разлика између времена лета и других 3Д камера за мапирање дубине

Способност да се осети и комуницира са 3Д светом постаје све важнија у данашњем технолошком пејзажу, а једна од најобећајнијих је технологија времена лета (ToF). Ово је пробојно 3Д решење за мапирање дубине које добија популарност у немобилним областима као што су индустријска аутоматизација и малопродаја. Иако концепт ТоФ-а постоји од 1990-их заједно са технологијом за закључавање ЦЦД-а, тек је у последњих неколико година полако зрео да задовољи строге захтеве професионалног тржишта.

У овом посту ћемо детаљно погледати зашто су ToF камере све популарније за 3D мапирање дубине и како се разликују од других 3D технологија за снимање као што су стерео визуелне слике и структуриране светлосне слике.

Шта је 3Д мапирање дубине?

3Д мапирање дубине, може се називати и дубинским сензорирањем или 3Д мапирањем. То је најсавременија технологија која ствара 3Д визуелну репрезентацију простора или објекта прецизним мерењем удаљености између сензора и различитих тачака у окружењу. Она пробива ограничења традиционалних 2Д камера и критична је за апликације које захтевају тачну просторног перцепције и реално време способност доношења одлука.

у свом срцу,3Д мапирање дубинеукључује пројектовање светлосног извора на објекат, а затим коришћење камере или сензора за улазак рефлектиране светлости. Ухваћени подаци се анализирају како би се утврдио временски кашњење или одступање обрасца одражане светлости како би се генерисала мапа дубине. У лаиц терминима, мапа дубине је дигитални план који описује релативну удаљеност између сваког елемента сцене и сензора. 3Д мапирање дубине је разлика између статичке слике и динамичног интерактивног света.

Шта је технологија стерео вида?

Технологија стерео вида инспирисана је способношћу људског ока да схвата дубину кроз бинокуларно видјење. Технологија користи концепт стерео параллаксе како би имитирала визуелни систем људског ока, где свака камера снима своје поле вида, а затим користи ове различите слике за израчунавање удаљености објеката у сцени. Стерео параллакс је разлика у положају слике објекта коју гледа лево око и десно око. А процес којим мозак извлачи информације о дубини из 2D слике мрежњаче кроз бинокуларну параллаксу назива се стереопсија.

Стерео камера користи ову технологију. Они снимају две одвојене слике са различитих тачака погледа (сличан људском оку) и затим рачунарски корелишу ове слике како би одредили удаљености објекта. Мапе дубине се конструишу препознавањем одговарајућих карактеристика у две слике и мерењем хоризонталног померања или параллакса између ових карактеристика. Једна ствар коју треба запазити је да што је паралакса већа, то је објекат ближи посматрачу.

Како ради камера за стерео визију?

Стерео камера за визију имитира технику људског ока, који доживљава дубину кроз геометрију триангулације, где постоји неколико кључних атрибута које треба узети у обзир:

• Излазна линија: растојање између две камере, слично оддалечењу људских зеница (~ 50- 75 мм, растојање зеница).
• Разрешавање: пропорционално дубини. Сензори веће резолуције пружају више пиксела за анализу параллакса, омогућавајући прецизније израчуне дубине.
• Фокална дужина: Фокална дужина је пропорционална дубини поља. Уплиће на опсег дубине и поле вида, кратку фокусну дужину, широко поле вида, али слабо дубину перцепције блиског поља;Фокусна дужинаје високо, поле вида је велико, детаљније посматрање објеката у блиском пољу.

Стерео камера за видео визуелност посебно је погодна за спољне апликације које захтевају велико поле вида, као што су аутоматски навигациони системи и 3Д реконструкција. Наравно, технологија захтева да снимљена слика има довољно детаља и текстуре или неједнакости. Такође можемо побољшати ове текстуре и детаље осветљавањем сцене структурираним осветљењем како бисмо побољшали детекцију карактеристика и побољшали квалитет мапе дубине.

Шта је структурално светлосно снимање?

Структурирана светлосна слика је софистицирана 3Д метода мапирања дубине која користи извор светлости да пројектује образац на површину, а затим ухвати искривљење тог образаца док интеракционише са 3Д геометријом објекта. Ова техника омогућава прецизно мерење димензија објекта и реконструкцију његовог 3Д облика.

У 3Д снимању, структуриране светле камере користе извор светлости као што је ласер или ЛЕД да би пројектовали образац (обично решетку или низ трака). Циљ узорка је да побољша способност камере да препозна и измери промене на површини коју осветљава. Када узор осветљи површину објекта, он се деформише у зависности од облика и просторних својстава објекта. УМодул камеремогу да ухватију ове искривљене обрасце под различитим угловима према извору светлости.

Како функционише камера са структурираним светлом?

Структурисана камера са светлошћу укључује неколико корака, који су кратко резмирани у наставку:

• Проекција обрасца: Специјално дизајниран светлост модел је пројектован на објекат, који се затим деформише да би се постигло 3Д мапирање на основу контура објекта.
• Слика: Деформисани образац је ухваћен камером и промене у обрасци се посматрају под одређеним углом. Дубина објекта се закључује упоређивањем познатог пројектованог светлостног обрасца и интеракције светлости са 3Д површином објекта.
• Триагулација: Камера користи познати пројектовани образац и ухваћену слику да би израчунала дубину објекта триагулацијом како би створила детаљну 3Д мапу.

На тачност и резолуцију сликања структурираним светлом утичу фактори као што су квалитет извора светлости, сложеност обрасца и способност камере да решава детаље. Ова техника је посебно ефикасна у окружењима где је осветљење контролисано и површинске карактеристике објекта су јасно видљиве.

Шта је снимање временског лета?

Сликавање временског лета (ToF) већ је описано у посебном чланку. Временско снимање (ToF) је технологија са високом прецизношћу и перформансима у реалном времену, и данас је омиљено решење за 3D мапирање дубине. У срцу ToF технологије је извор светлости, који мере време које је потребно да се светлостни сигнал шири из камере, одражава Заинтересоване стране могу да се обрате претходном чланку за детаљни преглед принципа технологије ToF, као и њених предности и недостатака.

Стерео визија против структурисаног светлости против временског лета (ToF) снимања

Када је реч о 3Д снимању, избор између стерео вида, структурисаног светлосног снимања и техника времена лета (ToF) обично зависи од специфичних захтева апликације. Сваки приступ има своје предности и ограничења, које ћемо детаљно истражити како бисмо вам помогли да разумете зашто се ToF камере све више препознају као омиљени избор за многе апликације за 3Д мапирање.

Зашто је камера за време лета (ToF) бољи избор за 3D мапирање?

Точност је од кључне важности за 3Д технологију мапирања. Горње смо научили шта је 3Д дубина снимања, као и информације о времену лета (ToF), структурираном светлу и стерео визију. Нека кратко резюмирамо зашто је време лета (ToF) погодније за 3D мапирање.

• Директно мерење дубине:ToF камере могу директно мерети дубину, поједностављајући захтеве за обраду података у поређењу са стерео визијом или системом структурисаног светла који се ослањају на сложене алгоритме за израчунавање дубине на основу паралакса слике или деформације обрасца.
• Висока тачност и проширивост:Обезбеђивање прецизних мерења до мм до цм, у комбинацији са проширивим опсегом дубине, чини да је ToF камера погодна за прецизна мерења на различитим удаљеностима.
• Софтверска сложеност:Подаци о дубини ToF камере генеришу се директно из сензора, смањујући потребу за алгоритмама. Побољшање ефикасности обраде података и брже спровођење.
• Боља перформанса у слабој светлости:У поређењу са стерео визијом која се ослања на извор светлости, Тоф камере боље раде у условима слабог осветљења због активног и поузданог извора светлости.
• Комплектна и енергетски ефикасна конструкција:За разлику од других сензора, Тоф камере су компактније и троше мање енергије. Идеално за преносне или батеријске уређаје.
• Обрада података у реалном времену:Тоф камера веома брзо снима и обрађује подаке о дубини, што га чини идеалним за примене у реалном времену као што је роботика.

Које апликације требају временске камере за лет?

Автономни мобилни роботи (АМР):Тоф камера пружа мерење удаљености у реалном времену и детекцију препрека, пружајући АМР флексибилност за навигацију у сложеним спољним и унутрашњим окружењима. Помаже у планирању путања и избегавању сукоба, побољшањем аутономије и поузданости робота.

Уколико је потребно, уколико је потребно, уколико је потребно, уколико је потребно, уколико је потребно, уколико је потребно, уколико је потребно, уколико је потребно, уколико је потребно, уколико је потребно, уколико је потребно:У складиштима и производњи, АГВ опремљени ТОФ камерама обезбеђују поуздану навигацију и прецизно руковање материјалом. Дета о дубини које пружају ове камере подржава напредне алгоритме за проналажење путања како би се оптимизовала логистика и смањила људска интервенција.

Уређаји против лажње на основу препознавања лица:ToF камере у системима за повећано препознавање лица спречавају неовлашћен приступ путем споофирања препознавања лица анализирањем детаљних података који могу разликовати реално лице и покушај да се репликује (нпр. маска или фотографија).

закључак

Кроз овај чланак јасно се види важна улога камера за време лета (ToF) у области 3D снимања. Предности ToF камера такође истичу њихов потенцијал да револуционишу индустрије које се ослањају на тачне просторне податке.
Док стерео визија, структурирана светлосна слика и ToF технологије имају своје предности, ToF камере се истичу по својој способности да пружају директна, тачна и скалирана мерења дубине са релативно малом софтверском комплексношћу. То их чини идеалним за апликације у којима су брзина, тачност и поузданост критични.

Са више од деценије искуства у индустрији у снабдевању и прилагођавањуОЕМ камере, Синосеен може да вам пружи најспецијалнија решења за снимање за ваш модул камере. Било да је то МИПИ, УСБ, ДВП или МИПИ ЦСИ-2 интерфејс, Синосеен увек има решење за ваше задовољство, молимо вас слободно контактирајте нас ако вам је потребно нешто.