TOF原理及与双目、结构光对比

1,TOF原理:其实并不复杂,利用激光发射器发出光脉冲,遇到物体之后,光线会反射,镜头通过捕捉的光线即其飞行的时间,通过简单的公式计算就可以判断物体和镜头之间的距离(图一)

2:TOF元件:主要元件包含三个部分:光源(此处为激光发射器)、镜头和感光元件。(图二)

3,ToF方案的几个优缺点(主要对比另外两种主流3D解决方案,见图三)

优点一,工作距离远,可以获得5m内的有效&实时深度信息;

优点二,适用场景广,无论被摄物体有无特征点,无论环境光较强(如:日光)或较弱,都可获得有效的景深信息;

优点三,较远距离精度高,ToF在手机与被摄物体的绝对精度,即被摄物体之间的相对精度,都可以达到厘米级的水平。

缺点一:当前手机端可用的主流ToF传感器分辨率相对较低(180*240,240*320,240*480等),因此在近距离的精度和X/Y分辨率也会相对较低,大家感兴趣可以自行了解前置结构光的精度;

缺点二:元件在工作时的功耗与发热量也相对较大,长时间工作需要很好的散热条件,在消费类电子设备上使用还需要不断优化;

缺点三:目前基于ToF方案的解决方案还未完全成熟,相应的内容生产和开发群体较为薄弱,支持的应用场景较少

4,TOF的主要应用场景

TOF在工业领域已经有些应用,举个例子:

在物流行业中很热的机器人,TOF被应用在机器人上帮助做物体识别,可用作辅助装箱,箱体打包,箱体堆叠,箱体打标等。

在手机端目前最先上市的应该是OPPO R17pro,受限于前面提到的精度和功耗,对应的应用并不多,当然OPPO也是做尝试并没有主力宣传,甚至官网都没怎么介绍。

现在看到行业里主流就两个方向:基于深度感知去做的应用,比如AR特效游戏、测距、3D建模之类的,另外就是基于3D信息做生物识别,比如:TOF人脸识别取代前置结构光。

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