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使用 ToF 傳感器進行距離測量和手勢識別的基礎(chǔ)知識

2388649 2022-11-25 | pdf | 297.56KB | 次下載 | 免費

資料介紹

許多應(yīng)用需要在不接觸物理對象的情況下感測物理對象的存在或距離。這種對接近感應(yīng)的需求催生了許多相互競爭的解決方案，包括光學飛行時間 (ToF) 傳感器。雖然這些都是準確的，但實施起來成本高昂且復雜；但最近的解決方案使該技術(shù)更易于使用。許多應(yīng)用需要在不接觸物理對象的情況下感測物理對象的存在或距離。這種對接近感應(yīng)的需求催生了許多相互競爭的解決方案，包括光學飛行時間 (ToF) 傳感器。雖然這些都是準確的，但實施起來成本高昂且復雜；但最近的解決方案使該技術(shù)更易于使用。使用接近感應(yīng)的產(chǎn)品列表包括攝像頭自動對焦系統(tǒng)、機器人和無人機、各種浴室裝置以及用于自動門的門禁傳感器。這些只是幾個例子，而且這個例子還在增加。相互競爭的接近感應(yīng)技術(shù)從簡單的紅外和超聲波傳感器開始，逐漸發(fā)展到更復雜的傳感器系統(tǒng)，例如帶有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的立體攝像機。使用接近感應(yīng)的產(chǎn)品列表包括攝像頭自動對焦系統(tǒng)、機器人和無人機、各種浴室裝置以及用于自動門的門禁傳感器。這些只是幾個例子，而且這個例子還在增加。相互競爭的接近感應(yīng)技術(shù)從簡單的紅外和超聲波傳感器開始，逐漸發(fā)展到更復雜的傳感器系統(tǒng)，例如帶有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的立體攝像機。所有這些技術(shù)都有局限性，雖然可能需要人工智能來執(zhí)行復雜的任務(wù)，例如自動駕駛汽車的物體識別和跟蹤，但該技術(shù)對于分發(fā)紙巾和肥皂來說是大材小用。面對不斷減少的預算和設(shè)計窗口，設(shè)計師需要最大限度地減少成本、空間和設(shè)計時間。所有這些技術(shù)都有局限性，雖然可能需要人工智能來執(zhí)行復雜的任務(wù)，例如自動駕駛汽車的物體識別和跟蹤，但該技術(shù)對于分發(fā)紙巾和肥皂來說是大材小用。面對不斷減少的預算和設(shè)計窗口，設(shè)計師需要最大限度地減少成本、空間和設(shè)計時間。要考慮用于接近感測的備選方案之一是 ToF 傳感器。它們通過計時光子從傳感器到物體并返回時的往返時間來測量到目標物體的距離。迄今為止，很難以低成本快速實施 ToF 設(shè)計，但新一代高度集成且廉價的 ToF 傳感器現(xiàn)在可以為低成本設(shè)計帶來高精度的非接觸式傳感。要考慮用于接近感測的備選方案之一是 ToF 傳感器。它們通過計時光子從傳感器到物體并返回時的往返時間來測量到目標物體的距離。迄今為止，很難以低成本快速實施 ToF 設(shè)計，但新一代高度集成且廉價的 ToF 傳感器現(xiàn)在可以為低成本設(shè)計帶來高精度的非接觸式傳感。本文將討論距離測量技術(shù)（包括 ToF 傳感器）在距離感測和手勢識別的各種應(yīng)用中的演變和使用。然后，在介紹一些最新解決方案以及如何開始使用這些解決方案之前，它會介紹 ToF 傳感器技術(shù)的工作原理。本文將討論距離測量技術(shù)（包括 ToF 傳感器）在距離感測和手勢識別的各種應(yīng)用中的演變和使用。然后，在介紹一些最新解決方案以及如何開始使用這些解決方案之前，它會介紹 ToF 傳感器技術(shù)的工作原理。早期接近傳感器早期接近傳感器寶麗來 SX-70 即時膠片相機于 1972 年推出，采用了許多創(chuàng)新技術(shù)，包括可平折的三鏡光學設(shè)計、菲涅爾透鏡、內(nèi)置于即時膠片包裝中的 6 伏扁平電池以及十連拍閃光燈條。然而，寶麗來在 SX-70 相機中引入的最具影響力的技術(shù)之一是聲納自動對焦系統(tǒng)，該系統(tǒng)首次出現(xiàn)在 1978 年發(fā)布的寶麗來 SONAR OneStep 相機中（圖 1）。SONAR 自動對焦系統(tǒng)采用創(chuàng)新的超聲波換能器來傳輸超聲波測距脈沖和接收反射的超聲波能量。寶麗來 SX-70 即時膠片相機于 1972 年推出，采用了許多創(chuàng)新技術(shù)，包括可平折的三鏡光學設(shè)計、菲涅爾透鏡、內(nèi)置于即時膠片包裝中的 6 伏扁平電池以及十連拍閃光燈條。然而，寶麗來在 SX-70 相機中引入的最具影響力的技術(shù)之一是聲納自動對焦系統(tǒng)，該系統(tǒng)首次出現(xiàn)在 1978 年發(fā)布的寶麗來 SONAR OneStep 相機中（圖 1）。SONAR 自動對焦系統(tǒng)采用創(chuàng)新的超聲波換能器來傳輸超聲波測距脈沖和接收反射的超聲波能量。圖 1：Polaroid SONAR OneStep SX-70 相機采用超聲波換能器（相機頂部的大金色圓圈）進行自動對焦測距。（圖片來源：維基百科）圖 1：Polaroid SONAR OneStep SX-70 相機采用超聲波換能器（相機頂部的大金色圓圈）進行自動對焦測距。（圖片來源：維基百科）SONAR 的超聲波傳感器非常成功，以至于 Polaroid 單獨圍繞該傳感器建立了業(yè)務(wù)，今天可以找到 Polaroid 超聲波傳感器自動對焦傳感器的回聲。例如，廉價的SONAR 的超聲波傳感器非常成功，以至于 Polaroid 單獨圍繞該傳感器建立了業(yè)務(wù)，今天可以找到 Polaroid 超聲波傳感器自動對焦傳感器的回聲。