Analyse des systèmes à caméra simple, double, triple et multi-caméras

Les caméras monoculaires, binoculaires, trinoculaires et multioculaires sont des appareils clés dans le domaine de la perception, chacune avec ses propres caractéristiques et scénarios applicables. Voici une comparaison détaillée pour vous :

Composition : Il se compose d'une seule combinaison d'objectif et de capteur d'image, avec la structure la plus simple et un coût relativement faible.

Principe : Il estime la distance et d'autres informations en fonction de la taille, de la forme et de la texture d'une image bidimensionnelle, en combinaison avec des connaissances préalables ou des modèles d'apprentissage automatique. Cependant, il manque des méthodes de mesure directe de la profondeur. Par exemple, dans la photographie sur téléphone portable, l'appareil photo monoculaire capture la scène et, grâce à des algorithmes, il effectue un simple floutage d'arrière-plan sur la personne photographiée ou le paysage pour simuler un effet de faible profondeur de champ.

Avantages : Il est économique et facile à intégrer dans divers petits appareils, tels que les caméras de sécurité domestiques et les caméras de surveillance pour enfants, répondant aux besoins d'acquisition d'images de base. Limites : La précision de la perception de la profondeur est médiocre et il ne peut pas évaluer avec précision la distance des objets dans des environnements complexes, ce qui rend difficile la gestion des tâches de haute précision. Par exemple, l'évitement précis des obstacles dans la conduite autonome ne peut pas s'appuyer sur une caméra monoculaire.

Composition : Il est constitué de deux caméras disposées à une certaine distance de base, chacune avec son propre système optique et d'imagerie, et réalise une vision stéréo en capturant des images de manière synchrone.

Principe : Basé sur le principe de focalisation, il utilise la disparité entre les deux caméras filmant la même scène pour calculer les informations de profondeur de l'objet, et combine la technologie de reconnaissance d'image pour déterminer la cible. Par exemple, dans les opérations de prélèvement de robots industriels, une caméra binoculaire aide le robot à localiser la position et la distance des pièces, permettant ainsi un prélèvement précis.

Avantage : par rapport à une caméra monoculaire, la capacité de perception de la profondeur est considérablement améliorée et elle peut construire un modèle de scène 3D relativement simple. Elle est rentable et utilisée dans la sécurité, la robotique et d'autres domaines.

Limite : il est sensible aux variations d'éclairage et la distance de référence doit être définie de manière raisonnable, sinon des erreurs de mesure peuvent facilement se produire. Dans les environnements avec une forte lumière directe ou une faible lumière, la précision des calculs de profondeur est grandement affectée.

Composition : se compose de trois caméras disposées selon une disposition spécifique, chacune dotée de son propre système optique et capteur d'images, ainsi que d'une unité de traitement de données et d'une interface de communication.

Principe Similaire à une caméra binoculaire, différentes caméras prennent des photos sous plusieurs angles simultanément, en utilisant des informations de disparité riches pour calculer la profondeur avec une grande précision et en combinant la reconnaissance d'image aux attributs complets de la cible. Par exemple, en conduite autonome, une caméra trinoculaire capture les conditions de la route avant dans toutes les directions, percevant avec précision la catégorie et la nature des véhicules, des piétons et des obstacles.

Avantage : la perception de la profondeur de haute précision, la couverture grand angle sans zones mortes et les fortes capacités de reconnaissance des cibles conviennent aux applications haut de gamme qui nécessitent une grande précision et une bonne compréhension de la scène.

Limite : l'étalonnage de la caméra est complexe, le volume de traitement des données est important et le seuil matériel et technique est élevé, ce qui limite sa popularité dans certains domaines sensibles aux coûts.

Composition : Comprend quatre caméras ou plus, permettant une conception de disposition flexible en fonction de différentes applications, formant un tableau visuel complexe.

Principe : Intègre des données d'images multi-angles et multicouches provenant de diverses caméras, utilise des algorithmes avancés pour extraire des informations visuelles approfondies et construit des modèles de scène 3D ultra-fins pour obtenir une perception environnementale de haute précision et de haute fiabilité. Par exemple, dans le tournage professionnel de réalité virtuelle, des caméras multi-yeux sont disposées en cercle pour capturer les mouvements et les expressions faciales de l'acteur dans toutes les directions, conférant au personnage virtuel une expressivité réaliste.

Avantages : Perception environnementale supérieure et capacités de détail, adaptables à des scènes extrêmement complexes, et pouvant fournir un support visuel de premier ordre pour des applications technologiques de pointe telles que le métaverse et les systèmes intelligents sans pilote.

Limite : Le système est très complexe, avec des coûts élevés Recherche et développement et les coûts de production, ainsi que la pression énorme exercée sur le traitement et la transmission des données. Actuellement, il est principalement utilisé dans les domaines de la recherche haut de gamme et de la production cinématographique.

Globalement, à mesure que le nombre d'yeux des caméras augmente, les capacités de perception visuelle s'améliorent progressivement, mais les coûts et les difficultés techniques s'améliorent également. Lors du choix, il est nécessaire de prendre en compte des facteurs tels que les exigences de l'application, le budget et la faisabilité technique pour choisir la solution visuelle la plus appropriée.