ToF三维传感器

飞行时间法（ToF, Time of Flight）是近年来新兴的深度成像技术。通过调制光源发射主动光信号，sensor接收返回光，直接测量（脉冲调制法）或根据相位差（连续波调制法）得到飞行时间，进而计算得到被测距离。

一、系统组成

ToF系统主要由发射器（激光发射模块，850nm/940nm调制光信号）、接收器（CCD/CMOS、滤光片、镜头等）和控制端（模块控制、时序信号、数据校准降噪处理、软件驱动开发工具包）等组成。

二、实现机理

ToF深度测量基本公式如上，其中d为相机实测距离，n代表光脉冲数，?φ代表光速，f是脉冲调制频率。

1、脉冲调制

脉冲调制指光源发射高强度光脉冲（方波）至被测物，经传感器接收反射光脉冲根据两者时间差来解算出场景的距离信息。

2、连续波调制

连续波调制方法发射正弦波，并利用正弦波信号和反射信号的相位变化进行距离测量。

三、优势对比

目前主流3D传感技术有ToF、结构光、双目立体视觉等，具体对比如下：

四、关键参数

以ifm O3D300为例（常用于仓储物流领域，体积包装测量等场景）。

五、相关案例

1、智能手机

目前智能手机均包含面部识别、图像锐化等功能，通常由结构光、ToF等设备实现。ToF成本较低、对环境光适应能力更强，识别距离及响应时间也更有优势，常用于手机前摄人脸识别和后摄深度信息的获取，进而实现更大范围的3D建模。

2、agv叉取机器人

叉取机器人常用于低密度柔性搬运场景（物流行业托盘的自动化搬运等），以货叉为执行机构，通过货叉前端的ToF相机实现辅助定位，保证托盘叉取的准确性。

3、智能抓取系统

通过ToF深度相机对目标物进行定位，配合多轴机械臂实现抓取。适用于各种仓储领域堆、拆码垛应用。实现该场景下的自动化操作，在减员增效的同时提高了系统安全性和稳定性。

总结

ToF在记录深度信息的同时，在响应时间、工作范围等方面有突出优势，这也使其在仓储物流、机器人等领域得到了广泛应用。

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