාච සහ පෙරහන්, TOF පද්ධතිය මත පදනම්ව CIS, SPAD, හෝ SiPM වැනි සංවේදක සහ ග්‍රාහක චිපයෙන් විශාල දත්ත ප්‍රමාණයක් සැකසීම සඳහා රූප සංඥා සකසනයකින් (ISP) සමන්විත වේ.
·බල කළමනාකරණය:ස්ථාවර කළමනාකරණයVCSEL සඳහා ධාරා පාලනය සහ SPAD සඳහා අධි වෝල්ටීයතාවය ඉතා වැදගත් වන අතර, ශක්තිමත් බල කළමනාකරණයක් අවශ්‍ය වේ.
· මෘදුකාංග ස්ථරය:මෙයට ස්ථිරාංග, SDK, OS සහ යෙදුම් ස්ථරය ඇතුළත් වේ.

VCSEL වලින් ආරම්භ වී දෘශ්‍ය සංරචක මගින් වෙනස් කරන ලද ලේසර් කදම්භයක් අභ්‍යවකාශය හරහා ගමන් කර, වස්තුවකින් පරාවර්තනය වී, ග්‍රාහකය වෙත නැවත පැමිණෙන ආකාරය ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය මගින් නිරූපණය කෙරේ. මෙම ක්‍රියාවලියේ කාල පරතරය ගණනය කිරීම දුර හෝ ගැඹුර පිළිබඳ තොරතුරු හෙළි කරයි. කෙසේ වෙතත්, මෙම ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය හිරු එළියෙන් ඇතිවන ශබ්දය හෝ පරාවර්තනයන්ගෙන් බහු-මාර්ග ශබ්දය වැනි ශබ්ද මාර්ග ආවරණය නොකරයි, ඒවා මාලාවේ පසුව සාකච්ඡා කෙරේ.

TOF පද්ධති වර්ගීකරණය

TOF පද්ධති ප්‍රධාන වශයෙන් ඒවායේ දුර මැනීමේ ශිල්පීය ක්‍රම අනුව වර්ගීකරණය කර ඇත: සෘජු TOF (dTOF) සහ වක්‍ර TOF (iTOF), ඒ සෑම එකක්ම වෙනස් දෘඩාංග සහ ඇල්ගොරිතම ප්‍රවේශයන් ඇත. මාලාව මුලින් ඒවායේ මූලධර්ම ගෙනහැර දක්වන්නේ ඒවායේ වාසි, අභියෝග සහ පද්ධති පරාමිතීන් පිළිබඳ සංසන්දනාත්මක විශ්ලේෂණයකට පිවිසීමට පෙරය.

TOF හි සරල මූලධර්මයක් ලෙස පෙනෙන - ආලෝක ස්පන්දනයක් නිකුත් කිරීම සහ දුර ගණනය කිරීම සඳහා එහි නැවත පැමිණීම හඳුනා ගැනීම - තිබියදීත්, සංකීර්ණත්වය පවතින්නේ අවට ආලෝකයෙන් ආපසු එන ආලෝකය වෙන්කර හඳුනා ගැනීම තුළ ය. ඉහළ සංඥා-ශබ්ද අනුපාතයක් ලබා ගැනීම සඳහා ප්‍රමාණවත් තරම් දීප්තිමත් ආලෝකයක් විමෝචනය කිරීමෙන් සහ පාරිසරික ආලෝක මැදිහත්වීම් අවම කිරීම සඳහා සුදුසු තරංග ආයාමයන් තෝරා ගැනීමෙන් මෙය විසඳනු ලැබේ. තවත් ප්‍රවේශයක් වන්නේ ෆ්ලෑෂ් ලයිට් එකක් සහිත SOS සංඥා මෙන්, නැවත පැමිණෙන විට වෙන්කර හඳුනාගත හැකි වන පරිදි විමෝචනය වන ආලෝකය සංකේතනය කිරීමයි.

මෙම මාලාව dTOF සහ iTOF සංසන්දනය කරමින්, ඒවායේ වෙනස්කම්, වාසි සහ අභියෝග විස්තරාත්මකව සාකච්ඡා කරන අතර, 1D TOF සිට 3D TOF දක්වා පරාසයක විහිදෙන තොරතුරු වල සංකීර්ණත්වය මත පදනම්ව TOF පද්ධති තවදුරටත් වර්ගීකරණය කරයි.

ඩීටීඕඑෆ්

සෘජු TOF මගින් ෆෝටෝනයේ පියාසැරි කාලය සෘජුවම මනිනු ලැබේ. එහි ප්‍රධාන අංගය වන තනි ෆෝටෝන අවලන්ච් ඩයෝඩය (SPAD), තනි ෆෝටෝන හඳුනා ගැනීමට තරම් සංවේදී වේ. dTOF, ෆෝටෝන පැමිණීමේ කාලය මැනීමට කාල සහසම්බන්ධිත තනි ෆෝටෝන ගණන් කිරීම (TCSPC) භාවිතා කරයි, නිශ්චිත කාල වෙනසක ඉහළම සංඛ්‍යාතය මත පදනම්ව බොහෝ දුරට ඉඩ ඇති දුර අඩු කිරීමට හිස්ටෝග්‍රෑම් එකක් සාදයි.

අයිටීඕඑෆ්

විමෝචනය වන සහ ලැබුණු තරංග ආකාර අතර අවධි වෙනස මත පදනම්ව වක්‍ර TOF පියාසැරි කාලය ගණනය කරයි, සාමාන්‍යයෙන් අඛණ්ඩ තරංග හෝ ස්පන්දන මොඩියුලේෂන් සංඥා භාවිතා කරයි. iTOF හට සම්මත රූප සංවේදක ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය භාවිතා කළ හැකි අතර, කාලයත් සමඟ ආලෝක තීව්‍රතාවය මනින.

iTOF තවදුරටත් අඛණ්ඩ තරංග මොඩියුලේෂන් (CW-iTOF) සහ ස්පන්දන මොඩියුලේෂන් (Pulsed-iTOF) ලෙස බෙදා ඇත. CW-iTOF විමෝචනය වූ සහ ලැබුණු සයිනාකාර තරංග අතර අවධි මාරුව මනිනු ලබන අතර, ස්පන්දන-iTOF වර්ග තරංග සංඥා භාවිතයෙන් අවධි මාරුව ගණනය කරයි.

 

තවදුරටත් කියවීම:

  1. විකිපීඩියා. (nd). පියාසැරි වේලාව. ලබාගත්තේhttps://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
  2. සෝනි අර්ධ සන්නායක විසඳුම් සමූහය. (nd). ToF (පියාසර කිරීමේ කාලය) | රූප සංවේදකවල පොදු තාක්ෂණය. ලබා ගන්නා ලද්දේhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
  3. මයික්‍රොසොෆ්ට්. (2021, පෙබරවාරි 4). මයික්‍රොසොෆ්ට් ටයිම් ඔෆ් ෆ්ලයිට් (ToF) හැඳින්වීම - Azure Depth වේදිකාව. ලබා ගන්නා ලද්දේhttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
  4. ESCATEC. (2023, මාර්තු 2). පියාසැරි කාලය (TOF) සංවේදක: ගැඹුරු දළ විශ්ලේෂණයක් සහ යෙදුම්. ලබා ගන්නා ලද්දේhttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

වෙබ් පිටුවෙන්https://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/

කර්තෘ විසින්: චාඕ ගුවාං

 

වියාචනය:

අපගේ වෙබ් අඩවියේ ප්‍රදර්ශනය කර ඇති සමහර රූප අන්තර්ජාලයෙන් සහ විකිපීඩියාවෙන් එකතු කර ඇති බවත්, අධ්‍යාපනය සහ තොරතුරු බෙදාගැනීම ප්‍රවර්ධනය කිරීමේ අරමුණින් බවත් අපි මෙයින් ප්‍රකාශ කරමු. සියලුම නිර්මාණකරුවන්ගේ බුද්ධිමය දේපළ අයිතිවාසිකම්වලට අපි ගරු කරමු. මෙම රූප භාවිතය වාණිජමය වාසි සඳහා අදහස් නොකෙරේ.

භාවිතා කරන ලද ඕනෑම අන්තර්ගතයක් ඔබගේ ප්‍රකාශන අයිතිය උල්ලංඝනය කරන බව ඔබ විශ්වාස කරන්නේ නම්, කරුණාකර අප හා සම්බන්ධ වන්න. බුද්ධිමය දේපළ නීති සහ රෙගුලාසි වලට අනුකූල වීම සහතික කිරීම සඳහා, රූප ඉවත් කිරීම හෝ නිසි ආරෝපණය සැපයීම ඇතුළු සුදුසු පියවර ගැනීමට අපි බොහෝ සෙයින් කැමැත්තෙන් සිටිමු. අපගේ ඉලක්කය වන්නේ අන්තර්ගතයෙන් පොහොසත්, සාධාරණ සහ අන් අයගේ බුද්ධිමය දේපළ අයිතිවාසිකම්වලට ගරු කරන වේදිකාවක් පවත්වා ගැනීමයි.

කරුණාකර පහත විද්‍යුත් තැපැල් ලිපිනයෙන් අප හා සම්බන්ධ වන්න:sales@lumispot.cn. ඕනෑම දැනුම්දීමක් ලැබුණු වහාම පියවර ගැනීමට අපි කැපවී සිටින අතර එවැනි ගැටළු විසඳීම සඳහා 100% සහයෝගීතාවය සහතික කරමු.

අදාළ ලේසර් යෙදුම
ආශ්රිත නිෂ්පාදන

පළ කිරීමේ කාලය: දෙසැම්බර්-18-2023