TOF原理及與雙目、結構光對比

1,TOF原理:其實並不複雜,利用激光發射器發出光脈衝,遇到物體之後,光線會反射,鏡頭通過捕捉的光線即其飛行的時間,通過簡單的公式計算就可以判斷物體和鏡頭之間的距離(圖一)

2:TOF元件:主要元件包含三個部分:光源(此處爲激光發射器)、鏡頭和感光元件。(圖二)

3,ToF方案的幾個優缺點(主要對比另外兩種主流3D解決方案,見圖三)

優點一,工作距離遠,可以獲得5m內的有效&實時深度信息;

優點二,適用場景廣,無論被攝物體有無特徵點,無論環境光較強(如:日光)或較弱,都可獲得有效的景深信息;

優點三,較遠距離精度高,ToF在手機與被攝物體的絕對精度,即被攝物體之間的相對精度,都可以達到釐米級的水平。

缺點一:當前手機端可用的主流ToF傳感器分辨率相對較低(180*240,240*320,240*480等),因此在近距離的精度和X/Y分辨率也會相對較低,大家感興趣可以自行了解前置結構光的精度;

缺點二:元件在工作時的功耗與發熱量也相對較大,長時間工作需要很好的散熱條件,在消費類電子設備上使用還需要不斷優化;

缺點三:目前基於ToF方案的解決方案還未完全成熟,相應的內容生產和開發羣體較爲薄弱,支持的應用場景較少

4,TOF的主要應用場景

TOF在工業領域已經有些應用,舉個例子:

在物流行業中很熱的機器人,TOF被應用在機器人上幫助做物體識別,可用作輔助裝箱,箱體打包,箱體堆疊,箱體打標等。

在手機端目前最先上市的應該是OPPO R17pro,受限於前面提到的精度和功耗,對應的應用並不多,當然OPPO也是做嘗試並沒有主力宣傳,甚至官網都沒怎麼介紹。

現在看到行業裏主流就兩個方向:基於深度感知去做的應用,比如AR特效遊戲、測距、3D建模之類的,另外就是基於3D信息做生物識別,比如:TOF人臉識別取代前置結構光。

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