Time-of-Flight-камера
Time-of-flight-камера (англ. Time-of-flight camera (ToF camera)) — видеокамера, формирующая так называемое дальностное изображение (дальностный портрет). Используется для создания изображений, которые в качестве пикселей содержат оценки расстояний от экрана до конкретных точек наблюдения[1].
Технологии
[править | править код]
Расчёт глубины и расстояний обеспечивается с помощью технологии измерения "времени полёта" (ToF), берущей начало от алгоритмов, используемых в радарах. Благодаря этому формируется дальностное изображение, подобное радиолокационным портретам, за исключением того, что для его построения задействован световой импульс вместо радиочастотного сигнала.
Радиочастотная модуляция света
[править | править код]Излучатели ToF-камер могут быть реализованы на основе светодиодов или лазеров.
Для оценки дальности может применяться фазовый метод дальнометрии[2][3], базирующийся на радиочастотной модуляции излучаемого светового потока и определении фазовых различий между ним и световыми сигналами, отражёнными от пространственно распределённых объектов.
Импульсная лазерная технология
[править | править код]ToF-лазерная камера с высокочувствительной ПЗС-матрицей и со скоростным стробированием позволяет оценивать глубину с субмиллиметровой разрешающей способностью (точностью). С помощью этой технологии короткий лазерный импульс освещает сцену, а сверхчувствительная ПЗС-камера открывает свой скоростной затвор лишь на несколько сотен пикосекунд. Трёхмерная сцена рассчитывается по последовательности двумерных изображений, которые регистрируются при увеличении задержки между импульсом лазера и открытием затвора.[4]
Применение
[править | править код]Идентификация лица
[править | править код]Основной толчок применению ToF-камер дало развитие смартфонов. Одним из первых примеров практического использования стала реализация на их основе технологии распознавания лица Face ID в смартфоне IPhone X[1] .
3D-сканирование
[править | править код]Улучшение характеристик ToF-камер смартфонов позволяет расширить их использование на сферу 3D-сканирования объектов[1], например, с целью их дальнейшей 3D-печати, а также 3D-проектирования интерьеров, военного снаряжения, подбора одежды, обуви и т. д.
Дополненная реальность
[править | править код]ToF-камеры в смартфонах позволяют поднять на новый уровень применение технологии дополненной реальности на основе прецизионной локализации окружающей трёхмерной сцены[1].
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 3 4 Что такое ToF-камера и зачем она нужна смартфону [1] (недоступная ссылка)
- ↑ Зинченко А. А., Слюсар В. И. Фазовый метод оценивания дальности по выходу дециматора отсчетов аналого-цифрового преобразователя. //Вестник Военной академии Республики Беларусь. – № 4 (45), 30 декабря 2014 г. — C. 119—124. [https://web.archive.org/web/20190717161411/http://slyusar.kiev.ua/Belarus_2014.pdf Архивная копия от 17 июля 2019 на Wayback Machine]
- ↑ Солощев O. Н., Слюсар В. И., Твердохлебов В. В. Фазовый метод измерения дальности на основе теории многоканального анализа. //Артиллерийское и стрелковое вооружение. — 2007. — № 2(23). — C. 29—32. [https://web.archive.org/web/20200125130943/http://slyusar.kiev.ua/ASO_2007_2.pdf Архивная копия от 25 января 2020 на Wayback Machine]
- ↑ High accuracy 3D laser radar Архивная копия от 21 февраля 2015 на Wayback Machine Jens Busck and Henning Heiselberg, Danmarks Tekniske University, 2004