ToF传感器是如何工作?ToF 3D相机一瞥

发布网友发布时间：2024-09-05 03:33

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热心网友时间：2024-11-29 15:36

在手机和汽车领域，3D成像技术主要由立体成像、结构光投影和飞行时间（ToF）相机三大类别主导，它们在行人检测、身份验证、手部运动检测和SLAM算法等方面发挥着关键作用。其中，行业巨头ams和Infineon占据主导地位。本文将深入探讨ToF传感器的工作原理以及其在各种应用中的表现。

ToF传感器，全称飞行时间传感器，通过测量信号在介质中传播时间来确定距离。其工作原理是发射脉冲，物体反射后返回，ToF相机记录这个过程中的时间差，从而构建三维图像。ToF相机的应用广泛，包括无扫描仪LiDAR、运动感应、机器视觉、自动驾驶中的物体检测和地形测绘等。

实现ToF测量距离的方法有三种：直接测量时间间隔、通过光源振幅调制和记录相移，以及使用50%占空比方波并监测返回光量。为了达到毫米级精度，设计者需克服电子设备工作在高频时的挑战，常用的方法包括通过调制波的相移确定距离，以及利用电容器差分电压测量相移。

例如，通过20 MHz的正弦信号调制，可以精确测量相位角，从而计算出物体与传感器的距离。通过巧妙的电子设计，如带电电容器的CMOS成像传感器，可以在较低频率下实现高精度测量，如AAC提供的传感器能实现高达45 fps的速度，尽管深度数据可视化需要结合其他技术，但ToF传感器在3D环境建模中展现出了强大潜力。