خەۋەرلەر - TOF (ئۇچۇش ۋاقتى) سىستېمىسىنىڭ ئاساسىي پرىنسىپى ۋە قوللىنىلىشى

تېز يوللانما ئۈچۈن ئىجتىمائىي تاراتقۇلىرىمىزغا مۇشتەرى بولۇڭ

بۇ يۈرۈشلۈك ئوقۇرمەنلەرنى ئۇچۇش ۋاقتى (TOF) سىستېمىسىنى چوڭقۇر ۋە تەدرىجىي چۈشىنىش بىلەن تەمىنلەشنى مەقسەت قىلىدۇ. بۇ مەزمۇن TOF سىستېمىسىنىڭ ئەتراپلىق ئومۇمىي ئەھۋالىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ ، بۇ ۋاسىتىلىك TOF (iTOF) ۋە بىۋاسىتە TOF (dTOF) نىڭ تەپسىلىي چۈشەندۈرۈشىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇ بۆلەكلەر سىستېما پارامېتىرلىرى ، ئۇلارنىڭ ئەۋزەللىكى ۋە كەمچىلىكى ۋە ھەر خىل ئالگورىزىملارغا چوڭقۇرلاپ كىرىدۇ. ماقالىدە يەنە TOF سىستېمىسىنىڭ ئوخشىمىغان زاپچاسلىرى ، مەسىلەن ۋېرتىكال كاۋاك يۈزى قويۇپ بېرىدىغان لازېر (VCSELs) ، يەتكۈزۈش ۋە قوبۇل قىلىش لىنزىسى ، مۇستەقىل دۆلەتلەر بىرلەشمىسى ، APD ، SPAD ، SiPM قاتارلىق سېنزورلار ۋە ASIC غا ئوخشاش قوزغاتقۇچ توك يولى قاتارلىقلار تەتقىق قىلىنغان.

TOF نى تونۇشتۇرۇش (ئۇچۇش ۋاقتى)

ئاساسىي پرىنسىپلار

TOF ، ئۇچۇش ۋاقتىنى كۆرسىتىدۇ ، يورۇقلۇقنىڭ مەلۇم ئارىلىقتا مېڭىشقا كېتىدىغان ۋاقىتنى ھېسابلاش ئارقىلىق ئارىلىقنى ئۆلچەشتە قوللىنىلىدىغان ئۇسۇل. بۇ پرىنسىپ ئاساسلىقى ئوپتىكىلىق TOF سىنارىيەسىدە قوللىنىلىدۇ ھەمدە بىر قەدەر ئاددىي. بۇ جەريان يورۇقلۇق مەنبەسىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ ، قويۇپ بېرىش ۋاقتى خاتىرىلىنىدۇ. بۇ نۇر ئاندىن نىشاننى ئەكىس ئەتتۈرىدۇ ، قوبۇللىغۇچ تەرىپىدىن تۇتۇلىدۇ ، كۈتۈۋېلىش ۋاقتى خاتىرىلىنىدۇ. بۇ دەۋردىكى پەرق t دەپ ئىپادىلەنگەن بولۇپ ، ئارىلىق (d = يورۇقلۇق تېزلىكى (c) × t / 2) نى بەلگىلەيدۇ.

ToF سېنزورنىڭ تۈرلىرى

ئوپتىكىلىق ۋە ئېلېكتر ماگنىتلىق ئىككى خىل ئاساسلىق سېنزور بار. ئوپتىكىلىق ToF سېنزورى تېخىمۇ كۆپ ئۇچرايدىغان نۇر تومۇرنى ئىشلىتىپ ، ئادەتتە ئىنفىرا قىزىل نۇر ئارىلىقىدا ئارىلىقنى ئۆلچەشتە ئىشلىتىلىدۇ. بۇ تومۇرلار سېنزوردىن قويۇپ بېرىلىپ ، جىسىمنى ئەكىس ئەتتۈرىدۇ ۋە سېنزورغا قايتىدۇ ، بۇ يەردە ساياھەت ۋاقتى ئۆلچەم قىلىنىدۇ ۋە ئارىلىقنى ھېسابلاشقا ئىشلىتىلىدۇ. بۇنىڭغا سېلىشتۇرغاندا ، ئېلېكتر ماگنىتلىق ToF سېنزورى ئارىلىقنى ئۆلچەش ئۈچۈن رادار ياكى لىدارغا ئوخشاش ئېلېكتر ماگنىت دولقۇنىنى ئىشلىتىدۇ. ئۇلار ئوخشاش پرىنسىپ بويىچە مەشغۇلات قىلىدۇ ، ئەمما باشقىچە ۋاسىتە ئىشلىتىدۇئارىلىقنى ئۆلچەش.

ToF سېنزورنىڭ قوللىنىشچان پروگراممىلىرى

ToF سېنزورلىرى كۆپ خىل بولۇپ ، ھەر خىل ساھەگە بىرلەشتۈرۈلگەن:

ماشىنا ئادەم:توسالغۇلارنى بايقاش ۋە يول باشلاش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. مەسىلەن ، رومبا ۋە بوستون دىنامىك ئەتلەس قاتارلىق ماشىنا ئادەملەر ToF چوڭقۇرلۇقتىكى كامېرالارنى ئىشلىتىپ ئۇلارنىڭ ئەتراپىنى سىزىش ۋە ھەرىكەت ھەرىكىتىنى پىلانلايدۇ.

بىخەتەرلىك سىستېمىسى:تاجاۋۇزچىلارنى بايقاش ، ئاگاھلاندۇرۇش سىگنالى قوزغىتىش ياكى كامېرا سىستېمىسىنى قوزغىتىش ھەرىكەت سېنزورىدا كۆپ ئۇچرايدۇ.

ماشىنا سانائىتى:ماسلىشىشچان ساياھەت پاراخوتىنى كونترول قىلىش ۋە سوقۇلۇشتىن ساقلىنىش ئۈچۈن شوپۇرلارغا ياردەم بېرىش سىستېمىسىغا كىرگۈزۈلۈپ ، يېڭى ماشىنا تىپلىرىدا كۈنسېرى ئومۇملاشتى.

داۋالاش مەيدانى: ئوپتىكىلىق ماسلىشىشچان توم ография (OCT) قاتارلىق تاجاۋۇز قىلمايدىغان تەسۋىر ۋە دىئاگنوز قويۇش خىزمىتىگە ئىشلىتىلگەن ، يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى توقۇلما رەسىم ھاسىل قىلغان.

ئىستېمال ئېلېكترونلىرى: چىراي تونۇش ، بىئولوگىيەلىك دەلىللەش ۋە قول ئىشارىسىنى تونۇش قاتارلىق ئىقتىدارلار ئۈچۈن ئەقلىي ئىقتىدارلىق تېلېفون ، تاختا كومپيۇتېر ۋە خاتىرە كومپيۇتېرلارغا بىرلەشتۈرۈلگەن.

ئۇچقۇچىسىز ئايروپىلان:يول باشلاش ، سوقۇلۇشتىن ساقلىنىش ۋە شەخسىي مەخپىيەتلىك ۋە ئاۋىئاتسىيە مەسىلىلىرىنى ھەل قىلىشتا ئىشلىتىلىدۇ

TOF سىستېما قۇرۇلمىسى

تىپىك TOF سىستېمىسى تەسۋىرلەنگەندەك ئارىلىقنى ئۆلچەشنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش ئۈچۈن بىر قانچە ئاچقۇچلۇق تەركىبلەردىن تەركىب تاپقان:

· يەتكۈزگۈچ (Tx):بۇ لازېر نۇر مەنبەسىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ ، ئاساسلىقى aVCSELلازېرنى قوزغىتىش ئۈچۈن قوزغاتقۇچ توك يولى ASIC ۋە نۇر لىنزىسى ياكى دىففراكسىيەلىك ئوپتىكىلىق ئېلېمېنت ۋە سۈزگۈچ قاتارلىق نۇرنى كونترول قىلىدىغان ئوپتىكىلىق زاپچاسلار.
· تاپشۇرۇۋالغۇچى (Rx):بۇ قوبۇل قىلىش ئۇچىدىكى لىنزا ۋە سۈزگۈچ ، TOF سىستېمىسىغا ئاساسەن مۇستەقىل دۆلەتلەر بىرلەشمىسى ، SPAD ياكى SiPM قاتارلىق سېنزورلار ۋە قوبۇللىغۇچ ئۆزىكىدىن زور مىقداردىكى سانلىق مەلۇماتلارنى بىر تەرەپ قىلىدىغان رەسىم سىگنال بىر تەرەپ قىلغۇچ (ISP) دىن تەركىب تاپىدۇ.
·توك باشقۇرۇش:مۇقىم باشقۇرۇشVCSELs نىڭ نۆۋەتتىكى كونتروللۇقى ۋە SPAD لارنىڭ يۇقىرى بېسىملىق بېسىمى ئىنتايىن مۇھىم ، كۈچلۈك بولغان باشقۇرۇشنى تەلەپ قىلىدۇ.
· يۇمشاق دېتال قەۋىتى:بۇ يۇمشاق دېتال ، SDK ، OS ۋە قوللىنىشچان قەۋەتنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.

بۇ بىناكارلىق لازىر نۇرنىڭ VCSEL دىن كېلىپ چىققان ۋە ئوپتىكىلىق زاپچاسلار تەرىپىدىن ئۆزگەرتىلگەنلىكى ، بوشلۇقنى ئايلىنىپ ، جىسىمنى ئەكىس ئەتتۈرىدىغانلىقى ۋە قوبۇللىغۇچقا قايتىدىغانلىقى كۆرسىتىلدى. بۇ جەرياندىكى ۋاقىتنى ھېسابلاش ئارىلىق ياكى چوڭقۇرلۇق ئۇچۇرلىرىنى ئاشكارىلايدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، بۇ بىناكارلىق شاۋقۇن يولىنى ئۆز ئىچىگە ئالمايدۇ ، مەسىلەن قۇياش نۇرى كەلتۈرۈپ چىقىرىدىغان شاۋقۇن ياكى نۇر قايتۇرۇشتىن كەلگەن كۆپ يول شاۋقۇنى قاتارلىقلار.

TOF سىستېمىسىنىڭ تۈرگە ئايلىنىشى

TOF سىستېمىسى ئاساسلىقى ئۇلارنىڭ ئارىلىق ئۆلچەش تېخنىكىسى ئارقىلىق تۈرگە ئايرىلىدۇ: بىۋاسىتە TOF (dTOF) ۋە ۋاسىتىلىك TOF (iTOF) ، ھەر بىرىنىڭ قاتتىق دېتال ۋە ئالگورىزىم ئۇسۇلى بار. بۇ يۈرۈشلۈكلەر ئۇلارنىڭ ئەۋزەللىكى ، خىرىسلىرى ۋە سىستېما پارامېتىرلىرىنى سېلىشتۇرۇش ئانالىزىغا كىرىشتىن بۇرۇن ، ئۇلارنىڭ پرىنسىپلىرىنى دەسلەپتە بايان قىلدى.

قارىماققا TOF نىڭ ئاددىي پرىنسىپى - يېنىك تومۇر تارقىتىش ۋە ئۇنىڭ قايتىپ كەلگەنلىكىنى ھېسابلاش ئارقىلىق ئارىلىقنى ھېسابلاش - مۇرەككەپلىك قايتقان نۇرنى مۇھىت نۇرىدىن پەرقلەندۈرۈشتە. بۇ يېتەرلىك يورۇق نۇر تارقىتىپ ، يۇقىرى سىگنالدىن شاۋقۇن نىسبىتىنى قولغا كەلتۈرۈش ۋە مۇۋاپىق دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى تاللاش ئارقىلىق مۇھىتنىڭ يورۇقلۇقىغا تەسىر كۆرسىتىدۇ. يەنە بىر خىل ئۇسۇل ، قويۇپ بېرىلگەن نۇرنى كودلاش ئارقىلىق ئۇنى قايتقاندىن كېيىن پەرقلەندۈرۈش ئۈچۈن ، قول چىرىغى بىلەن SOS سىگنالىغا ئوخشاش.

بۇ يۈرۈشلۈكلەر dTOF ۋە iTOF نى سېلىشتۇرۇش ئارقىلىق ئۇلارنىڭ پەرقى ، ئەۋزەللىكى ۋە خىرىسلىرىنى تەپسىلىي مۇلاھىزە قىلىپ ، ئۇلار تەمىنلىگەن ئۇچۇرنىڭ مۇرەككەپلىكىگە ئاساسەن TOF سىستېمىسىنى يەنىمۇ تۈرگە ئايرىپ ، 1D TOF دىن 3D TOF غىچە.

dTOF

بىۋاسىتە TOF فوتوننىڭ ئۇچۇش ۋاقتىنى بىۋاسىتە ئۆلچەيدۇ. ئۇنىڭ مۇھىم تەركىبىي قىسمى يەككە فوتون Avalanche Diode (SPAD) يەككە فوتوننى بايقاشقا يېتەرلىك سەزگۈر. dTOF ۋاقىت بىلەن مۇناسىۋەتلىك يەككە فوتون ھېسابلاش (TCSPC) ئارقىلىق فوتوننىڭ يېتىپ كەلگەن ۋاقتىنى ئۆلچەپ ، مەلۇم ۋاقىت پەرقىنىڭ ئەڭ يۇقىرى چاستوتىسىغا ئاساسەن ئېھتىماللىق ئارىلىقىنى يەكۈنلەش ئۈچۈن گىستوگرامما قۇردى.

iTOF

ۋاسىتىلىك TOF قويۇپ بېرىلگەن ۋە قوبۇل قىلىنغان دولقۇن شەكلىنىڭ فازا پەرقىگە ئاساسەن ئۇچۇش ۋاقتىنى ھېسابلايدۇ ، ئادەتتە ئۇدا دولقۇن ياكى تومۇرنى تەڭشەش سىگنالى ئىشلىتىلىدۇ. iTOF ئۆلچەملىك رەسىم سېنزور قۇرۇلمىسىنى ئىشلىتىپ ، ۋاقىتنىڭ ئۆتۈشىگە ئەگىشىپ نۇرنىڭ كۈچلۈكلۈك دەرىجىسىنى ئۆلچەيدۇ.

iTOF ئۇدا دولقۇن مودۇلىيىسى (CW-iTOF) ۋە تومۇر مودۇلىيىسى (Pulsed-iTOF) دەپ ئىككىگە ئايرىلىدۇ. CW-iTOF قويۇپ بېرىلگەن ۋە قوبۇل قىلىنغان سىنۇسوئىد دولقۇنى ئارىسىدىكى فازا ئۆزگىرىشىنى ئۆلچەيدۇ ، Pulsed-iTOF بولسا چاسا دولقۇن سىگنالى ئارقىلىق فازا ئۆزگىرىشىنى ھېسابلايدۇ.

كەلگۈسى ئوقۇش:

Wikipedia. (nd). ئۇچۇش ۋاقتى. Retrieved fromhttps://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
سونىي يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ھەل قىلىش گۇرۇپپىسى. (nd). ToF (ئۇچۇش ۋاقتى) | رەسىم سېنزورىنىڭ ئورتاق تېخنىكىسى. Retrieved fromhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Microsoft. (2021-يىل 4-فېۋرال). مىكروسوفتنىڭ ئۇچۇش ۋاقتى (ToF) - Azure چوڭقۇرلۇق سۇپىسى. Retrieved fromhttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
ESCATEC. (2023-يىل 2-مارت). ئۇچۇش ۋاقتى (TOF) سېنزور: چوڭقۇرلۇق ئومۇمىي كۆرۈنۈش ۋە قوللىنىشچان پروگراممىلار. Retrieved fromhttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

تور بەتتىنhttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/

ئاپتور: چاۋ گۇاڭ

ئاگاھلاندۇرۇش:

بىز بۇ ئارقىلىق تور بېتىمىزدە كۆرسىتىلگەن بىر قىسىم رەسىملەرنىڭ تور ۋە ۋىكىپېدىيەدىن توپلانغانلىقىنى جاكارلايمىز ، بۇنىڭدىكى مەقسەت مائارىپ ۋە ئۇچۇردىن تەڭ بەھرىلىنىشنى ئىلگىرى سۈرۈش. بىز بارلىق ئىجادكارلارنىڭ بىلىم مۈلۈك ھوقۇقىغا ھۆرمەت قىلىمىز. بۇ رەسىملەرنى ئىشلىتىش سودا پايدىسى ئۈچۈن ئەمەس.

ئەگەر ئىشلىتىلگەن مەزمۇنلارنىڭ نەشر ھوقۇقىڭىزغا دەخلى-تەرۇز قىلغانلىقىغا ئىشەنسىڭىز ، بىز بىلەن ئالاقىلىشىڭ. بىز بىلىم مۈلۈك ھوقۇقى قانۇن-نىزاملىرىغا رىئايە قىلىشقا كاپالەتلىك قىلىش ئۈچۈن رەسىملەرنى ئۆچۈرۈش ياكى مۇۋاپىق خاسلىق بىلەن تەمىنلەش قاتارلىق مۇۋاپىق تەدبىرلەرنى قوللىنىشنى خالايمىز. بىزنىڭ مەقسىتىمىز مول ، ئادىل ۋە باشقىلارنىڭ بىلىم مۈلۈك ھوقۇقىغا ھۆرمەت قىلىدىغان سۇپا ساقلاپ قېلىش.

تۆۋەندىكى ئېلېكترونلۇق خەت ئادرېسى بىلەن بىز بىلەن ئالاقىلىشىڭ:sales@lumispot.cn. بىز ھەر قانداق ئۇقتۇرۇشنى تاپشۇرۇۋالغاندىن كېيىن دەرھال ھەرىكەتكە كېلىپ ، بۇ خىل مەسىلىلەرنى ھەل قىلىشتا% 100 ھەمكارلىققا كاپالەتلىك قىلىمىز.