Ievads
Normālskameras modulistver plakanu, divdimensiju attēlu – krāsu un spilgtumu, bet ne attālumu. Astereoredzes kameras modulismaina to: tas izmanto divas lēcas un sensorus, lai uztvertu dziļumu, līdzīgi kā cilvēka acis. Izmantojot stereoredzi, iekārta var izmērīt, cik tālu atrodas objekti, izvairīties no šķēršļiem un izveidot apkārtnes 3D karti. Šajā rakstā ir izskaidrots, kā darbojas stereoredze, kādi komponenti ir iesaistīti un kur šie moduļi tiek izmantoti — no robotikas līdz rūpnieciskajai pārbaudei.
Kas ir Stereo Vision?
Stereo redze ir spēja secināt dziļumu no diviem nedaudz nobīdītiem attēliem. Astereoredzes kameras modulissatur divus identiskuskameras modulissensori, kas novietoti zināmā attālumā viens no otra (bāzes līnija). Salīdzinot vienas un tās pašas pazīmes pozīciju kreisajā un labajā attēlā, sistēma aprēķina disproporciju – horizontālo nobīdi. Lielāka maiņa nozīmē tuvāku objektu. Rezultāts ir adziļuma karte, kur katrs pikselis apzīmē attālumu.
Kā darbojas stereoredzes kameras modulis
Uzņemt– Divascmos kameras modulissensori (biežikameras modulis 1080p) vienlaikus uzņemt attēlus.
Labošana– Attēli tiek koriģēti attiecībā uz objektīva kropļojumiem un izlīdzināti tā, lai atbilstošie elementi atrastos tajā pašā horizontālajā rindā.
Stereo saskaņošana– Procesors atrod atbilstošos punktus (malas, stūrus) starp kreiso un labo attēlu – visprasīgākais solis.
Atšķirība pret dziļumu– Izmantojot bāzes līniju un fokusa attālumu, sistēma aprēķina attālumu katram pikselim.
Rezultāts ir dzīva dziļuma karte navigācijai, mērījumiem vai 3D rekonstrukcijai.
Galvenās sastāvdaļas
Divi attēla sensori– Identiskscmos kameras modulissensori. Akameras modulis 1080p(2 MP) līdzsvaro detaļas un apstrādes slodzi.
Divas lēcas– Parasti fiksēts fokuss. Dažos dizainos tiek izmantotsautofokusa kameras modulislai abas puses būtu asas dažādos attālumos, taču tas prasa rūpīgu kalibrēšanu.
Procesors– speciāla mikroshēma vai ārējs dators. Daudzos stereo moduļos ir integrēts dziļās apstrādes ASIC.
Interfeiss- Kopējās izejas ietver USB (padarot to ausb kameras modulis), MIPI vai Ethernet.
Stereo pret citām dziļuma tehnoloģijām
| Tehnoloģija | Stiprās puses | Vājās puses |
|---|---|---|
| Stereo redze | Pasīvs (bez papildu gaismas), darbojas ārpus telpām, mazjaudas | Nepieciešamas teksturētas virsmas, skaitļošanas ziņā smagas |
| Strukturēta gaisma | Ļoti precīzs nelielā diapazonā | Ārā neizdodas, nepieciešams IR projektors |
| Lidojuma laiks (ToF) | Ātri, darbojas ārā | Zemāka izšķirtspēja, daudzceļu traucējumi |
Stereo redzamība bieži ir visdaudzpusīgākā izvēle mobilajiem robotiem un droniem, jo tajā tiek izmantotas tikai divas standarta kameras.
Lietojumprogrammas
Robotika– Izvairīšanās no šķēršļiem, navigācija, izvēle un vieta.
Droni– Augstuma noturēšana, reljefa sekošana, sadursmes novēršana.
Rūpnieciskā pārbaude– Detaļu izmēru mērīšana, trūkstošo komponentu noteikšana.
Medicīnas– Ķirurģiskā vadība, ortopēdiskie mērījumi.
Automobiļi– Gājēju noteikšana (ADAS).
Stereo redze ar USB kameras moduli
Daudzi izstrādātāji sāk ar diviem identiskiemusb kameras moduliskameras (piem.kameras modulis 1080p) savienots ar datoru. OpenCV nodrošina lietošanai gatavas stereo saskaņošanas funkcijas. Tomēr divu atsevišķu USB kameru sinhronizēšana var būt sarežģīta – kadri var netikt uzņemti vienā brīdī. Profesionālsstereoredzes kameras modulisierīcēm ir aparatūras sinhronizācija un viena USB izeja, kas parādās kā viena apvienota ierīce.
Autofokusa loma
Anautofokusa kameras modulisstereo iestatījumos ir reti sastopams, jo abiem objektīviem ir jāpaliek ideāli saskaņotiem. Ja viens objektīvs pārvietojas neatkarīgi, ģeometriskā kalibrēšana tiek zaudēta. Lielākā daļa stereo moduļu izmanto fiksēta fokusa objektīvus. Uzlabotā dizainā var izmantot saitiautofokusa kameras modulismehānismi – abi objektīvi fokusējas kopā –, lai saglabātu kalibrēšanu dažādos attālumos.
Izšķirtspējas izvēle
Kameras modulis 1080p(2 MP) ir vispopulārākā izvēle stereoredzei — pietiekami daudz detaļu funkciju saskaņošanai, bet ne pārāk smaga apstrādei. Augstas precizitātes rūpnieciskiem mērījumiem var izmantot augstākas izšķirtspējas sensorus (5 MP vai 4K), taču tiem ir nepieciešama daudz lielāka apstrādes jauda.
Iegultās sistēmas
Ar akumulatoru darbināmiem robotiem meklējiet mazjaudas robotuscmos kameras modulisun efektīva stereo saskaņošana. Dažasstereoredzes kameras modulisierīcēs ir integrēts īpašs dziļuma procesors (piemēram, Intel RealSense, StereoLabs ZED), izkraujot resursdatora centrālo procesoru — ideāli piemērots iegultajām lietojumprogrammām.
Sirsnīgie Stereo Vision kameru moduļi
Uzņēmumā Sincere mēs izstrādājam pēc pasūtījumakameras modulisstereoredzes risinājumi:
Stereo redzamības kameras modulis– Saskaņotscmos kameras modulispāri, rūpnīcā kalibrēti.
Usb kameras modulis– Viena kabeļa stereokameras ar aparatūras sinhronizāciju.
Kameras modulis 1080p– 2 megapikseļu sensori, kas ir ideāli piemēroti lielākajai daļai robotikas un pārbaužu.
Autofokusa kameras modulis– Saistīts fokuss mainīgiem attālumiem (pielāgots pasūtījums).
Kopsavilkums
A stereoredzes kameras modulisizmanto divus objektīvus un sensorus, lai uztvertu dziļumu, ļaujot mašīnām pārvietoties, izmērīt un izprast 3D telpu. Atšķirībā no strukturētās gaismas vai ToF, stereo darbojas pasīvi jebkurā apgaismojumā un ārā. Kopīgs attīstības ceļš ir izmantot divuskameras modulis 1080pvienības kā ausb kameras modulisstereo pāri ar OpenCV. Ražošanai veltītastereoredzes kameras modulisar rūpnīcas kalibrēšanu un vienu USB izeju ir vieglāk integrēt. Izvēlieties izšķirtspēju saprātīgi — 1080p ir labs sākums — un atcerieties toautofokusa kameras modulisdizainparaugi ir reti, un tiem ir nepieciešami saistīti mehānismi.
Sazinieties ar Sirsnīgo, lai apspriestu savustereoredzes kameras modulisprasībām.
