Что такое датчик ToF?

Что такое датчик ToF?

Датчик ToF — это датчик, который измеряет расстояние на основе времени, необходимого для отражения импульса света от поверхности объекта.

Датчики ToF измеряют время и преобразуют его в расстояние, чтобы точность обнаружения могла поддерживаться на постоянном уровне независимо от расстояния.

Датчики ToF используются для измерения расстояния до объекта, в качестве датчика уровня, для обнаружения и позиционирования объектов, а также для проверки количества людей в пространстве.

Применение датчиков ToF

1. Распознавание для виртуальной и дополненной реальности

Датчики ToF используются для распознавания VR (виртуальной реальности) и AR (дополненной реальности), которые стали популярными в последние годы из-за их точного измерения расстояния до объекта, что позволяет отображать изображения с более трехмерным эффектом.

2. Мониторинг

Датчики ToF могут использоваться в качестве датчиков уровня для контроля подъемных механизмов машин, контроля количества материала, оставшегося в резервуарах, проверки складских запасов, проверки количества материала, оставшегося в рулонах, и проверки наличия материалов на автоматизированных складах.

3. Подтверждение размещения заготовки

Датчик ToF используется для подтверждения размещения заготовки на зажимном приспособлении на производственной линии.

4. Подтверждение количества людей в пространстве

Количество людей в определенном пространстве может быть подсчитано с помощью 3D-датчика ToF. Расстояние до объекта преобразуется в данные, и ИИ используется для определения количества людей путем их идентификации.

5. Измерение размеров и объема объекта

Датчик 3D ToF можно использовать для измерения размеров каждой части объекта и измерения его объема.

6. Функция распознавания лиц на смартфоне

Поскольку датчики ToF могут захватывать изображение объекта в трех измерениях даже в темных областях и улучшать функцию автофокусировки, ожидается, что их применение для функций распознавания лиц на смартфонах в будущем возрастет.

Принцип работы датчиков ToF

Принцип работы датчика ToF относительно прост. Во-первых, лазерный диод внутри датчика проецирует модулированный ближний инфракрасный свет. Лучи ближнего инфракрасного диапазона, которые попадают на объект и отражаются, возвращаются в светоприемный элемент датчика. Разность фаз между испускаемыми и отраженными лучами ближнего инфракрасного диапазона преобразуется в разницу во времени и умножается на скорость испускаемого света для определения расстояния.

Помимо измерения разности фаз, существует также метод прямого измерения разницы во времени, который превосходит другие датчики тем, что датчик ToF может поддерживать постоянную точность обнаружения независимо от расстояния и может работать с хорошей точностью определения глубины даже в темных условиях.

Инфракрасный или ближний инфракрасный свет часто используется для лазеров, но это зависит от датчика, и некоторые длины волн вредны для человеческого глаза, поэтому необходимо соблюдать осторожность в зависимости от области применения.

В случае инфракрасных или ближнего инфракрасного лазеров точка измерения не может быть визуально подтверждена. Требуется отдельный прицел, направляющий лазер или другое устройство, чтобы проверить, облучает ли лазер объект.

Типы датчиков ToF

Существует два типа датчиков ToF: 1DToF и 3DToF.

1. Датчик 1DToF

Датчики 1DToF измеряют расстояние от датчика до определенной точки. Они используются в датчиках движения и датчиках уровня, которые измеряют количество жидкости или порошка.

2. Датчик 3DToF

Датчики 3DToF могут получать информацию о расстоянии с помощью изображения, как и камера. Он измеряет расстояние до объекта во всем пространстве.

Другая информация о датчиках ToF

Преимущества датчиков ToF

1. Возможна установка на большом расстоянии
Датчики ToF можно устанавливать на расстоянии от объекта, поскольку они могут обнаруживать с высокой точностью даже на большом расстоянии. Их можно устанавливать в местах, где нет линий движения людей и роботов. Для крупных объектов, таких как автомобили, можно установить несколько датчиков ToF для позиционирования с разных направлений.

2. Высокая степень свободы установки
Сам датчик компактен и может быть установлен в небольшом пространстве. Направление облучения также можно свободно выбирать, например, вверх и вниз, горизонтально или по диагонали.

3. Независимо от состояния поверхности объекта
Датчик ToF выполняет высокоскоростную обработку выборки и усреднения, обеспечивая стабильное обнаружение независимо от цвета, материала и т. д. объекта, даже если количество полученного света недостаточно.