Što je senzor vremena leta i kako funkcionira ToF?

Što je senzor vremena leta i kako funkcionira ToF?
Čitatelji poput vas podržavaju MUO. Kada kupite putem poveznica na našoj stranici, možemo zaraditi partnersku proviziju. Čitaj više.

Kako pametni telefoni postaju sve napredniji, oni također sadrže sve veću količinu senzora koji vraćaju podatke u uređaj kako bi korisničko iskustvo bilo bolje.





Moderni pametni telefoni imaju ugrađene senzore otiska prsta, LiDAR, bolje i veće senzore kamere nego ikad, a na nekim uređajima čak i senzore vremena leta (ToF). Ali od svih različitih senzora koje ćete vidjeti na svom telefonu, ToF senzor se ističe, uglavnom zato što utječe na stvari koje radimo na našim pametnim telefonima na vrlo poseban i neprimjetan način.





MAKEUSEOF VIDEO DANA

Što je senzor vremena leta (ToF)?

Senzor vremena leta (ToF), koji se naziva i ToF kamera, specijalizirani je senzor koji mjeri dubinu ili udaljenost do objekta emitiranjem infracrvene zrake svjetlosti i mjerenjem vremena povratka. Otuda i naziv, Vrijeme leta.





koliko košta zamjena macbook pro baterije

Ovo je vrlo slično LiDAR kamerama koje se nalaze na liniji iPhonea Pro, pa čak i na nekim sustavima za detekciju lica pametnih telefona (uključujući iPhone), gdje uređaj stvara infracrvenu mapu lica vlasnika i koristi je kao referencu protiv osobe koju vidi odrediti treba li otključati uređaj ili ne. Rečeno je, ToF senzori i LiDAR imaju svoje razlike .

  Adafruit VL53L4CX ToF senzor
Kredit za sliku: Adafruit

Korištenje reflektirane svjetlosti (ili zvuka) za mjerenje udaljenosti također nije nova ideja. Slični uređaji kao što su ultrazvučni i IR senzori prisutni su mnogo duže, pružajući u biti istu funkcionalnost, iako s puno manje detalja. Prednosti ToF senzora uključuju precizna i brza mjerenja, veći domet i sigurnost korištenja.



U usporedbi s drugim tehnologijama mjerenja 3D dubine, ToF senzori su relativno jeftini za proizvodnju i korištenje. Također ne zahtijevaju mnogo procesorske snage, što ih čini idealnim za slučajeve upotrebe poput pametnih telefona, gdje poznavanje dubine određenog objekta može pomoći značajke poput portretnog načina rada , a procesorska snaga je na vrhuncu.

ToF senzore proizvode različiti proizvođači, uključujući Sony, koji Appleu isporučuje 3D senzore koristeći ToF tehnologiju. Ostali popularni proizvođači ToF senzora uključuju TeraRanger One, Lucid, Adafruit i ASC TigerCub.





Kako radi senzor vremena leta (ToF)?

Kao što je prije spomenuto, ToF senzori koriste infracrveno svjetlo za mjerenje udaljenosti objekta od senzora. Mali infracrveni laser ispaljuje svjetlost koja se odbija od objekta i vraća u senzor. Senzor može točno izmjeriti udaljenost objekta mjerenjem vremena potrebnog da se svjetlost odbije i vrati u kameru.

Budući da već znamo brzinu svjetlosti i činjenicu da putuje točno dvostruko od udaljenosti između senzora i objekta, postaje jednostavno izračunati udaljenost pomoću osnovne formule:





(Brzina svjetlosti x vrijeme leta)/2

Neke ToF kamere također mogu koristiti kontinuirane valove za otkrivanje faznih pomaka u reflektiranoj svjetlosti za određivanje dubine i udaljenosti. Opet, ovisno o vrsti senzora koji koristite, možda ćete moći izvući mnogo informacija. Ovo se može koristiti za izradu 3D mapa okoline senzora.

Gdje se koriste ToF senzori?

Kao što je spomenuto, ToF senzori korišteni su u mnogim pametnim telefonima kao 'dubinska' kamera za pomoć glavnoj kameri uređaja u izradi fotografija više kvalitete u portretnom načinu. Cilj ovih fotografija je stvoriti malu dubinsku oštrinu kako bi se replicirala leća fotoaparata. Budući da je poznavanje dubine različitih objekata na takvim fotografijama ključno za dobivanje ispravne zamućenosti pozadine, ToF kamere i senzori mogu učiniti veliku razliku.

Osim toga, ToF kamere također se koriste u biometrijskoj autentifikaciji, gdje uređaj s ToF kamerom može stvoriti 3D mapu lica koja se koristi kao referenca za otključavanje uređaja. Ovo je u biti kako tehnologija otključavanja lica radi , uključujući Appleov Face ID. Također je sigurnije od pukog uspoređivanja dviju slika radi utvrđivanja podudarnosti, jer postoji više podataka s kojima se radi u usporedbi s tradicionalnim računalni vid algoritmi koji rade na 2D podacima.

Obično se koriste u električnim automobilima i drugim navigacijskim sustavima zahvaljujući svojim mogućnostima detekcije objekata i visokoj stopi anketiranja, koja može biti gotovo 160 Hz na nekim senzorima. To ih čini savršenima za aplikacije u stvarnom vremenu kao što su otkrivanje objekata, navigacija, pa čak i zamućivanje pozadine na vašim Zoom pozivima.

Ova mogućnost razlikovanja subjekta od pozadine također se često primjenjuje na 3D ispis. ToF kamere mogu lako replicirati objekt iz stvarnog života u sve tri dimenzije, štedeći vas gnjavaže projektiranja od nule, osobito ako se radi o složenoj strukturi.

kako snimiti zaslon na snapchatu, a da netko ne zna

ToF senzori također pomažu u 3D slikanju i poboljšanju AR iskustava uz skeniranje objekata, navigaciju gestama i navigaciju u zatvorenom prostoru.

ToF senzore možete pronaći na Microsoftovom Xbox Kinectu i drugima projekti prepoznavanja gesta , dronovi i AR slušalice. Općenito, njihova svestranost znači da se njihovi slučajevi upotrebe kreću od bilo kojeg mjesta između paketa kamera pametnog telefona do navigacijskog sustava autonomnog automobila.

Trebate li ToF kameru na svom telefonu?

Ne baš.

Računalna fotografija daleko je odmakla, a većina modernih pametnih telefona ima dovoljno dobar softver za potpuno odvajanje subjekta od pozadine pomoću softvera. Osim toga, kada je riječ o fotografiji pametnim telefonom, broj megapiksela i veličina senzora kamere mogu činiti mnogo veću razliku.

Iako su nekada ToF kamere bile uobičajene na vodećim pametnim telefonima, sada se uglavnom nalaze na uređajima srednje klase ili na liniji iPhone Pro u obliku LiDAR senzora, koncepta koji radi na principu vremena leta.

Međutim, posjedovanje ToF kamere na vašem telefonu ponekad može dobro doći, posebno u smislu biometrijske autentifikacije. Također može pružiti uslužni program za mjerenje udaljenosti ugrađen u vaš telefon i pružiti više podataka o dubini softveru za računanje fotografije koji radi na vašem telefonu, što rezultira još boljim fotografijama u portretnom načinu.

Upoznajte svoje senzore

Pametni telefoni su puni sve više senzora kako bi vaše iskustvo bilo puno bolje. ToF kamera samo je još jedan od onih senzora na vašem telefonu koji se ne mogu koristiti izravno, ali mogu napraviti veliku razliku za nekoliko drugih značajki.