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使用 ToF 传感器进行距离测量和手势识别的基础知识

2388649 2022-11-25 | pdf | 297.56KB | 次下载 | 免费

资料介绍

许多应用需要在不接触物理对象的情况下感测物理对象的存在或距离。这种对接近感应的需求催生了许多相互竞争的解决方案，包括光学飞行时间 (ToF) 传感器。虽然这些都是准确的，但实施起来成本高昂且复杂；但最近的解决方案使该技术更易于使用。许多应用需要在不接触物理对象的情况下感测物理对象的存在或距离。这种对接近感应的需求催生了许多相互竞争的解决方案，包括光学飞行时间 (ToF) 传感器。虽然这些都是准确的，但实施起来成本高昂且复杂；但最近的解决方案使该技术更易于使用。使用接近感应的产品列表包括摄像头自动对焦系统、机器人和无人机、各种浴室装置以及用于自动门的门禁传感器。这些只是几个例子，而且这个例子还在增加。相互竞争的接近感应技术从简单的红外和超声波传感器开始，逐渐发展到更复杂的传感器系统，例如带有神经网络的立体摄像机。使用接近感应的产品列表包括摄像头自动对焦系统、机器人和无人机、各种浴室装置以及用于自动门的门禁传感器。这些只是几个例子，而且这个例子还在增加。相互竞争的接近感应技术从简单的红外和超声波传感器开始，逐渐发展到更复杂的传感器系统，例如带有神经网络的立体摄像机。所有这些技术都有局限性，虽然可能需要人工智能来执行复杂的任务，例如自动驾驶汽车的物体识别和跟踪，但该技术对于分发纸巾和肥皂来说是大材小用。面对不断减少的预算和设计窗口，设计师需要最大限度地减少成本、空间和设计时间。所有这些技术都有局限性，虽然可能需要人工智能来执行复杂的任务，例如自动驾驶汽车的物体识别和跟踪，但该技术对于分发纸巾和肥皂来说是大材小用。面对不断减少的预算和设计窗口，设计师需要最大限度地减少成本、空间和设计时间。要考虑用于接近感测的备选方案之一是 ToF 传感器。它们通过计时光子从传感器到物体并返回时的往返时间来测量到目标物体的距离。迄今为止，很难以低成本快速实施 ToF 设计，但新一代高度集成且廉价的 ToF 传感器现在可以为低成本设计带来高精度的非接触式传感。要考虑用于接近感测的备选方案之一是 ToF 传感器。它们通过计时光子从传感器到物体并返回时的往返时间来测量到目标物体的距离。迄今为止，很难以低成本快速实施 ToF 设计，但新一代高度集成且廉价的 ToF 传感器现在可以为低成本设计带来高精度的非接触式传感。本文将讨论距离测量技术（包括 ToF 传感器）在距离感测和手势识别的各种应用中的演变和使用。然后，在介绍一些最新解决方案以及如何开始使用这些解决方案之前，它会介绍 ToF 传感器技术的工作原理。本文将讨论距离测量技术（包括 ToF 传感器）在距离感测和手势识别的各种应用中的演变和使用。然后，在介绍一些最新解决方案以及如何开始使用这些解决方案之前，它会介绍 ToF 传感器技术的工作原理。早期接近传感器早期接近传感器宝丽来 SX-70 即时胶片相机于 1972 年推出，采用了许多创新技术，包括可平折的三镜光学设计、菲涅尔透镜、内置于即时胶片包装中的 6 伏扁平电池以及十连拍闪光灯条。然而，宝丽来在 SX-70 相机中引入的最具影响力的技术之一是声纳自动对焦系统，该系统首次出现在 1978 年发布的宝丽来 SONAR OneStep 相机中（图 1）。SONAR 自动对焦系统采用创新的超声波换能器来传输超声波测距脉冲和接收反射的超声波能量。宝丽来 SX-70 即时胶片相机于 1972 年推出，采用了许多创新技术，包括可平折的三镜光学设计、菲涅尔透镜、内置于即时胶片包装中的 6 伏扁平电池以及十连拍闪光灯条。然而，宝丽来在 SX-70 相机中引入的最具影响力的技术之一是声纳自动对焦系统，该系统首次出现在 1978 年发布的宝丽来 SONAR OneStep 相机中（图 1）。SONAR 自动对焦系统采用创新的超声波换能器来传输超声波测距脉冲和接收反射的超声波能量。图 1：Polaroid SONAR OneStep SX-70 相机采用超声波换能器（相机顶部的大金色圆圈）进行自动对焦测距。（图片来源：维基百科）图 1：Polaroid SONAR OneStep SX-70 相机采用超声波换能器（相机顶部的大金色圆圈）进行自动对焦测距。（图片来源：维基百科）SONAR 的超声波传感器非常成功，以至于 Polaroid 单独围绕该传感器建立了业务，今天可以找到 Polaroid 超声波传感器自动对焦传感器的回声。例如，廉价的SONAR 的超声波传感器非常成功，以至于 Polaroid 单独围绕该传感器建立了业务，今天可以找到 Polaroid 超声波传感器自动对焦传感器的回声。