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使用 ToF 傳感器進(jìn)行距離測(cè)量和手勢(shì)識(shí)別的基礎(chǔ)知識(shí)

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

資料介紹

許多應(yīng)用需要在不接觸物理對(duì)象的情況下感測(cè)物理對(duì)象的存在或距離。這種對(duì)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(xué)飛行時(shí)間 (ToF) 傳感器。雖然這些都是準(zhǔn)確的，但實(shí)施起來成本高昂且復(fù)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(duì)象的情況下感測(cè)物理對(duì)象的存在或距離。這種對(duì)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(xué)飛行時(shí)間 (ToF) 傳感器。雖然這些都是準(zhǔn)確的，但實(shí)施起來成本高昂且復(fù)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(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)、機(jī)器人和無人機(jī)、各種浴室裝置以及用于自動(dòng)門的門禁傳感器。這些只是幾個(gè)例子，而且這個(gè)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(fù)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(jī)。使用接近感應(yīng)的產(chǎn)品列表包括攝像頭自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)、機(jī)器人和無人機(jī)、各種浴室裝置以及用于自動(dòng)門的門禁傳感器。這些只是幾個(gè)例子，而且這個(gè)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(fù)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(jī)。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(fù)雜的任務(wù)，例如自動(dòng)駕駛汽車的物體識(shí)別和跟蹤，但該技術(shù)對(duì)于分發(fā)紙巾和肥皂來說是大材小用。面對(duì)不斷減少的預(yù)算和設(shè)計(jì)窗口，設(shè)計(jì)師需要最大限度地減少成本、空間和設(shè)計(jì)時(shí)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(fù)雜的任務(wù)，例如自動(dòng)駕駛汽車的物體識(shí)別和跟蹤，但該技術(shù)對(duì)于分發(fā)紙巾和肥皂來說是大材小用。面對(duì)不斷減少的預(yù)算和設(shè)計(jì)窗口，設(shè)計(jì)師需要最大限度地減少成本、空間和設(shè)計(jì)時(shí)間。要考慮用于接近感測(cè)的備選方案之一是 ToF 傳感器。它們通過計(jì)時(shí)光子從傳感器到物體并返回時(shí)的往返時(shí)間來測(cè)量到目標(biāo)物體的距離。迄今為止，很難以低成本快速實(shí)施 ToF 設(shè)計(jì)，但新一代高度集成且廉價(jià)的 ToF 傳感器現(xiàn)在可以為低成本設(shè)計(jì)帶來高精度的非接觸式傳感。要考慮用于接近感測(cè)的備選方案之一是 ToF 傳感器。它們通過計(jì)時(shí)光子從傳感器到物體并返回時(shí)的往返時(shí)間來測(cè)量到目標(biāo)物體的距離。迄今為止，很難以低成本快速實(shí)施 ToF 設(shè)計(jì)，但新一代高度集成且廉價(jià)的 ToF 傳感器現(xiàn)在可以為低成本設(shè)計(jì)帶來高精度的非接觸式傳感。本文將討論距離測(cè)量技術(shù)（包括 ToF 傳感器）在距離感測(cè)和手勢(shì)識(shí)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(huì)介紹 ToF 傳感器技術(shù)的工作原理。本文將討論距離測(cè)量技術(shù)（包括 ToF 傳感器）在距離感測(cè)和手勢(shì)識(shí)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(huì)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(shí)膠片相機(jī)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(xué)設(shè)計(jì)、菲涅爾透鏡、內(nèi)置于即時(shí)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(jī)中引入的最具影響力的技術(shù)之一是聲納自動(dòng)對(duì)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(jī)中（圖 1）。SONAR 自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)采用創(chuàng)新的超聲波換能器來傳輸超聲波測(cè)距脈沖和接收反射的超聲波能量。寶麗來 SX-70 即時(shí)膠片相機(jī)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(xué)設(shè)計(jì)、菲涅爾透鏡、內(nèi)置于即時(shí)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(jī)中引入的最具影響力的技術(shù)之一是聲納自動(dòng)對(duì)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(jī)中（圖 1）。SONAR 自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)采用創(chuàng)新的超聲波換能器來傳輸超聲波測(cè)距脈沖和接收反射的超聲波能量。圖 1：Polaroid SONAR OneStep SX-70 相機(jī)采用超聲波換能器（相機(jī)頂部的大金色圓圈）進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦測(cè)距。（圖片來源：維基百科）圖 1：Polaroid SONAR OneStep SX-70 相機(jī)采用超聲波換能器（相機(jī)頂部的大金色圓圈）進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦測(cè)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(dú)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(dòng)對(duì)焦傳感器的回聲。例如，廉價(jià)的SONAR 的超聲波傳感器非常成功，以至于 Polaroid 單獨(dú)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(dòng)對(duì)焦傳感器的回聲。