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TOF

飛行時間測距法

TOF是Time of flight的簡寫,直譯為飛行時間的意思。所謂飛行時間法3D成像,是通過給目標連續發送光脈衝,然後用感測器接收從物體返回的光,通過探測光脈衝的飛行(往返)時間來得到目標物距離。

基本介紹


ToF測距方法屬於雙向測距技術,它主要利用信號在兩個非同步收發機(Transceiver)(或被反射面)之間往返的飛行時間來測量節點間的距離。傳統的測距技術分為雙向測距技術和單向測距技術。在信號電平比較好調製或在非視距視線環境下,基於RSSI(Received Signal Strength Indication,接收的信號強度指示)測距方法估算的結果比較理想;在視距視線環境下,基於ToF距離估算方法能夠彌補基於RSSI距離估算方法的不足。
ToF測距方法有兩個關鍵的約束:一是發送設備和接收設備必須始終同步;二是接收設備提供信號的傳輸時間的長短。為了實現時鐘同步,ToF測距方法採用了時鐘偏移量來解決時鐘同步問題。Intersil最新的ToF信號處理IC——ISL29501方案就是典型的ToF方案,可用於所有光照條件,並且實現了小型化和電池應用的低功耗。因為Intersil專利的信號處理器技術使用了基於相位的ToF來應對檢測物體周圍的環境光的影響(如圖2)。

微電子學


飛行時間技術可用來估計電子遷移相關性質。起初該原理被用於測量低電導率的薄膜,後來進一步拓展到了常見半導體等。利用激光或電壓脈衝激發出來的大量電荷,該技術也能用於金屬-絕緣體-金屬(MDM)結構 或有機場效應晶體管 等領域。

醫學


在磁共振血管造影(Magnetic resonance angiography,MRA)領域,飛行時間法是一項主要的基礎技術。MRA可用於動脈瘤,血管狹窄等癥狀的判斷,或用於某些解剖學領域。

質譜學


在飛行時間質譜學領域,不同的離子可通過電場加速至同樣的動能,而其速度由質荷比決定。因此可用過飛行時間技術測量速度從而得知質荷比,並進一步得知動能等信息。