發布日期：2022-04-17 點擊率：139
【導讀】大到谷歌、微軟，小到華強北，無不都在積極地研究這項技術！ToF這項技術由來已久，而今將會成為實現我們未來智能社會生活環境的最基礎的技術之一。ToF是Time of Flight的縮寫，中文直譯就是飛行時間。聽起來好像十分的炫酷，我們來看看百度怎么定義：
何謂ToF？
TOF是飛行時間（Time of Flight）技術的縮寫，即傳感器發出經調制的近紅外光，遇物體后反射，傳感器通過計算光線發射和反射時間差或相位差，來換算被拍攝景物的距離，以產生深度信息，此外再結合傳統的相機拍攝，就能將物體的三維輪廓以不同顏色代表不同距離的地形圖方式呈現出來。
所以你明白了吧，不論是自動駕駛，還是VR；亦或是現在市面上層出不窮的平衡車，都離不開ToF技術。
知其然更要知其所以然，我們接下來給大家講講ToF的簡單原理
發射的紅外光線被被測物體反射后回到傳感器，內置的計時器記錄其來回時間，然后即可計算出其距離。聽起來好像和大家玩爛了的超聲波測距沒啥不同。但其實不然，超聲波測距對反射物體要求比較高，面積小的物體，如線、錐形物體就基本測不到，而TOF紅外測距完全可克服此問題，同時TOF測距精度高，測距遠，響應快。
我們從網上找到一個ToF的應用實例來說明，該實例采用DragonBoard410c來搭建一個8*8陣列的IC，型號為EPC610。
光的飛行時間
ToF距離測量
通過上面的小例子，我想大家對于其工作原理已經是非常的清晰。接下來我們再來說說ToF的應用場景。
汽車電子
在汽車應用中，ToF可以被用于自動駕駛、防撞自動剎車和OOP等等。在此方面深深耕耘的廠商也有很多。下面給大家舉幾個具有代表性的案例。
首先是Infineon與科世達推出的機遇英飛凌3D圖像傳感器芯片的攝像頭駕駛員輔助系統。
在飛行時間(ToF)原理支持下，該系統可精確檢測駕駛員身體和頭部位置，甚至在其戴眼鏡或太陽鏡的情況下捕獲其眨眼動作，以判斷駕駛員是否注意力足夠集中、是否正疲勞駕駛，從而啟動相應對策。譬如，通過振動座椅或警告音。駕駛員注意力越不集中，汽車就越會提起注意。為了快速和準確地做出響應，輔助系統和緊急制動系統可在潛在緊急情況發生之前自動激活。
此外，該技術還可以通過手部運動或身體姿勢控制車載娛樂系統或車用空調，甚至在車外實現全新的輔助和安全功能，比如開門輔助設備，在停車場或家用地庫時防止車門打開后撞上其它車、墻壁或天花板。英飛凌方案設計合作伙伴Gestigon在大會上現場演示了英飛凌ToF傳感器如何實現車用物體跟蹤與手勢識別，以達到“三維虛擬現實”。
另一個比較有代表性的案例是Melexis的ToF傳感器MLX75023，它與3-D 視覺及手勢識別解決方案供應商SoftKinetic 公司提供的軟件綁定在一起。在自動駕駛實現的最初階段，車輛控制模塊需要判斷駕駛員的注意力是否集中在駕駛上。一旦發現駕駛員注意力分散，系統要能夠很快地啟動高級駕駛員輔助系統進行干涉。“ 舒適感是切入點，”Melexis 產品線經理Gaetan Koers 說道。“當駕駛員或乘客的手靠近空調或收音機控制鍵時，系統會有反饋。旋轉的手勢還可以用來調整空調溫度和收音機音量。”“在車輛系統進行干涉之前，比如剎車，首先要知道駕駛員目光是在前方道路上，還是在乘客身上，或是在看收音機控制面板。
人機界面與游戲
ToF提供了一種實時的遠方影像，所以可以非常簡單地用來記錄人體動作。這使得許多消費電子類產品(比如電視)有了全新的交互方式，Xbox Kinect二代就是用了這種技術。
Kinect搭載的是Depth的傳感器，可以取得Depth數據（和傳感器的距離信息）。整個Kinect其實就是一個大蝙蝠，紅外投射器不斷向外發出紅外結構光，就相當于蝙蝠向外發出的聲波，紅外結構光照到不同距離的地方強度會不一樣，如同聲波會衰減一樣。紅外感應器呢，相當于蝙蝠的耳朵，用來接收反饋的消息，不同強度的結構光會在紅外感應器上產生不同強度的感應，這樣，Kinect就知道了面前物體的深度信息，將不同深度的物體區別開來，如下圖所示：
墻距離Kinect很遠，所以被一種顏色標注，而人比較近，就用另一種顏色標注了。這時也許會有人問：Kinect怎么知道面前站的是人還是大象（這兩個好像體積差別很大）。在得到深度信息后，Kinect會像切魚片一樣，按照深度由小到大得到很多切面圖像，如這張圖里人和墻就在不同的切面圖像里了。下一步就是對不同切面的圖像進行分析，假如這個切面圖像里有和人體輪廓相似的區域，Kinect就會激動的跳起來，說：“捉住你了，小子。”然后就會在這個深度跟蹤人體的切面圖像，并且識別出手和腿和腦袋（這部分就是圖像識別的算法了，簡單來說就是下面兩根細的就是腳，上面凸出的就是頭）。就要大功告成了，你已經被鎖定了，Kinect會從上到下掃描你，然后根據你的身高給逐步判斷出你的膝蓋在哪，手掌在哪，肚子在哪，并把這些相對的位置數據綁定到一個虛擬的骨骼上面，這樣，就完成了真人到虛擬人的映射。
測量與機器視覺
在工業機器視覺的應用中，機器人通過ToF來進行物體分類和精準定位安置。
除此之外，在機器人技術和地球地貌測繪方面，ToF都有著不可取代的地位。
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