Kamere za detekciju dubine: Koliko vrsta ih postoji i kako rade?

Moduli kamere za detekciju dubine su sada ključna tehnologija u ugrađenim sistemima, robotici, industrijskoj automatizaciji i autonomnim vozilima. Omogućavaju mašinama da "vide" svet u tri dimenzije, baš kao što mi ljudi to radimo. Tehnologije za detekciju dubine, uključujući Time-of-Flight (ToF), LiDAR i kameru sa strukturiranim svetlom, pružaju mašinama precizno prostorno uočavanje, omogućavajući visok stepen interaktivnosti i automatizacije u različitim primenama. Ove tehnologije povezuju razvoj oblasti kao što su autonorna vozila, robotska navigacija, industrijska automatizacija i proširena stvarnost. U ovom članku ćemo detaljno istražiti kako funkcionišu kamere za detekciju dubine, različite vrste tehnologija i njihove različite primene u savremenoj tehnologiji. U našim prethodnim člancima smo predstavili ToF i druge 3D karte kamera . Za više detalja, pogledajte ih.

Različiti tipovi kamera za detekciju dubine i njihovi osnovni principi implementacije

Pre nego što ćemo razmotriti svaki tip kamere za detekciju dubine, prvo treba da razumemo šta je detekcija dubine.

Šta je detekcija dubine?

Detekcija dubine je tehnika merenja rastojanja između uređaja i objekta ili između dva objekta. Ovo se može postići koristeći 3D kameru za detekciju dubine, koja automatski otkriva prisutnost bilo kog objekta blizu uređaja i meri rastojanje do objekta u bilo kom trenutku. Ova tehnologija je korisna za uređaje koji integrišu kamere za detekciju dubine ili za autonome mobilne aplikacije koje donose stvarno-vremenske odluke merenjem rastojanja.

Među tehnologijama za detekciju dubine koje se danas koriste, tri najčešće korištene su:
1. Strukturirano svetlo
2. Stereo vid
3. Vreme leta
1. Direktno vreme leta (dToF)
1. LiDAR
2. Indirektno vreme leta (iToF)
Pogledajmo bliže načele svake tehnologije osećanja dubine.

Структуисана светлост

Kamere sa strukturiranim svetlom izračunavaju dubinu i konturu objekta bacajući poznati svetlosni uzorak, kao što su laserovi, LED-ovi itd. (obično u obliku pruga) na ciljni objekat i analizirajući deformaciju reflektovane šeme. Ova tehnologija je odlična zbog svoje visoke tačnosti i stabilnosti u uslovima kontrolisane osvetljenosti, ali se opšte koristi za 3D skeniranje i modelovanje zbog svojeg ograničenog radnog opsega.

Стерео вид

Kamere sa stereoskopskim vidom rade slično ljudskom binokularnom vidu, snimajući slike kroz dve kamere na određenoj udaljenosti i koristeći softversku obradu da otkriju i uporede karakteristične tačke u dvema slikama kako bi izračunale informacije o dubini. Ova tehnologija je korisna za stvarno-vremenske primene u različitim uslovima osvetljenja, kao što su industrijska automacija i potpuna realnost.

Kamera vremena leta

Vreme leta (ToF) se odnosi na vreme koje svetlost treba da pređe određenu udaljenost. Kamerama sa vremenom leta se koristi ovaj princip za procenu rastojanja do objekta na osnovu vremena koje izlazna svetlost treba da odbije od površine objekta i vrati se na senzor.
Postoje tri glavna komponenta kamere sa vremenom leta:

1. ToF senzor i senzorski modul
2. Извор светлости
3. Dubinski senzor

ToF se može podeliti u dva tipa na osnovu metode koju dubinski senzor koristi za određivanje rastojanja: direktno vreme leta (DToF) i indirektno vreme leta (iToF). Pogledajmo bliže razlike između ova dva tipa.

Direktno Vreme Leta (dToF)

Direktna tehnologija vremena leta (dToF) radi tako što direktno meri rastojanje emitovanjem infracrvenih laser pulsova i merenjem vremena koje ti pulsi trebaju da pređu od emitera do objekta i nazad.

moduli kamerica dToF koriste posebne svetlosno-osetljive piksele, kao što su diodi jednog fotona (SPADs), da bi otkrili naglene poraste fotona u odbijenim svetlosnim impulsima, što omogućava precizan izračun vremenskih intervala. Kada se svetlosni impuls odbije od objekta, SPAD otkriva naglen vrhunac fotona. To mu omogućava da praći intervale između vrhova fotona i meri vreme.

kamere dToF obično imaju nižu rezoluciju, ali njihova mala veličina i niska cena čine ih idealnim za primene koje ne zahtevaju visoku rezoluciju i performanse u stvarnom vremenu.

Лидар

Пошто говоримо о коришћењу инфрацрвених ласерских импулса за мерење удаљености, говоримо о ЛиДАР камерама.

ЛиДАР (Лазерски детектор и распон) камере користе ласерски предајник да би пројектовале растерски светлостни образац преко сцене која се снима и скенирали га напред и назад. Одстојање се мери израчунавањем времена које је потребно да сензор камере снима импулс светлости да би дошао до објекта и одражавао се назад.

ЛиДАР сензори обично користе две таласне дужине инфрацрвених ласера: 905 нанометра и 1550 нанометра. Ласери са краћим таласним дужинама мање су подложни апсорпцији воде у атмосфери и боље су погодни за мерења на дуги домет. За разлику од тога, инфрацрвени ласери са дужем таласним дужинама могу се користити у апликацијама које су безбедне за очи, као што су роботи који раде око људи.

Непосредно време лета (iToF)

За разлику од директног времена лета, камере индиректног времена лета (iToF) израчунавају удаљеност осветљавањем целе сцене континуирано модулисаним ласерским импулсима и снимањем фазног померања у сензорским пикселима. За разлику од dToF-а, iToF не мери директно временски интервал између сваког светлостног импулса.

Са иТоФ камером, удаљеност до свих тачака у сцени може се одредити само једном снимком.

Заједничка подручја камера за дубинско сензирање

• Автономна возила: Камере за дубину сензора пружају аутономним возилима неопходне могућности за перцепцију животне средине, омогућавајући им да идентификују и избегавају препреке док обављају тачну навигацију и планирање стазе.
• Безбедност и надзор: Камере са дубином сензора се користе у области безбедности за препознавање лица, праћење гомиле и детекцију улаза, побољшавајући безбедност и брзину одговора.
• Доширена стварност (АР): Технологија дубине сенсирања се користи у апликацијама за повећану стварност како би прецизно преклапала виртуелне слике на стварни свет, пружајући корисницима иммерзивно искуство.

Синосеен вам пружа са правом дубине сензорске камере

Као зрели произвођач модула камера, Синосеен има велико искуство у пројектовању, развоју и производња ОЕМ модула за фотоапарате - Да ли је то истина? Ми пружамо модуле камера са високим перформансима и чинимо их компатибилним са интерфејсима као што су USB, GMSL, MIPI итд. У исто време, подржава напредне функције обраде слике укључујући глобални затвор и инфрацрвену снимање.

Ако ваша апликација за уграђену визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну визуелну Верујем да ће вам наш тим пружити задовољавајуће решење. Такође можете посетите нашу листу производа за модуле камера да видим да ли постоји модул камере који задовољава ваше потребе.