Uçuş(ToF) vaxtı ilə digər 3D dərinlik xəritə kameraları arasındakı fərq

3D dünyanı hiss etmək və onunla qarşılıqlı təsir etmək bacarığı müasir texnologiya landşaftında getdikcə daha çox əhəmiyyət kəsb edir. Ən perspektivlilərdən biri də "Time-of-Flight" (ToF) texnologiyasıdır. Bu, sənaye avtomatlaşdırılması və ticarət kimi qeyri-mobil sahələrdə populyarlıq qazanan 3D dərinlik xəritə həllidir. ToF konsepsiyası CCD texnologiyasını kilidləməklə birlikdə 1990-cı illərdən bəri ətrafda olsa da, yalnız son bir neçə ildə peşəkar bazarın sərt tələblərinə cavab vermək üçün yavaş-yavaş yetkinləşib.

Bu yazıda ToF kameralarının niyə 3D dərinlik xəritəsi üçün getdikcə daha çox populyarlaşdığını və stereo vision imaging və strukturlaşdırılmış işıq görüntüsü kimi digər 3D görüntü texnologiyalarından necə fərqləndiklərinə dərindən nəzər salmasına gələcəyik.

3D dərinlik xəritəsi nədir?

3D dərinlik xəritəsi, dərinlik sensinq və ya 3D xəritələmə də adlandırıla bilər. Bu, ətraf mühitdə sensorla müxtəlif nöqtələr arasındakı məsafəni dəqiq ölçməklə bir boşluq və ya obyektin 3D baxış təmsili yaradan kəsici texnologiyadır. Bu, ənənəvi 2D kamera məlumatlarının məhdudiyyətlərini pozur və dəqiq spatial qavrayış və real vaxtlı-vaxtında qərar qəbul etmə qabiliyyətini tələb edən tətbiqlər üçün olduqca vacibdir.

(Elə bir ki) başlarının (o biri dünyanın) arasından3D dərinlik xəritəsiişıq mənbəyini obyektə layihələndirilməsi, sonra isə əks olunan işığın çəkilməsi üçün kamera və ya sensordan istifadə etmək daxildir. Alınan məlumatlar dərinlik xəritəsini yaratmaq üçün əks olunmuş işığın vaxt gecikməsi və ya tərs sapmalarını müəyyən etmək üçün təhlil edilir. Laymanın şərtlərinə görə, dərinlik xəritəsi hər bir səhnə elementi ilə sensor.3D dərinlik xəritəsi arasındakı nisbi məsafəni təsvir edən rəqəmsal çərçivədir. Statik görüntü ilə dinamik interaktiv dünya arasındakı fərqdir.

Stereo görmə texnologiyası nədir?

Stereo görmə texnologiyası insan gözünün binokulyar görmə vasitəsilə dərinliyi dərk etmə qabiliyyətindən ilhamlanır. Bu texnologiya insan gözünün görmə sistemini təqlid etmək üçün stereo parallax anlayışından istifadə edir. Burada hər bir kamera öz baxış sahəsini qeyd edir və sonra bu müxtəlif şəkillərdən istifadə edərək bir səhnədəki obyektlərin məsafələrini hesablayır. Stereo parallaks — cismin sol gözün və sağ gözün gördüyü şəklin tutumunun fərqidir. Beyinin binokulyar parallaks vasitəsilə 2D retinal görüntüdən dərinlik məlumatlarının çıxarılması prosesi isə stereopsis adlanır.

Stereo görüntü kameraları bu çox texnologiyadan istifadə edir. Onlar müxtəlif baxış nöqtələrindən (insan gözünə bənzər) iki ayrı görüntü əldə edir, sonra isə bu şəkilləri hesablayıb obyekt məsafələrini müəyyən edirlər. Dərinlik xəritələri iki şəkildəki müvafiq xüsusiyyətləri tanımaqla və bu xüsusiyyətlər arasında üfüqi yerdəyişmə və ya parallaksı ölçməklə inşa edilir. Bir şeyi qeyd etmək lazımdır ki, parallaks nə qədər böyük olarsa, obyekt müşahidəçiyə bir o qədər yaxındır.

Stereo görüntü kamerası necə işləyir?

Stereo görmə kameraları insan gözünün texnikasını təqlid edir. Bu kameralar dərinliyi trianqulyasiyanın geometriya vasitəsilə dərk edir. Burada nəzərə almaq üçün bir neçə əsas xüsusiyyət var:

• Bazal: iki kamera arasındakı məsafə, insan şagird aralarına bənzər (~50-75 mm, şagird məsafəsi).
• Qətnamə: dərinliyinə mütənasibdir. Yüksək həll sensorlar parallaksı təhlil etmək üçün daha çox piksel təmin edir, daha dəqiq dərinlik hesablamaları üçün imkan verir.
• Fokal uzunluğu: Fokal uzunluğu sahənin dərinliyinə mütənasibdir. Dərinlik aralığına və baxış sahəsinə, uzunluğun qısa fokusuna, geniş mənzərə sahəsinə, lakin yaxın sahə haqqında düzgün olmayan dərinlik təsəvvürlərinə təsir edir;fokus uzunluğuyüksək, baxış sahəsi böyük, yaxın sahədə olan obyektlərin daha ətraflı müşahidə olunmasıdır.

Stereo görüntü kameraları, avtomatik naviqasiya sistemləri və 3D bərpa kimi böyük bir görünüş sahəsi tələb edən açıq havada tətbiq üçün xüsusilə uyğundur. Əlbəttə ki, texnologiyanın tələb etdiyi kimi, ələ keçirilmiş görüntü kifayət qədər detal və tekstu və ya inhomogeneity olmalıdır. Biz həmçinin, fiqurların aşkarlanmasını və dərinlik xəritəsinin keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün səhnəni strukturlu işıqlandırma ilə işıqlandıraraq bu teksturları və detalları da artıra bilərik.

Strukturlaşdırılmış işıq görüntüləmə nədir?

Strukturlaşdırılmış işıq təsviri mürəkkəb 3D dərinlik xəritələmə metodudur. Bu metod işıq mənbəyindən istifadə edərək bir quruluşu səthə layihə etdirir və sonra obyektin 3D geometri ilə qarşılıqlı əlaqədə olduğu zaman həmin quruluşun təhrifini tutur. Bu üsul obyektin ölçülərini dəqiq ölçməyə və onun 3D formasının bərpasına imkan verir.

3D görüntüləmədə strukturlu işıq kameraları lazer və ya LED kimi işıq mənbəyindən istifadə edərək bir pattern (adətən bir şəbəkə və ya silsilə zolaq) layihələndirilməsi üçün istifadə edirlər. Bu şəklin məqsədi kameranın işıqlandıran səthindəki dəyişiklikləri tanımaq və ölçmək qabiliyyətini artırmaqdır. Şəkil bir cismin səthini işıqlandırdıqda, o, cismin forma və sətrinə uyğun olaraq deformasiyaya uğrayr. kamera modulubu təhrif olunmuş nümunələri işıq mənbəyinə müxtəlif bucaqlarda tuta bilir.

Strukturlaşdırılmış işıq kamerası necə işləyir?

Strukturlaşdırılmış işıq kamerasının görüntülənməsi bir neçə addımla bağlıdır. Bu addımlar aşağıda qısa xülasə edilir:

• Desplyut proyeksiyası. Xüsusi hazırlanmış işıq sxemi obyektə proyeksiya edilir. Sonra o, deformasiyaya uğrayaraq obyektin konturları əsasında 3D xəritəyə nail olur.
• Görüntünün çəkilməsi: Deformasiya olunmuş şəkil kamera tərəfindən tutulur və şəkildəki dəyişikliklər müəyyən bucaq altında müşahidə edilir. Obyektin dərinliyi məlum olan proqned işıq sxemini və cismin 3D səthi ilə işıq qarşılıqlı əlaqəsini müqayisə etməklə inferrasiya olunur.
• Triangulation: Kamera məlum olan layihələnmiş şəkil və çəkilmiş görüntüdən istifadə edərək, ətraflı 3D xəritə yaratmaq üçün cismin dərinliyini triangulyasiya ilə hesablamaq üçün istifadə edir.

Strukturlaşdırılmış işıq təsvirinin dəqiqliyinə və həllinə işıq mənbəyinin keyfiyyəti, quruluşun mürəkkəbliyi, kameranın detalları həll etmək qabiliyyəti kimi amillər təsir edir. Bu üsul xüsusilə işıqlandırmanın idarə olunduğu və obyektin səthi xüsusiyyətlərinin aydın göründüyü mühitlərdə effektivdir.

Zaman-of-Flight Imaging nədir?

"Time-of-Flight" (ToF) təsvirləri artıq xüsusi məqalə ilə əhatə olunub. Time-of-Flight (ToF) təsviri yüksək dəqiqliyə və real vaxt performansına malik olan texnologiyadır. Bu gün 3D dərinlik xəritəsi üçün üstünlük verilən həlldir. ToF texnologiyasının əsasını işıq mənbəyi təşkil edir. İşıq siqnalının kameradan yayılması, cismin əks olunması və sensora qayıtması üçün lazım olan vaxtı ölçür. Bu, obyektə olan məsafəni heyrətamiz dəqiqliklə hesablamağa imkan verir. Maraqlı tərəflər ToF texnologiyasının prinsiplərinə, eləcə də onun üstünlük və çatışmazlıqlarına dərindən nəzər salmaq üçün əvvəlki məqaləyə müraciət edə bilərlər.

Stereo Vision vs. Structured Light vs. Time-of-Flight (ToF) Görüntüləmə

3D görüntüləmə dedikdə, stereo görüntü, strukturlaşdırılmış işıq görüntüləmə və uçuş vaxtı (ToF) üsulları arasında seçim, adətən, tətbiqin spesifik tələblərindən asılıdır. Hər bir yanaşmanın öz faydaları və məhdudiyyətləri var. Bu, toF kameralarının bir çox 3D xəritə proqramları üçün daha çox üstünlük verilən seçim kimi tanınmasının səbəbini anlamaq üçün ətraflı araşdıracağıq.

Niyə uçuş vaxtı (ToF) kamera 3D xəritə üçün daha yaxşı seçimdir?

Dəqiqlik 3D xəritə texnologiyası üçün kritikdir. Yuxarıda 3D dərinlik görüntüləmənin nə olduğunu öyrənmişik. Həmçinin uçuş vaxtı (ToF), strukturlaşdırılmış işıq və stereo görüntü haqqında məlumat əldə etmişik. Qısa olaraq qısa olaraq qısa olaraq yekunlaşdıralım ki, nəyə görə uçuş vaxtı (ToF) 3D xəritə üçün daha münasibdir.

• Birbaşa Dərinlik Ölçüm:ToF kameraları dərinliyi birbaşa ölçə bilər, stereo görmə və ya quruluşlu işıq sistemləri ilə müqayisədə məlumatların işlənməsi tələblərini sadələşdirə bilər. Bu sistemlər mürəkkəb alqoritmlərə arxalanaraq görüntü parallaksı və ya pattern təhrifinə əsaslanaraq dərinlikləri hesablayır.
• Yüksək Dəqiqlik və Genişzolaqlılıq:Mm-ə qədər yüksək dəqiqlik ölçülərini təmin etmək, genişlənmiş dərinlik aralığı ilə birləşərək ToF kameranı müxtəlif məsafələrdə dəqiq ölçmələr üçün yaxşı uyğun edir.
• Proqram komplekti:ToF kamera dərinlik məlumatları birbaşa sensordan yaranır, alqoritmlərə olan ehtiyacı azaldır. Verilənlərin işlənməsi effektivliyinin artırılması və daha sürətli həyata keçirilməsi.
• Daha yaxşı aşağı işıq performansı:İşıq mənbəyinə söykənən stereo görüntü ilə müqayisədə Tof kameraları aktiv və etibarlı işıq mənbəyinə görə aşağı işıqlı şəraitdə daha yaxşı performans göstərir.
• Kompakt və enerji sərfəli dizayn:Digər sensorlardan fərqli olaraq Tof kameraları daha kompakt olur və daha az güc sərf edir. Portativ və ya batareya ilə işləyən cihazlar üçün idealdır.
• Real vaxt data işlənməsi:Tof kamerası dərinlik məlumatlarını çox tez tutur və emal edir, bu isə robot texnikası kimi real vaxt tətbiqləri üçün ideal edir.

Hansı tətbiqlərə uçuş vaxtı kameralar lazımdır?

Avtonom Mobil Robotlar (AMR):Tof kamerası real vaxt məsafəsinin ölçülməsini və maneələrin aşkarlanmasını təmin edir, amR-ə mürəkkəb açıq və qapalı mühitdə səyahət etmək üçün şərait yaradır. Yol planlaşdırma və toqquşma qaçınma, robot avtonomiya və etibarlılıq yaxşılaşdırılması üçün helps.

Avtomatlaşdırılmış Bələdçi Avtomobillər (AQV):Anbar və istehsal mühitində ToF kameraları ilə təchiz olunmuş AGV-lər etibarlı naviqasiya və dəqiq material işlənməsini təmin edir. Bu kameraların təqdim etdiyi dərinlik məlumatları logistikanı optimallaşdırmaq və insan müdaxiləsini azaltmaq üçün qabaqcıl yol tapmaq alqoritmlərini dəstəkləyir.

Üz tanıma əsaslı anti-spoofing qurğuları:Artırılmış üz tanıma sistemlərindəki ToF kameraları həqiqi üzlə təkrar etmək cəhdi (məsələn, maska və ya foto) arasında fərqlənə bilən dərin məlumatları təhlil edərək üz tanıma spoofingi vasitəsilə icazəsiz girişin qarşısını alır.

Yekun

Bu məqalə vasitəsilə 3D görüntüləmə sahəsində uçuş (ToF) kameralarının mühüm rolunu görmək mümkündür. ToF kameralarının faydaları, həmçinin onların dəqiq spatial məlumatlara söykənən sənayedə inqilab etmək potensialını vurğulayır.
Stereo vision, strukturlaşdırılmış işıq görüntüləmə və ToF texnologiyalarının hər birinin öz loyallığı olduğu halda, ToF kameraları nisbətən aşağı proqram kompleksi ilə birbaşa, dəqiq və ölçülü dərinlik ölçmələrini təmin etmək bacarığı ilə fərqlənə bilər. Bu isə onları sürət, dəqiqlik və etibarlılığın kritik olduğu proqramlar üçün ideal edir.

Təchizat və özəlləşdirmə sahəsində on il ərzində sənaye təcrübəsi olanOEM kameraları, Sinoseen kamera modulunuz üçün ən xüsusi görüntü həllərini sizə təqdim edə bilər. MiPI, USB, dvp və ya MIPI csi-2 interfeysi olmasından asılı olmayaraq, Sinoseen həmişə sizin məmnuniyyətiniz üçün bir həll var. Xahiş edirik, hər hansı bir şeyə ehtiyacınız varsa, bizimlə əlaqə saxlamaqda sərbəstlik hiss edin.