Въведение
Нормалномодул на камератаулавя плоско, двуизмерно изображение – цвят и яркост, но не и разстояние. Амодул за камера за стерео вижданепроменя това: използва две лещи и сензори за възприемане на дълбочина, подобно на човешките очи. Със стерео зрение машината може да измерва колко далеч са обектите, да избягва препятствията и да изгражда 3D карта на заобикалящата го среда. Тази статия обяснява как работи стереовизията, какви компоненти са включени и къде се използват тези модули – от роботиката до индустриалната инспекция.
Какво е стерео зрение?
Стерео зрението е способността да се направи извод за дълбочина от две леко изместени изображения. Амодул за камера за стерео вижданесъдържа две еднаквимодул на камератасензори, поставени на известно разстояние един от друг (базова линия). Чрез сравняване на позицията на една и съща характеристика в лявото и дясното изображение, системата изчислява несъответствието – хоризонталното изместване. По-голямото изместване означава по-близък обект. Резултатът е акарта на дълбочината, където всеки пиксел представлява разстояние.
Как работи модулът на камерата за стереовизия
Улавяне– Двеcmos модул за камерасензори (честомодул на камерата 1080p) заснемайте изображения едновременно.
Коригиране– Изображенията се коригират за изкривяване на обектива и се подравняват, така че съвпадащите характеристики да лежат на същия хоризонтален ред.
Стерео съответствие– Процесорът намира съответстващи точки (ръбове, ъгли) между ляво и дясно изображение – най-взискателната стъпка.
Несъответствие в дълбочина– Използвайки базовата линия и фокусното разстояние, системата изчислява разстоянието за всеки пиксел.
Резултатът е карта на дълбочината на живо за навигация, измерване или 3D реконструкция.
Ключови компоненти
Два сензора за изображение– Идентиченcmos модул за камерасензори. Амодул на камерата 1080p(2 MP) балансира детайлите и натоварването при обработка.
Две лещи– Обикновено фиксиран фокус. Някои дизайни използватмодул на камерата с автофокусза да поддържате двете страни остри на различни разстояния, но това изисква внимателно калибриране.
Процесор– Специален чип или външен компютър. Много стерео модули интегрират ASIC за дълбока обработка.
Интерфейс– Общите изходи включват USB (което го прави ausb камера модул), MIPI или Ethernet.
Стерео срещу други технологии за дълбочина
| технология | Силни страни | Слабости |
|---|---|---|
| Стерео визия | Пасивен (без допълнителна светлина), работи на открито, ниска мощност | Нуждае се от текстурирани повърхности, тежки изчисления |
| Структурирана светлина | Много точен на къси разстояния | Не работи на открито, има нужда от IR проектор |
| Време на полет (ToF) | Бързо, работи на открито | По-ниска разделителна способност, многопътна интерференция |
Стереовизията често е най-универсалният избор за мобилни роботи и дронове, тъй като използва само две стандартни камери.
Приложения
роботика– Избягване на препятствия, навигация, избор и поставяне.
Дронове– Задържане на височина, следване на терена, избягване на сблъсък.
Индустриална инспекция– Измерване на размерите на части, откриване на липсващи компоненти.
медицински– Хирургично ръководство, ортопедично измерване.
Автомобилна– Разпознаване на пешеходци (ADAS).
Стерео визия с USB модул за камера
Много разработчици започват с две еднаквиusb камера модулкамери (напр.модул на камерата 1080p), свързан към компютър. OpenCV предоставя готови за използване функции за съпоставяне на стерео. Въпреки това, синхронизирането на две отделни USB камери може да бъде трудно – кадрите може да не бъдат заснети в един и същи момент. Професионаленмодул за камера за стерео вижданеустройствата имат хардуерна синхронизация и единичен USB изход, изглеждайки като едно комбинирано устройство.
Ролята на автофокуса
Анмодул на камерата с автофокусе рядкост при стерео настройки, тъй като двете лещи трябва да останат перфектно съчетани. Ако една леща се движи независимо, геометричното калибриране се губи. Повечето стерео модули използват лещи с фиксиран фокус. Разширените дизайни могат да използват свързанимодул на камерата с автофокусмеханизми – двата обектива се фокусират заедно – за поддържане на калибриране на различни разстояния.
Избор на разделителна способност
Модул на камерата 1080p(2 MP) е най-популярният избор за стереовизия – достатъчно детайли за съпоставяне на характеристиките, но не прекалено тежки за обработка. За високопрецизни промишлени измервания могат да се използват сензори с по-висока разделителна способност (5 MP или 4K), но те изискват много повече процесорна мощност.
Вградени системи
За роботи, захранвани с батерии, потърсете роботи с ниска мощностcmos модул за камераи ефективно стерео съвпадение. някоимодул за камера за стерео вижданеустройствата интегрират специален процесор за дълбочина (напр. Intel RealSense, StereoLabs ZED), разтоварвайки централния процесор на хоста – идеален за вградени приложения.
Камерни модули Stereo Vision на Sincere
В Sincere ние проектираме по поръчкамодул на камератарешения за стерео зрение:
Модул за камера за стерео виждане– Съвпадениеcmos модул за камерадвойки, фабрично калибрирани.
USB модул за камера– Стерео камери с един кабел с хардуерна синхронизация.
Модул на камерата 1080p– 2‑мегапикселови сензори, идеални за повечето роботи и инспекции.
Модул за камера с автофокус– Свързан фокус за променливи разстояния (по поръчка).
Резюме
A модул за камера за стерео вижданеизползва две лещи и сензори за възприемане на дълбочина, което позволява на машините да навигират, измерват и разбират 3D пространството. За разлика от структурираната светлина или ToF, стереото работи пасивно при всякакво осветление и на открито. Обичайният път на развитие е използването на двемодул на камерата 1080pединици като ausb камера модулстерео двойка с OpenCV. За производство, посветенмодул за камера за стерео вижданес фабрично калибриране и един USB изход е по-лесен за интегриране. Изберете разумно разделителната способност – 1080p е добро начало – и помнете товамодул на камерата с автофокусдизайните са редки и изискват свързани механизми.
Свържете се с Sincere, за да обсъдите вашитемодул за камера за стерео вижданеизисквания.
