随着機器視覺,自動駕駛等颠覆性的技(jì )術逐步發展,采用(yòng) 3D 相機進行物(wù)體(tǐ)識别,行為(wèi)識别,場景 建模的相關應用(yòng)越來越多(duō),可(kě)以說深度相機就是終端和機器人的眼睛,那麽什麽是深度相機呢(ne),跟之前的普通相機(2D)想比較,又(yòu)有(yǒu)哪些差别? 深度相機又(yòu)稱之為(wèi)3D相機,顧名(míng)思義,就是通過該相機能(néng)檢測出拍攝空間的景深距離,這也是與普通攝像頭最大的區(qū)别。
目前市面上常有(yǒu)的深度相機方案有(yǒu)以下三種:
(1) 結構光(Structured-light),代表公(gōng)司有(yǒu)奧比中(zhōng)光,蘋果(Prime Sense),微軟 Kinect-1,英特爾 RealSense, Mantis Vision 等;
(2) 雙目視覺(Stereo),代表公(gōng)司 Leap Motion, ZED, 大疆;
(3) 光飛行時間法(TOF),代表公(gōng)司微軟 Kinect-2,PMD,SoftKinect, 聯想 Phab。
本文(wén)介紹的便是英特爾公(gōng)司推出的一款消費級深度相機 -- Intel RealSense D435i,它的主要構成如下圖所示。
它主要包含一個RGB相機、兩個紅外相機以及一個紅外發射器,此外還有(yǒu)一個IMU單元(這也就是D435i和D435的區(qū)别,i就表示imu)。簡單來說它的深度成像原理(lǐ)是主動立體(tǐ)紅外成像,不是傳統意義上理(lǐ)解的雙目RGB相機成像,這點需要注意一下。 有(yǒu)了深度圖(3D點雲)和對應的RGB影像,因此也就很(hěn)容易獲得RGB-D點雲了。因此從輸出的角度而言,D435i可(kě)以看做是一個RGB-D傳感器相機。後續可(kě)以搭配ORB-SLAM中(zhōng)RGB-D的模式進行使用(yòng)。當然,也可(kě)以隻用(yòng)單目RGB影像,以單目SLAM模式運行,或者單目結合IMU,以Mono-Initial模式運行。唯一不能(néng)運行的是雙目RGB模式(因為(wèi)兩個紅外相機是單通道的)。當然我們可(kě)以獲取雙目的紅外影像,以此作(zuò)為(wèi)輸入,進行雙目SLAM,結果也是類似的。因此可(kě)以看出,D435i是一個比較“全能(néng)”的傳感器,從單目、單目+IMU、雙目、雙目+IMU、RGB-D都可(kě)以使用(yòng)。
視覺處理(lǐ)器,D400系列模塊和深度相機關系如下:視覺處理(lǐ)器+模塊=深度相機。
對于它的一些技(jì )術上的參數,這裏也簡單列舉一下: 深度技(jì )術:主動立體(tǐ)IR 圖像傳感器技(jì )術:3μm×3μm像素大小(xiǎo),全局快門 深度視場(H×V):86°×57°(±3°) 深度分(fēn)辨率&幀率:1280×720,90FPS(最高) RGB傳感器技(jì )術:卷簾快門 RGB傳感器分(fēn)辨率&幀率:1920×1080,30FPS(最高) RGB傳感器FOV(H×V):69°×42°(±1°) 最小(xiǎo)深度距離(Min-Z):0.105m 最大範圍:約10m 尺寸(長(cháng)寬高):90mm × 25mm × 25mm
從上面的參數中(zhōng),也可(kě)以看出來它的一些特點。比如深度圖和RGB影像的大小(xiǎo)是不同的,換句話說RGB影像中(zhōng)隻有(yǒu)和深度圖重疊的那部分(fēn)才有(yǒu)深度信息,否則是沒有(yǒu)的。同時幀率也不相同,如果需要使用(yòng)RGB-D信息,那麽時間同步也可(kě)能(néng)是個需要處理(lǐ)的問題。第二點是RGB傳感器采用(yòng)的是卷簾快門,因此在一些高速運動的場景下,可(kě)能(néng)會出現果凍效應。最後由于采用(yòng)主動紅外測距技(jì )術,而紅外傳感器本身發射的信号強度有(yǒu)限,最大10m左右,因此并不能(néng)适用(yòng)于室外很(hěn)大的場景。主要用(yòng)于實現計算機視覺、增強現實、虛拟現實和人機交互等領域的創新(xīn)應用(yòng)。
由此關于Intel RealSense的未來發展預想有(yǒu)以下幾點:
增強功能(néng)和性能(néng)提升:預計Intel将繼續改進 RealSense産(chǎn)品線(xiàn),提供更高的深度感知精(jīng)度、更快的數據處理(lǐ)速度和更多(duō)的功能(néng)擴展。這可(kě)能(néng)包括更高分(fēn)辨率的圖像捕捉、更準确的姿态跟蹤、更廣泛的深度範圍以及更多(duō)的智能(néng)計算功能(néng)。
應用(yòng)擴展和行業應用(yòng):随着深度感應技(jì )術的不斷發展,Intel RealSense在各個行業有(yǒu)着廣泛的應用(yòng)前景。例如,在自動駕駛、工(gōng)業自動化、智能(néng)家居、醫(yī)療保健等領域,RealSense可(kě)以用(yòng)于環境感知、人機交互和場景理(lǐ)解等關鍵任務(wù)。
與AI的整合:人工(gōng)智能(néng)(AI)是當前科(kē)技(jì )領域的重要趨勢,也是Intel RealSense未來發展的一個重點方向。通過結合深度感應和AI技(jì )術,RealSense産(chǎn)品可(kě)以實現更高級的圖像識别、物(wù)體(tǐ)追蹤、人臉識别等功能(néng),提供更智能(néng)的交互和分(fēn)析能(néng)力。
開發者生态系統:Intel緻力于建立健全的開發者生态系統,支持開發者創建基于RealSense的創新(xīn)應用(yòng)。他(tā)們提供了軟件開發工(gōng)具(jù)包(SDK)和其他(tā)資源,使開發者能(néng)夠快速利用(yòng)RealSense技(jì )術開發應用(yòng)和解決方案。
總體(tǐ)而言,Intel RealSense系列産(chǎn)品有(yǒu)望繼續推動深度感應技(jì )術的發展,并在計算機視覺、AR/VR、人機交互等領域發揮重要作(zuò)用(yòng)。随着技(jì )術的進步和市場的需求,未來可(kě)能(néng)會看到更多(duō)創新(xīn)的RealSense産(chǎn)品和應用(yòng)。
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