Uvod
Običajna kamera posname ravno, dvodimenzionalno sliko. Beleži svetlost in barvo, ne pa tudi, kako daleč so predmeti. Amodul kamere za zaznavanje globinedoda tretjo dimenzijo: meri razdaljo od kamere do vsake točke v prizoru. Ta zmožnost je bistvena za robotiko, razširjeno resničnost, nadzor s kretnjami in avtonomno navigacijo. Ta članek pojasnjuje, kako deluje zaznavanje globine, različne tehnologije in kako izbratimodul kamereza vaš projekt – od amodul kamere raspberry pi 2za DIY robota do vrhunskega razreda4k modul kamereza industrijsko vizijo.
Kaj je zaznavanje globine?
Zaznavanje globine ustvari azemljevid globine– slika, kjer vsaka slikovna pika predstavlja razdaljo do predmeta in ne njegove barve. Z zemljevidom globine stroj ve, da je oseba oddaljena 1 meter, stena 3 metre, tla pa 0,5 metra spodaj. To omogoča izogibanje trkom, merjenje objektov in razumevanje scene.
A modul kamere za zaznavanje globinezdružuje standardsenzorski modul kamere(barva) z enim ali več dodatnimi senzorji ali viri svetlobe za izračun razdalje.
Kako deluje zaznavanje globine: tri glavne tehnologije
| tehnologija | Kako deluje | Najboljše za |
|---|---|---|
| Stereo vid | Dve kameri, kot oči. Ujema funkcije med slikami za triangulacijo razdalje. | Splošna robotika, notranja |
| Strukturirana svetloba | Projicira IR pikčast vzorec; popačenje razkriva globino. | Kratek doseg, visoka natančnost (prepoznavanje obraza) |
| Čas leta (ToF) | Meri povratni čas IR svetlobe. | Srednji doseg, hitro, na prostem |
Mnogimodul vgrajene kameremodeli uporabljajo stereo vid, ker je pasiven (brez dodatne osvetlitve) in deluje po standardumodul kamere cmos. Stereo potrebuje dva sinhronizirana senzorja in več procesorske moči.
Stereo zaznavanje globine
Stereo globinamodul kamereuporablja dva enakasenzorski modul kamereenote (običajnomodul kamere cmostemelji). Po kalibraciji procesor najde ujemajoče se lastnosti med levo in desno sliko. Neskladje (vodoravni premik) pove razdaljo – večji premik pomeni bližji predmet.
A modul kamere raspberry pi 2se lahko uporablja v stereo paru – dva modula na enem Raspberry Pi. Uradna kamera Pi uporablja amodul kamere cmos(Sony IMX219). Z odprtokodno programsko opremo (StereoPi) lahko sestavite poceni robota za zaznavanje globine.
Strukturirano zaznavanje globine svetlobe
IR-projektor na sceno vrže fiksen vzorec pik. Kamera (pogosto amodul usb kamerez IR-pass filtrom) zajame vzorec. Ko vzorec zadene 3D površino, se pike premaknejo. Količina premika daje razdaljo. Zelo natančno pri 0,2–1,5 metra – uporablja se v Kinectu v1 in odklepanju z obrazom telefona.
Zaznavanje globine časa leta (ToF).
ToFmodul kamere za zaznavanje globineoddaja kratek IR svetlobni impulz in meri povratni čas. Svetlobna hitrost je konstantna, zato čas daje razdaljo. ToF je hiter (do 60 fps) in deluje na prostem. Uporablja se v avtonomnih vozilih in vodilnih telefonih. A4k modul kameres ToF lahko ustvari zemljevid globine visoke ločljivosti poleg barve 4K.
Zakaj uporabljati zaznavanje globine?
Izogibanje oviram za robote – navigirajte brez udarcev.
Nadzor s kretnjami – prepoznavanje potegov, prijemov v 3D.
Merjenje predmeta – velikost izdelkov na tekočem traku.
Obogatena resničnost – pravilno postavite virtualne predmete.
Štetje ljudi – preštejte mimoidoče brez prepoznavnih obrazov.
Zaznavanje globine in AI
Anmodul AI kamerelahko združi podatke o globini z nevronsko mrežo za razvrščanje predmetov po obliki in velikosti. Lahko na primer zazna osebo ter oceni višino in razdaljo – uporabno za spremljanje množice ali avtonomno blagajno. Globina tudi pomaga AI ignorirati ravne fotografije (spoofing) pri prepoznavanju obraza.
Izbira modula kamere za zaznavanje globine
| Aplikacija | Priporočena tehnologija | Primer |
|---|---|---|
| Namizna robotika (notranja) | Stereo | Dvamodul kamere raspberry pi 2 |
| Mobilni robot / dron | ToF (hitro, na prostem) | ToFmodul vgrajene kamere |
| Prepoznavanje obraza (kratek doseg) | Strukturirana svetloba | Strukturirana svetlobamodul usb kamere |
| Avtomatizacija skladišč | Stereo ali ToF | 4k modul kameres stereo |
| Slušalke AR/VR | ToF | Miniaturni ToFsenzorski modul kamere |
Zaznavanje globine z modulom kamere USB
Veliko globinskih kamer se priključi na osebni računalnik prek USB-ja. Amodul usb kameres stereo ali ToF je enostavno narediti prototip – priključite in uporabite SDK. En primer je Intel RealSense. nekajmodul vgrajene kamereglobinski senzorji se povezujejo preko MIPI ali USB.
Senzorji CMOS pri zaznavanju globine
Večina globinskih modulov uporablja amodul kamere cmosza kanal RGB plus namenski senzor globine (pogosto tudi CMOS). Za stereo dva enakamodul kamere cmosuporabljajo se senzorji. Isti senzor (npr. Sony IMX219) lahko služi kot leva in desna kamera.
Moduli kamere za zaznavanje globine Sincere
Pri Sincere ponujamo po merimodul kamererešitve za globinsko zaznavanje:
- Modul kamere za zaznavanje globine– Stereo, strukturirana svetloba ali ToF, prilagojena vašim potrebam.
- Modul kamere Raspberry pi 2– Ujemanje parov za stereo vid.
- USB modul kamere– Globinske kamere Plug-and-play z UVC in SDK-ji.
- Modul AI kamere– Vgrajeno zaznavanje predmetov na podlagi globine.
- Modul kamere Cmos– Visokokakovostni senzorji za stereo pare.
- 4k modul kamere– Ultra-HD RGB + globina ToF.
- Senzorski modul kamere– Integracija senzorja globine po meri.
- Vgrajen modul kamere– Moduli z nizko porabo energije in majhno globino za UAV in prenosnike.
Povzetek
A modul kamere za zaznavanje globinebarvnim slikam doda informacije o razdalji, s čimer omogoči strojem razumevanje 3D prostora. Stereo vid (poceni, pasivno), strukturirana svetloba (kratkega dosega, natančno) in čas leta (hitro, na prostem) so glavne tehnologije. Za preprost robotski projekt, stereo parmodul kamere raspberry pi 2je cenovno ugoden vstop. Za profesionalno uporabo, amodul usb kamereozmodul vgrajene kameres ToF zagotavlja hitro in zanesljivo globino. V kombinaciji z umetno inteligenco zaznavanje globine omogoča merjenje, navigacijo in interakcijo v resničnem svetu.
Obrnite se na Sincere, da se pogovorite o svojemmodul kamere za zaznavanje globinezahteve.
