Mengenal Teknologi ToF, Opsi Lebih Murah dari LiDAR

Teknologi Time of Flight (ToF) bekerja berdasarkan prinsip pengukuran waktu pantulan cahaya. Sensor ToF mengirimkan pulsasi cahaya inframerah yang mengenai permukaan objek, lalu sensor akan mengukur berapa lama waktu yang dibutuhkan agar cahaya tersebut kembali. Karena kecepatan cahaya diketahui (sekitar 300.000 km/detik), jarak objek bisa dihitung secara akurat.

Perhitungan jarak didapatkan dari perbedaan pengiriman sinyal dan saat sinyal yang dikirimkan diterima kembali oleh sensor. Sinyal yang dikirimkan berupa paket yang terdiri dari gelombang mikro dengan pola yang unik, sehingga sensor akan dapat mengenali sinyal tersebut.

Dibutuhkan gelombang dengan pola yang unik agar sensor dapat mengenali antara gelombang yang dikirim oleh sensor ataupun gangguan dari gelombang lain. Saat obyek memantulkan gelombang dan kembali ditangkap oleh sensor, dibutuhkan algoritma korelasi untuk mengidentifikasi pola unik dari gelombang yang dikirim atau gelombang lain yang dapat menjadi noise.

Ada dua jenis pendekatan utama dalam teknologi ToF:

1. Direct ToF (dToF):

Pendekatan ini berguna untuk mengukur waktu sebenarnya dari pantulan cahaya. Pendekatan ini diklaim lebih akurat, cocok untuk pemetaan dalam kondisi gelap atau kontras rendah.

2. Indirect ToF (iToF):

Sementara itu, pendekatan ini berfungsi untuk mengukur pergeseran fase (phase shift) antara cahaya yang dikirim dan dipantulkan. Ini umumnya digunakan dalam smartphone karena konsumsi daya lebih rendah.

Manfaat Teknologi ToF

1. Pengukuran cepat dan akurat

Dibandingkan dengan sensor jarak lain seperti ultrasonik atau laser konvensional, sensor Time of Flight (ToF) memiliki keunggulan dalam kemampuan menangkap citra 3D suatu objek atau lingkungan dengan sangat cepat, bahkan hanya dalam satu pengambilan gambar (one shot). Selain itu, ToF mampu mendeteksi objek secara akurat dalam waktu singkat dan tidak terpengaruh oleh faktor lingkungan seperti kelembaban, tekanan udara, atau suhu, sehingga cocok digunakan baik di dalam maupun luar ruangan.

2. Jangkauan yang panjang

Karena menggunakan cahaya laser sebagai media pengukuran, sensor ToF memiliki kemampuan untuk mengukur jarak jauh dengan presisi tinggi. Misalnya, RPLiDAR S1 Portable ToF Laser Scanner Kit dapat menjangkau hingga 40 meter. Keunggulan ini menjadikan ToF sebagai teknologi yang fleksibel, karena mampu mendeteksi objek dekat maupun jauh dengan berbagai bentuk dan ukuran.

3. Fleksibel dalam Penyesuaian Optik

Sensor ToF juga dapat dikustomisasi untuk menyesuaikan dengan kebutuhan pengguna. Sistem optiknya bisa disesuaikan dengan memilih jenis pemancar dan penerima cahaya, serta jenis lensa yang digunakan, guna mendapatkan sudut pandang (field of view) yang paling optimal untuk aplikasi tertentu.

4. Aman untuk Mata

Khawatir dengan risiko sinar laser yang membahayakan mata? Tenang saja. Sebagian besar sensor ToF modern menggunakan cahaya inframerah berdaya rendah yang dipancarkan dalam bentuk denyut termodulasi (modulated pulse). Sensor ini telah memenuhi standar keamanan laser Kelas 1, yang berarti aman bagi mata manusia bahkan dalam pemakaian rutin.

5. Murah

Jika dibandingkan dengan teknologi pemindaian 3D lainnya seperti structured light atau laser range finder tradisional, sensor ToF relatif lebih terjangkau secara biaya, menjadikannya solusi ideal untuk berbagai aplikasi yang memerlukan deteksi kedalaman atau pemetaan 3D.

Walaupun memiliki keterbatasan dalam hal resolusi dibandingkan LiDAR atau sistem 3D high-end lainnya, sensor ToF tetap menjadi pilihan yang cepat, fleksibel, dan efisien untuk menangkap informasi 3D dalam berbagai konteks. Keunggulan dalam hal kecepatan, jangkauan, fleksibilitas, keamanan, dan biaya menjadikan ToF salah satu teknologi sensor jarak paling praktis di pasaran saat ini.