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  • ToF技术 时间法3D成像 传感器

    山东十一选五最大遗漏:除了在手机上“发光”,ToF技术还将在这些领域“发热”

    2019-06-26
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    内蒙古十一选五玩法 www.ologb.com 作为智能手机的三大创新之一,3D感测ToF深度传感技术依靠体积小、误差低、直接输出深度数据与抗干扰性强等优势,成为近年来智能手机上的关键创新亮点之一,例如vivo公司去年推出的创新NEX双屏版就采用了ADI公司的ToF技术实现零光感人脸识别,获得不错的市场表现。

    ToF技术解码

    ToF是Time of Flight的缩写,又称飞行时间法3D成像。这种成像技术通过向目标发射连续的特定波长的红外光线脉冲,通过特定传感器接收待测物体传回的光信号,计算光线往返的飞行时间或相位差得到待测物体的3D深度信息,ToF相机的亮度图像可以通过模型迅速连接起来。

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    “相比3D深度视觉其它两种方案(结构光与双目立体成像技术)而言,ToF方案在实际应用中的优势显著。例如:在画面拍摄后计算景深时不需要进行后处理,既可避免延迟又可节省采用强大后处理系统带来的相关成本;ToF测距规模弹性大,大多数情况下只需改变光源强度、光学视野以及发射器脉冲频率即可完成;由于具有不易受外界光干扰、体积小巧、响应速度快以及识别精度高等多重优势,使得ToF无论是在移动端还是车载等应用领域日渐成为3D视觉的首选技术方案?!盇DI公司专家在最近的一场ADI 3D深度检测技术论坛演讲时指出。

    典型的ToF应用案例解析

    ADI公司的3D ToF技术在全球有大量的成功应用,并正在越来越多的产品中获得采纳。以vivo NEX双屏版手机为例,其零光感3D人脸识别就是vivo与ADI合作开发的ToF 3D超感应技术,使NEX双屏版实现了突破性的ToF零光人脸识别,实现24小时全天候轻松解锁。

    作为NEX双屏版ToF 3D超感应技术的合作伙伴,ADI的ToF技术可感应30万个有效深度信息点——是3D结构光技术的10倍,而且ToF模组的baseline(基线)近乎为零,比结构光技术的25mm有大幅提升。

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    ADI的ToF技术能达到VGA影像分辨率与精准度,同时又具备更低的功耗与占位空间,深度数据能有效增加影像识别度,达到对象判断的精准度,所以深受关注。CCD ToF前端芯片ADDI903x系列是ADI ToF方案的核心器件之一,该系列产品可支持CCD红外光ToF传感器,分辨率可达 640x480。ADDI903x可将影像信号转换为数字信号,并提供高精确度的脉波时间控制器,闭回路设计,让激光二极管控制的脉波宽度更准确,进而可以得到更精准的深度数据。

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    ADI以传感器和前端芯片ADDI903x为核心的ToF技术方案,拥有超高帧率和实时性,相比3D激光传感器的逐点扫描,能快速而又准确的获取整体图像的深度信息。在其它3D技术中,距离的计算要通过复杂算法进行,而ToF图像传感器芯片可直接测量到对象的距离。另外,该方案在户外性能方面非常出色,可支持940nm光源,并且每个像素都有独特的背景照明抑制电路。即使有两倍的照明峰值功率,该方案也能提供未被干扰的深度数据。

    ToF技术还可在哪些应用领域“大显身手”?

    作为3D深度视觉领域三大主流方案之一,ToF技术除了应用在手机上之外,也可用在VR/AR手势交互、汽车电子ADAS、安防监控以及新零售等多个领域中。据行业预测,未来3年3D感测TOF技术逐渐成熟,市场应用潜力还将会不断增加。在ADI公开的用例中,还有以下领域ToF可以快速导入,并能获得广泛的应用:

    ·自动化工厂中的各类机器人的自主避障将是ToF可以快速应用的领域。在人类与机器人的合作问题上,安全性永远是要考虑的首要问题,尤其是当机器人身处较为拥挤的工作环境中,它们必须能辨认人与机械以及机械的动作,并作出迅速的反应以避免安全事故的发生。如果以激光雷达来解决,成本则需要增加数万元,用双摄像头方案又需要大量的运算和双摄像头精准位置的调教,而ToF则成为解决上述难题的极具性价比的最佳选择。

    ADI ToF电子围栏方案能设立虚拟安全防护墙的方案,可应用在众多机器手臂的场合,一旦有人接近危险区域,机器会立刻?;?,待状况解除后才会恢复工作,为工业自动化操作机器人等安全运行给出了完美解答。

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    ·ToF技术应用在智能建筑领域。以具备人脸识别的ADI ToF 3D立体影像自动门解决方案为例,传统自动门采用红外线反射原理,只能检测到是否有物体出现在感测范围,导致动物也能自由进出商场,造成管理上困扰?;赥oF的方案可识别空间中的人类特征以及人与物体相对位置距离,避免非人类(例如动物)进入商业卖场。此外,商业空间的3D人流自动统计过去有成熟方案,但如何有效利用影像技术,精准分辨进出者的身高、体重,同时出入时间及高度误差低于1%,这就相当有技术门槛了,而ADI的ToF解决方案,有别于传统3D人流方案,大多需要安装至少二只立体相机,ADI的方案仅需一只ToF摄影镜头架,设于门框上方且没有安装高度限制。

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    ·ToF的汽车倒车影像应用将显著增强汽车驾驶员辅助功能。结合影像传感器和VGA ToF传感器??橛肽诮ㄍ枷翊砥?,ADI的汽车ToF解决方案能叠加实际影像,准确测量物体与汽车的距离,相较于传统超声波感测方案,具备更佳的感测角度,能提供倒车系统更大范围的碰撞侦测预防。

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    不难看出,ADI的ToF技术正在将更快、更精准的测距功能落实在物联网??榛低臣度碛布饩龇桨?,协助客户实现简易开发与降低开发成本的目标。

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