Времяпролетная технология (Time of Flight или ToF) Analog Devices:

Трехмерная времяпролетная камера или 3D ToF - это тип несканирующего лидара (устройство для обнаружения, идентификации и определения дальности с помощью света), в котором используются мощные оптические импульсы длительностью несколько наносекунд для захвата информации о глубине (как правило, на коротких расстояниях) в рамках интересующей области.

Analog Devices предлагает самые передовые в отрасли продукты и решения для расширения возможностей систем 3D ToF, в том числе элементы обработки, драйверы лазеров и компоненты управления питанием, а также отладочные платы, программное и аппаратное обеспечение, способствующие быстрой реализации решений 3D ToF. Кроме того, Analog Devices предлагает модули от наших партнеров – сторонних разработчиков.

Принцип работы трехмерной времяпролетной камеры

Времяпролетная камера измеряет расстояние, активно освещая объект с помощью источника модулированного света, такого как лазер, и использует датчик, чувствительный к длине волны лазера, для улавливания отраженного света. Датчик измеряет временную задержку ∆ между моментом излучения света и моментом его улавливания камерой. Эта временная задержка пропорциональна удвоенному расстоянию между камерой и объектом (так как свет проходит от камеры до объекта и обратно), поэтому расстояние можно определить по формуле Глубина = cΔ/2, где c – скорость света.


ToF Simplified Diagram

Упрощенная схема измерения расстояния с помощью времяпролетной камеры.



ToF - Time of Flight

Пример изображения, полученного времяпролетной камерой для классификации людей и определения дальности.

Эффективность использования в ключевых областях применения

Consumer

Потребительская электроника

Технология трехмерного времяпролетного определения расстояния по прогнозам станет одной из основных элементов бытовой электроники следующего поколения и будет использоваться повсеместно, от гарнитур дополненной и виртуальной реальности до смартфонов с расширенными функциями фотографирования и безопасности.

В гарнитурах дополненной и виртуальной реальности информация о глубине, полученная системой трехмерного времяпролетного определения расстояния, предоставит пользователю дополнительное измерение реальности. В смартфонах эта технология позволит камерам создавать фотографические эффекты высокого качества, присущего цифровым однообъективным зеркальным камерам (DSLR), реализовывать более реалистичные функции дополненной и виртуальной реальности и обеспечивать дополнительную защиту от несанкционированного внешнего доступа.

Industry 4.0

Индустрия 4.0

Использование интеллектуальных датчиков, особенно датчиков глубины, становится все более распространенным явлением в производстве, транспортировке и логистике.

Эти технологии обнаружения начинают внедряться в промышленности, начиная с промышленных систем машинного зрения для контроля качества и заканчивая системами определения объема для управления имуществом и системами навигации для автономных производственных механизмов, при этом все чаще требуются системы с более высоким разрешением, которые предназначены для работы в жестких промышленных средах.

Automotive

Автомобильная промышленность

В автомобилях следующего поколения трехмерные времяпролетные камеры в салоне смогут отслеживать положение и состояние водителя и его пассажиров, принимая на себя управление автомобилем и маневрируя для обеспечения безопасности в случаях, когда водитель становится недееспособным.

Предполагается, что системы управления с помощью жестов, реализация которых стала возможной благодаря технологии 3D ToF, станут в автомобилях пользовательским интерфейсом следующего поколения, с помощью которого водитель сможет отвечать на входящие телефонные звонки, менять источник входного аудиосигнала или даже настраивать климат-контроль посредством простых жестов рук или пальцев.

Healthcare

Здравоохранение

В свете недавней пандемии важность технологии времяпролетного измерения расстояния и глубины в здравоохранении значительно возросла. Бесконтактное управление устройствами с помощью жестов, удаленный мониторинг дыхания младенцев и мониторинг социального дистанцирования в различных средах – это лишь некоторые из областей применения, в которых может использоваться времяпролетная технология ADI.

Security and Surveillance

Системы безопасности и видеонаблюдения

Разработанная в ADI технология для определения глубины с высоким разрешением VGA предлагает значительные преимущества по сравнению с традиционными методами считывания двумерных изображений.

Высокое разрешение глубины облегчает классификацию людей и объектов и обеспечивает гораздо более высокий уровень достоверности, что может быть использовано во многих областях применения, начиная с мониторинга входов/выходов в коммерческих/торговых заведениях (в рамках систем безопасности и наблюдения) и заканчивая обнаружением падающих или наносящих себе вред людей (для медицинских целей).

CMOS 3D - As easy as 1-2-3

For years ADI has been delivering components for 3D time-of-flight (ToF) imaging with proven solution in mass-production across consumer, automotive, and industrial applications. ADI is expanding that reach and delivering on a comprehensive roadmap of CMOS imagers, laser drivers, software- & hardware-based depth compute, and full solutions. Discover how ADI is taking on some of the deepest challenges in ToF to take the complicated work off our customers’ plates and letting them focus on enriching their applications.

Read the blog on EngineerZone

CMOS 3D - As easy as 1-2-3

Продукты для трёхмерной времяпролётной камеры (3D ToF)

ADDI9036

ADDI9036

Сигнальный процессор для ПЗС-камер ToF с программируемой синхронизацией и драйвером вертикальной развёртки

Основные области применения: процессор систем 3D ToF

ADP3634

ADP3634

Быстродействующий двухканальный драйвер полевых МОП-транзисторов на 4 А, неинвертирующие входные линии A/B, диапазон входного напряжения от 9,5 В до 18 В

Основные области применения: драйвер лазерного диода

ADP5071

ADP5071

Импульсный DC/DC стабилизатор на 2А/1,2А с независимыми выходами положительного и отрицательного напряжения

Основные области применения: источники питания ПЗС-камер и оптические модули

Платформа разработки систем 3D ToF

Модульное решение ToF, созданное на стандартной платформе 96Boards, которое позволяет измерять пространственные параметры объектов по осям X, Y и Z.

Узнайте больше

3D Time of Flight Development Platform

Платформа для трехмерного времяпролетного формирования изображений позволяет реализовать систему машинного восприятия окружающего мира

Платформа для прототипирования системы трехмерного времяпролетного (ToF) формирования изображений компании Analog Devices может быть использована для разработки программного обеспечения и алгоритмов. Данную платформу, которая может послужить отправной точкой в разработке аппаратной части, можно использовать в целях оценки и реализации концепций в промышленности, автомобилестроении и других областях.

Посмотрите видео о технологии ADI для определения пространственной глубины

ToF_Thumb

Сигнальные цепочки

(1)

Нажмите на компонент в таблице ниже

Модули

AD9375

Модуль времяпролетной камеры

Особенности и характеристики:

  • Основан на сигнальной цепочке, включающей компоненты и технологии Analog Devices
  • Может выводить карту глубины и (версия 710) ToF-информацию + RGB-изображение (можно отключить)
  • Поле зрения 70° x 54°
  • Камера определения глубины поддерживает размер изображения до 640×480 точек при частоте 30 кадров в секунду
  • RGB-камера поддерживает размер изображения до 1920×1080 точек при частоте 30 кадров в секунду
  • Интерфейс USB 2.0
  • Поддерживаемые операционные системы: Android, Linux, Windows 7/8/10
  • Набор средств разработки Pico depth sensor SDK, примеры кода и инструменты (совместим с Open NI SDK)
  • Примеры прикладных алгоритмов, предоставляемых от Analog Devices на языке Python

Узнайте больше и задайте вопросы о наших технологиях и решениях для систем 3D ToF.

EngineerZone