Įvadas
Normaluskameros modulisfiksuoja plokščią, dvimatį vaizdą – spalvą ir ryškumą, bet ne atstumą. Astereo vaizdo kameros modulistai pakeičia: jis naudoja du lęšius ir jutiklius, kad suvoktų gylį, panašiai kaip žmogaus akys. Naudodamas stereofoninį vaizdą, aparatas gali išmatuoti, kaip toli yra objektai, išvengti kliūčių ir sudaryti 3D aplinkos žemėlapį. Šiame straipsnyje paaiškinama, kaip veikia stereo matymas, kokie komponentai yra naudojami ir kur šie moduliai naudojami – nuo robotikos iki pramoninės patikros.
Kas yra Stereo Vision?
Stereo matymas – tai galimybė daryti išvadą apie gylį iš dviejų šiek tiek nukrypusių vaizdų. Astereo vaizdo kameros modulisyra du vienodikameros modulisjutikliai, išdėstyti žinomu atstumu vienas nuo kito (bazinė linija). Lygindama tos pačios ypatybės padėtį kairiajame ir dešiniajame paveikslėliuose, sistema apskaičiuoja skirtumą – horizontalų poslinkį. Didesnis poslinkis reiškia arčiau esantį objektą. Rezultatas yra agylio žemėlapis, kur kiekvienas pikselis reiškia atstumą.
Kaip veikia stereofoninio vaizdo kameros modulis
Užfiksuoti– Ducmos kameros modulisjutikliai (dažnaikameros modulis 1080p) fiksuoti vaizdus vienu metu.
Ištaisymas– Vaizdai koreguojami atsižvelgiant į objektyvo iškraipymus ir sulygiuoti, kad atitinkamos funkcijos būtų toje pačioje horizontalioje eilutėje.
Stereo suderinimas– Procesorius suranda atitinkamus taškus (kraštus, kampus) tarp kairiojo ir dešiniojo vaizdų – tai pats sudėtingiausias žingsnis.
Skirtumas iki gylio– Naudodama bazinę liniją ir židinio nuotolį, sistema apskaičiuoja atstumą kiekvienam pikseliui.
Išvestis yra gyvas gylio žemėlapis, skirtas navigacijai, matavimui ar 3D rekonstrukcijai.
Pagrindiniai komponentai
Du vaizdo jutikliai– Identiškascmos kameros modulisjutikliai. Akameros modulis 1080p(2 MP) subalansuoja detales ir apdorojimo apkrovą.
Du objektyvai– Paprastai fiksuotas fokusavimas. Kai kuriuose dizainuose naudojamas anautomatinio fokusavimo kameros moduliskad abi pusės būtų aštrios įvairiais atstumais, tačiau tai reikalauja kruopštaus kalibravimo.
Procesorius– Specialus lustas arba išorinis kompiuteris. Daugelyje stereo modulių integruotas giluminio apdorojimo ASIC.
Sąsaja– Įprasti išėjimai yra USB (taigi ausb kameros modulis), MIPI arba Ethernet.
Stereo ir kitos gilumos technologijos
| Technologijos | Stiprybės | Silpnybės |
|---|---|---|
| Stereo matymas | Pasyvus (be papildomos šviesos), veikia lauke, mažos galios | Reikia tekstūruotų paviršių, skaičiuojant sunkūs |
| Struktūrizuota šviesa | Labai tikslus trumpu nuotoliu | Neveikia lauke, reikalingas IR projektorius |
| Skrydžio laikas (ToF) | Greitas, dirba lauke | Mažesnė skiriamoji geba, kelių krypčių trukdžiai |
Stereovizija dažnai yra universaliausias pasirinkimas mobiliesiems robotams ir dronams, nes jame naudojamos tik dvi standartinės kameros.
Programos
Robotika– Kliūčių vengimas, navigacija, išsirinkimas ir vieta.
Dronai– Aukščio laikymas, reljefo stebėjimas, susidūrimo išvengimas.
Pramoninė apžiūra– Dalies matmenų matavimas, trūkstamų komponentų aptikimas.
Medicinos– Chirurginis vadovavimas, ortopedinis matavimas.
Automobiliai– Pėsčiųjų aptikimas (ADAS).
Stereo matymas su USB kameros moduliu
Daugelis kūrėjų pradeda nuo dviejų vienodųusb kameros moduliskameros (pvz.kameros modulis 1080p) prijungtas prie kompiuterio. OpenCV suteikia naudojimui paruoštas stereofoninio suderinimo funkcijas. Tačiau sinchronizuoti dvi atskiras USB kameras gali būti sunku – kadrai gali būti užfiksuoti ne tą pačią akimirką. Profesionalusstereo vaizdo kameros modulisįrenginiai turi aparatinės įrangos sinchronizavimą ir vieną USB išvestį, rodomą kaip vienas sujungtas įrenginys.
Automatinio fokusavimo vaidmuo
Anautomatinio fokusavimo kameros modulisstereofoninėse sistemose yra reta, nes abu objektyvai turi būti idealiai suderinti. Jei vienas objektyvas juda nepriklausomai, prarandamas geometrinis kalibravimas. Daugumoje stereo modulių naudojami fiksuoto fokusavimo objektyvai. Išplėstiniai dizainai gali naudoti susietąautomatinio fokusavimo kameros modulismechanizmai – abu objektyvai fokusuoja kartu – palaiko kalibravimą įvairiais atstumais.
Rezoliucijos pasirinkimas
Kameros modulis 1080p(2 MP) yra populiariausias stereofoninio vaizdo pasirinkimas – pakankamai detalių, kad būtų suderintos funkcijos, bet ne per sunkus apdorojimas. Didelio tikslumo pramoniniams matavimams gali būti naudojami didesnės raiškos jutikliai (5 MP arba 4K), tačiau jiems reikia daug daugiau apdorojimo galios.
Įterptosios sistemos
Jei naudojate baterijomis maitinamus robotus, ieškokite mažai energijos naudojančių robotųcmos kameros modulisir efektyvus stereofoninis suderinimas. Kai kuriestereo vaizdo kameros modulisįrenginiuose integruotas specialus giluminis procesorius (pvz., Intel RealSense, StereoLabs ZED), iškraunantis pagrindinį procesorių – idealiai tinka įterptoms programoms.
Sirijos stereofoniniai kameros moduliai
Nuoširdžiai projektuojame pagal užsakymąkameros modulisstereomatinio vaizdo sprendimai:
Stereo vaizdo kameros modulis– Sutapocmos kameros modulisporos, sukalibruotos gamykloje.
Usb kameros modulis– Vieno kabelio stereo kameros su aparatinės įrangos sinchronizavimu.
Kameros modulis 1080p– 2 megapikselių jutikliai idealiai tinka daugumai robotų ir tikrinimų.
Automatinio fokusavimo kameros modulis– Susietas fokusavimas kintamiems atstumams (pritaikyta tvarka).
Santrauka
A stereo vaizdo kameros modulisgyliui suvokti naudoja du lęšius ir jutiklius, leidžiančius mašinoms naršyti, matuoti ir suprasti 3D erdvę. Skirtingai nuo struktūrinio apšvietimo ar ToF, stereo sistema veikia pasyviai esant bet kokiam apšvietimui ir lauke. Bendras vystymosi kelias yra naudoti dukameros modulis 1080pvienetai kaip ausb kameros modulisstereo pora su OpenCV. Gamybai skirtas specialusstereo vaizdo kameros modulissu gamykliniu kalibravimu ir vienu USB išėjimu lengviau integruoti. Išmintingai rinkitės skiriamąją gebą – 1080p yra gera pradžia – ir atsiminkite taiautomatinio fokusavimo kameros modulisdizainas yra retas ir reikalauja susietų mechanizmų.
Susisiekite su Nuoširdžia ir aptarkite savostereo vaizdo kameros modulisreikalavimus.
