2、基于相移的飞行时间成像系统：原理、应用与发展

基于相移的飞行时间成像系统：原理、应用与发展

1. 自然交互与传感器需求

在当今时代，计算机、机器以及各类自动化系统都需要以自然的方式与环境进行交互，其中包括人机交互。自然交互（NI）是双向的，这意味着机器不仅要向外部用户或环境提供正确的信息和操作，还要以自然的方式从它们那里提取所需信息，而不是强迫环境或其中的人类去迎合机器的非自然期望。

1.1 移动机器人领域

移动机器人领域是这一趋势的典型体现。该领域的研究范围广泛，包括用于在结构不良和非结构化环境中运行并与人类自然交互的机器人。这就要求在控制和机载传感器方面具备更高的复杂性。控制需要从反应式转向审议式，其中提取高级信息和进行适当的任务规划起着关键作用。对高级信息的需求，例如让机器人识别位置、物体、人员和行为等，促使人们需要新型传感器来提供可用于提取此类信息的数据。传统的传感器设置，如基于旋转镜激光扫描仪和低分辨率超声波传感器的设置，已无法应对移动机器人当前面临的挑战。如今，彩色相机和3D传感器成为了任何旨在从环境中提取最多信息并减少干扰的实际移动机器人的必要传感器。显然，提取类人信息可以使用类人概念，从而做出类人决策，最终实现类人行为和交互。因此，现实世界中机器人应用的成功与高级信息的可观测性密切相关，这也凸显了2D/3D传感器在当今机器人技术中的关键作用。

1.2 游戏领域

游戏领域可能比移动机器人领域更贴近大众。计算机游戏需要用户与机器之间进行紧密的交互。传统的解决方案是使用物理人机界面（HMI），如键盘、鼠标或具有多个按钮和滚动条的特定游戏设备。随着游戏的逼真度和复杂性不断提高，用户能够在虚拟空间中执行广泛的操作。因此，能够实现更快、更精确控制的自然交互方式变得非常受欢迎