除了在手機上“發(fā)光”，ToF技術還將在這些領域“發(fā)熱”

作為智能手機的三大創(chuàng)新之一，3D感測ToF深度傳感技術依靠體積小、誤差低、直接輸出深度數(shù)據(jù)與抗干擾性強等優(yōu)勢，成為近年來智能手機上的關鍵創(chuàng)新亮點之一，例如vivo公司去年推出的創(chuàng)新NEX雙屏版就采用了ADI公司的ToF技術實現(xiàn)零光感人臉識別，獲得不錯的市場表現(xiàn)。

ToF技術解碼

ToF是Time of Flight的縮寫，又稱飛行時間法3D成像。這種成像技術通過向目標發(fā)射連續(xù)的特定波長的紅外光線脈沖，通過特定傳感器接收待測物體傳回的光信號，計算光線往返的飛行時間或相位差得到待測物體的3D深度信息，ToF相機的亮度圖像可以通過模型迅速連接起來。

“相比3D深度視覺其它兩種方案(結構光與雙目立體成像技術)而言，ToF方案在實際應用中的優(yōu)勢顯著。例如：在畫面拍攝后計算景深時不需要進行后處理，既可避免延遲又可節(jié)省采用強大后處理系統(tǒng)帶來的相關成本;ToF測距規(guī)模彈性大，大多數(shù)情況下只需改變光源強度、光學視野以及發(fā)射器脈沖頻率即可完成;由于具有不易受外界光干擾、體積小巧、響應速度快以及識別精度高等多重優(yōu)勢，使得ToF無論是在移動端還是車載等應用領域日漸成為3D視覺的首選技術方案?！盇DI公司專家在最近的一場ADI 3D深度檢測技術論壇演講時指出。

典型的ToF應用案例解析

ADI公司的3D ToF技術在全球有大量的成功應用，并正在越來越多的產(chǎn)品中獲得采納。以vivo NEX雙屏版手機為例，其零光感3D人臉識別就是vivo與ADI合作開發(fā)的ToF 3D超感應技術，使NEX雙屏版實現(xiàn)了突破性的ToF零光人臉識別，實現(xiàn)24小時全天候輕松解鎖。

作為NEX雙屏版ToF 3D超感應技術的合作伙伴，ADI的ToF技術可感應30萬個有效深度信息點——是3D結構光技術的10倍，而且ToF模組的baseline(基線)近乎為零，比結構光技術的25mm有大幅提升。

ADI的ToF技術能達到VGA影像分辨率與精準度，同時又具備更低的功耗與占位空間，深度數(shù)據(jù)能有效增加影像識別度，達到對象判斷的精準度，所以深受關注。CCD ToF前端芯片ADDI903x系列是ADI ToF方案的核心器件之一，該系列產(chǎn)品可支持CCD紅外光ToF傳感器，分辨率可達 640x480。ADDI903x可將影像信號轉換為數(shù)字信號，并提供高精確度的脈波時間控制器，閉回路設計，讓激光二極管控制的脈波寬度更準確，進而可以得到更精準的深度數(shù)據(jù)。

ADI以傳感器和前端芯片ADDI903x為核心的ToF技術方案，擁有超高幀率和實時性，相比3D激光傳感器的逐點掃描，能快速而又準確的獲取整體圖像的深度信息。在其它3D技術中，距離的計算要通過復雜算法進行，而ToF圖像傳感器芯片可直接測量到對象的距離。另外，該方案在戶外性能方面非常出色，可支持940nm光源，并且每個像素都有獨特的背景照明抑制電路。即使有兩倍的照明峰值功率，該方案也能提供未被干擾的深度數(shù)據(jù)。

ToF技術還可在哪些應用領域“大顯身手”?

作為3D深度視覺領域三大主流方案之一，ToF技術除了應用在手機上之外，也可用在VR/AR手勢交互、汽車電子ADAS、安防監(jiān)控以及新零售等多個領域中。據(jù)行業(yè)預測，未來3年3D感測TOF技術逐漸成熟，市場應用潛力還將會不斷增加。在ADI公開的用例中，還有以下領域ToF可以快速導入，并能獲得廣泛的應用：

·自動化工廠中的各類機器人的自主避障將是ToF可以快速應用的領域。在人類與機器人的合作問題上，安全性永遠是要考慮的首要問題，尤其是當機器人身處較為擁擠的工作環(huán)境中，它們必須能辨認人與機械以及機械的動作，并作出迅速的反應以避免安全事故的發(fā)生。如果以激光雷達來解決，成本則需要增加數(shù)萬元，用雙攝像頭方案又需要大量的運算和雙攝像頭精準位置的調(diào)教，而ToF則成為解決上述難題的極具性價比的最佳選擇。

ADI ToF電子圍欄方案能設立虛擬安全防護墻的方案，可應用在眾多機器手臂的場合，一旦有人接近危險區(qū)域，機器會立刻停機，待狀況解除后才會恢復工作，為工業(yè)自動化操作機器人等安全運行給出了完美解答。

·ToF技術應用在智能建筑領域。以具備人臉識別的ADI ToF 3D立體影像自動門解決方案為例，傳統(tǒng)自動門采用紅外線反射原理，只能檢測到是否有物體出現(xiàn)在感測范圍，導致動物也能自由進出商場，造成管理上困擾。基于ToF的方案可識別空間中的人類特征以及人與物體相對位置距離，避免非人類(例如動物)進入商業(yè)賣場。此外，商業(yè)空間的3D人流自動統(tǒng)計過去有成熟方案，但如何有效利用影像技術，精準分辨進出者的身高、體重，同時出入時間及高度誤差低于1%，這就相當有技術門檻了，而ADI的ToF解決方案，有別于傳統(tǒng)3D人流方案，大多需要安裝至少二只立體相機，ADI的方案僅需一只ToF攝影鏡頭架，設于門框上方且沒有安裝高度限制。

·ToF的汽車倒車影像應用將顯著增強汽車駕駛員輔助功能。結合影像傳感器和VGA ToF傳感器模塊與內(nèi)建圖像處理器，ADI的汽車ToF解決方案能疊加實際影像，準確測量物體與汽車的距離，相較于傳統(tǒng)超聲波感測方案，具備更佳的感測角度，能提供倒車系統(tǒng)更大范圍的碰撞偵測預防。

不難看出，ADI的ToF技術正在將更快、更精準的測距功能落實在物聯(lián)網(wǎng)模塊化系統(tǒng)級軟硬件解決方案，協(xié)助客戶實現(xiàn)簡易開發(fā)與降低開發(fā)成本的目標。