مقدمه
یک دوربین معمولی یک تصویر مسطح و دو بعدی می گیرد. روشنایی و رنگ را ثبت می کند، اما نه اینکه اجسام چقدر دور هستند. الفماژول دوربین حسگر عمقبعد سوم را اضافه می کند: فاصله دوربین تا هر نقطه از صحنه را اندازه می گیرد. این قابلیت برای روباتیک، واقعیت افزوده، کنترل حرکات و ناوبری مستقل ضروری است. این مقاله نحوه عملکرد سنجش عمق، فناوری های مختلف و نحوه انتخاب یک را توضیح می دهدماژول دوربینبرای پروژه شما - از یکماژول دوربین رزبری پای 2برای یک ربات DIY به سطح بالاماژول دوربین 4kبرای دید صنعتی
عمق سنج چیست؟
حس عمق ایجاد می کندنقشه عمق- تصویری که در آن هر پیکسل نشان دهنده فاصله تا جسم است، نه رنگ آن. با یک نقشه عمق، یک ماشین می داند که یک فرد در فاصله 1 متری، یک دیوار در فاصله 3 متری و کف 0.5 متر زیر آن قرار دارد. این امکان اجتناب از برخورد، اندازه گیری اشیا و درک صحنه را فراهم می کند.
A ماژول دوربین حسگر عمقیک استاندارد را ترکیب می کندماژول دوربین سنسور(رنگی) با یک یا چند حسگر اضافی یا منبع نور برای محاسبه فاصله.
حسگر عمق چگونه کار می کند: سه فناوری اصلی
| تکنولوژی | چگونه کار می کند | بهترین برای |
|---|---|---|
| دید استریو | دو دوربین مثل چشم ویژگی های بین تصاویر را برای مثلث کردن فاصله مطابقت می دهد. | روباتیک عمومی، فضای داخلی |
| نور ساختار یافته | الگوی نقطه IR پروژه. اعوجاج عمق را آشکار می کند. | برد کوتاه، دقت بالا (تشخیص چهره) |
| زمان پرواز (ToF) | زمان بازگشت نور IR را اندازه گیری می کند. | برد متوسط، سریع، در فضای باز |
بسیاریماژول دوربین تعبیه شدهطراحی ها از دید استریو استفاده می کنند زیرا غیرفعال است (بدون نور اضافی) و بر اساس استاندارد کار می کندماژول دوربین cmos. استریو به دو سنسور هماهنگ و قدرت پردازش بیشتری نیاز دارد.
سنجش عمق استریو
یک عمق استریوماژول دوربیناز دو یکسان استفاده می کندماژول دوربین سنسورواحدها (معمولاماژول دوربین cmosمبتنی بر). پس از کالیبراسیون، پردازنده ویژگی های منطبق بین تصاویر چپ و راست را پیدا می کند. نابرابری (تغییر افقی) فاصله را نشان می دهد - تغییر بزرگتر به معنای شی نزدیکتر است.
A ماژول دوربین رزبری پای 2می توان در یک جفت استریو - دو ماژول روی یک Raspberry Pi استفاده کرد. دوربین رسمی Pi از aماژول دوربین cmos(Sony IMX219). با نرم افزار منبع باز (StereoPi)، می توانید یک ربات سنجش عمق کم هزینه بسازید.
سنجش عمق ساختار یافته
یک پروژکتور IR یک الگوی نقطه ثابت را روی صحنه میاندازد. یک دوربین (اغلب الفماژول دوربین usbبا یک فیلتر IR-pass) الگو را ثبت می کند. وقتی الگو به سطح سه بعدی برخورد می کند، نقاط جابه جا می شوند. مقدار جابجایی فاصله را نشان می دهد. بسیار دقیق در فاصله 0.2 تا 1.5 متر - در Kinect v1 و قفل گوشی با چهره استفاده شده است.
تشخیص عمق زمان پرواز (ToF).
یک ToFماژول دوربین حسگر عمقیک پالس نور IR کوتاه ساطع می کند و زمان بازگشت را اندازه می گیرد. سرعت نور ثابت است، بنابراین زمان فاصله می دهد. ToF سریع است (تا 60 فریم در ثانیه) و در فضای باز کار می کند. مورد استفاده در وسایل نقلیه خودران و گوشی های پرچمدار. الفماژول دوربین 4kبا ToF می تواند یک نقشه عمق با وضوح بالا در کنار رنگ 4K ایجاد کند.
چرا از سنجش عمق استفاده کنیم؟
جلوگیری از موانع برای ربات ها - بدون ضربه حرکت کنید.
کنترل ژست - کشیدن انگشتها را تشخیص دهید، به صورت سه بعدی بگیرید.
اندازه گیری شی - اندازه محصولات روی نوار نقاله.
واقعیت افزوده - اشیاء مجازی را به درستی قرار دهید.
افراد در حال شمارش - عابران بدون چهره قابل شناسایی را بشمارید.
عمق سنج و هوش مصنوعی
یکماژول دوربین Aiمی تواند داده های عمق را با یک شبکه عصبی ترکیب کند تا اشیا را بر اساس شکل و اندازه طبقه بندی کند. به عنوان مثال، می تواند یک فرد را شناسایی کند و ارتفاع و فاصله را تخمین بزند - برای نظارت بر جمعیت یا پرداخت مستقل مفید است. عمق همچنین به هوش مصنوعی کمک می کند تا عکس های مسطح (جعل) را در تشخیص چهره نادیده بگیرد.
انتخاب ماژول دوربین حسگر عمق
| برنامه | فناوری توصیه شده | مثال |
|---|---|---|
| روباتیک رومیزی (داخلی) | استریو | دوماژول دوربین رزبری پای 2 |
| ربات موبایل / پهپاد | ToF (سریع، در فضای باز) | ToFماژول دوربین تعبیه شده |
| تشخیص چهره (محدوده کوتاه) | نور ساختار یافته | نور ساختار یافتهماژول دوربین usb |
| اتوماسیون انبار | استریو یا ToF | ماژول دوربین 4kبا استریو |
| هدست AR / VR | ToF | ToF مینیاتوریماژول دوربین سنسور |
تشخیص عمق با ماژول دوربین USB
بسیاری از دوربین های عمقی از طریق USB به رایانه شخصی متصل می شوند. الفماژول دوربین usbنمونه اولیه با استریو یا ToF آسان است - SDK را وصل کرده و از آن استفاده کنید. اینتل RealSense یک مثال است. بعضی هاماژول دوربین تعبیه شدهسنسورهای عمق از طریق MIPI یا USB متصل می شوند.
سنسورهای CMOS در سنجش عمق
اکثر ماژول های عمق از a استفاده می کنندماژول دوربین cmosبرای کانال RGB به اضافه یک سنسور عمق اختصاصی (اغلب CMOS نیز). برای استریو، دو تا یکسانماژول دوربین cmosسنسورها استفاده می شود. همان سنسور (به عنوان مثال، Sony IMX219) می تواند به عنوان تصویرگر چپ و راست عمل کند.
ماژولهای دوربین حسگر عمقی Sincere
در صادقانه، ما سفارشی را ارائه می دهیمماژول دوربینراه حل های سنجش عمق:
- ماژول دوربین حسگر عمق- استریو، نور ساختاریافته یا ToF، متناسب با نیازهای شما.
- ماژول دوربین Raspberry pi 2- جفت های همسان برای دید استریو.
- ماژول دوربین یو اس بی– دوربینهای عمقی وصل و پخش با UVC و SDK.
- ماژول دوربین Ai– تشخیص شیء مبتنی بر عمق روی برد.
- ماژول دوربین Cmos– سنسورهای با کیفیت بالا برای جفتهای استریو.
- ماژول دوربین 4k– Ultra-HD RGB + عمق ToF.
- ماژول دوربین سنسور- یکپارچه سازی حسگر عمق سفارشی
- ماژول دوربین تعبیه شده– ماژول های کم مصرف و عمق کم برای پهپادها و قابل حمل.
خلاصه
A ماژول دوربین حسگر عمقاطلاعات فاصله را به تصاویر رنگی اضافه می کند و به ماشین ها اجازه می دهد فضای سه بعدی را درک کنند. دید استریو (کم هزینه، غیرفعال)، نور ساختاریافته (کوتاه برد، دقیق)، و زمان پرواز (سریع، در فضای باز) فناوریهای اصلی هستند. برای یک پروژه رباتیک ساده، یک جفت استریوماژول دوربین رزبری پای 2یک ورودی مقرون به صرفه است. برای استفاده حرفه ای، الفماژول دوربین usbیاماژول دوربین تعبیه شدهبا ToF عمق سریع و قابل اعتماد را ارائه می دهد. در ترکیب با هوش مصنوعی، سنجش عمق اندازه گیری، ناوبری و تعامل با دنیای واقعی را امکان پذیر می کند.
برای بحث در مورد خود با صادقانه تماس بگیریدماژول دوربین حسگر عمقالزامات
