1. 什么是ToF?
TOF是因为飞行时间的缩写(
Ti
me-of-Flight,ToF),
其基本原理是:
通过连续发射光脉冲(一般为不可见光)到目标物体上,然后接收从物体反射回来的光脉冲,通过探测光脉冲往返的飞行时间来计算被测物体的距离。其根据调制方法的不同,一般可分为两种:脉冲调制(Pulsed Modulation)和连续波调制(Continuous Wave Modulation)。
TOF
传感器
采用
红外
光,很多时候TOF传感器也叫深度相机,或者TOF相机。
其利天下技术--TOF原理
ToF传感器本身由两部分组成;第一部分是发射红外光的
二极管
,第二部分是特殊的光敏矩阵。传感器测量从物体反射回来的时间可以精确到纳秒级。此外,ToF传感器还有一个重要特性使其成为一个3D传感器。那是因为ToF传感器不仅可以准确计算单个物体与传感器的距离,利用激光返回时间和波长的差异,还能对目标进行精确的数字三维3D表征,并直观地绘制出目标的各个特征,为我们提供一个三3D图像。
2、TOF测距原理及分类;
TOF测距技术根据调制方法的不同,可以分为以下两种:
脉冲调制(Pulsed Modulation):也称为dToF(直接ToF)。这种方法直接测量光脉冲的飞行时间,即发射和接收光脉冲之间的时间差。脉冲调制方案的照射光源一般采用方波脉冲调制,因为用
数字电路
来实现相对容易。
连续波调制(Continuous Wave Modulation):也称为iToF。这种方法通过测量光波的相位变化来确定距离,即利用接收端和发射端正弦波的相位偏移来计算物体距离摄像头的距离。相位偏移与物体距离成正比,因此可以通过测量相位偏移来估算距离。
dToF和iToF发射的光脉冲示意图
3、TOF传感器运用领域
应用领域
TOF测距技术具有精度高、抗干扰能力强、测量距离范围大等优点,因此被广泛应用于多种领域,如3D成像、
无人驾驶
汽车、
智能机器人
、
无人机
姿态控制等。风筒灯产品
4、TOF传感器运用注意事项
多重反射:距离测量要求光只反射一次。但是镜面或一些角落会导致光线的多次反射,导致测量失真。为避免这种情况,需要避免在相机正前方有强烈反光的物体存在。
散射光:在镜头内或在镜头后面发生的多余反射会出现散射光,导致图像褪色、对比度下降等不良影响。因此,需要采取适当的措施来减少散射光的影响。
温度波动:电子元件的精度受温度的影响。温度波动时会导致脉冲调制的精度下降。为保证测量精度,需要做好散热工作。
综上所述,TOF测距原理是一种基于光脉冲往返时间来测量距离的高效且广泛应用的测距技术。通过不断的技术创新和优化,TOF测距技术将在更多领域发挥重要作用。