Perbezaan antara masa penerbangan (ToF) dan kamera pemetaan kedalaman 3D yang lain

Keupayaan untuk merasakan dan berinteraksi dengan dunia 3D menjadi semakin penting dalam landskap teknologi hari ini, dan salah satu yang paling menjanjikan ialah teknologi Time-of-Flight (ToF). Ini ialah penyelesaian pemetaan kedalaman 3D terobosan yang semakin popular di kawasan bukan mudah alih seperti automasi industri dan runcit. Walaupun konsep ToF telah wujud sejak tahun 1990-an bersama-sama dengan teknologi CCD penguncian, hanya dalam beberapa tahun kebelakangan ini ia perlahan-lahan matang untuk memenuhi keperluan ketat pasaran profesional.

Dalam siaran ini, kita akan melihat secara mendalam sebab kamera ToF menjadi semakin popular untuk pemetaan kedalaman 3D, dan bagaimana ia berbeza daripada teknologi pengimejan 3D lain seperti pengimejan penglihatan stereo dan pengimejan cahaya berstruktur.

Apakah pemetaan kedalaman 3D?

Pemetaan kedalaman 3D, juga boleh dipanggil penderiaan kedalaman atau pemetaan 3D. Ia adalah teknologi canggih yang mencipta perwakilan paparan 3D ruang atau objek dengan mengukur jarak antara penderia dan pelbagai titik dalam persekitaran dengan tepat. Ia menembusi had data kamera 2D tradisional dan penting untuk aplikasi yang memerlukan persepsi spatial yang tepat dan keupayaan membuat keputusan masa nyata.

Pada terasnya,Pemetaan kedalaman 3Dmelibatkan menayangkan sumber cahaya ke objek dan kemudian menggunakan kamera atau penderia untuk menangkap cahaya yang dipantulkan. Data yang ditangkap dianalisis untuk menentukan kelewatan masa atau sisihan corak cahaya yang dipantulkan untuk menjana peta kedalaman. Dalam istilah orang awam, peta kedalaman ialah pelan tindakan digital yang menerangkan jarak relatif antara setiap elemen adegan dan pemetaan kedalaman sensor.3D ialah perbezaan antara imej statik dan dunia interaktif dinamik.

Apakah teknologi penglihatan stereo?

Teknologi penglihatan stereo diilhamkan oleh keupayaan mata manusia untuk melihat kedalaman melalui penglihatan teropong. Teknologi ini menggunakan konsep paralaks stereo untuk meniru sistem visual mata manusia, di mana setiap kamera merekodkan medan pandangannya dan kemudian menggunakan imej yang berbeza ini untuk mengira jarak objek dalam pemandangan. Paralaks stereo ialah perbezaan kedudukan imej objek yang dilihat oleh mata kiri dan mata kanan. Dan proses di mana otak mengekstrak maklumat kedalaman daripada imej retina 2D melalui paralaks teropong dipanggil stereopsis.

Kamera penglihatan stereo menggunakan teknologi ini. Mereka menangkap dua imej berasingan dari sudut pandangan yang berbeza (serupa dengan mata manusia) dan kemudian mengaitkan imej ini secara pengiraan untuk menentukan jarak objek. Peta kedalaman dibina dengan mengenali ciri yang sepadan dalam kedua-dua imej dan mengukur sesaran mendatar atau paralaks antara ciri-ciri ini. Satu perkara yang perlu diberi perhatian ialah semakin besar paralaks, semakin dekat objek itu kepada pemerhati.

Bagaimanakah kamera penglihatan stereo berfungsi?

Kamera penglihatan stereo meniru teknik mata manusia, yang melihat kedalaman melalui geometri triangulasi, di mana terdapat beberapa sifat utama yang perlu diambil kira:

• Garis dasar: jarak antara dua kamera, serupa dengan jarak murid manusia (~50-75 mm, jarak pupil).
• Resolusi: berkadar dengan kedalaman. Penderia resolusi yang lebih tinggi menyediakan lebih banyak piksel untuk menganalisis paralaks, membolehkan pengiraan kedalaman yang lebih tepat.
• Panjang fokus: Panjang fokus berkadar dengan kedalaman medan. Menjejaskan julat kedalaman dan medan pandangan, fokus panjang pendek, medan pandangan lebar, tetapi persepsi kedalaman yang lemah bagi medan dekat;Panjang fokustinggi, medan pandangan besar, pemerhatian objek yang lebih terperinci di medan dekat.

Kamera penglihatan stereo amat sesuai untuk aplikasi luar yang memerlukan medan pandangan yang besar, seperti sistem navigasi automatik dan pembinaan semula 3D. Sudah tentu, teknologi memerlukan imej yang ditangkap mesti mempunyai perincian dan tekstur atau ketidakhomogenan yang mencukupi. Kami juga boleh meningkatkan tekstur dan butiran ini dengan menerangi pemandangan dengan pencahayaan berstruktur untuk meningkatkan pengesanan ciri dan meningkatkan kualiti peta kedalaman.

Apakah pengimejan cahaya berstruktur?

Pengimejan cahaya berstruktur ialah kaedah pemetaan kedalaman 3D yang canggih yang menggunakan sumber cahaya untuk menayangkan corak ke permukaan dan kemudian menangkap herotan corak tersebut semasa ia berinteraksi dengan geometri 3D objek. Teknik ini membolehkan pengukuran tepat dimensi objek dan pembinaan semula bentuk 3Dnya.

Dalam pengimejan 3D, kamera cahaya berstruktur menggunakan sumber cahaya seperti laser atau LED untuk menayangkan corak (biasanya grid atau siri jalur). Tujuan corak ini adalah untuk meningkatkan keupayaan kamera untuk mengenali dan mengukur perubahan pada permukaan yang diteranginya. Apabila corak menerangi permukaan objek, ia berubah bentuk mengikut bentuk dan sifat spatial objek. Itumodul kameraboleh menangkap corak herot ini pada sudut yang berbeza ke sumber cahaya.

Bagaimanakah kamera cahaya berstruktur berfungsi?

Pengimejan kamera cahaya berstruktur melibatkan beberapa langkah, yang diringkaskan secara ringkas di bawah:

• Unjuran corak: Corak cahaya yang direka khas diunjurkan pada objek, yang kemudiannya diubah bentuk untuk mencapai pemetaan 3D berdasarkan kontur objek.
• Tangkapan Imej: Corak cacat ditangkap oleh kamera dan perubahan dalam corak diperhatikan pada sudut tertentu. Kedalaman objek disimpulkan dengan membandingkan corak cahaya unjuran yang diketahui dan interaksi cahaya dengan permukaan 3D objek.
• Triangulasi: Kamera menggunakan corak unjuran yang diketahui dan imej yang ditangkap untuk mengira kedalaman objek dengan triangulasi untuk mencipta peta 3D terperinci.

Ketepatan dan resolusi pengimejan cahaya berstruktur dipengaruhi oleh faktor seperti kualiti sumber cahaya, kerumitan corak, dan keupayaan kamera untuk menyelesaikan butiran. Teknik ini amat berkesan dalam persekitaran di mana pencahayaan dikawal dan ciri permukaan objek kelihatan jelas.

Apakah Pengimejan Masa Penerbangan?

Pengimejan Time-of-Flight (ToF) telah pun dibincangkan dalam artikel khas. Pengimejan Time-of-Flight (ToF) ialah teknologi dengan ketepatan tinggi dan prestasi masa nyata, dan merupakan penyelesaian pilihan untuk pemetaan kedalaman 3D hari ini. di tengah-tengah teknologi ToF ialah sumber cahaya, yang mengukur masa yang diperlukan untuk isyarat cahaya merambat daripada kamera, memantulkan objek dan kembali ke penderia, membolehkan jarak ke objek dikira dengan ketepatan yang menakjubkan. Pihak yang berminat boleh merujuk kepada artikel sebelumnya untuk melihat secara mendalam prinsip teknologi ToF serta kelebihan dan kekurangannya.

Penglihatan Stereo lwn Cahaya Berstruktur lwn Pengimejan Masa Penerbangan (ToF)

Apabila bercakap tentang pengimejan 3D, pilihan antara penglihatan stereo, pengimejan cahaya berstruktur dan teknik masa penerbangan (ToF) biasanya bergantung pada keperluan khusus aplikasi. Setiap pendekatan mempunyai faedah dan hadnya sendiri, yang akan kami terokai secara terperinci untuk membantu anda memahami sebab kamera ToF semakin diiktiraf sebagai pilihan pilihan untuk banyak aplikasi pemetaan 3D.

Mengapakah kamera masa penerbangan (ToF) merupakan pilihan yang lebih baik untuk pemetaan 3D?

Ketepatan adalah penting kepada teknologi pemetaan 3D. Di atas, kami telah mempelajari apa itu pengimejan kedalaman 3D, serta maklumat tentang masa penerbangan (ToF), cahaya berstruktur dan penglihatan stereo. Mari kita ringkaskan secara ringkas mengapa masa penerbangan (ToF) lebih sesuai untuk pemetaan 3D.

• Pengukuran Kedalaman Langsung:Kamera ToF boleh mengukur kedalaman secara langsung, memudahkan keperluan pemprosesan data berbanding penglihatan stereo atau sistem cahaya berstruktur yang bergantung pada algoritma kompleks untuk mengira kedalaman berdasarkan paralaks imej atau herotan corak.
• Ketepatan dan Kebolehkembangkanan Tinggi:Menyediakan ukuran ketepatan tinggi sehingga mm hingga cm, digabungkan dengan julat kedalaman yang boleh dikembangkan, menjadikan kamera ToF sangat sesuai untuk pengukuran ketepatan pada jarak yang berbeza.
• Kerumitan perisian:Data kedalaman kamera ToF dijana terus daripada penderia, mengurangkan keperluan untuk algoritma. Kecekapan pemprosesan data yang dipertingkatkan dan pelaksanaan yang lebih pantas.
• Prestasi cahaya malap yang lebih baik:Berbanding dengan penglihatan stereo yang bergantung pada sumber cahaya, kamera Tof berprestasi lebih baik dalam keadaan cahaya malap kerana sumber cahaya yang aktif dan boleh dipercayai.
• Reka bentuk padat dan cekap tenaga:Tidak seperti sensor lain, kamera Tof lebih padat dan menggunakan lebih sedikit kuasa. Sesuai untuk peranti mudah alih atau berkuasa bateri.
• Pemprosesan data masa nyata:Kamera Tof menangkap dan memproses data kedalaman dengan cepat, menjadikannya sesuai untuk aplikasi masa nyata seperti robotik.

Apakah aplikasi yang memerlukan kamera masa penerbangan?

Robot Mudah Alih Autonomi (AMR):Kamera Tof menyediakan pengukuran jarak masa nyata dan pengesanan halangan, memberikan AMR fleksibiliti untuk menavigasi dalam persekitaran luaran dan dalaman yang kompleks. Membantu untuk perancangan laluan dan mengelakkan perlanggaran, meningkatkan autonomi dan kebolehpercayaan robot.

Kenderaan Berpandu Automatik (AGV):Dalam persekitaran gudang dan pembuatan, AGV yang dilengkapi dengan kamera ToF memastikan navigasi yang boleh dipercayai dan pengendalian bahan yang tepat. Data kedalaman yang disediakan oleh kamera ini menyokong algoritma pencarian laluan lanjutan untuk mengoptimumkan logistik dan mengurangkan campur tangan manusia.

Peranti anti-penipuan berasaskan pengecaman muka:Kamera ToF dalam sistem pengecaman muka tambahan menghalang akses tanpa kebenaran melalui penipuan pengecaman muka dengan menganalisis data mendalam yang boleh membezakan antara wajah sebenar dan percubaan untuk menirunya (cth, topeng atau foto).

Kesimpulan

Melalui artikel ini, jelas untuk melihat peranan penting kamera masa penerbangan (ToF) dalam bidang pengimejan 3D. Faedah kamera ToF juga menyerlahkan potensinya untuk merevolusikan industri yang bergantung pada data spatial yang tepat.
Walaupun penglihatan stereo, pengimejan cahaya berstruktur dan teknologi ToF masing-masing mempunyai kelebihan tersendiri di antara mereka, kamera ToF menonjol kerana keupayaannya untuk menyediakan pengukuran kedalaman langsung, tepat dan berskala dengan kerumitan perisian yang agak rendah. Ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana kelajuan, ketepatan dan kebolehpercayaan adalah kritikal.

Dengan lebih sedekad pengalaman industri dalam membekalkan dan menyesuaikanKamera OEM, Sinoseen boleh memberikan anda penyelesaian pengimejan yang paling khusus untuk modul kamera anda. Sama ada antara muka MIPI, USB, dvp atau MIPI csi-2, Sinoseen sentiasa mempunyai penyelesaian untuk kepuasan anda, sila hubungi kami jika anda memerlukan apa-apa.