深度相機(jī)-介紹

奧比中光竟然上市了,主打產(chǎn)品就是深度相機(jī),目前深度相機(jī)在應(yīng)用上越來越廣泛。

一骑疆、深度相機(jī)的分類:
1、結(jié)構(gòu)光
  • 介紹

  • 原理

  • 應(yīng)用
    結(jié)構(gòu)光主要的:iPhone的前置攝像頭(面部識(shí)別的)车遂,奧比中光的Astra+封断,Astra Mini S 3D攝像頭模組,OPPO旗艦手機(jī)Find X舶担,英特爾的RealSense SR300

2、 飛行時(shí)間法ToF
  • 介紹
    光雷達(dá)系統(tǒng)彬呻,可從發(fā)射極向?qū)ο蟀l(fā)射光脈沖衣陶,接收器則可通過計(jì)算光脈沖從發(fā)射器到對(duì)象,再以像素格式返回到接收器的運(yùn)行時(shí)間來確定被測(cè)量對(duì)象的距離

  • 原理

  • 應(yīng)用
    IToF主要應(yīng)用在:Kinect2.0闸氮,魅族旗艦手機(jī)17Pro剪况、18Pro,無人駕駛中常用的激光雷達(dá)

3蒲跨、 雙目立體成像 - Active Stereo
  • 介紹
    如同人的雙眼译断,通過左右相機(jī)的拍攝圖像的差異(視差)來確定距離。通過三角定位原理以視差的方式來計(jì)算被測(cè)物距離或悲。
  • 原理
    由于是通過兩幅畫面進(jìn)行立體成像孙咪,因此需要提前標(biāo)定,即左右相機(jī)的參數(shù)和兩者之間的相對(duì)幾何位置巡语,通過標(biāo)定可以得到畸變參數(shù)翎蹈,從而輸出無畸變的左右相機(jī)圖像,再通過調(diào)整攝像機(jī)間的角度和距離男公,輸出行對(duì)準(zhǔn)的校正圖像荤堪,匹配左右攝像機(jī)間視場(chǎng)中的相同特征,計(jì)算匹配特征在左右圖像上的列坐標(biāo)的差值枢赔,輸出視差圖澄阳,將視差圖通過三角測(cè)量的方法轉(zhuǎn)換成距離,輸出深度圖踏拜。深度圖是圖像每個(gè)像素的一組 Z 坐標(biāo)值碎赢,單位為毫米。
    大致來講:就是立體標(biāo)定执隧,畸變矯正揩抡,立體校正(主要就是行對(duì)準(zhǔn))户侥,立體匹配(速度快:block matching、精準(zhǔn)性:semi-global block matching)峦嗤,重投影蕊唐。
    校正,取自Learning OpenCV
  • 應(yīng)用

雙目立體成像:zspace的桌面一體機(jī)烁设, intel的RealSense主動(dòng)雙目系列替梨,未來立體的桌面一體機(jī)。

二装黑、深度相機(jī)參數(shù)
1副瀑、技術(shù)參數(shù)
  • 視場(chǎng)角
  • 密度
  • 分辨率(Resolution):視場(chǎng)角和密度的乘積
  • 距離精確度(Depth accuracy): 距離精確度能夠反映測(cè)量距離和實(shí)際距離的偏差 (要與分辨率區(qū)分),它是傳感器的一個(gè)重要參數(shù)恋谭。分辨率很高的傳感器可以分辨細(xì)節(jié)特征糠睡,即使距離有一些偏差。傳感器可以有高的分辨率但距離精確度一般
  • 分辨率(Depth resolution): 沿著測(cè)量坐標(biāo)軸下的可測(cè)量距離
  • 最大最小探測(cè)距離(Minimum and maximum range): 傳感器的可感知距離
  • 幀率(Frame Rate): 每秒的幀數(shù)
2疚颊、其他參數(shù)

尺寸狈孔、成本、封裝材义,溫度均抽,通信接口(以太網(wǎng)、USB其掂、法爾接口油挥、CAN總線、串口)款熬,硬件深寥、軟件(廣播觸發(fā)、網(wǎng)路定時(shí))华烟、無同步翩迈,軟件接口,

三盔夜、優(yōu)缺點(diǎn)

結(jié)構(gòu)光的刷新率很高负饲;主動(dòng)雙目能實(shí)現(xiàn)更高的圖像分辨率;TOF精度高喂链,抗干擾性更好返十。

雙目視覺三維重建,相機(jī)標(biāo)定如果用matlab標(biāo)定的話校正后圖像是行對(duì)準(zhǔn)的椭微,而直接用opencv校正的話圖像都不能行對(duì)準(zhǔn)洞坑,后面匹配用的是SGBM算法,生成的深度圖

立體校正是為了使得左右相機(jī)的圖像坐標(biāo)系行對(duì)準(zhǔn)蝇率,主要分兩個(gè)步驟:
1迟杂、根據(jù)立體標(biāo)定得到的旋轉(zhuǎn)矩陣R對(duì)兩個(gè)坐標(biāo)系進(jìn)行旋轉(zhuǎn)使兩者共面刽沾。
注意,此時(shí)兩個(gè)圖像坐標(biāo)系共面但不一定行對(duì)準(zhǔn)排拷,即兩者的x坐標(biāo)軸并不共線侧漓,因?yàn)閮蓚€(gè)坐2、標(biāo)系之間還存在偏移监氢。
利用立體標(biāo)定得到的平移矩陣T對(duì)兩個(gè)坐標(biāo)系進(jìn)行變換使兩者行對(duì)準(zhǔn)
Bouguet's算法實(shí)現(xiàn)立體校正

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