perbedaan antara waktu penerbangan dan kamera pemetaan kedalaman 3D lainnya

Kemampuan untuk merasakan dan berinteraksi dengan dunia 3D menjadi semakin penting dalam lanskap teknologi saat ini, dan salah satu yang paling menjanjikan adalah teknologi Time-of-Flight (ToF). Ini adalah solusi pemetaan kedalaman 3D yang inovatif yang semakin populer di area non-mobile seperti otomatisasi industri dan ritel. Meskipun konsep ToF telah ada sejak tahun 1990-an bersamaan dengan teknologi CCD terkunci, baru dalam beberapa tahun terakhir ini perlahan-lahan matang untuk memenuhi persyaratan ketat pasar profesional.

Dalam pos ini, kita akan melihat lebih dalam mengapa kamera ToF semakin populer untuk pemetaan kedalaman 3D, dan bagaimana mereka berbeda dari teknologi pencitraan 3D lainnya seperti pencitraan visi stereo dan pencitraan cahaya terstruktur.

Apa itu pemetaan kedalaman 3D?

Pemetaan kedalaman 3D, juga dapat disebut sebagai penginderaan kedalaman atau pemetaan 3D. Ini adalah teknologi mutakhir yang menciptakan representasi tampilan 3D dari suatu ruang atau objek dengan mengukur jarak antara sensor dan berbagai titik di lingkungan secara akurat. Ini melampaui batasan data kamera 2D tradisional dan sangat penting untuk aplikasi yang memerlukan persepsi spasial yang akurat dan kemampuan pengambilan keputusan waktu nyata.

di intinya,Pemetaan kedalaman 3Dmelibatkan memproyeksikan sumber cahaya ke objek dan kemudian menggunakan kamera atau sensor untuk menangkap cahaya yang dipantulkan. Data yang ditangkap dianalisis untuk menentukan keterlambatan waktu atau deviasi pola dari cahaya yang dipantulkan untuk menghasilkan peta kedalaman. Dalam istilah awam, peta kedalaman adalah cetak biru digital yang menggambarkan jarak relatif antara setiap elemen adegan dan sensor. Pemetaan kedalaman 3D adalah perbedaan antara gambar statis dan dunia interaktif dinamis.

Apa itu teknologi penglihatan stereo?

Teknologi visi stereo terinspirasi oleh kemampuan mata manusia untuk mempersepsikan kedalaman melalui penglihatan binokular. Teknologi ini memanfaatkan konsep paralaks stereo untuk meniru sistem visual mata manusia, di mana setiap kamera merekam bidang pandangnya dan kemudian menggunakan gambar-gambar yang berbeda ini untuk menghitung jarak objek dalam suatu adegan. Paralaks stereo adalah perbedaan posisi gambar suatu objek yang dilihat oleh mata kiri dan mata kanan. Dan proses di mana otak mengekstrak informasi kedalaman dari gambar retina 2D melalui paralaks binokular disebut stereopsis.

Kamera visi stereo menggunakan teknologi ini. Mereka menangkap dua gambar terpisah dari sudut pandang yang berbeda (mirip dengan mata manusia) dan kemudian mengorelasikan gambar-gambar ini secara komputasi untuk menentukan jarak objek. Peta kedalaman dibangun dengan mengenali fitur yang sesuai dalam dua gambar dan mengukur pergeseran horizontal atau paralaks antara fitur-fitur ini. Satu hal yang perlu dicatat adalah bahwa semakin besar paralaks, semakin dekat objek tersebut dengan pengamat.

Bagaimana cara kerja kamera visi stereo?

Kamera visi stereo meniru teknik mata manusia, yang mempersepsikan kedalaman melalui geometri triangulasi, di mana ada beberapa atribut kunci yang perlu diperhitungkan:

• Garis dasar: jarak antara dua kamera, mirip dengan jarak pupil manusia (~50-75 mm, jarak pupil).
• Resolusi: proporsional terhadap kedalaman. Sensor resolusi lebih tinggi menyediakan lebih banyak piksel untuk menganalisis paralaks, memungkinkan perhitungan kedalaman yang lebih akurat.
• Panjang fokus: Panjang fokus sebanding dengan kedalaman bidang. Mempengaruhi rentang kedalaman dan sudut pandang, panjang fokus pendek, sudut pandang lebar, tetapi persepsi kedalaman yang buruk di bidang dekat;jarak fokustinggi, sudut pandang besar, pengamatan objek di bidang dekat yang lebih detail.

Kamera visi stereo sangat cocok untuk aplikasi luar ruangan yang memerlukan sudut pandang besar, seperti sistem navigasi otomatis dan rekonstruksi 3D. Tentu saja, teknologi ini mengharuskan bahwa gambar yang ditangkap harus memiliki detail dan tekstur atau inhomogenitas yang cukup. Kita juga dapat meningkatkan tekstur dan detail ini dengan menerangi adegan dengan pencahayaan terstruktur untuk meningkatkan deteksi fitur dan meningkatkan kualitas peta kedalaman.

Apa itu pencitraan cahaya terstruktur?

Pencitraan cahaya terstruktur adalah metode pemetaan kedalaman 3D yang canggih yang memanfaatkan sumber cahaya untuk memproyeksikan pola pada permukaan dan kemudian menangkap distorsi pola tersebut saat berinteraksi dengan geometri 3D objek. Teknik ini memungkinkan pengukuran yang akurat dari dimensi objek dan rekonstruksi bentuk 3D-nya.

Dalam pencitraan 3D, kamera cahaya terstruktur menggunakan sumber cahaya seperti laser atau LED untuk memproyeksikan pola (biasanya kisi atau serangkaian garis). Tujuan dari pola tersebut adalah untuk meningkatkan kemampuan kamera dalam mengenali dan mengukur perubahan pada permukaan yang diteranginya. Ketika pola tersebut menerangi permukaan objek, pola itu terdeformasi sesuai dengan bentuk dan sifat spasial objek tersebut.Modul kameradapat menangkap pola yang terdistorsi ini dari sudut yang berbeda terhadap sumber cahaya.

Bagaimana cara kerja kamera cahaya terstruktur?

Pencitraan kamera cahaya terstruktur melibatkan beberapa langkah, yang dirangkum secara singkat di bawah ini:

• Proyeksi pola: Pola cahaya yang dirancang khusus diproyeksikan ke objek, yang kemudian terdeformasi untuk mencapai pemetaan 3D berdasarkan kontur objek.
• Penangkapan Gambar: Pola yang terdeformasi ditangkap oleh kamera dan perubahan pola diamati dari sudut tertentu. Kedalaman objek diinduksi dengan membandingkan pola cahaya yang diproyeksikan yang diketahui dan interaksi cahaya dengan permukaan 3D objek.
• Triangulasi: Kamera menggunakan pola yang diproyeksikan yang diketahui dan gambar yang ditangkap untuk menghitung kedalaman objek melalui triangulasi untuk membuat peta 3D yang detail.

Akurasi dan resolusi pencitraan cahaya terstruktur dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti kualitas sumber cahaya, kompleksitas pola, dan kemampuan kamera untuk meresolusi detail. Teknik ini sangat efektif di lingkungan di mana pencahayaan dikendalikan dan fitur permukaan objek terlihat jelas.

Apa itu Pencitraan Waktu Terbang?

Pencitraan Time-of-Flight (ToF) telah dibahas dalam artikel khusus. Pencitraan Time-of-Flight (ToF) adalah teknologi dengan akurasi tinggi dan kinerja waktu nyata, dan merupakan solusi yang diutamakan untuk pemetaan kedalaman 3D saat ini. Di jantung teknologi ToF adalah sumber cahaya, yang mengukur waktu yang dibutuhkan untuk sinyal cahaya menyebar dari kamera, memantul dari objek, dan kembali ke sensor, memungkinkan jarak ke objek dihitung dengan akurasi yang luar biasa. Pihak yang berminat dapat merujuk ke artikel sebelumnya untuk melihat lebih dalam tentang prinsip-prinsip teknologi ToF serta kelebihan dan kekurangannya.

Visi Stereo vs. Cahaya Terstruktur vs. Pencitraan Time-of-Flight (ToF)

Ketika datang ke pencitraan 3D, pilihan antara visi stereo, pencitraan cahaya terstruktur, dan teknik waktu terbang (ToF) biasanya tergantung pada kebutuhan spesifik dari aplikasi. Setiap pendekatan memiliki manfaat dan keterbatasannya sendiri, yang akan kita jelajahi secara rinci untuk membantu Anda memahami mengapa kamera ToF semakin diakui sebagai pilihan yang lebih disukai untuk banyak aplikasi pemetaan 3D.

Mengapa kamera waktu terbang (ToF) adalah pilihan yang lebih baik untuk pemetaan 3D?

Akurasi sangat penting untuk teknologi pemetaan 3D. Di atas, kita telah mempelajari apa itu pencitraan kedalaman 3D, serta informasi tentang waktu terbang (ToF), cahaya terstruktur, dan visi stereo. Mari kita ringkas mengapa waktu terbang (ToF) lebih cocok untuk pemetaan 3D.

• Pengukuran Kedalaman Langsung:Kamera ToF dapat mengukur kedalaman secara langsung, menyederhanakan kebutuhan pemrosesan data dibandingkan dengan sistem visi stereo atau cahaya terstruktur yang bergantung pada algoritma kompleks untuk menghitung kedalaman berdasarkan paralaks gambar atau distorsi pola.
• Akurasi Tinggi dan Ekspansibilitas:Memberikan pengukuran akurasi tinggi hingga mm hingga cm, dikombinasikan dengan rentang kedalaman yang dapat diperluas, membuat kamera ToF sangat cocok untuk pengukuran presisi pada jarak yang berbeda.
• Kompleksitas Perangkat Lunak:Data kedalaman kamera ToF dihasilkan langsung dari sensor, mengurangi kebutuhan akan algoritma. Peningkatan efisiensi pemrosesan data dan implementasi yang lebih cepat.
• Kinerja rendah cahaya yang lebih baik:Dibandingkan dengan visi stereo yang bergantung pada sumber cahaya, kamera Tof bekerja lebih baik dalam kondisi cahaya rendah karena sumber cahaya yang aktif dan dapat diandalkan.
• Desain yang kompak dan efisien energi:Tidak seperti sensor lainnya, kamera Tof lebih kompak dan mengkonsumsi daya lebih sedikit. Ideal untuk perangkat portabel atau bertenaga baterai.
• pemrosesan data real-time:Kamera Tof menangkap dan memproses data kedalaman dengan sangat cepat, menjadikannya ideal untuk aplikasi waktu nyata seperti robotika.

Aplikasi apa yang membutuhkan kamera time-of-flight?

Robot Mobile Otonom (AMR):Kamera Tof menyediakan pengukuran jarak waktu nyata dan deteksi rintangan, memberikan AMR fleksibilitas untuk bernavigasi di lingkungan luar dan dalam yang kompleks. Membantu perencanaan jalur dan penghindaran tabrakan, meningkatkan otonomi dan keandalan robot.

Kendaraan Panduan Otomatis (AGV):Di lingkungan gudang dan manufaktur, AGV yang dilengkapi dengan kamera ToF memastikan navigasi yang andal dan penanganan material yang akurat. Data kedalaman yang disediakan oleh kamera ini mendukung algoritma pencarian jalur canggih untuk mengoptimalkan logistik dan mengurangi intervensi manusia.

Perangkat anti-spoofing berbasis pengenalan wajah:Kamera ToF dalam sistem pengenalan wajah yang ditingkatkan mencegah akses tidak sah melalui spoofing pengenalan wajah dengan menganalisis data mendalam yang dapat membedakan antara wajah asli dan upaya untuk menirunya (misalnya, topeng atau foto).

kesimpulan

Melalui artikel ini, jelas terlihat peran penting kamera time-of-flight (ToF) di bidang pencitraan 3D. Manfaat kamera ToF juga menyoroti potensi mereka untuk merevolusi industri yang bergantung pada data spasial yang akurat.
Sementara visi stereo, pencitraan cahaya terstruktur, dan teknologi ToF masing-masing memiliki keunggulan tersendiri, kamera ToF menonjol karena kemampuannya untuk memberikan pengukuran kedalaman yang langsung, akurat, dan dapat diskalakan dengan kompleksitas perangkat lunak yang relatif rendah. Ini menjadikannya ideal untuk aplikasi di mana kecepatan, akurasi, dan keandalan sangat penting.

Dengan pengalaman industri lebih dari satu dekade dalam menyediakan dan menyesuaikankamera OEM, Sinoseen dapat memberikan solusi pencitraan yang paling khusus untuk modul kamera Anda. Apakah itu antarmuka MIPI, USB, dvp, atau MIPI csi-2, Sinoseen selalu memiliki solusi untuk kepuasan Anda, silakan hubungi kami jika Anda membutuhkan sesuatu.