ToF技术和图像传感器是怎么配合的?【社群智汇】

TOF目前的主要应用领域包括:智能手机、安防和监控、机器人、医疗生物和互动娱乐等等。

  【编者按】:由传感器专家网创建的微信社群——【传感器智汇圈】,汇聚了大批传感器业内人士,并每天就各种传感器话题进行热烈讨论,迸射出闪耀的知识火花。于是,我们把社群里极具价值的精彩对话整理成文,推出了专题栏目“社群智汇”。

  【今日话题】是“ToF传感器及其应用”。TOF目前的主要应用领域包括:智能手机、安防和监控、机器人、医疗生物和互动娱乐等等。

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@传感器专家网-杨军:

  上周我们聊了激光雷达相关的话题,今天我们再接着来聊聊与激光雷达在基本成像原理上相同的另外一种传感器,即飞行时间(ToF)传感器,这也是目前在科技创新领域大红大紫的一种传感器,欢迎有相关经验的群友分享自己的经验、看法和观点。

  

@易***辉:

  ToF现在品类太多了,我这边也有做,感觉未来潜力很大。

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@传感器专家网-杨军:

  所以,我们上周聊过的超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等,其实在测距上机理上,都是ToF飞行时间传感器。

  

@J***n:

  上图这个是ST的吗?

  

@易***辉:

  我是用AMS的。

  感觉虽然贵一点,但性能好。

  

@A***心:

  TOF sensor AMS ST用的挺多的。

  TOF 传感器最远可以探测几米?

  

@刘***o:

  需要人眼安全嘛?

  不需要的话,200-300米都可以。

  

@A***心:

  需要。

  那个是激光模组了吧?

  ST 目前最远才5米远。

  

@刘***o:

  需要人眼安全,一般的也就10m以内。 专用固体雷达级别的ToF 也可以200m。

  看ToF sensor 像素大小,还有很多其他因素。

  

@气***礴:

  国内ST芯片要涨价断供。

  

@其***然:

  有些已经涨了。

  

@传感器专家网-杨军:

  ToF 传感器,即Time of Flight,飞行时间传感器。ToF 飞行时间测距法,是利用能量波束照射被测物体后发生反射,根据波束往返时间计算距离的一种测距方法,可以使用不用的波束,如超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等,不仅仅限于光波。

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  所以,我们上周聊过的超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等,其实在测距上机理上,都是ToF飞行时间传感器。

  

@贺***芃:

  都是基于tof原理。

  

@R***i:

  本质上都是波,所以都可以用TOF,当然光有波粒二象性基本上也差不多。

  

@传感器专家网-杨军:

  大家常说的ToF 传感器,常指激光器ToF 传感器,用在手机、机器人等领域,这类传感器的市场领跑者是艾迈斯和英飞凌,国内也有部分厂商在跟进,颇受资本追捧。

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@V***u:

  ToF技术和图像传感器是怎么配合的?

  

@传感器专家网-杨军:

  技术本身并不只是测距,同时也可以制成图像传感器。飞行时间(TOF)技术在像素阵列中的每个像素内使用每个像素中的多个单光子的光电转换获得带深度信息的图像信息,整个像素阵列最终合成完整的带深度信息的图像。

  

@V***u:

  明白了,感谢!

  

@传感器专家网-杨军:

  ToF技术广泛用于成像,其基本成像原理上ToF 相机与LiDAR相同,都采用飞行时间测距技术(包括利用APD或SPAD的直接测距法,和相干波调制的间接测量法)。

  通过连续发射光脉冲照射被测物体,再接收返回的光波,经探测光脉冲飞行的时间计算出被测物体到传感器的距离。这很像3D激光传感器,只不过3D激光传感器,采用逐点扫描,而ToF相机则是同时得到整幅图像的深度信息,而且ToF传感器实现的像素尺寸比一般图像传感器的尺寸要大得多。

  

@超***7:

  这是它的优势。

  

@传感器专家网-杨军:

  ToF相机的优点在于:能够实时地快速地计算深度信息,且深度计算不受物体表面灰度特征的影响,深度计算精度不会随距离改变而变化,基本上可以保证厘米级的精度,尤其适用于一些大范围距离变化且高速的应用场合,测量距离可以通过调整发射脉冲的频率来控制。而且测量误差在测量范围内基本恒定,抗干扰能力也较强,特别适合机器人、无人驾驶、AGV等领域。

  消费级的ToF传感器, 例如深度相机,已经广泛地应用在3D建模、电影动画、手势识别、体感姿态识别等许多智能消费电子产品方面,发展空间广阔。


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