munurinn á tíma flugs og öðrum 3D dýpt kortlagningu myndavélar

Færni til að skynja og eiga samskipti við 3D heiminn er að verða sífellt mikilvægari í tæknilandslagi dagsins í dag, og ein af þeim lofandi tækni er Time-of-Flight (ToF) tækni. Þetta er byltingarkennd lausn fyrir 3D dýptarkortlagningu sem er að verða vinsælli á óhreyfanlegum svæðum eins og iðnaðar sjálfvirkni og smásölu. Þó að ToF hugtakið hafi verið til síðan á níunda áratugnum ásamt låsandi CCD tækni, hefur það aðeins á síðustu árum smám saman þroskast til að uppfylla strangar kröfur fagmarkaðarins.

Í þessari færslu munum við skoða í smáatriðum hvers vegna ToF myndavélar eru að verða sífellt vinsælli fyrir 3D dýptarkortlagningu, og hvernig þær eru frábrugðnar öðrum 3D myndatökutækni eins og stereo sjónmyndun og uppbyggðri ljósmyndun.

Hvað er 3D dýptarkortlagning?

3D dýptakortlagning, getur einnig verið kölluð dýptarskynjun eða 3D kortlagning. Það er háþróuð tækni sem býr til 3D sjónarhlið af rými eða hlut með því að mæla nákvæmlega fjarlægðina milli skynjara og ýmissa punkta í umhverfinu. Það brýtur í gegnum takmarkanir hefðbundinna 2D myndavélagagna og er mikilvægt fyrir forrit sem krafist er nákvæmrar rýmisupplifunar og rauntíma ákvarðanatökugetu.

í kjarna hennar,3D dýptakortlagningfelur í sér að varpa ljósgjafa á hlut og nota síðan myndavél eða skynjara til að fanga endurspeglaða ljósið. Gagnin sem eru tekin eru greind til að ákvarða tímaskekkju eða mynstraskekkju endurspeglaða ljóssins til að búa til dýptakort. Í einföldu máli er dýptakort digital teikning sem lýsir hlutfallslegri fjarlægð milli hvers sjónarhliðselements og skynjarans. 3D dýptakortlagning er munurinn á kyrrstæðri mynd og dýnamískri gagnvirkri heimi.

Hvað er stereo sjónartækni?

Stereo sjón tækni er innblásin af getu mannaugans til að skynja dýpt í gegnum tvíeygð sjón. Tæknin nýtir hugtakið stereo parallax til að líkja eftir sjónkerfi mannaugans, þar sem hver myndavél skráir sínu sjónsviði og notar síðan þessar mismunandi myndir til að reikna út fjarlægðir hluta í senunni. Stereo parallax er munurinn á stöðu myndar hlutarins sem sést með vinstri auga og hægri auga. Og ferlið þar sem heilinn dregur út dýptarupplýsingar úr 2D sjónhimnu mynd í gegnum tvíeygða parallax kallast stereopsis.

Stereo sjónvörp myndavélar nota þessa tækni. Þær fanga tvær aðskildar myndir frá mismunandi sjónarhornum (svipað og mannaugað) og tengja síðan þessar myndir tölvulega til að ákvarða fjarlægð hluta. Dýptarkort eru byggð upp með því að þekkja samsvarandi eiginleika í tveimur myndunum og mæla lárétta hliðrun eða parallax á milli þessara eiginleika. Eitt sem vert er að taka eftir er að því meiri sem parallax er, því nær er hlutinn að áhorfandanum.

Hvernig virkar stereo sjónvörp myndavél?

Stereo sjónvörp myndavélar líkja eftir tækni mannaugans, sem skynjar dýpt í gegnum rúmfræði þríhyrnings, þar sem nokkrir lykileiginleikar eru til að hafa í huga:

• Grunnlína: fjarlægðin á milli tveggja myndavéla, svipað og bil á milli mannaugna (~50-75 mm, augnbil).
• Upplausn: hlutfallsleg við dýpt. Hærri upplausn skynjarar veita fleiri pixla til að greina parallax, sem gerir nákvæmari dýptarútreikninga mögulega.
• Focal length: Focal length er hlutfallslegur við dýpt sviðs. Áhrif á dýptarsvið og sjónarhorn, stutt fókuslengd, breitt sjónarhorn, en léleg dýptarskynjun í nálægðarsviði;brennisteinslengder há, sjónarhornið er stórt, því meira er hægt að skoða smáatriði í nálægðarsviði.

Stereo vision myndavélar eru sérstaklega hentugar fyrir utandyra forrit sem krafist er stórs sjónarhorns, svo sem sjálfvirkar leiðarkerfi og 3D endurbygging. Auðvitað krafist tækni að myndin sem tekin er verður að hafa nægjanleg smáatriði og áferð eða ójafnleika. Við getum einnig aukið þessar áferðir og smáatriði með því að lýsa upp senuna með uppbyggðri lýsingu til að auka eiginleika greiningu og bæta gæði dýptarkortsins.

Hvað er uppbyggð ljósmyndun?

Strúktúra ljósmyndun er flókin 3D dýptarkortlagningaraðferð sem nýtir ljósheimild til að varpa mynstri á yfirborð og síðan fanga skekkju þess mynsturs þegar það hefur samskipti við 3D rúmfræði hlutans. Þessi tækni gerir kleift að mæla nákvæmlega víddir hlutarins og endurbyggja 3D lögun hans.

Í 3D myndun nota strúktúra ljósmyndavélar ljósheimild eins og laser eða LED til að varpa mynstri (venjulega grind eða röð af röndum). Tilgangur mynstursins er að auka getu myndavélarinnar til að þekkja og mæla breytingar á yfirborðinu sem hún lýsir. Þegar mynstrið lýsir yfirborði hlutarins, breytist það í samræmi við lögun og rúmfræðieiginleika hlutarins. Þmyndavélgetur fangað þessi skekkt mynstur frá mismunandi hornum að ljósheimildinni.

Hvernig virkar strúktúra ljósmyndavél?

Strúktúra ljósmyndun felur í sér nokkur skref, sem eru stuttlega samantekin hér að neðan:

• Mynstur projection: Sérstaklega hannað ljósmynt er varpað á hlut, sem síðan er aflagað til að ná 3D kortlagningu byggt á kontúrum hlutanna.
• Myndataka: Aflagaða mynstrið er tekið upp af myndavélinni og breytingarnar á mynstrinu eru skoðaðar frá ákveðnu sjónarhorni. Dýpt hlutanna er áætluð með því að bera saman þekkt varpað ljósmynt og ljós samskipti við 3D yfirborð hlutanna.
• Þríhyrningur: Myndavélin notar þekkt varpað mynstur og myndina sem tekin var upp til að reikna dýpt hlutanna með þríhyrningun til að búa til nákvæmt 3D kort.

Nákvæmni og upplausn uppbyggðrar ljósmyndunar er háð þáttum eins og gæðum ljósuppsprettunnar, flækju mynstrisins og getu myndavélarinnar til að skýra smáatriði. Þessi tækni er sérstaklega áhrifarík í umhverfi þar sem lýsing er stjórnað og yfirborðs eiginleikar hlutanna eru skýrt sýnileg.

Hvað er Time-of-Flight myndun?

Tími-flug (ToF) myndun hefur þegar verið fjallað um í sérstöku grein. Tími-flug (ToF) myndun er tækni með háum nákvæmni og rauntíma frammistöðu, og er það valin lausn fyrir 3D dýptarkortlagningu í dag. Í hjarta ToF tækni er ljósuppspretta, sem mælir tímann sem það tekur fyrir ljósmerkið að berast frá myndavélinni, endurspeglast af hlutnum, og snúa aftur til skynjarans, sem gerir kleift að reikna fjarlægðina að hlutnum með ótrúlegri nákvæmni. Þeir sem hafa áhuga geta vísað í fyrri grein fyrir dýrmætum skoðun á meginreglum ToF tækni sem og kostum og göllum hennar.

Stereo Vision vs. Strúktúruð ljós vs. Tími-flug (ToF) myndun

Þegar kemur að 3D myndun fer valið á milli stereo sjónar, uppbyggðrar ljósmyndunar og tíma-flug (ToF) tækni venjulega eftir sérstökum kröfum forritsins. Hver aðferð hefur sína eigin kosti og takmarkanir, sem við munum skoða í smáatriðum til að hjálpa þér að skilja hvers vegna ToF myndavélar eru sífellt að verða viðurkenndar sem valkostur fyrir mörg 3D kortlagningarfyrirtæki.

Af hverju er tíma-flug (ToF) myndavél betri kostur fyrir 3D kortlagningu?

Nákvæmni er mikilvæg fyrir 3D kortlagningu tækni. Hér að ofan höfum við lært hvað 3D dýptarmyndun er, auk upplýsinga um tíma-flug (ToF), uppbyggða ljós og stereo sjón. Við skulum í stuttu máli draga saman hvers vegna tíma-flug (ToF) hentar betur fyrir 3D kortlagningu.

• Bein Dýptarmæling:ToF myndavélar geta mælt dýpt beint, sem einfaldar kröfur um gagnavinnslu miðað við stereo sjón eða uppbyggð ljós kerfi sem treysta á flókin reiknirit til að reikna dýpt út frá myndarparallax eða mynstriskekkju.
• Hár Nákvæmni og Útvíkkanleiki:Að veita háa nákvæmni mælingar allt að mm til cm, í samblandi við útvíkkanlegan dýptarsvið, gerir ToF myndavélina vel hæfa fyrir nákvæmar mælingar á mismunandi fjarlægðum.
• Flókið hugbúnað:Dýptargögn ToF myndavélar eru mynduð beint frá skynjara, sem minnkar þörfina fyrir reiknirit. Bætt gagnavinnsluskilvirkni og hraðari framkvæmd.
• Betri frammistaða við lágt ljós:Samanborið við stereo sjón sem treystir á ljósuppsprettu, Tof myndavélar virka betur við lágt ljós vegna virkrar og áreiðanlegrar ljósuppsprettu.
• Þétt og orkusparandi hönnun:Ólíkt öðrum skynjurum, Tof myndavélar eru þéttari og nota minna afl. Fullkomnar fyrir flytjanlegar eða rafhlöðudrifnar tæki.
• vinnslu gagna í rauntíma:Tof myndavélin fanga og vinnur dýptargögn mjög hratt, sem gerir hana fullkomna fyrir rauntímaforrit eins og vélmenni.

Hvaða forrit þurfa tíma-flug myndavélar?

Sjálfstæðar hreyfanlegar vélar (AMR):Tof myndavélin veitir rauntíma fjarlægðarmælingu og hindrunargreiningu, sem veitir AMR sveigjanleika til að sigla í flóknum utandyra- og innandyraumhverfum. Aðstoðar við leiðarplönun og árekstrarforvarnir, sem bætir sjálfstæði og áreiðanleika vélmenna.

Sjálfvirkar leiðsagnarbílar (AGVs):Í vörugeymslum og framleiðsluumhverfi tryggja AGV tæki með ToF myndavélum áreiðanlega leiðsögn og nákvæma efnismeðferð. Dýptargögnin sem þessar myndavélar veita styðja við háþróaðar leiðarvélagerðir til að hámarka flutninga og draga úr mannlegri íhlutun.

Andlitsgreiningargræjur sem byggja á andlitsgreiningu:ToF myndavélar í auknum andlitsgreiningarkerfum koma í veg fyrir óleyfilegan aðgang með því að greina andlitsgreiningarspoofing með því að greina dýrmæt gögn sem geta aðgreint á milli raunverulegs andlits og tilraunar til að endurtaka það (t.d. gríma eða mynd).

Niðurstaða

Í gegnum þessa grein er ljóst að mikilvægi ToF myndavéla í 3D myndun er mikilvægt. Kostir ToF myndavéla undirstrika einnig möguleika þeirra á að bylta iðnaði sem treystir á nákvæm rýmisgögn.
Þó að stereo sjón, uppbyggð ljósmyndun og ToF tækni hafi hver um sig kosti, þá skara ToF myndavélar fram úr vegna getu sinnar til að veita beinar, nákvæmar og skalanlegar dýptarmælingar með tiltölulega lítilli hugbúnaðarflækju. Þetta gerir þær fullkomnar fyrir forrit þar sem hraði, nákvæmni og áreiðanleiki eru mikilvæg.

Með meira en áratugs reynslu í iðnaðinum við að veita og sérsníðaOEM myndavélar, getur Sinoseen veitt þér sérhæfðustu myndlausnirnar fyrir myndavélarmódelið þitt. Hvort sem það er MIPI, USB, dvp eða MIPI csi-2 tengi, hefur Sinoseen alltaf lausn fyrir þína ánægju, vinsamlegast ekki hika við að hafa samband við okkur ef þú þarft eitthvað.