Rango de la cámara
Los principales métodos técnicos de inspección profunda:
1. Adaptación binocular (cámara dual RGB + sistema de iluminación opcional)
El principio de la triangulación es que la diferencia entre la abscisa del punto objetivo fotografiado en las vistas izquierda y derecha (disparidad) es inversamente proporcional a la distancia desde el punto objetivo al plano de imagen: Z = ft / d; obtenga la información de profundidad.
La coincidencia binocular utiliza el principio de triangulación basado en la tecnología de procesamiento de imágenes, y encuentra puntos de coincidencia al encontrar los mismos puntos de características en dos imágenes, obteniendo así valores de profundidad.
En la medición de distancia binocular, la fuente de luz es una fuente de luz no codificada, como la luz ambiental o la luz blanca. El reconocimiento de imágenes depende completamente de los puntos característicos del objeto que se está fotografiando. Por lo tanto, la coincidencia siempre ha sido una dificultad para los binoculares.
La precisión y la exactitud de la correspondencia son difíciles de garantizar, por lo que ha surgido una tecnología de luz estructurada para resolver el problema de la correspondencia.
Punto técnico: algoritmo de coincidencia estéreo, pasos generales: cálculo de costos de coincidencia, superposición de costos de coincidencia, adquisición de paralaje, refinamiento de paralaje (nivel de subpíxel)
Ventajas: Bajo las condiciones de trabajo dadas, mejores resultados y hardware simple.
Desventajas: el binocular utiliza los puntos característicos del objeto en sí, lo que no es válido para objetos sin color de superficie y características de textura obvias.
Debido a que la fuente de luz estructurada tiene muchos puntos o códigos de características, proporciona muchos puntos de esquina coincidentes o palabras de código directo, que pueden coincidir fácilmente con los puntos de características.
En otras palabras, no hay necesidad de usar los puntos característicos del sujeto en sí, por lo que puede proporcionar un buen resultado de coincidencia.
2. Luz estructurada general (una cámara RGB + proyector de luz estructurada (infrarrojo) + sensor de profundidad de luz estructurada (CMOS))
La diferencia entre el rango de luz estructurada es que la fuente de luz de proyección está codificada o caracterizada. De esta manera, la fuente de luz codificada se proyecta sobre el objeto mediante la imagen modulada en profundidad de la superficie del objeto.
Principios básicos de luz estructurada:
Al proyectar un patrón prediseñado como una imagen de referencia (fuente de luz codificada), proyectar luz estructurada sobre la superficie del objeto, y luego usar la cámara para recibir el patrón de luz estructurado reflejado en la superficie del objeto, de esta manera, también se obtienen dos imágenes,
Una es una imagen de referencia prediseñada y la otra es un patrón de luz estructurado reflejado en la superficie del objeto adquirido por la cámara. Dado que el patrón de recepción se deformará debido a la forma tridimensional del objeto, puede determinarse por la posición del patrón en la cámara Grado de deformación para calcular la información espacial de la superficie del objeto. El método de luz estructurada ordinaria sigue siendo parte del cálculo de profundidad utilizando el principio de triangulación.
Lo mismo es para la coincidencia de imágenes. Este método es mejor que la coincidencia binocular porque la imagen de referencia no se adquiere, sino un patrón especialmente diseñado, por lo que se conocen los puntos característicos y es más fácil de extraer de la imagen de prueba.
La luz estructurada adopta la medición de la distancia de paralaje triangular. Cuanto más larga sea la línea de base (la distancia entre la fuente de luz y el centro óptico de la lente), mayor será la precisión.
Punto técnico: qué tipo de información auxiliar se proporciona para ayudar a una correspondencia de puntos correspondiente rápida y precisa es una medida del método de codificación de luz estructurada.
Ventajas: Maduro, probado, producción en masa.
Desventajas: proveedores limitados, tecnología y umbral de la cadena de suministro, sensibles a la interferencia de la luz solar e interferencias graves entre múltiples dispositivos
3.Código de luz (fuente de luz con motas láser)
A diferencia de la luz estructurada, la fuente de luz de la codificación de la luz es "moteado por láser", que es un punto de difracción formado aleatoriamente después de que el láser irradia un objeto áspero o penetra vidrio esmerilado. Estas motas tienen un alto grado de aleatoriedad y cambiarán los patrones con diferentes distancias. En otras palabras, el patrón de manchas en cualquiera de los dos lugares en el espacio es diferente. Mientras dicha luz se aplique al espacio, se marca todo el espacio y se coloca un objeto en este espacio. Mientras observa el patrón de manchas en el objeto, puede saber dónde está el objeto. Por supuesto, el patrón de manchas de todo el espacio debe registrarse antes de esto, por lo que primero debe realizarse una calibración de la fuente de luz. La medición tridimensional de Primesense utiliza tecnología láser moteada. Primesense se refiere a esta tecnología como tecnología de calibración de fuente de luz. La técnica de calibración de la fuente de luz selecciona un plano de referencia a cada distancia en todo el espacio y guarda el patrón de manchas en el plano de referencia.
La codificación de la luz no se resuelve mediante la relación geométrica espacial. Su precisión de medición solo se relaciona con la densidad de la superficie de referencia obtenida durante la calibración. Cuanto más densa es la superficie de referencia, más precisa es la medición. No es necesario ampliar la línea de base para mejorar la precisión.
Desventajas: el punto de luz codificado emitido por el láser se sumerge fácilmente por la luz solar
4. Medición de alcance con cámara monocular
Triangulación
¿Recuerdas el modelo de cámara de agujero pequeño al comienzo del artículo?
El método de triangulación se basa en este modelo ideal y simple: después de conocer el tamaño del objeto, la distancia focal de la lente F y medir la longitud del objeto en la imagen, puede calcular la longitud Z según la siguiente fórmula.
Método de rango de bloques de píxeles
Este método se conoce cuando se reproduce openmv. El algoritmo de rango monocular empaquetado por openmv es tomar una foto del objeto objetivo a una distancia fija (10 cm) y medir el área de píxeles del objeto en la foto. Obtenga un factor de escala K, y luego mueva el objeto a cualquier posición, puede estimar la distancia en función del área de píxeles.
Sin embargo, estos dos métodos ciertamente no son robustos.
5. Calibración de la cámara
En lo anterior, hay al menos 8 parámetros en la cámara para participar en los parámetros externos de la cámara superior, y si queremos eliminar la distorsión de la cámara, debemos confiar en la calibración de la cámara para resolver estos 8 parámetros desconocidos.
Después de hablar sobre el modelo de cámara, hablemos sobre la calibración de la cámara. La calibración de la cámara es para resolver los 8 parámetros anteriores. Entonces, ¿qué se puede hacer para resolver estos 8 parámetros? El software se puede usar para eliminar la distorsión, es decir, después de aprender los 8 parámetros anteriores, use la fórmula matemática enumerada anteriormente para devolver cada píxel de desplazamiento.
La calibración requiere una cosa llamada tablero de calibración , hay muchos tipos, pero el más comúnmente usado es el diagrama del tablero de ajedrez, el tablero de ajedrez requiere alta precisión, la cuadrícula es cuadrada, es costoso comprar un tablero de calibración y el diagrama del tablero de ajedrez en csdn Para dibujar muchas monedas c, para que pueda dibujar una palabra con una palabra, es muy simple, simplemente haga una tabla con 5 columnas y 7 filas, estírela a la página completa y luego ajuste el ancho y la altura de cada cuadrícula para que quede cuadrada. Solo píntalo. Hay símbolos en esta imagen, pero no están impresos. Le sugiero que dibuje uno usted mismo.
