ព័ត៌មាន - គោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាន និងការអនុវត្តប្រព័ន្ធ TOF (Time of Flight)

ជាវប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយសង្គមរបស់យើងសម្រាប់ការបង្ហោះភ្លាមៗ

ស៊េរីនេះមានគោលបំណងផ្តល់ជូនអ្នកអាននូវការយល់ដឹងស៊ីជម្រៅ និងរីកចម្រើនអំពីប្រព័ន្ធ Time of Flight (TOF)។ ខ្លឹមសារនេះគ្របដណ្តប់លើទិដ្ឋភាពទូទៅដ៏ទូលំទូលាយនៃប្រព័ន្ធ TOF រួមទាំងការពន្យល់លម្អិតអំពី TOF ដោយប្រយោល (iTOF) និង TOF ដោយផ្ទាល់ (dTOF)។ ផ្នែកទាំងនេះស្វែងយល់ពីប៉ារ៉ាម៉ែត្រប្រព័ន្ធ គុណសម្បត្តិ និងគុណវិបត្តិរបស់វា និងក្បួនដោះស្រាយផ្សេងៗ។ អត្ថបទនេះក៏ស្វែងយល់ពីសមាសធាតុផ្សេងៗគ្នានៃប្រព័ន្ធ TOF ដូចជាឡាស៊ែរបញ្ចេញផ្ទៃប្រហោងបញ្ឈរ (VCSELs) កែវបញ្ជូន និងទទួល ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាទទួលដូចជា CIS, APD, SPAD, SiPM និងសៀគ្វីបញ្ជាដូចជា ASICs។

សេចក្តីផ្តើមអំពី TOF (ពេលវេលាហោះហើរ)

គោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាន

TOF ដែលតំណាងឱ្យ Time of Flight គឺជាវិធីសាស្ត្រមួយដែលប្រើសម្រាប់វាស់ចម្ងាយដោយគណនាពេលវេលាដែលពន្លឺត្រូវការដើម្បីធ្វើដំណើរចម្ងាយជាក់លាក់មួយនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកមួយ។ គោលការណ៍នេះត្រូវបានអនុវត្តជាចម្បងនៅក្នុងសេណារីយ៉ូ TOF អុបទិក ហើយវាមានលក្ខណៈសាមញ្ញ។ ដំណើរការនេះពាក់ព័ន្ធនឹងប្រភពពន្លឺដែលបញ្ចេញធ្នឹមពន្លឺ ជាមួយនឹងពេលវេលានៃការបញ្ចេញពន្លឺត្រូវបានកត់ត្រា។ បន្ទាប់មកពន្លឺនេះឆ្លុះបញ្ចាំងពីគោលដៅ ត្រូវបានចាប់យកដោយឧបករណ៍ទទួល ហើយពេលវេលានៃការទទួលត្រូវបានកត់សម្គាល់។ ភាពខុសគ្នានៃពេលវេលាទាំងនេះ ដែលតាងដោយ t កំណត់ចម្ងាយ (d = ល្បឿនពន្លឺ (c) × t / 2)។

ប្រភេទឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ToF

មានឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ToF ពីរប្រភេទសំខាន់ៗ៖ អុបទិក និងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ToF អុបទិក ដែលជារឿងធម្មតាជាង ប្រើប្រាស់ជីពចរពន្លឺ ជាធម្មតានៅក្នុងជួរអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ សម្រាប់វាស់ចម្ងាយ។ ជីពចរទាំងនេះត្រូវបានបញ្ចេញចេញពីឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ឆ្លុះបញ្ចាំងពីវត្ថុមួយ ហើយត្រឡប់ទៅឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាវិញ ដែលពេលវេលាធ្វើដំណើរត្រូវបានវាស់ និងប្រើដើម្បីគណនាចម្ងាយ។ ផ្ទុយទៅវិញ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ToF អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចប្រើរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ដូចជារ៉ាដា ឬ lidar ដើម្បីវាស់ចម្ងាយ។ ពួកវាដំណើរការលើគោលការណ៍ស្រដៀងគ្នា ប៉ុន្តែប្រើឧបករណ៍ផ្ទុកផ្សេងគ្នាសម្រាប់...ការវាស់ចម្ងាយ.

ការអនុវត្តឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ToF

ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា ToF មានភាពបត់បែន និងត្រូវបានរួមបញ្ចូលទៅក្នុងវិស័យផ្សេងៗគ្នា៖

បច្ចេកវិទ្យាមនុស្សយន្ត៖ប្រើសម្រាប់ការរកឃើញឧបសគ្គ និងការរុករក។ ឧទាហរណ៍ មនុស្សយន្តដូចជា Roomba និង Atlas របស់ Boston Dynamics ប្រើប្រាស់កាមេរ៉ាជម្រៅ ToF សម្រាប់គូសផែនទីបរិស្ថានជុំវិញពួកវា និងរៀបចំផែនការចលនា។

ប្រព័ន្ធសុវត្ថិភាព:ជាទូទៅនៅក្នុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាចលនាសម្រាប់រកឃើញអ្នកឈ្លានពាន បង្កឱ្យមានសំឡេងរោទិ៍ ឬការធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធកាមេរ៉ាសកម្ម។

ឧស្សាហកម្មយានយន្ត:បញ្ចូលក្នុងប្រព័ន្ធជំនួយអ្នកបើកបរសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងល្បឿនស្វ័យប្រវត្តិដែលអាចសម្របខ្លួនបាន និងការជៀសវាងការប៉ះទង្គិច ដែលកាន់តែមានច្រើនឡើងៗនៅក្នុងម៉ូដែលយានយន្តថ្មីៗ។

វិស័យវេជ្ជសាស្ត្រ៖ ត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការថតរូបភាព និងការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យដែលមិនមែនជាការវះកាត់ ដូចជាការថតរូបភាពជាលិកាដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់។

គ្រឿងអេឡិចត្រូនិចប្រើប្រាស់៖ រួមបញ្ចូលទៅក្នុងស្មាតហ្វូន ថេប្លេត និងកុំព្យូទ័រយួរដៃសម្រាប់មុខងារដូចជា ការសម្គាល់មុខ ការផ្ទៀងផ្ទាត់ជីវមាត្រ និងការសម្គាល់កាយវិការ។

យន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក៖ប្រើប្រាស់សម្រាប់ការរុករក ការជៀសវាងការប៉ះទង្គិច និងក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហាឯកជនភាព និងអាកាសចរណ៍

ស្ថាបត្យកម្មប្រព័ន្ធ TOF

ប្រព័ន្ធ TOF ធម្មតាមួយមានសមាសធាតុសំខាន់ៗជាច្រើនដើម្បីសម្រេចបាននូវការវាស់ចម្ងាយដូចដែលបានពិពណ៌នា៖

· ឧបករណ៍បញ្ជូន (Tx):នេះរួមបញ្ចូលទាំងប្រភពពន្លឺឡាស៊ែរ ដែលភាគច្រើនជាVCSELសៀគ្វីបញ្ជា ASIC ដើម្បីបញ្ជាឡាស៊ែរ និងសមាសធាតុអុបទិកសម្រាប់ការគ្រប់គ្រងធ្នឹមដូចជាកែវថតកូលីម៉ាទ័រ ឬធាតុអុបទិកឌីផ្រាក់ស្យុង និងតម្រង។
· អ្នកទទួល (Rx):នេះមានកែវថត និងតម្រងនៅចុងទទួល ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដូចជា CIS, SPAD ឬ SiPM អាស្រ័យលើប្រព័ន្ធ TOF និងឧបករណ៍ដំណើរការសញ្ញារូបភាព (ISP) សម្រាប់ដំណើរការទិន្នន័យបរិមាណច្រើនពីបន្ទះឈីបទទួល។
·ការគ្រប់គ្រងថាមពល៖ការគ្រប់គ្រងស្ថេរភាពការគ្រប់គ្រងចរន្តសម្រាប់ VCSELs និងវ៉ុលខ្ពស់សម្រាប់ SPADs គឺមានសារៈសំខាន់ណាស់ ដែលតម្រូវឱ្យមានការគ្រប់គ្រងថាមពលដ៏រឹងមាំ។
· ស្រទាប់កម្មវិធី៖នេះរួមបញ្ចូលទាំងកម្មវិធីបង្កប់, SDK, ប្រព័ន្ធប្រតិបត្តិការ និងស្រទាប់កម្មវិធី។

ស្ថាបត្យកម្មនេះបង្ហាញពីរបៀបដែលធ្នឹមឡាស៊ែរ ដែលមានប្រភពមកពី VCSEL និងត្រូវបានកែប្រែដោយសមាសធាតុអុបទិក ធ្វើដំណើរឆ្លងកាត់លំហ ឆ្លុះបញ្ចាំងពីវត្ថុមួយ ហើយត្រឡប់ទៅឧបករណ៍ទទួលវិញ។ ការគណនាពេលវេលាកន្លងផុតទៅនៅក្នុងដំណើរការនេះបង្ហាញពីព័ត៌មានចម្ងាយ ឬជម្រៅ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ស្ថាបត្យកម្មនេះមិនគ្របដណ្តប់លើផ្លូវសំឡេងរំខានដូចជាសំឡេងរំខានដែលបង្កឡើងដោយពន្លឺព្រះអាទិត្យ ឬសំឡេងរំខានច្រើនផ្លូវពីការឆ្លុះបញ្ចាំង ដែលត្រូវបានពិភាក្សានៅពេលក្រោយនៅក្នុងស៊េរី។

ចំណាត់ថ្នាក់នៃប្រព័ន្ធ TOF

ប្រព័ន្ធ TOF ត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាចម្បងតាមបច្ចេកទេសវាស់ចម្ងាយរបស់វា៖ TOF ផ្ទាល់ (dTOF) និង TOF ប្រយោល (iTOF) ដែលនីមួយៗមានវិធីសាស្រ្តផ្នែករឹង និងក្បួនដោះស្រាយខុសៗគ្នា។ ដំបូងឡើយ ស៊េរីនេះគូសបញ្ជាក់ពីគោលការណ៍របស់វា មុនពេលចូលទៅក្នុងការវិភាគប្រៀបធៀបអំពីគុណសម្បត្តិ បញ្ហាប្រឈម និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រប្រព័ន្ធរបស់វា។

ទោះបីជាគោលការណ៍ TOF ហាក់ដូចជាសាមញ្ញក៏ដោយ - ការបញ្ចេញជីពចរពន្លឺ និងរកឃើញការត្រឡប់មកវិញរបស់វាដើម្បីគណនាចម្ងាយ - ភាពស្មុគស្មាញស្ថិតនៅក្នុងការបែងចែកពន្លឺត្រឡប់មកវិញពីពន្លឺព័ទ្ធជុំវិញ។ បញ្ហានេះត្រូវបានដោះស្រាយដោយការបញ្ចេញពន្លឺភ្លឺគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីសម្រេចបានសមាមាត្រសញ្ញាទៅនឹងសំឡេងរំខានខ្ពស់ និងជ្រើសរើសរលកពន្លឺសមស្របដើម្បីកាត់បន្ថយការជ្រៀតជ្រែកពន្លឺបរិស្ថាន។ វិធីសាស្រ្តមួយទៀតគឺការអ៊ិនកូដពន្លឺដែលបញ្ចេញដើម្បីធ្វើឱ្យវាអាចសម្គាល់បាននៅពេលត្រឡប់មកវិញ ស្រដៀងគ្នាទៅនឹងសញ្ញា SOS ជាមួយពិល។

ស៊េរីនេះបន្តប្រៀបធៀប dTOF និង iTOF ដោយពិភាក្សាអំពីភាពខុសគ្នា គុណសម្បត្តិ និងបញ្ហាប្រឈមរបស់ពួកវាយ៉ាងលម្អិត ហើយចាត់ថ្នាក់ប្រព័ន្ធ TOF បន្ថែមទៀតដោយផ្អែកលើភាពស្មុគស្មាញនៃព័ត៌មានដែលពួកវាផ្តល់ ចាប់ពី 1D TOF ដល់ 3D TOF។

dTOF

មុខងារ TOF ដោយផ្ទាល់វាស់ពេលវេលាហោះហើររបស់ហ្វូតុងដោយផ្ទាល់។ សមាសធាតុសំខាន់របស់វាគឺ ឌីយ៉ូតហ្វូតុងតែមួយ (SPAD) មានភាពរសើបគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីរកឃើញហ្វូតុងតែមួយ។ dTOF ប្រើប្រាស់ Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC) ដើម្បីវាស់ពេលវេលានៃការមកដល់របស់ហ្វូតុង ដោយបង្កើតអ៊ីស្តូក្រាមដើម្បីសន្និដ្ឋានចម្ងាយដែលទំនងបំផុតដោយផ្អែកលើប្រេកង់ខ្ពស់បំផុតនៃភាពខុសគ្នានៃពេលវេលាជាក់លាក់មួយ។

iTOF

TOF ដោយប្រយោលគណនាពេលវេលាហោះហើរដោយផ្អែកលើភាពខុសគ្នានៃដំណាក់កាលរវាងរលកដែលបញ្ចេញ និងរលកដែលទទួល ជាទូទៅប្រើសញ្ញារលកបន្ត ឬសញ្ញាកែប្រែជីពចរ។ iTOF អាចប្រើស្ថាបត្យកម្មឧបករណ៍ចាប់សញ្ញារូបភាពស្តង់ដារ ដោយវាស់អាំងតង់ស៊ីតេពន្លឺតាមពេលវេលា។

iTOF ត្រូវបានបែងចែកបន្ថែមទៀតទៅជា ការកែប្រែរលកបន្ត (CW-iTOF) និង ការកែប្រែជីពចរ (Pulsed-iTOF)។ CW-iTOF វាស់ស្ទង់ការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលរវាងរលកស៊ីនុសដែលបញ្ចេញ និងរលកទទួល ខណៈពេលដែល Pulsed-iTOF គណនាការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលដោយប្រើសញ្ញារលកការ៉េ។

ការអានបន្ថែម៖

វិគីភីឌា។ (ទី)។ ពេលវេលាហោះហើរ។ ទាញយកពីhttps://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
ក្រុមហ៊ុន Sony Semiconductor Solutions Group។ (ទី)។ ToF (ពេលវេលាហោះហើរ) | បច្ចេកវិទ្យាទូទៅនៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញារូបភាព។ ទាញយកពីhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Microsoft។ (ថ្ងៃទី 4 ខែកុម្ភៈ ឆ្នាំ 2021)។ សេចក្តីផ្តើមអំពី Microsoft Time Of Flight (ToF) - Azure Depth Platform។ ទាញយកពីhttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
ESCATEC។ (ឆ្នាំ២០២៣ ថ្ងៃទី២ ខែមីនា)។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាពេលវេលាហោះហើរ (TOF)៖ ទិដ្ឋភាពទូទៅស៊ីជម្រៅ និងការអនុវត្ត។ ទាញយកពីhttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

ពីគេហទំព័រhttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/

ដោយអ្នកនិពន្ធ៖ ឆាវ ក្វាង

ការបដិសេធ៖

យើងខ្ញុំសូមប្រកាសថា រូបភាពមួយចំនួនដែលបង្ហាញនៅលើគេហទំព័ររបស់យើងខ្ញុំ ត្រូវបានប្រមូលពីអ៊ីនធឺណិត និងវិគីភីឌា ដោយមានគោលបំណងលើកកម្ពស់ការអប់រំ និងការចែករំលែកព័ត៌មាន។ យើងខ្ញុំគោរពសិទ្ធិបញ្ញារបស់អ្នកបង្កើតទាំងអស់។ ការប្រើប្រាស់រូបភាពទាំងនេះមិនមែនសម្រាប់ផលប្រយោជន៍ពាណិជ្ជកម្មទេ។

ប្រសិនបើអ្នកជឿថាខ្លឹមសារណាមួយដែលប្រើប្រាស់រំលោភលើការរក្សាសិទ្ធិរបស់អ្នក សូមទាក់ទងមកយើងខ្ញុំ។ យើងខ្ញុំមានឆន្ទៈយ៉ាងមុតមាំក្នុងការចាត់វិធានការសមស្រប រួមទាំងការលុបរូបភាព ឬការផ្តល់ភាពជាម្ចាស់កម្មសិទ្ធិត្រឹមត្រូវ ដើម្បីធានាបាននូវការអនុលោមតាមច្បាប់ និងបទប្បញ្ញត្តិស្តីពីកម្មសិទ្ធិបញ្ញា។ គោលដៅរបស់យើងគឺរក្សាវេទិកាមួយដែលសម្បូរទៅដោយខ្លឹមសារ យុត្តិធម៌ និងគោរពសិទ្ធិកម្មសិទ្ធិបញ្ញារបស់អ្នកដទៃ។

សូមទាក់ទងមកយើងខ្ញុំតាមអាសយដ្ឋានអ៊ីមែលខាងក្រោម៖sales@lumispot.cnយើងខ្ញុំប្ដេជ្ញាចាត់វិធានការភ្លាមៗនៅពេលទទួលបានការជូនដំណឹងណាមួយ ហើយធានាកិច្ចសហប្រតិបត្តិការ 100% ក្នុងការដោះស្រាយបញ្ហាបែបនេះ។