โมดูลกล้องมองภาพสเตอริโอคืออะไร?

การแนะนำ

ปกติโมดูลกล้องจับภาพสองมิติแบบเรียบๆ ทั้งสีและความสว่าง แต่ไม่ใช่ระยะห่าง กโมดูลกล้องมองภาพสเตอริโอการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว: ใช้เลนส์สองตัวและเซ็นเซอร์ในการรับรู้ความลึก เหมือนกับดวงตาของมนุษย์ ด้วยการมองเห็นแบบสเตอริโอ เครื่องจักรสามารถวัดว่าวัตถุอยู่ไกลแค่ไหน หลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง และสร้างแผนที่ 3 มิติของบริเวณโดยรอบ บทความนี้จะอธิบายวิธีการทำงานของการมองเห็นแบบสเตอริโอ ส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง และตำแหน่งที่ใช้โมดูลเหล่านี้ ตั้งแต่หุ่นยนต์ไปจนถึงการตรวจสอบทางอุตสาหกรรม

การมองเห็นแบบสเตอริโอคืออะไร?

การมองเห็นแบบสเตอริโอคือความสามารถในการอนุมานความลึกจากภาพที่ชดเชยเล็กน้อยสองภาพ กโมดูลกล้องมองภาพสเตอริโอมีสองตัวเหมือนกันโมดูลกล้องเซ็นเซอร์ โดยวางระยะห่างที่ทราบ (เส้นฐาน) โดยการเปรียบเทียบตำแหน่งของจุดสนใจเดียวกันในภาพด้านซ้ายและขวา ระบบจะคำนวณความแตกต่าง – การเลื่อนแนวนอน การเปลี่ยนแปลงที่มากขึ้นหมายถึงวัตถุที่ใกล้ชิดยิ่งขึ้น ผลลัพธ์ที่ได้คือกแผนที่เชิงลึกโดยที่แต่ละพิกเซลแสดงถึงระยะทาง

โมดูลกล้องมองภาพสเตอริโอทำงานอย่างไร

การจับกุม- สองโมดูลกล้องซีมอสเซ็นเซอร์ (บ่อยครั้งโมดูลกล้อง 1080p) จับภาพพร้อมกัน

การแก้ไข– รูปภาพได้รับการแก้ไขสำหรับการบิดเบี้ยวของเลนส์และจัดตำแหน่งเพื่อให้คุณสมบัติที่ตรงกันอยู่ในแถวแนวนอนเดียวกัน

การจับคู่สเตอริโอ– โปรเซสเซอร์ค้นหาจุดที่สอดคล้องกัน (ขอบ มุม) ระหว่างภาพซ้ายและขวา ซึ่งเป็นขั้นตอนที่มีความต้องการมากที่สุด

ความแตกต่างถึงความลึก– เมื่อใช้เส้นฐานและความยาวโฟกัส ระบบจะคำนวณระยะห่างสำหรับแต่ละพิกเซล

ผลลัพธ์ที่ได้คือแผนที่เชิงลึกแบบเรียลไทม์สำหรับการนำทาง การวัด หรือการสร้างใหม่ 3 มิติ

ส่วนประกอบสำคัญ

เซ็นเซอร์รับภาพสองตัว– เหมือนกันโมดูลกล้องซีมอสเซ็นเซอร์ กโมดูลกล้อง 1080p(2 MP) ปรับสมดุลรายละเอียดและโหลดการประมวลผล

สองเลนส์– โดยปกติแล้วจะโฟกัสคงที่ การออกแบบบางอย่างใช้โมดูลกล้องออโต้โฟกัสเพื่อให้ทั้งสองด้านคมตลอดระยะทางที่แตกต่างกัน แต่ต้องมีการปรับเทียบอย่างระมัดระวัง

โปรเซสเซอร์– ชิปเฉพาะหรือคอมพิวเตอร์ภายนอก โมดูลสเตอริโอจำนวนมากรวม ASIC การประมวลผลเชิงลึกเข้าด้วยกัน

อินเทอร์เฟซ– เอาต์พุตทั่วไป ได้แก่ USB (ทำให้เป็นโมดูลกล้องยูเอสบี), MIPI หรืออีเทอร์เน็ต

สเตอริโอกับเทคโนโลยีความลึกอื่นๆ

การมองเห็นแบบสเตอริโอมักเป็นตัวเลือกที่หลากหลายที่สุดสำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนที่และโดรน เนื่องจากใช้กล้องมาตรฐานเพียงสองตัวเท่านั้น

การใช้งาน

วิทยาการหุ่นยนต์– การหลีกเลี่ยงอุปสรรค การนำทาง การหยิบและวาง

โดรน– การยึดระดับความสูง การติดตามภูมิประเทศ การหลีกเลี่ยงการชน

การตรวจสอบทางอุตสาหกรรม– การวัดขนาดชิ้นส่วน การตรวจจับส่วนประกอบที่ขาดหายไป

ทางการแพทย์– คำแนะนำการผ่าตัด, การวัดทางกระดูกและข้อ.

ยานยนต์– การตรวจจับคนเดินถนน (ADAS)

มุมมองสเตอริโอพร้อมโมดูลกล้อง USB

นักพัฒนาหลายคนเริ่มต้นด้วยสองสิ่งที่เหมือนกันโมดูลกล้องยูเอสบีกล้อง (เช่นโมดูลกล้อง 1080p) เชื่อมต่อกับพีซี OpenCV มีฟังก์ชันจับคู่สเตอริโอที่พร้อมใช้งาน อย่างไรก็ตาม การซิงโครไนซ์กล้อง USB สองตัวที่แยกจากกันอาจเป็นเรื่องยาก เนื่องจากเฟรมอาจไม่สามารถจับภาพได้ในเวลาเดียวกัน มืออาชีพโมดูลกล้องมองภาพสเตอริโออุปกรณ์มีการซิงโครไนซ์ฮาร์ดแวร์และเอาต์พุต USB เดียวซึ่งปรากฏเป็นอุปกรณ์รวมกันหนึ่งเครื่อง

บทบาทของออโต้โฟกัส

หนึ่งโมดูลกล้องออโต้โฟกัสไม่ค่อยพบในการตั้งค่าสเตอริโอเนื่องจากเลนส์ทั้งสองจะต้องเข้ากันได้อย่างลงตัว หากเลนส์ตัวหนึ่งเคลื่อนที่อย่างอิสระ การปรับเทียบทางเรขาคณิตจะสูญหายไป โมดูลสเตอริโอส่วนใหญ่ใช้เลนส์โฟกัสคงที่ การออกแบบขั้นสูงอาจใช้การเชื่อมโยงกันโมดูลกล้องออโต้โฟกัสกลไก – เลนส์ทั้งสองโฟกัสพร้อมกัน – เพื่อรักษาการสอบเทียบในระยะทางที่แตกต่างกัน

การเลือกความละเอียด

โมดูลกล้อง 1080p(2 MP) เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการมองเห็นแบบสเตอริโอ ซึ่งมีรายละเอียดเพียงพอสำหรับการจับคู่คุณสมบัติ แต่ไม่หนักเกินไปในการประมวลผล สำหรับการวัดทางอุตสาหกรรมที่มีความแม่นยำสูง อาจใช้เซ็นเซอร์ที่มีความละเอียดสูงกว่า (5 MP หรือ 4K) ได้ แต่เซนเซอร์เหล่านี้ต้องการพลังการประมวลผลที่มากกว่ามาก

ระบบสมองกลฝังตัว
สำหรับหุ่นยนต์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ให้มองหาหุ่นยนต์ที่ใช้พลังงานต่ำโมดูลกล้องซีมอสและการจับคู่สเตอริโอที่มีประสิทธิภาพ บางโมดูลกล้องมองภาพสเตอริโออุปกรณ์ต่างๆ ผสานรวมโปรเซสเซอร์เชิงลึกโดยเฉพาะ (เช่น Intel RealSense, StereoLabs ZED) เพื่อลดการโหลด CPU ของโฮสต์ ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันแบบฝัง

โมดูลกล้องมองภาพสเตอริโอของจริงใจ

ที่ Sincere เราออกแบบตามสั่งโมดูลกล้องโซลูชั่นสำหรับการมองเห็นแบบสเตอริโอ:

โมดูลกล้องมองภาพสเตอริโอ– ตรงกันโมดูลกล้องซีมอสคู่ ปรับเทียบจากโรงงาน

โมดูลกล้องยูเอสบี– กล้องสเตอริโอแบบสายเดี่ยวพร้อมการซิงโครไนซ์ฮาร์ดแวร์

โมดูลกล้อง 1080p– เซ็นเซอร์ 2 ล้านพิกเซล เหมาะสำหรับหุ่นยนต์และการตรวจสอบส่วนใหญ่

โมดูลกล้องออโต้โฟกัส– โฟกัสที่เชื่อมโยงสำหรับระยะทางที่แปรผัน (สั่งทำพิเศษ)

สรุป

A โมดูลกล้องมองภาพสเตอริโอใช้เลนส์และเซ็นเซอร์สองตัวในการรับรู้ความลึก ช่วยให้เครื่องจักรสามารถนำทาง วัด และทำความเข้าใจพื้นที่ 3 มิติได้ ต่างจากแสงที่มีโครงสร้างหรือ ToF ตรงที่สเตอริโอจะทำงานแบบพาสซีฟในทุกสภาพแสงและกลางแจ้ง เส้นทางการพัฒนาทั่วไปคือการใช้สองเส้นทางโมดูลกล้อง 1080pหน่วยเป็นโมดูลกล้องยูเอสบีคู่สเตอริโอกับ OpenCV สำหรับการผลิตโดยเฉพาะโมดูลกล้องมองภาพสเตอริโอด้วยการสอบเทียบจากโรงงานและเอาต์พุต USB เดียวจึงง่ายต่อการรวมเข้าด้วยกัน เลือกความละเอียดอย่างชาญฉลาด 1080p เป็นการเริ่มต้นที่ดี และจำไว้ว่าโมดูลกล้องออโต้โฟกัสการออกแบบนั้นหายากและจำเป็นต้องมีกลไกที่เชื่อมโยงกัน

ติดต่อจริงใจเพื่อหารือเกี่ยวกับคุณโมดูลกล้องมองภาพสเตอริโอความต้องการ.