Въведение
Нормалната камера заснема плоско, двуизмерно изображение. Той записва яркостта и цвета, но не и колко далеч са обектите. Амодул за камера за дълбочинадобавя третото измерение: измерва разстоянието от камерата до всяка точка в сцената. Тази възможност е от съществено значение за роботиката, добавената реалност, управлението с жестове и автономната навигация. Тази статия обяснява как работи сензорът за дълбочина, различните технологии и как да изберете aмодул на камератаза вашия проект – от aмодул на камерата raspberry pi 2за DIY робот до висок клас4k камера модулза индустриална визия.
Какво представлява отчитането на дълбочината?
Дълбочинното усещане създава aкарта на дълбочината– изображение, където всеки пиксел представлява разстоянието до обекта, а не неговия цвят. С карта на дълбочината машината знае, че човек е на 1 метър, стена е на 3 метра, а подът е на 0,5 метра отдолу. Това позволява избягване на сблъсък, измерване на обекти и разбиране на сцената.
A модул за камера за дълбочинасъчетава стандартсензорен модул на камерата(цвят) с един или повече допълнителни сензори или източници на светлина за изчисляване на разстоянието.
Как работи Depth Sensing: Три основни технологии
| технология | Как работи | Най-добро за |
|---|---|---|
| Стерео визия | Две камери, като очи. Съпоставя функции между изображения, за да триангулира разстоянието. | Обща роботика, на закрито |
| Структурирана светлина | Проектира IR точков модел; изкривяването разкрива дълбочината. | Къс обхват, висока точност (разпознаване на лица) |
| Време на полет (ToF) | Измерва времето за връщане на инфрачервената светлина. | Среден обхват, бърз, на открито |
многомодул за вградена камерадизайните използват стереовизия, защото са пасивни (без допълнително осветление) и работят по стандартcmos модул за камера. Стереото се нуждае от два синхронизирани сензора и повече процесорна мощност.
Стерео разпознаване на дълбочината
Стерео дълбочинамодул на камератаизползва две еднаквисензорен модул на камератаединици (обикновеноcmos модул за камерабазиран). След калибриране процесорът намира съвпадащи характеристики между ляво и дясно изображение. Несъответствието (хоризонталното изместване) показва разстоянието – по-голямото изместване означава по-близък обект.
A модул на камерата raspberry pi 2може да се използва в стерео чифт – два модула на един Raspberry Pi. Официалната камера Pi използва acmos модул за камера(Sony IMX219). Със софтуер с отворен код (StereoPi) можете да изградите евтин робот за разпознаване на дълбочина.
Сензор за дълбочина на структурирана светлина
IR проектор хвърля фиксиран точков модел върху сцената. Камера (често ausb камера модулс IR-pass филтър) улавя модела. Когато моделът удари 3D повърхност, точките се изместват. Количеството на смяна дава разстояние. Много точен на 0,2–1,5 метра – използва се в Kinect v1 и отключване с лице на телефона.
Разпознаване на дълбочината на времето на полета (ToF).
A ToFмодул за камера за дълбочинаизлъчва кратък инфрачервен светлинен импулс и измерва времето за връщане. Скоростта на светлината е постоянна, така че времето дава разстояние. ToF е бърз (до 60 fps) и работи на открито. Използва се в автономни превозни средства и водещи телефони. А4k камера модулс ToF може да създаде карта на дълбочината с висока разделителна способност заедно с 4K цвят.
Защо да използваме Depth Sensing?
Избягване на препятствия за роботи – навигирайте без неравности.
Управление с жестове – разпознаване на плъзгане, хващане в 3D.
Измерване на обект - размер на продуктите на конвейер.
Разширена реалност – поставяйте виртуални обекти правилно.
Броене на хора – преброяване на минувачи без разпознаваеми лица.
Дълбочинно наблюдение и AI
Анмодул на ai камераможе да комбинира данни за дълбочина с невронна мрежа, за да класифицира обекти по форма и размер. Например, той може да открие човек и да оцени височината и разстоянието – полезно за наблюдение на тълпа или автономно плащане. Дълбочината също помага на AI да игнорира плоските снимки (спуфинг) при разпознаване на лица.
Избор на модул за камера със сензор за дълбочина
| Приложение | Препоръчителна технология | Пример |
|---|---|---|
| Настолна роботика (на закрито) | Стерео | двемодул на камерата raspberry pi 2 |
| Мобилен робот / дрон | ToF (бързо, открито) | ToFмодул за вградена камера |
| Разпознаване на лица (къс обхват) | Структурирана светлина | Структурирана светлинаusb камера модул |
| Складова автоматизация | Стерео или ToF | 4k камера модулсъс стерео |
| AR / VR слушалки | ToF | Миниатюрен ToFсензорен модул на камерата |
Отчитане на дълбочината с USB модул на камерата
Много камери за дълбочина се включват към компютър чрез USB. Аusb камера модулсъс стерео или ToF е лесен за прототипиране – включете и използвайте SDK. Intel RealSense е един пример. някоимодул за вградена камерасензорите за дълбочина се свързват чрез MIPI или USB.
CMOS сензори в дълбочината
Повечето модули за дълбочина използват acmos модул за камераза RGB канала плюс специален сензор за дълбочина (често също CMOS). За стерео две еднаквиcmos модул за камерасе използват сензори. Един и същ сензор (напр. Sony IMX219) може да служи както за ляв, така и за десен имиджър.
Дълбочинни камерни модули на Sincere
В Sincere предлагаме персонализиранимодул на камератарешения за отчитане на дълбочина:
- Модул на камерата със сензор за дълбочина– Стерео, структурирана светлина или ToF, съобразени с вашите нужди.
- Raspberry pi камера модул 2– Съвпадащи двойки за стерео зрение.
- USB модул за камера– Дълбочинни камери Plug-and-play с UVC и SDK.
- AI камера модул– Вградено откриване на обекти, базирано на дълбочина.
- Cmos модул за камера– Висококачествени сензори за стерео двойки.
- 4k камера модул– Ultra-HD RGB + ToF дълбочина.
- Сензорен модул за камера– Персонализирана интеграция на сензор за дълбочина.
- Вграден модул за камера– Модули с ниска мощност и малка дълбочина за UAV и преносими.
Резюме
A модул за камера за дълбочинадобавя информация за разстоянието към цветни изображения, позволявайки на машините да разберат 3D пространството. Стереовизия (ниска цена, пасивна), структурирана светлина (с малък обхват, точна) и време на полет (бърза, на открито) са основните технологии. За прост проект по роботика, стерео чифт отмодул на камерата raspberry pi 2е достъпен вход. За професионална употреба, ausb камера модулилимодул за вградена камерас ToF осигурява бърза и надеждна дълбочина. В комбинация с изкуствен интелект, разпознаването на дълбочина позволява измерване, навигация и взаимодействие в реалния свят.
Свържете се с Sincere, за да обсъдите вашитемодул за камера за дълбочинаизисквания.
