Sissejuhatus
Tavalinekaamera mooduljäädvustab tasapinnalise kahemõõtmelise pildi – värvi ja heleduse, kuid mitte kauguse. Astereokaamera moodulmuudab seda: see kasutab sügavuse tajumiseks kahte läätse ja andurit, sarnaselt inimese silmadega. Stereonägemise abil saab masin mõõta, kui kaugel asuvad objektid, vältida takistusi ja koostada ümbritsevast 3D-kaardi. See artikkel selgitab, kuidas stereonägemine töötab, millised komponendid on kaasatud ja kus neid mooduleid kasutatakse – robootikast tööstusliku kontrollini.
Mis on Stereo Vision?
Stereonägemine on võime järeldada sügavust kahe veidi nihutatud pildi põhjal. Astereokaamera moodulsisaldab kahte identsetkaamera moodulandurid, mis on paigutatud üksteisest teadaolevale kaugusele (alusjoon). Võrreldes sama tunnuse asukohta vasak- ja parempoolsel pildil, arvutab süsteem välja erinevuse – horisontaalnihke. Rohkem nihet tähendab lähemalt objekti. Tulemuseks on asügavuse kaart, kus iga piksel tähistab kaugust.
Kuidas Stereo Vision kaamera moodul töötab
Jäädvusta– Kakscmos kaamera moodulandurid (sagelikaamera moodul 1080p) jäädvustada pilte üheaegselt.
Parandamine– Pilte korrigeeritakse objektiivi moonutuste suhtes ja joondatakse nii, et sobivad omadused asuvad samal horisontaalsel real.
Stereo sobitamine– Protsessor leiab vastavad punktid (servad, nurgad) vasaku ja parema pildi vahelt – kõige nõudlikum samm.
Erinevus sügavusele– Kasutades baasjoont ja fookuskaugust, arvutab süsteem iga piksli jaoks kauguse.
Väljund on reaalajas sügavuskaart navigeerimiseks, mõõtmiseks või 3D-rekonstrueerimiseks.
Põhikomponendid
Kaks pildisensorit– Identnecmos kaamera moodulandurid. Akaamera moodul 1080p(2 MP) tasakaalustab detaile ja töötlemiskoormust.
Kaks objektiivi– Tavaliselt fikseeritud fookusega. Mõned kujundused kasutavad anautofookusega kaamera moodulet mõlemad küljed oleksid erinevatel vahemaadel teravad, kuid see nõuab hoolikat kalibreerimist.
Protsessor– Spetsiaalne kiip või väline arvuti. Paljud stereomoodulid integreerivad sügavtöötluse ASIC-i.
Liides– Tavaliste väljundite hulka kuulub USB (mis muudab selle ausb kaamera moodul), MIPI või Ethernet.
Stereo vs muud sügavustehnoloogiad
| Tehnoloogia | Tugevused | Nõrkused |
|---|---|---|
| Stereo nägemine | Passiivne (ei ole lisavalgust), töötab välitingimustes, väikese võimsusega | Vajab tekstureeritud pindu, arvutuslikult raske |
| Struktureeritud valgus | Väga täpne lühikese vahemaa korral | Väljas ei tööta, vajab IR projektorit |
| Lennuaeg (ToF) | Kiire, töötab õues | Madalam eraldusvõime, mitmeteelised häired |
Stereonägemine on mobiilsete robotite ja droonide jaoks sageli kõige mitmekülgsem valik, kuna see kasutab ainult kahte standardkaamerat.
Rakendused
Robootika– Takistuste vältimine, navigeerimine, vali ja aseta.
Droonid– Kõrguse hoidmine, maastiku jälgimine, kokkupõrke vältimine.
Tööstuslik ülevaatus– Osade mõõtmete mõõtmine, puuduvate komponentide tuvastamine.
Meditsiiniline– Kirurgiline juhendamine, ortopeediline mõõtmine.
Autotööstus– jalakäijate tuvastamine (ADAS).
Stereo nägemine USB-kaamera mooduliga
Paljud arendajad alustavad kahest identsestusb kaamera moodulkaamerad (ntkaamera moodul 1080p) ühendatud arvutiga. OpenCV pakub kasutusvalmis stereo sobitamise funktsioone. Kahe eraldiseisva USB-kaamera sünkroonimine võib aga olla keeruline – kaadreid ei pruugita ühel hetkel jäädvustada. Professionaalnestereokaamera moodulseadmetel on riistvara sünkroonimine ja üks USB-väljund, mis kuvatakse ühe kombineeritud seadmena.
Autofookuse roll
Anautofookusega kaamera moodulon stereoseadetes haruldane, kuna kaks objektiivi peavad jääma ideaalselt kokku. Kui üks objektiiv liigub iseseisvalt, kaob geomeetriline kalibreerimine. Enamik stereomooduleid kasutavad fikseeritud fookusega objektiive. Täiustatud kujundused võivad kasutada linkiautofookusega kaamera moodulmehhanismid – mõlemad objektiivid teravustavad koos –, et säilitada kalibreerimine erinevatel vahemaadel.
Eraldusvõime valimine
Kaamera moodul 1080p(2 MP) on stereovaate jaoks kõige populaarsem valik – piisavalt detaile funktsioonide sobitamiseks, kuid mitte liiga raske töötlemisel. Kõrgtäpse tööstusliku mõõtmise jaoks võib kasutada suurema eraldusvõimega andureid (5 MP või 4K), kuid need nõuavad palju rohkem töötlemisvõimsust.
Manussüsteemid
Akutoitel robotite jaoks otsige madala võimsusega robotitcmos kaamera moodulja tõhus stereo sobitamine. Mõnedstereokaamera moodulseadmed integreerivad spetsiaalse sügavusprotsessori (nt Intel RealSense, StereoLabs ZED), laadides maha host-CPU – ideaalne manusrakenduste jaoks.
Sirge Stereo Vision kaameramoodulid
Firmas Sincere kujundame kohandatud disainikaamera moodulStereonägemise lahendused:
Stereovaatekaamera moodul– Sobitudcmos kaamera moodulpaarid, tehases kalibreeritud.
Usb kaamera moodul– Riistvaralise sünkroniseerimisega ühe kaabliga stereokaamerad.
Kaamera moodul 1080p– 2-megapikslised andurid, mis sobivad ideaalselt enamiku robootika ja kontrollide jaoks.
Automaatse teravustamise kaamera moodul– Seotud fookus muutuva vahemaa jaoks (kohandatud järjestus).
Kokkuvõte
A stereokaamera moodulkasutab sügavuse tajumiseks kahte objektiivi ja andurit, võimaldades masinatel 3D-ruumis navigeerida, mõõta ja mõista. Erinevalt struktureeritud valgust või ToF-ist töötab stereo passiivselt igas valgustuses ja õues. Levinud arengutee on kasutada kahtekaamera moodul 1080püksused nagu ausb kaamera moodulstereopaar OpenCV-ga. Tootmiseks pühendatudstereokaamera moodultehase kalibreerimisega ja ühe USB-väljundiga on lihtsam integreerida. Valige targalt eraldusvõime – 1080p on hea algus – ja pidage seda meelesautofookusega kaamera mooduldisainilahendused on haruldased ja nõuavad seotud mehhanisme.
Võtke ühendust Siirega, et arutada omastereokaamera moodulnõuded.
