3D 飛行時間圖像傳感器在自動化未來中擁有巨大潛力
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3D 飛行時間圖像傳感器在自動化未來中擁有巨大潛力
三維(3D)技術(shù)的發(fā)展被視為21世紀最重要的技術(shù)突破之一。這種技術(shù)作為一個深度傳感系統(tǒng),與攝像頭協(xié)同工作,顯著提升了面部和物體的識別能力。借助3D成像技術(shù),我們能夠更清晰、更精確地捕捉現(xiàn)實世界中物體的范圍、寬度和高度。

隨著計算機視覺和工業(yè)應(yīng)用的不斷進步,3D飛行時間(ToF)圖像傳感器市場正在持續(xù)擴展。ToF圖像傳感器利用光學(xué)技術(shù)模擬人類的視覺系統(tǒng),為虛擬現(xiàn)實、人工智能(AI)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的出現(xiàn)和應(yīng)用提供了可能。據(jù)報告和數(shù)據(jù)顯示,從2021年到2028年,3D飛行時間圖像傳感器預(yù)計將實現(xiàn)顯著的復(fù)合年增長率。隨著制造商競相將這些新技術(shù)融入到手機等消費品中,這項技術(shù)已成為改變游戲規(guī)則的關(guān)鍵因素。

ToF圖像傳感器在多個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用,包括物體掃描、室內(nèi)導(dǎo)航、避障、手勢識別、物體追蹤以及作為反應(yīng)式高度計,還可以用于測量距離和體積。此外,傳感器的數(shù)據(jù)還能用于優(yōu)化3D成像和增強現(xiàn)實(AR)的體驗。特別值得一提的是,在手機領(lǐng)域,ToF圖像傳感器在3D成像、增強現(xiàn)實以及肖像模式中發(fā)揮著重要作用。在人像模式下,配備ToF傳感器的手機攝像頭能夠?qū)崿F(xiàn)背景虛化效果。同時,ToF相機在弱光環(huán)境下也表現(xiàn)出色,因為它使用紅外光來檢測與拍攝對象的距離,使得智能手機即使在完全黑暗的環(huán)境中也能正常工作。華為榮耀View 20是首批采用這項技術(shù)的商用智能手機之一,自其推出以來,已有越來越多的旗艦智能手機開始配備ToF傳感器。
盡管3D ToF圖像傳感器技術(shù)并非新生事物——許多公司已經(jīng)對其進行了長達十年的試驗——但它在多個行業(yè)中仍然具有廣泛的應(yīng)用前景,包括汽車、工業(yè)、醫(yī)療保健以及智能廣告、游戲和娛樂等領(lǐng)域。此外,ToF傳感器還可以作為固定式和便攜式計算機的優(yōu)秀輸入系統(tǒng)。
在汽車行業(yè)中,ToF傳感器通過增強對周圍環(huán)境的感知能力,為實現(xiàn)自動駕駛和提高安全性提供了可能。隨著對安全性和舒適性的需求不斷增長以及自動駕駛技術(shù)的興起,車載ToF技術(shù)的應(yīng)用正在迅速增加。最新的系統(tǒng)不僅關(guān)注駕駛員和乘客的傳感需求,還關(guān)注他們的生物力學(xué)和認知狀態(tài)以及車內(nèi)控制。例如,NCAP規(guī)定的駕駛員疲勞檢測和占用/兒童座椅檢測等安全功能就已經(jīng)得到了實現(xiàn)。通過使用相同的ToF攝像頭,還可以實現(xiàn)其他安全功能,如手輪檢測、眼睛注視檢測、頭部姿勢檢測、身體姿勢檢測和增強的安全帶使用等。
此外,ToF傳感器還可以用于控制天窗、空調(diào)和收音機等設(shè)備的直觀人機界面(HMI);通過身體、頭部和面部監(jiān)測實現(xiàn)個性化設(shè)置;識別車內(nèi)遺留物品;以及進行包裹分類和識別等舒適功能。同時,它還可用于實現(xiàn)可靠駕駛員識別的反欺詐人臉檢測和移動支付授權(quán)等安全功能。
在工業(yè)領(lǐng)域,ToF傳感器可用作人機界面(HMI),并在需要人類和機器人近距離操作的自動化單元中實現(xiàn)安全范圍。數(shù)字標牌將變得更加互動,能夠?qū)⒚襟w內(nèi)容定位到特定的現(xiàn)場觀眾,并使用ToF傳感器作為智能廣告中的手勢反饋和人類識別工具。
在醫(yī)療保健領(lǐng)域,3D飛行時間圖像傳感器可用于手勢識別,從而實現(xiàn)非接觸式人機交互,打造更清潔的工作環(huán)境。同時,在消費電子產(chǎn)品領(lǐng)域,尤其是游戲、便攜式計算和家庭娛樂方面,ToF傳感器的手勢功能也大有可為。對于第一人稱視頻游戲來說,ToF傳感器的自然界面為游戲提供了直觀的操作方式,未來可能會逐漸取代遙控器、鍵盤和觸摸屏等傳統(tǒng)界面。
值得一提的是,無人機領(lǐng)域也開始采用3D飛行時間圖像傳感器。例如,Chouette無人機就使用了TeraRanger ToF圖像傳感器來追蹤葡萄園的情況。盡管ToF圖像傳感器并非新技術(shù),但它仍然處于科技前沿,并在性能、經(jīng)濟性和可訪問性方面不斷取得改進。
總的來說,3D ToF圖像傳感器的目標是連接設(shè)備與現(xiàn)實世界,以提升用戶的最終體驗。隨著智能手機中越來越多地使用3D傳感技術(shù),設(shè)備尺寸得以縮小、功耗降低、成本減少,同時效率也得到了提高。這為3D ToF圖像傳感器在其他領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了新的機遇。展望未來幾年,隨著自動化步伐的加快,3D ToF圖像傳感器在實現(xiàn)未來科技的過程中將發(fā)揮越來越重要的作用。
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