โมดูลกล้องตรวจจับความลึกคืออะไร?

การแนะนำ

กล้องปกติจะถ่ายภาพสองมิติแบบเรียบๆ โดยจะบันทึกความสว่างและสี แต่ไม่บันทึกว่าวัตถุอยู่ไกลแค่ไหน กโมดูลกล้องตรวจจับความลึกเพิ่มมิติที่สาม: วัดระยะห่างจากกล้องไปยังแต่ละจุดในฉาก ความสามารถนี้จำเป็นสำหรับหุ่นยนต์, ความเป็นจริงเสริม, การควบคุมด้วยท่าทาง และการนำทางอัตโนมัติ บทความนี้จะอธิบายวิธีการทำงานของการตรวจจับเชิงลึก เทคโนโลยีต่างๆ และวิธีการเลือกโมดูลกล้องสำหรับโครงการของคุณ – จากโมดูลกล้อง Raspberry Pi 2สำหรับหุ่นยนต์ DIY ไปจนถึงระดับไฮเอนด์โมดูลกล้อง 4kสำหรับวิสัยทัศน์ทางอุตสาหกรรม

การตรวจจับเชิงลึกคืออะไร?

การตรวจจับเชิงลึกจะสร้างแผนที่เชิงลึก– ภาพที่แต่ละพิกเซลแสดงถึงระยะห่างจากวัตถุ ไม่ใช่สี ด้วยแผนที่เชิงลึก เครื่องจะรู้ว่าบุคคลนั้นอยู่ห่างออกไป 1 เมตร ผนังอยู่ห่างออกไป 3 เมตร และพื้นอยู่ต่ำกว่า 0.5 เมตร ช่วยให้สามารถหลีกเลี่ยงการชน การวัดวัตถุ และทำความเข้าใจฉากได้

A โมดูลกล้องตรวจจับความลึกผสมผสานมาตรฐานโมดูลกล้องเซ็นเซอร์(สี) โดยใช้เซ็นเซอร์หรือแหล่งกำเนิดแสงพิเศษตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปเพื่อคำนวณระยะทาง

การตรวจจับความลึกทำงานอย่างไร: เทคโนโลยีหลักสามประการ

มากมายโมดูลกล้องฝังตัวการออกแบบใช้การมองเห็นแบบสเตอริโอเนื่องจากเป็นแบบพาสซีฟ (ไม่มีการส่องสว่างเพิ่มเติม) และทำงานได้ตามมาตรฐานโมดูลกล้องซีมอส. สเตอริโอต้องการเซ็นเซอร์ซิงโครไนซ์สองตัวและพลังการประมวลผลที่มากขึ้น

การตรวจจับความลึกแบบสเตอริโอ
ความลึกแบบสเตอริโอโมดูลกล้องใช้สองตัวที่เหมือนกันโมดูลกล้องเซ็นเซอร์หน่วย (โดยทั่วไปโมดูลกล้องซีมอสซึ่งเป็นรากฐาน). หลังการปรับเทียบ โปรเซสเซอร์จะค้นหาคุณสมบัติที่ตรงกันระหว่างภาพซ้ายและขวา ความแตกต่าง (การเลื่อนแนวนอน) บอกระยะทาง การเลื่อนที่ใหญ่กว่าหมายถึงวัตถุที่อยู่ใกล้มากขึ้น

A โมดูลกล้อง Raspberry Pi 2สามารถใช้ในคู่สเตอริโอ - สองโมดูลบน Raspberry Pi เดียว กล้อง Pi อย่างเป็นทางการใช้โมดูลกล้องซีมอส(โซนี่ IMX219). ด้วยซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์ส (StereoPi) คุณสามารถสร้างหุ่นยนต์ตรวจจับเชิงลึกราคาประหยัดได้

การตรวจจับความลึกของแสงที่มีโครงสร้าง
โปรเจ็กเตอร์ IR จะสร้างรูปแบบจุดคงที่บนฉาก กล้อง (มักเป็นโมดูลกล้องยูเอสบีด้วยฟิลเตอร์ IR-pass) จะจับรูปแบบ เมื่อรูปแบบกระทบกับพื้นผิว 3 มิติ จุดจะเปลี่ยนไป จำนวนกะบอกระยะทาง แม่นยำมากที่ 0.2–1.5 เมตร – ใช้ใน Kinect v1 และการปลดล็อคด้วยใบหน้าของโทรศัพท์

การตรวจจับความลึกตามเวลาการบิน (ToF)
เอ ทูเอฟโมดูลกล้องตรวจจับความลึกปล่อยพัลส์แสง IR สั้น ๆ และวัดเวลาส่งคืน ความเร็วแสงคงที่ ดังนั้น เวลาจึงให้ระยะทาง ToF รวดเร็ว (สูงสุด 60 fps) และทำงานกลางแจ้ง ใช้ในรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติและโทรศัพท์เรือธง กโมดูลกล้อง 4kด้วย ToF สามารถสร้างแผนที่ความลึกที่มีความละเอียดสูงควบคู่ไปกับสี 4K

เหตุใดจึงใช้การตรวจจับความลึก

การหลีกเลี่ยงอุปสรรคสำหรับหุ่นยนต์ – นำทางโดยไม่มีการกระแทก

การควบคุมด้วยท่าทาง - จดจำการปัดและคว้าในแบบ 3 มิติ

การวัดวัตถุ – ขนาดของผลิตภัณฑ์บนสายพานลำเลียง

ความเป็นจริงเสริม – วางวัตถุเสมือนอย่างถูกต้อง

การนับคน – นับคนที่สัญจรไปมาโดยไม่ต้องระบุใบหน้า

การตรวจจับเชิงลึกและ AI
หนึ่งโมดูลกล้องไอสามารถรวมข้อมูลเชิงลึกเข้ากับโครงข่ายประสาทเทียมเพื่อจำแนกวัตถุตามรูปร่างและขนาด ตัวอย่างเช่น สามารถตรวจจับบุคคลและประมาณความสูงและระยะทางได้ ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการตรวจสอบฝูงชนหรือการชำระเงินอัตโนมัติ ความลึกยังช่วยให้ AI เพิกเฉยต่อภาพถ่ายแบนๆ (การปลอมแปลง) ในการจดจำใบหน้า

การเลือกโมดูลกล้องตรวจจับความลึก

การตรวจจับความลึกด้วยโมดูลกล้อง USB
กล้องจับความลึกจำนวนมากเสียบเข้ากับพีซีผ่าน USB กโมดูลกล้องยูเอสบีด้วยสเตอริโอหรือ ToF ง่ายต่อการสร้างต้นแบบ เพียงเสียบปลั๊กและใช้ SDK Intel RealSense เป็นตัวอย่างหนึ่ง บางโมดูลกล้องฝังตัวเซ็นเซอร์ความลึกเชื่อมต่อผ่าน MIPI หรือ USB

เซ็นเซอร์ CMOS ในการตรวจจับเชิงลึก
โมดูลความลึกส่วนใหญ่ใช้ aโมดูลกล้องซีมอสสำหรับช่อง RGB พร้อมด้วยเซ็นเซอร์ความลึกเฉพาะ (มักเป็น CMOS) สำหรับสเตอริโอมีสองอันที่เหมือนกันโมดูลกล้องซีมอสมีการใช้เซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์ตัวเดียวกัน (เช่น Sony IMX219) สามารถทำหน้าที่เป็นตัวสร้างภาพทั้งซ้ายและขวา

โมดูลกล้องตรวจจับความลึกของจริงใจ
ที่ Sincere เราเสนอแบบกำหนดเองโมดูลกล้องโซลูชันสำหรับการตรวจจับเชิงลึก:

• โมดูลกล้องตรวจจับความลึก– สเตอริโอ แสงที่มีโครงสร้าง หรือ ToF ปรับแต่งให้เหมาะกับความต้องการของคุณ
• โมดูลกล้อง Raspberry Pi 2– คู่ที่ตรงกันสำหรับการมองเห็นแบบสเตอริโอ
• โมดูลกล้องยูเอสบี– กล้องจับความลึกแบบพลักแอนด์เพลย์พร้อม UVC และ SDK
• โมดูลกล้องไอ– การตรวจจับวัตถุตามความลึกแบบออนบอร์ด
• โมดูลกล้องซีมอส– เซ็นเซอร์คุณภาพสูงสำหรับคู่สเตอริโอ
• โมดูลกล้อง 4k– ความลึก Ultra HD RGB + ToF
• โมดูลกล้องเซนเซอร์– บูรณาการเซ็นเซอร์ความลึกที่กำหนดเอง
• โมดูลกล้องแบบฝัง– โมดูลความลึกขนาดเล็กที่ใช้พลังงานต่ำสำหรับ UAV และแบบพกพา

สรุป

A โมดูลกล้องตรวจจับความลึกเพิ่มข้อมูลระยะทางให้กับภาพสี เพื่อให้เครื่องเข้าใจพื้นที่ 3 มิติ เทคโนโลยีการมองเห็นแบบสเตอริโอ (ต้นทุนต่ำ แบบพาสซีฟ) โครงสร้างแสง (ระยะใกล้ แม่นยำ) และเวลาบิน (เร็ว กลางแจ้ง) เป็นเทคโนโลยีหลัก สำหรับโครงการหุ่นยนต์อย่างง่าย คู่สเตอริโอของโมดูลกล้อง Raspberry Pi 2เป็นรายการที่เหมาะสม สำหรับการใช้งานระดับมืออาชีพ กโมดูลกล้องยูเอสบีหรือโมดูลกล้องฝังตัวด้วย ToF ให้ความลึกที่รวดเร็วและเชื่อถือได้ เมื่อรวมกับ AI แล้ว การตรวจจับเชิงลึกจะช่วยให้สามารถวัด การนำทาง และการโต้ตอบในโลกแห่งความเป็นจริงได้

ติดต่อจริงใจเพื่อหารือเกี่ยวกับคุณโมดูลกล้องตรวจจับความลึกความต้องการ.