Time-of-flight камера

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Time-of-flight камера (англ. Time-of-flight camera (ToF camera)) — відеокамера, що формує так зване дальностне зображення. Використовуються для формування двовимірного зображення, яке в якості пікселей містить відстань від екрану до конкретних точок спостереження[1].

Технології[ред. | ред. код]

Принцип дії ToF-камери (імпульсний і фазовий методи виміру дальності)
Дальностний портрет, отриманий з ToF-камери для контролю доступу
3D ToF-картина для доповненої реальності

Розрахунок глибини і відстані забезпечується за допомогою технології вимірювання "часу польоту" (ToF), що подібна до алгоритмів, які використовуються в радарах. Завдяки цьому формується дальностне зображення, яке схоже на зображення радіолокатора, за винятком того, що для його побудови задіяно світловий імпульс замість радіочастотної хвилі.

Радіочастотна модуляція світла[ред. | ред. код]

Випромінювачі ToF камер можуть бути реалізловані на основі світлодіодів або лазерів.

Для визначення дальності може використовуватися фазовий метод дальнометрії [2][3], який базується на радіочастотній модуляції випромінюваного світлового потоку і визначенні фазових розбіжностей між ним і світловими сигналами, відбитими від просторово розподілених об'єктів.

Імпульсна лазерна технологія[ред. | ред. код]

ToF-лазерна камера із ПЗЗ-камерою з високою чутливістю і з швидким стробуванням дозволяє оцінювати глибину із субміліметровою роздільною здатністю (точністю). За допомогою цієї техніки короткий лазерний імпульс освітлює сцену, а надчутлива ПЗЗ-камера відкриває свій швидкий затвор лише на кілька сотень пікосекунд. Тривимірна сцена обчислюється із послідовності двовимірних зображень, що реєструються при збільшенні затримки між імпульсом лазеру і відкриттям затвору.[4]

Застосування[ред. | ред. код]

Ідентифікація обличчя[ред. | ред. код]

Основний поштовх застосуванню ToF камер надав розвиток смартфонів. Одним з перших прикладів практичного використання стала реалізація на їх основі технології розпізнавання обличчя Face ID в смартфоні IPhone X[1] .

3D сканування[ред. | ред. код]

Поліпшення характеристик ToF камер смартфонів дозволяє розширити їх використання на сферу 3D-сканування об'єктів[1], наприклад, з метою їхнього подальшого 3D-друку, а також 3D-проектування інтер'єрів, військового екіпірування[5], підбору одягу, взуття тощо.

Доповнена реальність[ред. | ред. код]

ToF камери у смартфонах дозволяють підняти на новий рівень застосування технології доповненої реальності на основі прецизійної локалізації оточуючої 3D-сцени[1].

Див. також[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. а б в г Что такое ToF камера и зачем она нужна смартфону [1]
  2. Слюсар В.І., Зінченко А.О. Фазовий метод виміру відстані в MIMO-системах радіолокації та зв’язку. // VI-й науково-практичний семінар “Пріоритетні напрямки розвитку телекомунікаційних систем та мереж спеціального призначення” (20 жовтня 2011 р., доповіді та тези доповідей). – Київ: ВІТІ НТУУ "КПІ", 2011. - C. 180 [2]
  3. Слюсар В.І., Зинченко А.О. Визначення відстаней в MIMO-системах зв’язку та радіолокації на основі фазових вимірів.// Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони. НАОУ.- 2012. - № 2(14). – С. 26 - 30 [3]
  4. High accuracy 3D laser radar Jens Busck and Henning Heiselberg, Danmarks Tekniske University, 2004
  5. Слюсар, В.І. (2017). Результати засідання Робочої групи НАТО з навантаження солдата (Embarked Soldier Working Group, ESWG).. Озброєння та військова техніка. -№2(14). – 2017. с. 90 – 93.