TOF (پرواز جو وقت) سسٽم جو بنيادي اصول ۽ استعمال

تڪڙي پوسٽ لاءِ اسان جي سوشل ميڊيا تي سبسڪرائب ڪريو

هن سيريز جو مقصد پڙهندڙن کي ٽائم آف فلائيٽ (TOF) سسٽم جي گهري ۽ ترقي پسند سمجھ فراهم ڪرڻ آهي. مواد TOF سسٽم جو هڪ جامع جائزو شامل ڪري ٿو، جنهن ۾ اڻ سڌي TOF (iTOF) ۽ سڌي TOF (dTOF) ٻنهي جي تفصيلي وضاحت شامل آهي. اهي حصا سسٽم پيرا ميٽرز، انهن جي فائدن ۽ نقصانن، ۽ مختلف الگورتھم ۾ ڳولھيندا آهن. مضمون TOF سسٽم جي مختلف حصن کي پڻ ڳولي ٿو، جهڙوڪ عمودي ڪيوٽي سرفيس ايميٽنگ ليزر (VCSELs)، ٽرانسميشن ۽ استقبال لينس، CIS، APD، SPAD، SiPM، ۽ ASICs وانگر ڊرائيور سرڪٽ وصول ڪرڻ وارا سينسر.

TOF جو تعارف (پرواز جو وقت)

 

بنيادي اصول

TOF، جيڪو وقت جي اڏام لاءِ بيٺل آهي، هڪ طريقو آهي جيڪو فاصلي کي ماپڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي ان وقت جي حساب سان جيڪو روشني کي هڪ وچولي ۾ هڪ خاص فاصلي تي سفر ڪرڻ ۾ لڳندو آهي. هي اصول بنيادي طور تي آپٽيڪل TOF منظرنامي ۾ لاڳو ڪيو ويندو آهي ۽ نسبتاً سڌو آهي. هن عمل ۾ هڪ روشني جو ذريعو شامل آهي جيڪو روشني جي شعاع کي خارج ڪري ٿو، جنهن جي اخراج جو وقت رڪارڊ ڪيو ويندو آهي. هي روشني پوءِ هڪ نشانو کان عڪاسي ڪري ٿي، هڪ رسيور طرفان قبضو ڪيو ويندو آهي، ۽ استقبال جو وقت نوٽ ڪيو ويندو آهي. انهن وقتن ۾ فرق، جيڪو t جي طور تي ظاهر ڪيو ويندو آهي، فاصلو طئي ڪري ٿو (d = روشني جي رفتار (c) × t / 2).

 

TOF ورڪنگ اصول

ToF سينسر جا قسم

ToF سينسر جا ٻه بنيادي قسم آهن: آپٽيڪل ۽ اليڪٽرو ميگنيٽڪ. آپٽيڪل ToF سينسر، جيڪي وڌيڪ عام آهن، فاصلي جي ماپ لاءِ روشني جي دال کي استعمال ڪن ٿا، عام طور تي انفراريڊ رينج ۾. اهي دال سينسر مان خارج ٿين ٿيون، ڪنهن شيءِ کي ظاهر ڪن ٿيون، ۽ سينسر ڏانهن موٽن ٿيون، جتي سفر جو وقت ماپيو ويندو آهي ۽ فاصلي کي ڳڻڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. ان جي ابتڙ، برقي مقناطيسي ToF سينسر فاصلي کي ماپڻ لاءِ برقي مقناطيسي لهرن، جهڙوڪ ريڊار يا ليڊر، استعمال ڪندا آهن. اهي ساڳئي اصول تي ڪم ڪن ٿا پر هڪ مختلف وچولي استعمال ڪن ٿا.فاصلي جي ماپ.

TOF ايپليڪيشن

ToF سينسر جون ايپليڪيشنون

ToF سينسر ورسٽائل آهن ۽ مختلف شعبن ۾ ضم ڪيا ويا آهن:

روبوٽڪس:رڪاوٽن جي ڳولا ۽ نيويگيشن لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. مثال طور، رومبا ۽ بوسٽن ڊائنامڪس جي اٽلس جهڙا روبوٽ پنهنجي آس پاس جي نقشي سازي ۽ حرڪتن جي منصوبابندي لاءِ ToF ڊيپٿ ڪيمرا استعمال ڪندا آهن.

سيڪيورٽي سسٽم:گھسڻ وارن کي ڳولڻ، الارم شروع ڪرڻ، يا ڪئميرا سسٽم کي چالو ڪرڻ لاءِ موشن سينسرز ۾ عام.

گاڏين جي صنعت:ايڊاپٽو ڪروز ڪنٽرول ۽ ٽڪراءَ کان بچڻ لاءِ ڊرائيور اسسٽنٽ سسٽم ۾ شامل ڪيو ويو آهي، جيڪو نئين گاڏين جي ماڊلز ۾ تيزي سان عام ٿي رهيو آهي.

طبي ميدان: غير ناگوار تصويرن ۽ تشخيص ۾ ملازم، جهڙوڪ آپٽيڪل ڪوهرنس ٽوموگرافي (OCT)، اعليٰ ريزوليوشن ٽشو تصويرون پيدا ڪندي.

صارفين جون اليڪٽرانڪس: چهري جي سڃاڻپ، بايوميٽرڪ تصديق، ۽ اشارو سڃاڻپ جهڙين خاصيتن لاءِ اسمارٽ فونز، ٽيبليٽز ۽ ليپ ٽاپ ۾ ضم ٿيل.

ڊرون:نيويگيشن، ٽڪراءَ کان بچڻ، ۽ رازداري ۽ هوائي جهازن جي خدشن کي حل ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي​

TOF سسٽم آرڪيٽيڪچر

TOF سسٽم جي جوڙجڪ

هڪ عام TOF سسٽم ۾ بيان ڪيل فاصلي جي ماپ حاصل ڪرڻ لاءِ ڪيترائي اهم جزا شامل آهن:

· ٽرانسميٽر (Tx):ان ۾ ليزر لائيٽ جو ذريعو شامل آهي، خاص طور تي هڪوي سي ايس اي ايل، ليزر کي هلائڻ لاءِ ڊرائيور سرڪٽ ASIC، ۽ بيم ڪنٽرول لاءِ آپٽيڪل جزا جهڙوڪ ڪوليميٽنگ لينس يا ڊفريڪٽو آپٽيڪل عنصر، ۽ فلٽر.
· وصول ڪندڙ (Rx):ان ۾ وصول ڪندڙ آخر ۾ لينس ۽ فلٽر، TOF سسٽم تي منحصر CIS، SPAD، يا SiPM جهڙا سينسر، ۽ وصول ڪندڙ چپ مان وڏي مقدار ۾ ڊيٽا پروسيسنگ لاءِ هڪ تصويري سگنل پروسيسر (ISP) شامل آهن.
·پاور مئنيجمينٽ:اسٽيبل جو انتظام ڪرڻVCSELs لاءِ موجوده ڪنٽرول ۽ SPADs لاءِ هاءِ وولٽيج اهم آهي، جنهن لاءِ مضبوط پاور مئنيجمينٽ جي ضرورت آهي.
· سافٽ ويئر پرت:هن ۾ فرم ويئر، ايس ڊي ڪي، او ايس، ۽ ايپليڪيشن ليئر شامل آهن.

آرڪيٽيڪچر ڏيکاري ٿو ته ڪيئن هڪ ليزر بيم، جيڪو VCSEL مان نڪرندو آهي ۽ آپٽيڪل حصن ذريعي تبديل ڪيو ويندو آهي، خلا مان سفر ڪندو آهي، ڪنهن شئي کي ظاهر ڪندو آهي، ۽ وصول ڪندڙ ڏانهن واپس ايندو آهي. هن عمل ۾ وقت جي ضايع ٿيڻ جي حساب سان فاصلي يا کوٽائي جي معلومات ظاهر ٿيندي آهي. بهرحال، هي آرڪيٽيڪچر شور جي رستن کي ڍڪيندو ناهي، جهڙوڪ سج جي روشني سان پيدا ٿيندڙ شور يا عڪاسي مان ملٽي-پاٿ شور، جن تي سيريز ۾ بعد ۾ بحث ڪيو ويندو.

TOF سسٽم جي درجه بندي

TOF سسٽم بنيادي طور تي انهن جي فاصلي جي ماپ جي طريقن جي لحاظ کان درجه بندي ڪيا ويا آهن: سڌو TOF (dTOF) ۽ اڻ سڌي TOF (iTOF)، هر هڪ الڳ هارڊويئر ۽ الگورتھمڪ طريقن سان. سيريز شروعاتي طور تي انهن جي فائدن، چئلينجن، ۽ سسٽم پيرا ميٽرز جي تقابلي تجزيي ۾ وڃڻ کان اڳ انهن جي اصولن کي بيان ڪري ٿي.

TOF جي ظاهري طور تي سادو اصول جي باوجود - روشني جي نبض کي خارج ڪرڻ ۽ فاصلي جي حساب سان ان جي واپسي کي ڳولڻ - پيچيدگي موٽندڙ روشني کي ماحول جي روشني کان مختلف ڪرڻ ۾ آهي. ان کي حل ڪيو ويندو آهي ڪافي روشن روشني کي خارج ڪرڻ سان هڪ اعلي سگنل-کان-شور تناسب حاصل ڪرڻ ۽ ماحولياتي روشني جي مداخلت کي گھٽ ڪرڻ لاءِ مناسب طول موج کي چونڊڻ سان. هڪ ٻيو طريقو اهو آهي ته خارج ٿيل روشني کي انڪوڊ ڪيو وڃي ته جيئن ان کي واپسي تي فرق ڪري سگهجي، ٽارچ سان SOS سگنلن وانگر.

هي سلسلو dTOF ۽ iTOF جو مقابلو ڪرڻ لاءِ اڳتي وڌي ٿو، انهن جي فرقن، فائدن ۽ چئلينجن تي تفصيل سان بحث ڪري ٿو، ۽ TOF سسٽم کي انهن جي مهيا ڪيل معلومات جي پيچيدگي جي بنياد تي وڌيڪ درجه بندي ڪري ٿو، 1D TOF کان 3D TOF تائين.

ڊي ٽي او ايف

ڊائريڪٽ ٽي او ايف سڌو سنئون فوٽون جي اڏام جي وقت کي ماپي ٿو. ان جو اهم جزو، سنگل فوٽون ايوالانچ ڊيوڊ (SPAD)، سنگل فوٽون کي ڳولڻ لاءِ ڪافي حساس آهي. ڊي ٽي او ايف فوٽون جي آمد جي وقت کي ماپڻ لاءِ ٽائيم ڪوريليٽڊ سنگل فوٽون ڳڻپ (TCSPC) کي استعمال ڪري ٿو، هڪ خاص وقت جي فرق جي بلند ترين فريڪوئنسي جي بنياد تي ممڪن فاصلو ڪڍڻ لاءِ هڪ هسٽوگرام ٺاهي ٿو.

آئي ٽي او ايف

اڻ سڌي طرح TOF خارج ٿيل ۽ وصول ٿيل لهرن جي وچ ۾ مرحلي جي فرق جي بنياد تي پرواز جي وقت جو حساب لڳائي ٿو، عام طور تي مسلسل لهر يا نبض جي ماڊليشن سگنلن کي استعمال ڪندي. iTOF معياري تصوير سينسر آرڪيٽيڪچر استعمال ڪري سگھي ٿو، وقت سان گڏ روشني جي شدت کي ماپيندو آهي.

iTOF کي وڌيڪ مسلسل لهر جي ماڊليشن (CW-iTOF) ۽ نبض جي ماڊليشن (Pulsed-iTOF) ۾ ورهايو ويو آهي. CW-iTOF خارج ٿيل ۽ وصول ٿيل سائنوسائيڊل لهرن جي وچ ۾ فيز شفٽ کي ماپي ٿو، جڏهن ته پلسڊ-iTOF چورس لهر سگنل استعمال ڪندي فيز شفٽ جو حساب لڳائي ٿو.

 

وڌيڪ پڙهڻ:

  1. وڪيپيڊيا. (ٻيو). اڏام جو وقت. تان ورتلhttps://en.wikipedia.org/wiki/ٽائيم_آف_فلائيٽ
  2. سوني سيمي ڪنڊڪٽر حل گروپ. (nd). ToF (پرواز جو وقت) | تصويري سينسرز جي عام ٽيڪنالاجي. تان ورتلhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
  3. مائڪروسوفٽ. (2021، فيبروري 4). مائڪروسوفٽ ٽائم آف فلائيٽ (ToF) جو تعارف - ايزور ڊيپٿ پليٽ فارم. تان ورتلhttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
  4. ESCATEC. (2023، مارچ 2). پرواز جو وقت (TOF) سينسر: هڪ گهري جائزو ۽ ايپليڪيشنون. حاصل ڪيل کانhttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

ويب پيج تانhttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/

ليکڪ پاران: چاؤ گوانگ

 

دستبرداري:

اسين هتي اعلان ڪريون ٿا ته اسان جي ويب سائيٽ تي ڏيکاريل ڪجهه تصويرون انٽرنيٽ ۽ وڪيپيڊيا تان گڏ ڪيون ويون آهن، جن جو مقصد تعليم ۽ معلومات جي حصيداري کي فروغ ڏيڻ آهي. اسان سڀني تخليقڪارن جي دانشورانه ملڪيت جي حقن جو احترام ڪريون ٿا. انهن تصويرن جو استعمال تجارتي فائدي لاءِ ناهي.

جيڪڏهن توهان کي يقين آهي ته استعمال ٿيل ڪو به مواد توهان جي ڪاپي رائيٽ جي خلاف ورزي ڪري ٿو، مهرباني ڪري اسان سان رابطو ڪريو. اسان مناسب قدم کڻڻ لاءِ تيار آهيون، جنهن ۾ تصويرون هٽائڻ يا مناسب انتساب مهيا ڪرڻ شامل آهن، ته جيئن دانشورانه ملڪيت جي قانونن ۽ ضابطن جي تعميل کي يقيني بڻائي سگهجي. اسان جو مقصد هڪ اهڙو پليٽ فارم برقرار رکڻ آهي جيڪو مواد سان مالا مال، منصفانه هجي، ۽ ٻين جي دانشورانه ملڪيت جي حقن جو احترام ڪري.

مھرباني ڪري ھيٺ ڏنل اي ميل ايڊريس تي اسان سان رابطو ڪريو:sales@lumispot.cn. اسين ڪنهن به اطلاع ملڻ تي فوري ڪارروائي ڪرڻ جو عزم ڪريون ٿا ۽ اهڙن مسئلن کي حل ڪرڻ ۾ 100٪ تعاون جي ضمانت ڏيون ٿا.

لاڳاپيل ليزر ايپليڪيشن
لاڳاپيل مصنوعات

پوسٽ جو وقت: ڊسمبر-18-2023