ToF (time of flight)

Time of Flight (ToF) ist eine Laufzeittechnik, die in funkbasierten und radarbasierten Ortungsverfahren und in der 3D-Abtasttechnik eingesetzt wird. Bei dieser Technik wird die Distanz zwischen dem Sender und dem Objekt aus der Laufzeit zwischen dem Sender und dem Objekt bestimmt. Das Time-of-Flight-Verfahren wird auch zur Erfassung von 3D-Objekten in 3D-Kameras eingesetzt.


Bei dem in 3D-Kameras eingesetzten ToF-Verfahren wird das 3D-Objekt über die Reflexion und Laufzeitdifferenzen ermittelt, die von einzelnen Objektpunkten ausgelöst werden. Verfahrensmäßig arbeitet das ToF-Verfahren mit einem gebündelten Lichtstrahl - das kann Infrarotlicht (IR) oder ein Radarstrahl sein - der von einem Sender ausgestrahlt wird und das 3D-Objekt punktweise abtastet.

Die Reflexion des Lichtstrahls wird von einer Empfangseinheit empfangen, die den Laufzeitunterschied zwischen dem reflektierten Lichtsignal und einem direkt vom Sender erhaltenen Referenzsignal vornimmt und daraus die Phasenverschiebung ermittelt, die zwischen dem Aussenden und dem Empfangs des IR-Signals liegt. ToF-Verfahren können mit Laserpulsen arbeiten und über die Hin- und Rücklaufzeit des reflektierten Pulses die Entfernung ermitteln, oder mit Funksignalen und Anhand der Phasendifferenz zwischen ausgesandtem und reflektierten Funksignal die Entfernung für jeden einzelnen Objektpunkt ermitteln. Außerdem kann über die Änderung des Abstrahlwinkels des Funk- oder Lichtstrahls die Lage errechnet und das Objekt als 3D-Modell dargestellt werden.

TOF-Verfahren mit Ermittlung der Phasenverschiebung von der Reflexion

TOF-Verfahren mit Ermittlung der Phasenverschiebung von der Reflexion

Das laufzeitorientierte ToF-Verfahren wird in PMD-Sensoren, Photonic Mixer Device (PMD), umgesetzt. Neben dem klassischen ToF-Verfahren, gibt es noch das Direct Time of Flight (DToF), das in Lidar-Systemen in der Automotive-Technik in Fahrerassistenzsystemen, in Fußgänger-Kollisionswarnsystemen für das Erkennen von Fußgängern, von Kraftfahrzeugen und anderen Objekten und auch als Aufmerksamkeits-Assistent zur Überwachung des Fahrers eingesetzt wird.

Informationen zum Artikel
Deutsch: ToF-Verfahren
Englisch: time of flight - ToF
Veröffentlicht: 11.12.2020
Wörter: 273
Tags: Sonstige Bauelemete
Links: 3D-Kamera, Abstrahlwinkel, Aufmerksamkeits-Assistent, Automotive-Technik, DToF (direct time of flight)