Mi az a repülési időérzékelő és hogyan működik a ToF?

Ahogy az okostelefonok egyre fejlettebbek, egyre nagyobb mennyiségű szenzort is csomagolnak beléjük, amelyek adatokat táplálnak vissza az eszközbe, hogy jobb felhasználói élményt nyújtsanak.

A modern okostelefonok kijelzőbe épített ujjlenyomat-érzékelőkkel, LiDAR-ral, jobb és nagyobb kameraérzékelőkkel, mint valaha, és egyes eszközökön még repülési idő (ToF) érzékelőkkel is rendelkeznek. A telefonján látható különféle érzékelők közül azonban a ToF érzékelő kiemelkedik, főleg azért, mert nagyon sajátos és észrevétlen módon befolyásolja az okostelefonunkon végzett tevékenységeket.

Mi az a repülési idő (ToF) érzékelő?

A repülési idő (ToF) érzékelő, más néven ToF kamera, egy speciális érzékelő, amely méri a mélység vagy távolság egy tárgyhoz infravörös fénysugár kibocsátásával és annak idejének mérésével visszatér. Innen a név: Repülés ideje.

Ez nagyon hasonlít az iPhone Pro termékcsaládban található LiDAR kamerákhoz, sőt néhány okostelefonon (beleértve az iPhone-t is) használt arcfelismerő rendszerekhez, ahol a az eszköz infravörös térképet hoz létre a tulajdonos arcáról, és ezt referenciaként használja az általa látott személlyel szemben, hogy eldöntse, fel kell-e oldani az eszköz zárolását vagy nem. Hogy az említett,

A ToF érzékelőknek és a LiDAR-nak megvannak a különbségei.

A visszavert fény (vagy hang) használata a távolság mérésére sem új ötlet. Hasonló eszközök, például ultrahangos és infravörös érzékelők már jóval régebb óta léteznek, lényegében ugyanazt a funkcionalitást biztosítják, bár sokkal kevesebb részlettel. A ToF érzékelő előnyei közé tartozik a pontos és gyors mérés, a nagyobb hatótáv és a biztonságos használat.

Más 3D-s mélységmérési technológiákkal összehasonlítva a ToF érzékelők gyártása és használata viszonylag olcsó. Nem igényelnek nagy feldolgozási teljesítményt, így ideálisak olyan alkalmazásokhoz, mint például okostelefonok, ahol egy adott tárgy mélységének ismerete segíthet olyan funkciókat, mint a portré mód, és a feldolgozási teljesítmény prémium.

A ToF érzékelőket különböző gyártók gyártják, köztük a Sony, amely ToF technológiát használó 3D érzékelőket biztosít az Apple számára. További népszerű ToF érzékelőgyártók a TeraRanger One, a Lucid, az Adafruit és az ASC TigerCub.

Hogyan működik a repülési idő (ToF) érzékelő?

Mint korábban említettük, a ToF érzékelők infravörös fényt használnak egy tárgy távolságának mérésére az érzékelőtől. Egy apró infravörös lézer fényt bocsát ki, amely visszaverődik egy tárgyról, és visszatér az érzékelőhöz. Az érzékelő pontosan meg tudja mérni egy tárgy távolságát azáltal, hogy megméri azt az időt, ami alatt a fény visszaverődik és visszatér a kamerába.

Mivel már ismerjük a fény sebességét és azt, hogy pontosan kétszer akkora távolságot tesz meg az érzékelő és a tárgy között egyszerűvé válik a távolság kiszámítása egy alap segítségével képlet:

(Fénysebesség x Repülési idő)/2

Egyes ToF-kamerák folyamatos hullámokat is használhatnak a visszavert fény fáziseltolódásainak észlelésére a mélység és a távolság meghatározására. A használt érzékelő típusától függően ismét sok információt tud kinyerni. Ezzel 3D-s térképeket lehet készíteni az érzékelő környezetéről.

Hol használják a ToF érzékelőket?

Amint már említettük, a ToF érzékelőket sok okostelefonban „mélységi” kameraként használták, hogy segítsék az eszköz fő kameráját a jobb minőségű portré módú fotók készítésében. Ezek a fotók kis mélységélességet kívánnak létrehozni a fényképezőgép objektívjének reprodukálásához. Mivel az ilyen fényképeken a különböző objektumok mélységének ismerete kritikus fontosságú a háttér elmosódásának megfelelő beállításához, a ToF kamerák és érzékelők jelentős különbséget jelenthetnek.

Ezenkívül a ToF kamerákat biometrikus hitelesítésben is használják, ahol egy ToF kamerával rendelkező eszköz 3D-s térképet készíthet egy arcról, amelyet referenciaként használhat az eszköz feloldásához. Ez lényegében így van az arcfeloldó technológia működik, beleértve az Apple Face ID-jét. Biztonságosabb is, mint két kép összehasonlítása az egyezés meghatározásához, mivel a hagyományoshoz képest több adat áll rendelkezésre. számítógépes látás 2D adatokon működő algoritmusok.

Általában elektromos autókban és más navigációs rendszerekben használják őket tárgyészlelési képességüknek és magas lekérdezési gyakoriságuknak köszönhetően, amely egyes érzékelők esetében közel 160 Hz is lehet. Emiatt tökéletesek a valós idejű alkalmazásokhoz, mint például az objektumészlelés, a navigáció, és még a Zoom-hívások hátterének elmosása is.

A téma és a háttér megkülönböztetésének ezt a képességét gyakran alkalmazzák a 3D nyomtatásnál is. A ToF kamerák mindhárom dimenzióban könnyen reprodukálhatnak egy valós objektumot, így megkímélheti Önt a semmiből származó tervezéstől, különösen, ha összetett szerkezetről van szó.

A ToF-érzékelők a 3D-s képalkotásban és az AR-élmény javításában is segítenek az objektumok szkennelése, a kézmozdulatokkal történő navigáció és a beltéri navigáció mellett.

A ToF érzékelők megtalálhatók a Microsoft Xbox Kinect és más eszközökön gesztusfelismerő projektek, drónok és AR fejhallgatók. Összességében sokoldalúságuk azt jelenti, hogy használati eseteik az okostelefonok kameráitól az autonóm autók navigációs rendszeréig terjednek.

ToF kamerára van szüksége a telefonjára?

Nem igazán.

A számítógépes fényképezés hosszú utat tett meg, és a legtöbb modern okostelefon elég jó szoftverrel rendelkezik ahhoz, hogy szoftver segítségével teljesen el tudja választani a témát a háttértől. Ezenkívül, ha okostelefonról van szó, a megapixelszám és a kameraérzékelő mérete sokkal nagyobb különbséget jelenthet.

Míg volt idő, amikor a ToF kamerákat általában a zászlóshajó okostelefonokon lehetett látni, ma már többnyire középkategóriás eszközökön vagy az iPhone Pro termékcsaládon LiDAR érzékelők formájában, amely koncepció működik a repülési idő alatt elv.

A ToF kamera azonban időnként jól jöhet, különösen a biometrikus hitelesítés szempontjából. A telefonba beépített távolságmérő segédprogramot is biztosíthat, és több mélységi adatot szolgáltathat a telefonon futó számítógépes fotós szoftverrel, ami még jobb portré módot eredményez lövések.

Ismerje meg érzékelőit

Az okostelefonok egyre több érzékelővel vannak felszerelve, hogy még jobbá tegyék az élményt. A ToF kamera csak egy a telefon azon érzékelőinek egyike, amelyek nem használhatók közvetlenül, de számos más funkciót jelentősen megváltoztathatnak.