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 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).

Robotics

Робототехника

Времяпролетные системы с высоким разрешением будут востребованы в области робототехники и позволят автономным механизмам и роботам воспринимать окружающую среду и планировать свой маршрут для оптимального, надежного и безопасного выполнения своих задач. Кроме того, на основе получаемых с помощью таких систем трехмерных изображений можно реализовать функции обеспечения безопасности на производственных площадках, где люди и коллаборативные роботы работают вместе.

КМОП-микросхемы для формирования трехмерных изображений – просто как раз, два, три

В течение многих лет ADI поставляла компоненты для трехмерных времяпролетных (ToF) систем визуализации, составляющие надежное решение для массового производства устройств, предназначенных для рынков потребительской, автомобильной и промышленной электроники. ADI расширяет этот ассортимент и предоставляет комплексный план вывода на рынок КМОП-формирователей изображений, драйверов лазеров, программных и аппаратных средств вычисления глубины пространства, а также законченных решений. Узнайте, как ADI решает некоторые из самых сложных задач в области времяпролетных систем, чтобы значительно облегчить работу наших заказчиков и позволить им сосредоточиться на повышении качества своих устройств.

Прочтите блог на EngineerZone

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

Продукты для трёхмерной времяпролётной камеры (3D ToF)

ADSD3100

ADSD3100

Времяпролетный КМОП-датчик изображения с разрешением 1 МП и задней подсветкой

Основные области применения: времяпролетная визуализация пространства с высоким разрешением

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

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

ToF 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

3D Time of Flight Platform Makes Machine Perception a Reality

AD-FXTOF1-EBZ – Комплект разработчика трехмерной времяпролетной системы (3D ToF)

AD-FXTOF1-EBZ представляет собой модуль для измерения глубины пространства, предназначенный для интеграции в более крупные системы и конечные продукты. В его основе лежит VGA ПЗС-камера, которая позволяет формировать карту глубины пространственной сцены с разрешением 640 × 480 и скоростью 30 кадров в секунду, обеспечивая разрешение до 4 раз выше, чем у многих других времяпролетных систем, представленных сегодня на рынке.

Посетите страницу оценочной платы AD-FXTOF1-EBZ

AD-FXTOF1-EBZ Kit

vLab: алгоритмическое приложение для трехмерного времяпролетного измерения физических параметров коробки

Алгоритмическое приложение vLab ToF Box Dimensioning Algorithm основано на трехмерной времяпролетной технологии компании Analog Devices. Этот инструмент позволяет вам оценивать работу и взаимодействовать с нашим алгоритмом пространственного определения размеров коробки, который обеспечивает высокоточное измерение ширины, длины и высоты коробок.

Запустите приложение vLab

ToF Box Dimensioning

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