圖1. 飛行時間(ToF)：一項檢測到物體的距離的技術。

 

物流、質檢、導航、機器人、人臉識別、安保、監控、安全、醫療健康和駕駛員監控，所有這些應用都有機會使用3D深度傳感ToF技術，從而來解決許多傳統2D技術無能為力的問題。高分辨率深度數據與強大的分類算法以及AI相結合

，將會解鎖許多新的應用方向。

 

本文將探討ToF深度傳感的基本原理和兩種主要的方法
，並與其他常用的深度測量技術進行比較。然後

，詳細介紹ADI公司的3D 深度傳感ToF技術的核心—— ADDI9036 模擬前端
，這是一個完整的ToF信號處理器件，集成了深度處理器，將來自VGA CCD 傳感器的原始圖像數據處理成深度/像素數據。我們還將討論ADI如何通過硬件合作夥伴生態係統，將這項技術擴展到我們廣闊的市場客戶群。

 

基本的工作原理

 

圖2. 簡單的飛行時間測量示意圖。

 

ToF相機通過使用調製光源（例如激光或LED）主動照亮物體，並用對激光波長敏感的圖像傳感器捕捉反射光，以此測量出目標距離（圖2）。傳感器可以測量出發射出的激光信號經目標反射
，回到相機的時間延遲∆T。該延遲與相機到目標物體間的兩倍距離（往返）成正比；因此，深度可以估算為：

 

 

其中 c表示光速。ToF相機的主要工作是估算發射光信號和反射光信號之間的延遲。

 

目前存在多種不同的測量∆T的方法，其中兩種最為常用：連續波(CW)方法和脈衝方法。

 

連續波方法

 

圖3. 連續波ToF係統圖解

 

連續波方法采用周期調製信號進行主動發光（圖3），然後對接收到的信號進行零差解調，以測量反射光的相移。

 

例如，當發射信號使用正弦調製是，可以表示為如下公式：

 

 

其中

 

● A_s表示信號的幅度

● B_s 表示信號的偏置量

● f_mod 表示調製頻率, fmod – 1/Tmod 其中 Tmod 表示調製周期。

 

接收信號 r(t)是反射信號經過延遲和衰減得到的：

 

 

0 ≤ α < 1

，α是衰減係數，其值取決於目標距離以及表麵反射率，∆T表示返回信號的延遲時間。

 

連續波飛行時間傳感器通過按照相同的頻率s(t) 對接收信號 r(t))和解調信號 g(t) 之間的相關函數進行采樣
，以此測量每個像素的距離。在理想情況下，解調信號也是一個正弦波：

 

 

像素執行的操作為相關運算：

 

 

當發射信號和解調信號都是正弦波時
，相關值作為延遲τ 的函數應用到解調信號中：

 

 

 

之後
，如公式3所示
，在每個四分之一周期內，對相關函數 c(τ)采樣（通過90°步進改變發射光信號相位）。對於發射信號和解調信號之間的相位偏置Φ=2πf_modΔT,可以使用公式7估算：

 

 

深度則與相移成正比：

 

圖4. 相關函數采樣過程圖解。

 

脈衝方法

 

在脈衝方法中，光源發出一係列N 個激光短脈衝
，這些脈衝被反射回帶有電子快門的傳感器，該傳感器能夠在一係列短時間窗口中進行曝光。圖5中的三個快門窗口或脈衝被用於捕獲反射 光脈衝。其中BG窗口捕獲環境光，計算深度時環境光強度會被減掉。

 

圖5. 快門窗口捕捉反射光的示意圖。

 

根據不同快門曝光測得的光強值，可以按照以下公式估算得出ToF ∆T：

 

 

在公式1中，使用公式9中的表達式替代∆T
，得出公式10，由此計算距離：

 

 

xuyaozhuyideshi，zhexiegongshishijianlizaijiashemaichongshiwanmeidejuxingmaichongdejichushangde，kaolvdaoyingjiandejuxianxing
，zheshibukenengshixiande。ciwai，zaishijiqingkuangxia，xuyaoduijibaishenzhijiqiangejiguangmaichongjinxingjifen，cainenghuodeceliangsuoxudezugoudexinzaobi(SNR)。

 

連續波和脈衝ToF技術係統的優缺點

 

相對於應用用例，兩種ToF方法都有各自的優缺點。需要考慮的問題包括：測量距離、使用係統的環境、精度要求、熱/功耗限製、外形大小以及電源問題。值得注意的是，目前已在市場上得到廣泛應用的絕大多數連續波ToF係統都使用CMOS傳感器，脈衝ToF係統則使用非CMOS傳感器（主要是CCD）。因此，以下列出的優點/缺點都是基於這些假設：

 

連續波係統的優點

 

● 對於對精度要求不高的應用，連續波係統可能比脈衝係統更容易實現
，因為它不要求激光脈衝非常短
，也不需要具有超快的上升/下(xia)降(jiang)沿(yan)
，當(dang)然(ran)在(zai)實(shi)際(ji)中(zhong)很(hen)難(nan)複(fu)製(zhi)完(wan)美(mei)的(de)正(zheng)弦(xian)波(bo)。但(dan)是(shi)
，如(ru)果(guo)精(jing)度(du)要(yao)求(qiu)變(bian)得(de)更(geng)嚴(yan)格(ge)，那(na)麼(me)將(jiang)需(xu)要(yao)更(geng)高(gao)頻(pin)率(lv)的(de)調(tiao)製(zhi)信(xin)號(hao)，這(zhe)實(shi)際(ji)上(shang)很(hen)難(nan)實(shi)現(xian)。

 

● 由於激光信號具有周期性

，所以連續波係統測量中的任何相位測量每隔2π會(hui)重(zhong)複(fu)一(yi)次(ci)，意(yi)味(wei)著(zhe)會(hui)產(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)混(hun)疊(die)距(ju)離(li)。對(dui)於(yu)隻(zhi)有(you)一(yi)個(ge)調(tiao)製(zhi)頻(pin)率(lv)的(de)係(xi)統(tong)，混(hun)疊(die)距(ju)離(li)也(ye)是(shi)最(zui)大(da)可(ke)測(ce)距(ju)離(li)。為(wei)了(le)應(ying)對(dui)這(zhe)個(ge)限(xian)製(zhi)，可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)多(duo)個(ge)調(tiao)製(zhi)頻(pin)率(lv)來(lai)執(zhi)行(xing)相(xiang)位(wei)展(zhan)開(kai)
，其(qi)中(zhong)，如(ru)果(guo)兩(liang)個(ge)（或多個）juyoubutongtiaozhipinlvdexiangweiceliangzhiyugusuandejuliyizhi，jiukeyiquedingyuwutizhijiandezhenshijuli。zhezhongduozhongtiaozhipinlvfanganyekeyiyongyujianshaoduolujingwucha
，duolujingwuchashiyouyuyigewutidefansheguangjizhonglingyigewuti（或在鏡頭內部反射），然後返回到傳感器時會導致的測量誤差。

 

● 在所有CMOS成像器係統中
，可以使用標準電源軌（+5 V
、+3.3 V、+1.2 V），而CCD可能需要使用更高的負極(–9 V)和正極(+14 V)電源軌道。

 

● 根據它們的配置
，CMOS ToF成像器往往具有更大的靈活性和更快的讀出速度，因此可以實現感興趣區域(RoI)輸出等功能。

 

● 連續波ToF係統的溫度校準可能比脈衝ToF係(xi)統(tong)更(geng)容(rong)易(yi)。隨(sui)著(zhe)係(xi)統(tong)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)，解(jie)調(tiao)信(xin)號(hao)和(he)激(ji)光(guang)信(xin)號(hao)會(hui)因(yin)為(wei)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)彼(bi)此(ci)偏(pian)移(yi)，但(dan)這(zhe)種(zhong)偏(pian)移(yi)隻(zhi)會(hui)影(ying)響(xiang)測(ce)量(liang)距(ju)離(li)，在(zai)整(zheng)個(ge)距(ju)離(li)範(fan)圍(wei)內(nei)始(shi)終(zhong)存(cun)在(zai)偏(pian)置(zhi)誤(wu)差(cha)，而(er)深(shen)度(du)線(xian)性(xing)度(du)則(ze)基(ji)本(ben)保(bao)持(chi)穩(wen)定(ding)。

 

連續波係統的缺點：

 

● 雖然與其他傳感器相比，CMOS傳感器具有更高的輸出數據速率，但連續波傳感器需要在多個調製頻率下獲得4gexiangguanhanshuyangben，bingshiyongduozhenchulilaijisuanshendu。jiaochangdepuguangshijiankenenghuixianzhixitongdezhengtizhenlv，huodaozhiyundongmohu
，yincizhinengzaiyouxianleixingdeyingyongzhongshiyong。zhezhonggenggaodechulifuzaxingkenengxuyaoyongdaowaibuyingyongchuliqi
，erzhekenengchaochuleyingyongdexuqiu。

 

● 對於更遠的測量距離或者更強環境光的場景，更高的連續光功率（與脈衝ToF係統相比）則十分必要


；而這種高強度的連續光信號則可能導致散熱和可靠性的新問題。

 

脈衝ToF技術係統的優點：

 

● 脈衝ToF技術係統通常依賴於在很短的時間窗口內發出高能光脈衝。它具有下列優點：

 

（1）更加便於設計魯棒性強的係統
，因此更適用於戶外。

（2）曝光時間越短
，運動模糊的效應越小。

 

● 脈衝ToF係統中的信號占空比通常比同等水平的連續波係統要低得多
，因此具有以下優點：

 

（1）對於長期工作的應用，可以降低係統的總功耗。

（2）通過將脈衝群放置在與其他係統不同的幀位置
，從而避免來自其他脈衝ToF係(xi)統(tong)的(de)幹(gan)擾(rao)。這(zhe)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)協(xie)調(tiao)各(ge)種(zhong)係(xi)統(tong)在(zai)一(yi)幀(zhen)中(zhong)為(wei)激(ji)光(guang)脈(mai)衝(chong)選(xuan)擇(ze)不(bu)同(tong)的(de)位(wei)置(zhi)
，或(huo)者(zhe)使(shi)用(yong)外(wai)部(bu)光(guang)電(dian)探(tan)測(ce)器(qi)來(lai)確(que)定(ding)其(qi)他(ta)係(xi)統(tong)脈(mai)衝(chong)的(de)位(wei)置(zhi)來(lai)實(shi)現(xian)。另(ling)一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)是(shi)動(dong)態(tai)隨(sui)機(ji)排(pai)列(lie)脈(mai)衝(chong)群(qun)的(de)位(wei)置(zhi)
，這(zhe)樣(yang)就(jiu)無(wu)需(xu)協(xie)調(tiao)各(ge)個(ge)係(xi)統(tong)之(zhi)間(jian)的(de)時(shi)序(xu)
，但(dan)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)無(wu)法(fa)完(wan)全(quan)消(xiao)除(chu)幹(gan)擾(rao)。

 

● 由於脈衝時序和寬度不需要一樣，所以可以采用不同的時序方案，支持實現更寬的動態範圍和自動曝光等功能。

 

脈衝ToF技術係統的缺點：

 

● 由於發射光脈衝的脈寬和快門的脈寬需要保持相同，所以係統的時序控製需要非常精確
，根據應用需要，可能需要達到皮秒級精度。

 

● 為了達到最大效率，激光脈衝寬度必須非常短，但同時必須具有極高的功率。因此，激光驅動器需要實現非常快的上升/下降沿(< 1ns)。

 

● 與連續波係統相比
，其溫度校準過程可能更為複雜

，因為溫度的變化會影響單個脈衝寬度，不僅影響偏置和增益，還會影響其線性度。

 

● 如前所述
，大多數脈衝係統都不使用CMOS傳感器。例如：

 

（1）脈衝ToF係統幾乎總是需要使用外部模擬前端來數字化和輸出深度數據（盡管連續波係統也可能需要使用外部處理器，但這取決於後端處理的複雜度）。

（2）該係統的配置（特別是ToF傳感器的電源要求）需要使用更多的組件和電源軌。

 

其他深度傳感技術

 

熟悉其他深度傳感技術對理解不同方案的優缺點非常有幫助；如前所述，根據用例和應用要求，所有深度傳感係統各有優缺點。

 

立體視覺

 

要使用立體視覺進行深度測量，需要用到多個相機，彼此之間相隔一定距離（圖6）。就(jiu)像(xiang)人(ren)眼(yan)一(yi)樣(yang)
，會(hui)在(zai)空(kong)間(jian)中(zhong)給(gei)每(mei)個(ge)相(xiang)機(ji)一(yi)個(ge)參(can)考(kao)點(dian)，這(zhe)些(xie)點(dian)相(xiang)互(hu)獨(du)立(li)，因(yin)此(ci)如(ru)果(guo)在(zai)兩(liang)個(ge)相(xiang)機(ji)之(zhi)間(jian)能(neng)夠(gou)對(dui)應(ying)還(hai)原(yuan)這(zhe)些(xie)點(dian)的(de)坐(zuo)標(biao)，係(xi)統(tong)就(jiu)能(neng)夠(gou)計(ji)算(suan)這(zhe)些(xie)點(dian)的(de)位(wei)置(zhi)。確(que)定(ding)這(zhe)種(zhong)對(dui)應(ying)關(guan)係(xi)需(xu)要(yao)用(yong)到(dao)高(gao)強(qiang)度(du)且(qie)複(fu)雜(za)的(de)算(suan)法(fa)。

 

圖6. 使用立體視覺的3D深度測量

 

優點

 

● 無需主動發光

 

● 它隻需要使用兩個相機來獲取數據
，因此價格更便宜（雖然可能需要使用一個複雜的應用處理器來找到對應的點，並生成3D圖像）。

 

缺點

 

● 如果兩個相機之間的對應點沒有差別對比，則無法計算距離。對於白牆環境（因為兩個相機顯示的內容之間沒有差異）和環境光不足的環境，這個問題就會凸顯出來。

 

● juligengyuanshi，lianggexiangjibicizhijianyinggaixiangjugengyuan，yibianduiyingdedianweiyulianggexiangjidebutongweizhi。duiyuxuyaocelianggengyuanjulideyingyong，chicunchengweimingxiandewenti。

 

結構光

 

結構光的工作原理是將已知的參考點圖投射到三維物體上，參考點圖經過物體高度調製產生變形，被調製的光信息被2D相機采集捕捉
，然後將調製後的光信息與投射的參考點圖做對比，基於調製水平計算出深度圖。

 

圖7. 使用結構光方法的深度傳感圖解。

 

優點

 

● 能夠在近距離內（< 2米）實現非常高的空間分辨率和非常高的精度。

 

缺點

 

● 提取一幀信息需要多次投影，這可能會降低幀速率
，導致從移動對象中提取距離信息變得非常困難。

 

● 對dui於yu遠yuan距ju離li探tan測ce，光guang源yuan需xu要yao遠yuan離li相xiang機ji鏡jing頭tou，因yin為wei如ru果guo光guang源yuan距ju離li鏡jing頭tou太tai近jin
，可ke能neng導dao致zhi無wu法fa識shi別bie圖tu像xiang變bian形xing。對dui於yu需xu要yao小xiao尺chi寸cun外wai形xing的de應ying用yong，這zhe可ke能neng不bu太tai合he適shi。因yin此ci
，當dang深shen度du測ce量liang應ying用yong的de距ju離li大da於yu2米時，一般不使用結構光方法。

 

● 室外環境光也可能幹擾圖像調製，所以結構光更加適合在室內使用。

 

ADI深度傳感(ToF)技術

 

ADI的ToF技術屬於脈衝ToF CCD係統（圖8）
，使用高性能ToF CCD和集成了12位ADC、深度處理器（將來自CCD的原始模擬圖像信號處理成深度/像素數據），以及高精度時鍾發生器（為CCD和激光器生成驅動時序）的TOF模擬處理前端ADDI9036。時序發生器的精確時序內核支持在45 MHz時鍾頻率下按照大約174 ps分辨率調整時鍾和LD輸出。

 

圖8. ADI ToF係統功能框圖。

 

與其他解決方案相比，ADI的ToF係統具備以下優點

 

● 使用了分辨率為640×480的ToF圖像傳感器
，其分辨率比市麵上大部分其他ToF解決方案的分辨率高4倍。

 

● 使用了對940nm波長高度靈敏的傳感器。如之前所述，環境光將顯著降低反射信號的信噪比
，特別是在強烈的環境光下。940nm激光器已經變得很普遍，因為這種波長在太陽光光譜中占據了一席之地，在該光譜中，光子通量的幅度相對較低（圖9）。ADI ToF係統使用對940nm光敏感的ToF CCD
，因此能夠在室外環境或具有強環境光的區域采集到更多的有效信號。

 

圖9. 光子通量與太陽光的波長。

 

深度處理器采用偽隨機化算法和特殊的圖像處理功能，可以消除多機幹擾（如前所述）。因此
，可以在同個環境中使用多個ADI的ToF係統。

 

圖10. 戶外圖像的深度圖比較。

 

在圖10顯示的示例中

，在戶外使用三個不同的深度測量係統來測量距離。值得注意的是
，使用850 nm光源的CMOS ToF係統很難分辨出人與三腳架，而ADI的CCD ToF係統卻能夠清晰地分辨出兩者。

 

W哪些應用正在使用ToF技術
？

 

如引言所述，在2D圖像中加入深度信息可以提取出更多的有效信息，從而顯著提高場景信息的質量。例如，2D圖像檢測無法區分真人和照片。提取深度信息可以更好地區分人體，跟蹤麵部和身體特征。ToF深度傳感可以提供高質量且可靠的人臉識別方案，用於身份安全驗證。分辨率和深度精度越高，分類算法 的性能越好。它可以用於實現簡單功能，例如允許訪問移動設備/私人家庭空間
，也可以實現高端應用，例如在商業敏感區域提供門禁控製。

 

圖11. 數字人臉識別。

 

隨(sui)著(zhe)深(shen)度(du)傳(chuan)感(gan)技(ji)術(shu)的(de)分(fen)辨(bian)率(lv)和(he)深(shen)度(du)精(jing)度(du)不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao)，人(ren)員(yuan)的(de)區(qu)分(fen)和(he)跟(gen)蹤(zong)將(jiang)變(bian)得(de)更(geng)加(jia)容(rong)易(yi)。人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)的(de)使(shi)用(yong)可(ke)以(yi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)分(fen)類(lei)的(de)置(zhi)信(xin)度(du)，從(cong)而(er)推(tui)動(dong)新(xin)的(de)新(xin)興(xing)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)湧(yong)現(xian)。一(yi)個(ge)很(hen)好(hao)的(de)例(li)子(zi)是(shi)商(shang)業(ye)自(zi)動(dong)門(men)開(kai)啟(qi)功(gong)能(neng)，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)太(tai)陽(yang)光(guang)強(qiang)烈(lie)的(de)區(qu)域(yu)。確(que)保(bao)門(men)隻(zhi)對(dui)人(ren)開(kai)放(fang)，不(bu)對(dui)其(qi)他(ta)物(wu)體(ti)開(kai)放(fang)，這(zhe)有(you)助(zhu)於(yu)實(shi)現(xian)高(gao)效(xiao)樓(lou)宇(yu)管(guan)理(li)

，並(bing)提(ti)高(gao)安(an)全(quan)性(xing)。

 

圖12. 自動門開啟的人員分類。

 

隨著3D算suan法fa進jin一yi步bu成cheng熟shu，數shu據ju分fen析xi將jiang被bei用yong來lai收shou集ji大da量liang關guan於yu人ren們men行xing為wei的de有you效xiao信xin息xi。這zhe種zhong技ji術shu可ke能neng最zui先xian應ying用yong於yu樓lou宇yu控kong製zhi應ying用yong，例li如ru門men禁jin係xi統tong。垂chui直zhi安an裝zhuang的de傳chuan感gan器qi增zeng加jia了le深shen度du信xin息xi
，這zhe意yi味wei著zhe可ke以yi非fei常chang準zhun確que地di計ji算suan人ren數shu。另ling一yi個ge用yong例li是shi智zhi能neng自zi動dong門men開kai啟qi（圖13），它可以對人進行區分，隻有在檢測到真人時才開啟。ADI正在開發人員計數和區分的軟件算法。

 

通tong過guo使shi用yong深shen度du信xin息xi，可ke以yi在zai許xu多duo具ju有you挑tiao戰zhan性xing的de條tiao件jian下xia對dui人ren進jin行xing高gao精jing度du的de分fen類lei，例li如ru在zai光guang線xian暗an淡dan或huo沒mei有you環huan境jing光guang的de環huan境jing中zhong，在zai人ren口kou密mi度du較jiao大da的de地di區qu，以yi及ji在zai人ren員yuan著zhe裝zhuang複fu雜za的de情qing況kuang下xia（例如
，戴著帽子
、圍巾等）。最重要的是，幾乎可以消除人員計數錯誤。如今，立體攝像機可以用於進出檢測，但由於機械尺寸（兩個傳感器）和高處理器需求的限製，立體視覺往往價格昂貴
，且尺寸很大。ADI ToF 技術直接輸出深度圖
，且隻采用一個傳感器，因此大大降低了外形尺寸和處理需求。

 

圖13. 使用深度傳感技術的人員跟蹤算法。

 

深度傳感是工業
、製zhi造zao和he建jian築zhu過guo程cheng中zhong的de重zhong要yao應ying用yong。在zai整zheng個ge生sheng產chan過guo程cheng中zhong實shi時shi準zhun確que地di確que定ding尺chi寸cun並bing進jin行xing分fen類lei，這zhe是shi一yi項xiang了le不bu起qi的de功gong能neng。準zhun確que的de深shen度du傳chuan感gan可ke以yi確que定ding倉cang庫ku的de使shi用yong率lv。需xu要yao能neng夠gou快kuai速su確que定ding下xia線xian產chan品pin的de尺chi寸cun，以yi進jin行xing傳chuan輸shu。高gao分fen辨bian率lv深shen度du傳chuan感gan能neng夠gou實shi時shi確que定ding目mu標biao對dui象xiang的de邊bian緣yuan和he線xian條tiao
，並bing快kuai速su計ji算suan出chu其qi體ti積ji。這zhe種zhong確que定ding體ti積ji的de應ying用yong目mu前qian已yi使shi用yong神shen經jing網wang絡luo方fang法fa。

 

圖14. 3D尺寸。

 

在工廠內部，自動傳輸產品的範圍不斷擴大。AGV（自動導航車輛）等自動駕駛車輛將需要在工廠和倉庫中更快地自主導航。高精度深度傳感技術使得傳感器能夠實時繪製所處的環境、確定自身在地圖中的位置，然後找出最高效的導航路線。在工廠自動化環境中部署這種技術的最大挑戰之一在於：來自在同一 區域運行的其他傳感器的幹擾。ADI的幹擾消除IP使得這些傳感器能夠在彼此的視線範圍內工作，且不互相影響性能。

 

圖15.製造過程中的深度傳感用例。

 

如何使用ToF技術實施評估
、原型製作和設計

？

 

ADI開發了一個光學傳感器電路板 (AD-96TOF1-EBZ)，與Arrow 96應 用處理器平台兼容。關於這款96TOF1電路板的光學規格，請參 見表1。

 

圖16. ADI的96TOF光學深度測量電路板。

 

表1. ADI的96TOF光學電路板規格

 

該電路板可以直接連接到Arrow的96Boards係列產品。96Boards係列是一係列硬件處理器平台，以合理的價格為開發人員提供基於 ARM®的最新處理器。按照96Boards規格生產的電路板適用於快速原型製作， Qualcomm® SnapdragonTM, 恩智浦和 NVIDIA® 處理器都支持96Boards平台。

 

ToF深度傳感是一項複雜的技術。實現VGA傳感器的最高性能需要用到大量的光學專業知識。光學校準、高速脈衝時序模式
、溫度漂移和補償都會影響深度精度。要實現所需的性能，可能需要花很長時間進行設計。雖然ADI可以提供含芯片的設計，為合格客戶提供機會
，但許多客戶都在尋找能夠更輕鬆、更快速且更高效進入市場的方法。

 

許多客戶都對簡單的演示模塊感興趣，他們會先評估該項技術的性能，然後決定是否在實際項目中使用。ADI與多家硬件合作夥伴合作，提供不同等級的硬件產品。DCAM710演示模塊由我們其中一家硬件合作夥伴(Pico)提供，支持通過USB將深度圖像直接傳輸至PC。

 

圖17. DCAM710 VGA深度測量和RGB攝像機。

 

DCAM710模塊規格

 

ToF攝像機DCAM710模塊的規格：

 

● B基於ADI的ToF信號鏈產品和技術

● 可輸出深度圖和（710版）ToF + RGB圖像（可禁用）

● FOV 70 × 54

● 深度攝像機支持的圖像大小：30 FPS下，最大640 × 480

● RGB攝像機支持的圖像大小：30 FPS下，最大1920 × 1080

● USB 2.0接口

● 支持的操作係統：可以在 Android®, Linux® 和 Windows® 7/8/10 上 運行

● Pico深度傳感器SDK
、示例代碼和工具（兼容OpenNI SDK）

● Python®中ADI提供的示例應用算法

 

Pico SDK軟件平台支持Windows和Linux操作係統
，支持多種軟件功能。點雲可以在對象周圍的空間中生成一組數據點，通常用於生成3D模型（可以通過SDK輕鬆生成）。

 

圖18. 深度傳感點雲。

 

由於演示平台通過USB將原始數據傳輸到計算機上，因此很容易開發簡單的軟件應用算法來幫助客戶快速開發代碼。

 

圖19. VGA深度傳感通過USB傳輸至PC。

 

ADI在Python中提供簡單的示例代碼，以支持客戶進行評估。下麵的示例是實時截圖的Python源代碼，該代碼被用於檢測和分類人員，然後使用深度測量來確定人員與傳感器之間的關係。其他可用的算法包括終端檢測、對象跟蹤和3D安全幕。

 

圖20. 人員分類和範圍檢測。

 

如何利用ToF實現量產？

 

雖然ADI 96TOF參考設計對進行芯片化設計的客戶非常有用，DCAM710yanshipingtairengshipinggugaijishudeyizhongjingjigaoxiaodefangfa，danzaixuduoqingkuangxia，kehujinruliangchanshi，huixuyaoshiyongbutonghuozidingyichengdugenggaodejiejuefangan。liru，zaiAGV係統中
，通常需要終端節點感測模塊提供GigE或以太網輸出。這提供了一種將來自終端節點感測模塊的高速原始深度數據發送至集中化CPU/GPU控製器的可靠方法。

 

圖21. 工業AGV中的深度測量（導航/防撞）。

 

在(zai)其(qi)他(ta)應(ying)用(yong)中(zhong)，客(ke)戶(hu)可(ke)能(neng)希(xi)望(wang)實(shi)現(xian)一(yi)些(xie)終(zhong)端(duan)節(jie)點(dian)處(chu)理(li)
，但(dan)隻(zhi)將(jiang)元(yuan)數(shu)據(ju)發(fa)送(song)回(hui)控(kong)製(zhi)器(qi)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)，就(jiu)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)外(wai)形(xing)小(xiao)巧(qiao)的(de)深(shen)度(du)節(jie)點(dian)模(mo)塊(kuai)，配(pei)備(bei)支(zhi)持(chi)ARM或FPGA的集成式終端節點處理器。ADI已經開發了大量第三方生態係統合作夥伴，可以滿足不同客戶的要求。

 

這些第三方提供一係列功能，從完整的攝像機產品到沒有外殼的小型光學模塊（可以集成到更大的係統中）。下圖所示為沒有外殼的微型MIPI模塊，可以輕鬆集成到更大的係統中。ADI的合作夥伴網絡還可以根據需要提供硬件、光學器件和應用處理器定製服務。我們的合作夥伴如今提供的模塊包括USB、以太網、Wi-Fi和MIPI，以及一係列集成式終端節點處理器。

 

ADI和我們的硬件合作夥伴還與外部軟件合作夥伴合作，後者提供係統級的深度處理算法專業知識。

 

結論

 

高gao分fen辨bian率lv深shen度du成cheng像xiang係xi統tong可ke以yi幫bang助zhu解jie決jue新xin興xing應ying用yong領ling域yu中zhong的de困kun難nan任ren務wu和he複fu雜za任ren務wu，這zhe一yi優you點dian促cu使shi我wo們men的de客ke戶hu開kai始shi迅xun速su采cai用yong該gai係xi統tong。想xiang要yao以yi最zui快kuai的de速su度du、最低的風險、最便宜的方式進入市場
，就需要采用經濟高效
、尺寸小巧、高度精準、可以集成到更大係統的模塊。ADI的96TOF參考設計平台提供一個完整的嵌入式評估平台，使得客戶能夠立即評估技術
，並開始開發應用代碼。如需獲取有關ADI的ToF技術、硬件或我們的硬件合作夥伴的更多信息，請聯係ADI。

 

 

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