טכנולוגיית מיפוי עומק – כעת גם בטלפונים החכמים

This post is also available in: English (אנגלית)

טכנולוגיה שיושמה על ידי כוחות צבא במשך שנים לצורך מערכות חיישני טווח צוברת תאוצה בשוק מכשירי הסמארטפון. יותר ויותר יצרניות של הטלפונים החכמים משלבות מצלמות בטכנולוגיית המיפוי התלת-מימדי המשופר time-of-flight (ToF) במכשירים שלהן.

מצלמות אלה מורכבות מחיישן שמשתמש בלייזר זעיר כדי להפיק אור אינפרה-אדום. האור חוזר מכל עצם או אדם שנמצא מול המצלמה וחזרה לתוך החיישן. אורך הזמן שלוקח לאור לחזור נמדד ומתורגם למידע על המרחק, מה שיכול לשמש ליצירת מפת עומק.

עד היום, רוב מכשירי הטלפון הסתמכו על ראייה כפולה (stereovision), שמשתמשת בשתי מצלמות לחישוב אומדן של עומק, אבל שיטה זו אינה פועלת בתנאי אור נמוך או בחשיכה ורמת הדיוק שלה אינה גבוהה.

שיטה טובה יותר שמשתמשת גם כן באינפרה-אדום היא ההארה באור מובנה, כאשר דפוס נקודות מוקרן על הסביבה או הפנים, והחיישן מודד את המרחק בין הנקודות ובודק את העיוות בדפוס כדי לחשב עומק. טכנולוגיה זו פועלת היטב בטווח הקרוב, עד לאורך הזרוע, ומתאימה לזיהוי פנים, וחברת אפל משתמשת בה במצלמת ה-TrueDepth לזיהוי פנים, כך מדווח digitaltrends.com.

בניגוד למצלמות האלה, מצלמת ה-time-of-flight מאירה את הזירה בזרם אור הומוגני והמצלמה בוחנת כל פיקסל בודד בתמונה. החיישן מסנכרן עם שעון בעל רגישות גבוהה ביותר שמסוגל למדוד שינויים זעירים המתגלים על ידי מהירות האור החוזר. בעזרת מידע העומק על פי כל פיקסל מתקבלת מפת עומק עשירה יותר.

יש לטכנולוגיה מגוון ישומים אפשריים לצורך מיפוי עומק מדויק, לכן היא מגיעה ליותר ויותר מכשירי טלפון.

לא מדובר בטכנולוגיה חדשה. בעולם הגיימינג, חיישן הקינקט של מיקרוסופט כלל מצלמת time-of-flight, והצבא השתמש בטכנולוגיה זו כדי להשיג מידע עומק במשך שנים. אבל, כפי שאמר ל-digitaltrends.com דר' סבייר לאפוס, מנהל הטכנולוגיה המסחרית בחברת Corning Precision Glass Solutions , השיפורים בטכנולוגיה מאפשרים כעת את שילובם של האלמנטים הנדרשים בתוך מארזים זעירים יותר, וישומים חדשים מקדמים את השילוב במכשירי הסמארטפון.

הטכנולגיה חיונית גם לטכנולוגיות לבישות בתחום המציאות הרבודה ומעורבת, כגון ה-HoloLens של מיקרוסופט או ה-Magic Leap, בגלל הצורך של מערכות אלה בתמונה מדויקת מאוד של הסביבה.

מצלמות ה-Time-of-flight מסייעות גם בניווט במתחמים בנויים. בעזרת מפת תלת-מימד בבניין, השמורה בענן, החיישן יכול באופן פוטנציאלי לזהות במדויק איפה אדם נמצא בכל רגע נתון.

רובוטים ניידים יכולים לבנות במהירות מפה של סביבתם שמאפשרת להם להמנע ממכשולים או לעקוב אחרי אדם מוביל. הודות לחישוב המרחק הפשוט, נדרש רק כוח חישובי מועט. מצלמות אלה משמשות גם בפונקציות סיוע ובטיחות בישומי רכב מתקדמים כמו באמצעים לאבטחה אקטיבית להולכי רגל, איתור לפני התנגשות ועוד.