Uçuş Sensörü Süresi Nedir ve ToF Nasıl Çalışır?

Akıllı telefonlar daha gelişmiş hale geldikçe, kullanıcı deneyimini daha iyi hale getirmek için verileri cihaza geri besleyen, giderek artan miktarda sensör içerirler.

Modern akıllı telefonlarda ekran içi parmak izi sensörleri, LiDAR, her zamankinden daha iyi ve daha büyük kamera sensörleri ve hatta bazı cihazlarda Uçuş Süresi (ToF) sensörleri bulunur. Ancak telefonunuzda göreceğiniz tüm farklı sensörler arasında ToF sensörü göze çarpıyor, çünkü çoğunlukla akıllı telefonlarımızda yaptığımız şeyleri çok özel ve fark edilmeden etkiliyor.

Uçuş Süresi (ToF) Sensörü Nedir?

ToF kamera olarak da adlandırılan Uçuş Süresi (ToF) sensörü, uçuş mesafesini ölçen özel bir sensördür. Kızılötesi bir ışık demeti yayarak ve nesneye olan süreyi ölçerek bir nesneye olan derinlik veya mesafe İadeler. Bu nedenle adı, Uçuş Süresi.

Bu, iPhone Pro serisinde ve hatta bazı akıllı telefonlarda (iPhone dahil) yüz algılama sistemlerinde bulunan LiDAR kameralara çok benzer. cihaz, sahibinin yüzünün kızılötesi bir haritasını oluşturur ve bunu, cihazın kilidinin açılıp açılmayacağını belirlemek için gördüğü kişiye karşı bir referans olarak kullanır. Olumsuz. Bahsedilen,

ToF sensörleri ve LiDAR'ın farklılıkları var.

Mesafeyi ölçmek için yansıyan ışığı (veya sesi) kullanmak da yeni bir fikir değil. Ultrasonik ve IR sensörleri gibi benzer cihazlar çok daha uzun süredir var ve çok daha az ayrıntıyla da olsa temelde aynı işlevselliği sağlıyor. Bir ToF sensörünün avantajları arasında hassas ve hızlı ölçümler, daha uzun menzil ve kullanım güvenliği yer alır.

Diğer 3B derinlik ölçüm teknolojileriyle karşılaştırıldığında, ToF sensörlerinin üretimi ve kullanımı nispeten ucuzdur. Ayrıca çok fazla işlem gücü gerektirmezler, bu da onları belirli bir nesnenin derinliğini bilmenin kolaylaştırmaya yardımcı olabileceği akıllı telefonlar gibi kullanım durumları için idealdir. portre modu gibi özelliklerve işlem gücü birinci sınıftır.

ToF sensörleri, Apple'a ToF teknolojisini kullanarak 3D sensörler sağlayan Sony de dahil olmak üzere çeşitli üreticiler tarafından yapılır. Diğer popüler ToF sensör üreticileri arasında TeraRanger One, Lucid, Adafruit ve ASC TigerCub bulunur.

Uçuş Süresi (ToF) Sensörü Nasıl Çalışır?

Daha önce bahsedildiği gibi, ToF sensörleri bir nesnenin sensöre olan mesafesini ölçmek için kızılötesi ışık kullanır. Küçük bir kızılötesi lazer, bir nesneden seken ve sensöre geri dönen ışık gönderir. Sensör, ışığın geri dönmesi ve kameraya geri dönmesi için geçen süreyi ölçerek bir nesnenin mesafesini doğru bir şekilde ölçebilir.

Işığın hızını ve mesafenin tam olarak iki katı yol kat ettiğini zaten bildiğimiz için sensör ve nesne arasındaki mesafeyi basit bir şekilde hesaplamak basitleşir. formül:

(Işık hızı x Uçuş Süresi)/2

Bazı ToF kameralar, hem derinliği hem de mesafeyi belirlemek için yansıyan ışıktaki faz kaymalarını algılamak için sürekli dalgaları da kullanabilir. Yine, kullandığınız algılayıcının türüne bağlı olarak pek çok bilgiyi çıkarmanız mümkün olabilir. Bu, sensörün çevresinin 3 boyutlu haritalarını oluşturmak için kullanılabilir.

ToF Sensörleri Nerelerde Kullanılır?

Bahsedildiği gibi, birçok akıllı telefonda, cihazın ana kamerasının daha yüksek kaliteli portre modu fotoğrafları üretmesine yardımcı olmak için bir "derinlik" kamerası olarak ToF sensörleri kullanıldı. Bu fotoğraflar, bir kamera merceğini çoğaltmak için sığ bir alan derinliği oluşturmayı amaçlar. Bu tür fotoğraflarda farklı nesnelerin derinliğini bilmek, arka planın bulanıklığını doğru bir şekilde elde etmek için kritik öneme sahip olduğundan, ToF kameralar ve sensörler büyük fark yaratabilir.

Ek olarak, ToF kameralar, biyometrik kimlik doğrulamada da kullanılır; burada ToF kameralı bir cihaz, cihazın kilidini açmak için referans olarak kullanmak üzere bir yüzün 3B haritasını oluşturabilir. esasen böyle yüz tanıma teknolojisi çalışıyor, Apple'ın Face ID'si dahil. Geleneksel görüntüye kıyasla üzerinde çalışılacak daha fazla veri olduğundan, bir eşleşme belirlemek için yalnızca iki görüntüyü karşılaştırmaktan daha güvenlidir. Bilgisayar görüşü 2D veriler üzerinde çalışan algoritmalar.

Nesne algılama yetenekleri ve bazı sensörlerde yaklaşık 160Hz olabilen yüksek yoklama hızı sayesinde elektrikli otomobillerde ve diğer navigasyon sistemlerinde yaygın olarak kullanılırlar. Bu, onları nesne algılama, gezinme ve hatta Zoom aramalarınızda arka planı bulanıklaştırma gibi gerçek zamanlı uygulamalar için mükemmel kılar.

Konu ile arka plan arasında ayrım yapma yeteneği, genellikle 3D baskıya da uygulanır. ToF kameralar, gerçek hayattaki bir nesneyi üç boyutta da kolayca kopyalayabilir ve sizi, özellikle karmaşık bir yapıysa sıfırdan tasarlama zahmetinden kurtarır.

ToF sensörleri ayrıca nesne tarama, hareketle gezinme ve iç mekanda gezinmeye ek olarak 3B görüntülemeye ve AR deneyimlerini iyileştirmeye yardımcı olur.

ToF sensörlerini Microsoft'un Xbox Kinect'inde ve diğer cihazlarda bulabilirsiniz. jest tanıma projeleri, dronlar ve AR kulaklıkları. Genel olarak, çok yönlülükleri, kullanım durumlarının bir akıllı telefon kamera paketinden otonom bir arabanın navigasyon sistemine kadar herhangi bir yerde değiştiği anlamına gelir.

Telefonunuzda ToF Kameraya İhtiyacınız Var mı?

Tam olarak değil.

Hesaplamalı fotoğrafçılık çok yol kat etti ve modern akıllı telefonların çoğu, yazılım kullanarak özneyi arka plandan tamamen ayırmak için yeterince iyi yazılıma sahip. Ek olarak, akıllı telefon fotoğrafçılığı söz konusu olduğunda, megapiksel sayısı ve kamera sensörü boyutu çok daha büyük bir fark yaratabilir.

ToF kameraların amiral gemisi akıllı telefonlarda yaygın olarak görüldüğü bir dönem olsa da, artık çoğunlukla orta sınıf cihazlarda veya iPhone Pro serisinde, Uçuş Süresi üzerinde çalışan bir konsept olan LiDAR sensörleri biçiminde prensip.

Bununla birlikte, telefonunuzda bir ToF kamerasının olması, özellikle biyometrik kimlik doğrulama açısından bazen kullanışlı olabilir. Ayrıca telefonunuzda yerleşik bir mesafe ölçüm aracı sağlayabilir ve daha fazla derinlik verisi sağlayabilir. telefonunuzda çalışan hesaplamalı fotoğrafçılık yazılımı, daha da iyi portre modu sağlar çekimler.

Sensörlerinizi Tanıyın

Akıllı telefonlar, deneyiminizi çok daha iyi hale getirmek için giderek daha fazla sensörle donatılıyor. ToF kamera, telefonunuzda doğrudan kullanılamayan ancak diğer bazı özelliklerde büyük fark yaratabilen sensörlerden sadece bir tanesidir.