用红外、飞行时间成像增强机器人能力

用红外、飞行时间成像增强机器人能力

 

　　成像对于许多机器人应用至关重要，能让机器人执行基本任务，躲避障碍物，进行导航以及确保基本安全。 显然，提供成像的方式是采用低成本视频摄像头，或者再好点，使用两个摄像头实现立体视野和深度感知。 但后者存在一些缺点。

 

　　使用双摄像头实现三维成像会增加功耗和空间需求，同时也会使外形尺寸和制造工艺变得复杂，并且增加成本。 由于三维成像是从基本“协助”单元到自主驾驶车辆应用的主流，因此设计人员需要比简单添加更多摄像头更好的替代方案。

 

　　为此，设计人员正在越来越多地使用替代方案，这些方案在封装、成本、功耗、数据缩减和整体性能方面存在优势。 这些替代方案中就有飞行时间 （ToF） 成像系统（通常又称为光探测和测距，或称作 LIDAR）。 这些成像系统可采用红外 （IR） 成像（通常称为热成像）作为辅助手段。

 

　　从 IR 谈起

 

　　红外电磁波的波长比可见光谱红端的电磁波更长；IR 波段的波长通常被认为在 700 nm （0.7 μm） 到 1 mm （1000 μm） 之间。 简单的说，这些波长表示物体的热辐射。 通过恰当的 IR 成像系统，此 IR“热图”被转换为可见光图像，通常含有添加的伪色，以突出相对温度（图 1）。