text: 3D TOF传感器是什么？为何成为机器视觉需求首选
  随着物体探测技术的提升，机器视觉的需求愈发旺盛，技术演变也正从2D转向3D。目前3D视觉技术主要分为3D结构光、双目立体视觉和TOF感知技术（也就是飞行时间），3D TOF凭借其优秀的抗光性及远距离优势，已广泛应用于消费领域。例如可自动清扫的扫地机器人、可自动梯形校正的智能投影仪、可自动驾驶的汽车以及可人脸识别的智能手机、AR、VR设备等。所谓的3D TOF传感器是一种深度传感技术，可以理解为测量发射光和反射光之间的飞行时间并根据光速来直接估计深度的传感器，这其中的TOF全称为Time of Flight，也就是飞行时间的意思。TOF传感器通过给目标物连续发送光脉冲，然后用传感器接受从物体反馈回来的光，并计算出光脉冲发送和接收的往返飞行时间，最终得到目标物的距离。当然这仅是测得目标物的距离，而我们知道有些目标物它可能是凹凸不一的，要想得到3D视觉信息，就还需要传感器通过计算光纤发射和反射的时间差或相位差，换算目标物体的距离，从而产生深度信息。首先由(a)脉冲/调制光源（在ToF中一般使用VCSEL）通过(b)光学扩散片将光扩散传播出去，接着当光从物体上反射回来时，用(c)一组透镜收集从物体上折射回来的光。然后再经过一个滤光片将折射回来的光收集起来并且适当地调整光源的波长，接着通过改善背景噪声抑制令光波可被芯片所识别。最后，测量系统的核心是由固态量程图像传感器(d)，由一组光探测器（像素）组成，能够直接或间接地测量光脉冲从光源到目标并返回传感器所需的飞行时间。注意，该系统还需要一个合适的传感器接口，为传感器提供电源、所需的偏置电压/电流信号、数字控制相位，并从传感器读取数据流，这通常需要进一步的小处理以获得3D体积数据。最终由传感器接口负责与外部（到PC或处理单元）的通信。伴随着深度传感技术的发展，3D TOF感知技术凭借自身优势，已逐步应用于消费领域及工业领域。3D TOF技术优势主要表现为以下几点：当然我们也需要认识到3D TOF感知技术的缺陷。对于目标物感知的精度上需要进一步提升，特别是室外受自然红外线影响的情况下。目前3D TOF传感器已实现了较为广泛的应用，在消费领域，例如智能手机、汽车、智能投影、自动扫地机器人；工业领域如物流、安保监控、工业自动化等等。目前TOF技术实现在智能手机上的人脸识别、增强现实、手机摄影等应用场景。使用者可以通过人脸识别进行手机解锁、支付等功能，手机拍摄上，也是先了更快速的对焦和探测。代表机型有华为P系列、三星S系列等。新能源汽车上也广泛应用TOF技术，在驾驶舱内部可监控驾驶者疲劳状态、识别手势；重点是实现了车辆环境探测，这是自动驾驶非常关键一环。代表车型有蔚来、理想等。3D TOF传感器也应用在家用智能投影上，通过TOF传感器可以帮助投影仪识别墙面物体距离，实现自动梯形校正，也能识别到投影幕布的边缘，实现自动避障及入幕等功能。代表机型有当贝X5、极米H6等。从生产线上下来的产品需要快速地确定尺寸以便转移。高分辨率深度传感将允许实时确定目标物体的边缘和线条，并进行快速的体积计算。神经网络方法已经被用于这种体积测定。工厂内产品的自主转移继续增加。像自动导向车（Autonomous guided vehicles，AGV）这样的自主车辆需要在工厂和仓库中更快地自我导航。高精度的深度传感技术将允许传感器实时绘制环境地图，在地图中定位自己，然后绘制最有效的导航路径。