perbezaan antara masa penerbangan dan kamera pemetaan kedalaman 3D yang lain

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

Dalam pos ini, kami akan melihat dengan mendalam mengapa kamera ToF semakin popular untuk pemetaan kedalaman 3D, dan bagaimana ia berbeza daripada teknologi pengimejan 3D lain seperti pengimejan visi stereo dan pengimejan cahaya terstruktur.

Apakah pemetaan kedalaman 3D?

Pemetaan kedalaman 3D, juga boleh dipanggil pengesanan kedalaman atau pemetaan 3D. Ia adalah teknologi canggih yang mencipta representasi pandangan 3D bagi ruang atau objek dengan mengukur jarak antara sensor dan pelbagai titik dalam persekitaran dengan tepat. Ia mengatasi had data kamera 2D tradisional dan adalah kritikal untuk aplikasi yang memerlukan persepsi spatial yang tepat dan keupayaan membuat keputusan masa nyata.

di terasnya,Pemetaan kedalaman 3Dmelibatkan memancarkan sumber cahaya ke atas objek dan kemudian menggunakan kamera atau sensor untuk menangkap cahaya yang dipantulkan. Data yang ditangkap dianalisis untuk menentukan kelewatan masa atau penyimpangan corak cahaya yang dipantulkan untuk menghasilkan peta kedalaman. Dalam istilah mudah, peta kedalaman adalah pelan digital yang menerangkan jarak relatif antara setiap elemen adegan dan sensor. Pemetaan kedalaman 3D adalah perbezaan antara imej statik dan dunia interaktif dinamik.

Apakah teknologi penglihatan stereo?

Teknologi penglihatan stereo diilhamkan oleh kemampuan mata manusia untuk mengesan kedalaman melalui penglihatan binokular. Teknologi ini menggunakan konsep paralaks stereo untuk meniru sistem visual mata manusia, di mana setiap kamera merakam bidang pandangnya dan kemudian menggunakan imej-imej yang berbeza ini untuk mengira jarak objek dalam satu adegan. Paralaks stereo adalah perbezaan dalam 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 binokular dipanggil stereopsis.

Kamera visi stereo menggunakan teknologi ini. Mereka menangkap dua imej berasingan dari sudut pandangan yang berbeza (serupa dengan mata manusia) dan kemudian mengaitkan imej-imej ini secara komputasi untuk menentukan jarak objek. Peta kedalaman dibina dengan mengenali ciri-ciri yang sepadan dalam dua imej dan mengukur pergeseran mendatar atau paralaks antara ciri-ciri ini. Satu perkara yang perlu diperhatikan adalah bahawa semakin besar paralaks, semakin dekat objek dengan pemerhati.

Bagaimana kamera visi stereo berfungsi?

Kamera visi stereo meniru teknik mata manusia, yang mengesan kedalaman melalui geometri triangulasi, di mana terdapat beberapa atribut utama yang perlu diambil kira:

• Garis dasar: jarak antara dua kamera, serupa dengan jarak pupil manusia (~50-75 mm, jarak pupillary).
• Resolusi: berkadar dengan kedalaman. Sensor resolusi lebih tinggi menyediakan lebih banyak piksel untuk menganalisis paralaks, membolehkan pengiraan kedalaman yang lebih tepat.
• Panjang fokus: Panjang fokus adalah berkadar dengan kedalaman medan. Mempengaruhi julat kedalaman dan bidang pandangan, panjang fokus pendek, bidang pandangan luas, tetapi persepsi kedalaman yang lemah di medan dekat;Jarak fokusadalah tinggi, bidang pandangan adalah besar, pemerhatian objek di medan dekat lebih terperinci.

Kamera penglihatan stereo sangat sesuai untuk aplikasi luar yang memerlukan bidang pandangan yang besar, seperti sistem navigasi automatik dan pembinaan 3D. Sudah tentu, teknologi ini memerlukan bahawa imej yang ditangkap mesti mempunyai butiran dan tekstur yang mencukupi atau ketidakseragaman. Kami juga boleh meningkatkan tekstur dan butiran ini dengan menerangi adegan dengan pencahayaan terstruktur untuk meningkatkan pengesanan ciri dan memperbaiki kualiti peta kedalaman.

Apakah pengimejan cahaya terstruktur?

Pengimejan cahaya terstruktur adalah kaedah pemetaan kedalaman 3D yang canggih yang menggunakan sumber cahaya untuk memproyeksikan corak ke atas permukaan dan kemudian menangkap pengubahsuaian corak tersebut semasa ia berinteraksi dengan geometri 3D objek. Teknik ini membolehkan pengukuran yang tepat mengenai dimensi objek dan pembinaan semula bentuk 3D-nya.

Dalam pengimejan 3D, kamera cahaya terstruktur menggunakan sumber cahaya seperti laser atau LED untuk memproyeksikan 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 mengikut bentuk dan sifat spatial objek tersebut. KameraModul kameraboleh menangkap corak yang terdistorsi ini pada sudut yang berbeza dengan sumber cahaya.

Bagaimana kamera cahaya terstruktur berfungsi?

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

• Projek pola: Pola cahaya yang direka khas diproyeksikan ke atas objek, yang kemudian diubah suai untuk mencapai pemetaan 3D berdasarkan kontur objek tersebut.
• V capture imej: Pola yang diubah suai ditangkap oleh kamera dan perubahan dalam pola diperhatikan pada sudut tertentu. Kedalaman objek diandaikan dengan membandingkan pola cahaya yang diproyeksikan yang diketahui dan interaksi cahaya dengan permukaan 3D objek.
• Triangulasi: Kamera menggunakan pola yang diproyeksikan yang diketahui dan imej yang ditangkap untuk mengira kedalaman objek melalui triangulasi untuk mencipta peta 3D yang terperinci.

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

Apakah Pengimejan Masa Penerbangan?

Pengimejan Time-of-Flight (ToF) telah pun dibincangkan dalam artikel khas. Pengimejan Time-of-Flight (ToF) adalah teknologi dengan ketepatan tinggi dan prestasi masa nyata, dan merupakan penyelesaian pilihan untuk pemetaan kedalaman 3D hari ini. Di tengah-tengah teknologi ToF adalah sumber cahaya, yang mengukur masa yang diambil untuk isyarat cahaya bergerak dari kamera, memantul dari objek, dan kembali ke sensor, membolehkan jarak ke objek dikira dengan ketepatan yang menakjubkan. Pihak yang berminat boleh merujuk kepada artikel sebelumnya untuk melihat dengan lebih mendalam tentang prinsip teknologi ToF serta kelebihan dan kekurangannya.

Penglihatan Stereo vs. Cahaya Terstruktur vs. Pengimejan Time-of-Flight (ToF)

Apabila ia datang kepada pengimejan 3D, pilihan antara penglihatan stereo, pengimejan cahaya terstruktur, dan teknik masa penerbangan (ToF) biasanya bergantung kepada keperluan khusus aplikasi. Setiap pendekatan mempunyai manfaat dan hadnya sendiri, yang akan kami terokai dengan terperinci untuk membantu anda memahami mengapa kamera ToF semakin diiktiraf sebagai pilihan yang lebih baik untuk banyak aplikasi pemetaan 3D.

Mengapa kamera masa penerbangan (ToF) adalah pilihan yang lebih baik untuk pemetaan 3D?

Ketepatan adalah kritikal untuk teknologi pemetaan 3D. Di atas, kami telah belajar apa itu pengimejan kedalaman 3D, serta maklumat tentang masa penerbangan (ToF), cahaya terstruktur, 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 dengan penglihatan stereo atau sistem cahaya terstruktur yang bergantung pada algoritma kompleks untuk mengira kedalaman berdasarkan parallax imej atau distorsi corak.
• Ketepatan Tinggi dan Kebole擴展an:Memberikan pengukuran ketepatan tinggi sehingga mm hingga cm, digabungkan dengan julat kedalaman yang boleh diperluas, menjadikan kamera ToF sangat sesuai untuk pengukuran ketepatan pada jarak yang berbeza.
• Kompleksiti Perisian:Data kedalaman kamera ToF dihasilkan secara langsung dari sensor, mengurangkan keperluan untuk algoritma. Meningkatkan kecekapan pemprosesan data dan pelaksanaan yang lebih cepat.
• Prestasi rendah cahaya yang lebih baik:Dibandingkan dengan penglihatan stereo yang bergantung pada sumber cahaya, kamera Tof berfungsi dengan lebih baik dalam keadaan cahaya rendah kerana sumber cahaya yang aktif dan boleh dipercayai.
• Reka bentuk yang padat dan cekap tenaga:Tidak seperti sensor lain, kamera Tof lebih padat dan menggunakan kurang tenaga. Sesuai untuk peranti mudah alih atau yang menggunakan bateri.
• pemprosesan data masa nyata:Kamera Tof menangkap dan memproses data kedalaman dengan sangat cepat, menjadikannya ideal untuk aplikasi masa nyata seperti robotik.

Aplikasi apa yang memerlukan kamera waktu penerbangan?

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

Kenderaan Panduan 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 yang canggih untuk mengoptimumkan logistik dan mengurangkan campur tangan manusia.

Peranti anti-spoofing berasaskan pengecaman wajah:Kamera ToF dalam sistem pengecaman wajah yang dipertingkatkan mencegah akses tidak sah melalui spoofing pengecaman wajah dengan menganalisis data mendalam yang dapat membezakan antara wajah sebenar dan percubaan untuk menirunya (contohnya, topeng atau foto).

kesimpulan

Melalui artikel ini, jelas untuk melihat peranan penting kamera time-of-flight (ToF) dalam bidang pengimejan 3D. Manfaat kamera ToF juga menonjolkan potensi mereka untuk merevolusikan industri yang bergantung pada data spatial yang tepat.
Walaupun penglihatan stereo, pengimejan cahaya terstruktur, dan teknologi ToF masing-masing mempunyai kelebihan tersendiri, kamera ToF menonjol kerana keupayaannya untuk memberikan pengukuran kedalaman yang langsung, tepat, dan boleh diskala dengan kompleksiti perisian yang agak rendah. Ini menjadikannya ideal untuk aplikasi di mana kelajuan, ketepatan dan kebolehpercayaan adalah kritikal.

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