ماژول دوربین دید استریو چیست؟

مقدمه

یک معمولیماژول دوربینیک تصویر مسطح و دو بعدی - رنگ و روشنایی، اما نه فاصله می گیرد. الفماژول دوربین دید استریواین تغییرات را تغییر می دهد: از دو لنز و حسگر برای درک عمق استفاده می کند، دقیقاً مانند چشم انسان. با دید استریو، یک ماشین می‌تواند دور بودن اشیاء را اندازه‌گیری کند، از موانع اجتناب کند و یک نقشه سه‌بعدی از محیط اطرافش بسازد. این مقاله توضیح می‌دهد که دید استریو چگونه کار می‌کند، چه اجزایی در آن نقش دارند، و این ماژول‌ها کجا استفاده می‌شوند - از روباتیک تا بازرسی صنعتی.

Stereo Vision چیست؟

دید استریو توانایی استنباط عمق از دو تصویر کمی افست است. الفماژول دوربین دید استریوشامل دو یکسان استماژول دوربینحسگرها با فاصله مشخصی از هم (خط پایه) قرار می گیرند. با مقایسه موقعیت یک ویژگی در تصاویر چپ و راست، سیستم نابرابری - تغییر افقی را محاسبه می کند. تغییر بیشتر به معنای شی نزدیکتر است. نتیجه یک استنقشه عمق، جایی که هر پیکسل نشان دهنده فاصله است.

چگونه یک ماژول دوربین استریو ویژن کار می کند

گرفتن- دوماژول دوربین cmosسنسورها (اغلبماژول دوربین 1080p) به طور همزمان عکس بگیرید.

اصلاح- تصاویر از نظر اعوجاج لنز تصحیح شده و تراز می شوند تا ویژگی های منطبق در همان ردیف افقی قرار گیرند.

تطبیق استریو- پردازنده نقاط مربوطه (لبه ها، گوشه ها) را بین تصاویر چپ و راست پیدا می کند - سخت ترین مرحله.

اختلاف در عمق– با استفاده از خط مبنا و فاصله کانونی، سیستم فاصله را برای هر پیکسل محاسبه می کند.

خروجی یک نقشه عمق زنده برای ناوبری، اندازه گیری یا بازسازی سه بعدی است.

اجزای کلیدی

دو سنسور تصویر- یکسانماژول دوربین cmosحسگرها الفماژول دوربین 1080p(2 مگاپیکسل) جزئیات و بار پردازش را متعادل می کند.

دو عدد لنز– معمولاً فوکوس ثابت. برخی از طرح ها از یک استفاده می کنندماژول دوربین فوکوس خودکاربرای تیز نگه داشتن هر دو طرف در فواصل مختلف، اما این نیاز به کالیبراسیون دقیق دارد.

پردازنده- یک تراشه اختصاصی یا یک کامپیوتر خارجی. بسیاری از ماژول های استریو یک ASIC پردازش عمق را یکپارچه می کنند.

رابط– خروجی های رایج عبارتند از USB (که آن را تبدیل به یکماژول دوربین usb) MIPI یا اترنت.

استریو در مقابل سایر فناوری‌های عمق

دید استریو اغلب همه کاره ترین انتخاب برای روبات های متحرک و هواپیماهای بدون سرنشین است زیرا تنها از دو دوربین استاندارد استفاده می کند.

برنامه های کاربردی

رباتیک- اجتناب از مانع، ناوبری، انتخاب و مکان.

هواپیماهای بدون سرنشین- حفظ ارتفاع، تعقیب زمین، اجتناب از برخورد.

بازرسی صنعتی- اندازه گیری ابعاد قطعه، تشخیص اجزای گمشده.

پزشکی- راهنمایی جراحی، اندازه گیری ارتوپدی.

خودرو– تشخیص عابر پیاده (ADAS).

Stereo Vision با ماژول دوربین USB

بسیاری از توسعه دهندگان با دو کار مشابه شروع می کنندماژول دوربین usbدوربین ها (مثلاماژول دوربین 1080p) به کامپیوتر متصل است. OpenCV عملکردهای تطبیق استریو آماده برای استفاده را فراهم می کند. با این حال، همگام‌سازی دو دوربین USB مجزا می‌تواند دشوار باشد - ممکن است فریم‌ها در همان لحظه ثبت نشوند. حرفه ایماژول دوربین دید استریودستگاه ها دارای همگام سازی سخت افزاری و یک خروجی USB هستند که به صورت یک دستگاه ترکیبی ظاهر می شود.

نقش فوکوس خودکار

یکماژول دوربین فوکوس خودکاردر تنظیمات استریو نادر است زیرا این دو لنز باید کاملاً مطابقت داشته باشند. اگر یک عدسی به طور مستقل حرکت کند، کالیبراسیون هندسی از بین می رود. اکثر ماژول های استریو از لنزهای فوکوس ثابت استفاده می کنند. طرح های پیشرفته ممکن است از پیوند استفاده کنندماژول دوربین فوکوس خودکارمکانیسم هایی – هر دو لنز با هم فوکوس می کنند – برای حفظ کالیبراسیون در فواصل مختلف.

انتخاب رزولوشن

ماژول دوربین 1080p(2 مگاپیکسل) محبوب‌ترین انتخاب برای دید استریو است - جزئیات کافی برای تطبیق ویژگی‌ها، اما برای پردازش خیلی سنگین نیست. برای اندازه گیری صنعتی با دقت بالا، سنسورهای با وضوح بالاتر (5 مگاپیکسل یا 4K) ممکن است استفاده شوند، اما آنها به قدرت پردازشی بسیار بیشتری نیاز دارند.

سیستم های جاسازی شده
برای ربات های با باتری، به دنبال ربات های کم مصرف باشیدماژول دوربین cmosو تطبیق کارآمد استریو. بعضی هاماژول دوربین دید استریودستگاه‌ها یک پردازنده عمق اختصاصی (مثلاً Intel RealSense، StereoLabs ZED) را ادغام می‌کنند و CPU میزبان را تخلیه می‌کنند - ایده‌آل برای برنامه‌های تعبیه‌شده.

ماژول‌های دوربین استریو ویژن Secretre

در صادقانه، ما سفارشی طراحی می کنیمماژول دوربینراه حل هایی برای دید استریو:

ماژول دوربین دید استریو- مطابقت داردماژول دوربین cmosجفت، کالیبره شده در کارخانه

ماژول دوربین یو اس بی– دوربین های استریو تک کابلی با همگام سازی سخت افزاری.

ماژول دوربین 1080p- سنسورهای 2 مگاپیکسلی ایده آل برای اکثر رباتیک و بازرسی.

ماژول دوربین فوکوس خودکار– فوکوس مرتبط برای فواصل متغیر (سفارش سفارشی).

خلاصه

A ماژول دوربین دید استریواز دو لنز و حسگر برای درک عمق استفاده می‌کند و ماشین‌ها را قادر می‌سازد تا فضای سه بعدی را جهت‌یابی، اندازه‌گیری و درک کنند. برخلاف نور ساختاریافته یا ToF، استریو در هر نور و در فضای باز به صورت غیرفعال کار می کند. یک مسیر توسعه مشترک استفاده از دو استماژول دوربین 1080pواحدها به عنوان aماژول دوربین usbجفت استریو با OpenCV. برای تولید، اختصاص داده شده استماژول دوربین دید استریوبا کالیبراسیون کارخانه و یک خروجی USB، ادغام آسان تر است. رزولوشن را هوشمندانه انتخاب کنید – 1080p شروع خوبی است – و این را به خاطر بسپاریدماژول دوربین فوکوس خودکارطرح ها نادر هستند و به مکانیسم های مرتبط نیاز دارند.

برای بحث در مورد خود با صادقانه تماس بگیریدماژول دوربین دید استریوالزامات