Analisi di sistemi a telecamera singola, doppia, tripla e multipla

Le telecamere monoculari, binoculari, trinoculari e multioculari sono dispositivi chiave nel campo della percezione, ognuno con le sue caratteristiche e scenari applicabili. Ecco un confronto dettagliato per te:

Composizione: è costituito da una singola combinazione di lente e sensore d'immagine, con la struttura più semplice e un costo relativamente basso.

Principio: stima la distanza e altre informazioni in base alle dimensioni, alla forma e alla consistenza di un'immagine bidimensionale, combinate con conoscenze pregresse o modelli di apprendimento automatico. Tuttavia, non dispone di metodi di misurazione diretta della profondità. Ad esempio, nella fotografia con telefono cellulare, la fotocamera monoculare cattura la scena e, tramite algoritmi, esegue una semplice sfocatura dello sfondo sulla persona o sullo scenario fotografato per simulare un effetto di profondità di campo ridotta.

antage: è conveniente e facile da integrare in vari piccoli dispositivi, come telecamere di sicurezza domestiche e telecamere per orologi per bambini, soddisfacendo le esigenze di base di acquisizione delle immaginiLimitazione: la precisione della percezione della profondità è scarsa e non può giudicare con precisione la distanza degli oggetti in ambienti complessi, rendendo difficile gestire attività ad alta precisione. Ad esempio, l'evitamento preciso degli ostacoli nella guida autonoma non può basarsi su una telecamera monoculare.

Composizione: è costituito da due telecamere disposte a una certa distanza di base, ciascuna dotata di un proprio sistema ottico e di imaging, e realizza una visione stereoscopica catturando le immagini in modo sincrono.

Principio: in base al principio di osservazione, utilizza la disparità tra le due telecamere che riprendono la stessa scena per calcolare le informazioni sulla profondità dell'oggetto e combina la tecnologia di riconoscimento delle immagini per determinare il bersaglio. Ad esempio, nelle operazioni di prelievo dei robot industriali, una telecamera binoculare aiuta il robot a localizzare la posizione e la distanza delle parti, consentendo un prelievo preciso.

Vantaggio: rispetto a una telecamera monoculare, la capacità di percezione della profondità è notevolmente migliorata e può costruire un modello di scena 3D relativamente semplice. È conveniente e utilizzata in sicurezza, robotica e altri campi.

Limitazioni: è sensibile ai cambiamenti di illuminazione e la distanza di base deve essere impostata in modo ragionevole; altrimenti possono verificarsi facilmente errori di misurazione. In ambienti con luce diretta intensa o luce fioca, la precisione dei calcoli di profondità è notevolmente influenzata.

Composizione: è composta da tre telecamere disposte secondo uno schema specifico, ciascuna dotata di un proprio sistema ottico e sensore d'immagine, oltre a un'unità di elaborazione dati e un'interfaccia di comunicazione.

Principio Similmente a una telecamera binoculare, diverse telecamere scattano da più angolazioni contemporaneamente, utilizzando informazioni di disparità avanzate per calcolare la profondità con elevata precisione e combinando il riconoscimento delle immagini con gli attributi completi del bersaglio. Ad esempio, nella guida autonoma, una telecamera trinoculare cattura le condizioni della strada anteriore da tutte le direzioni, percependo con precisione la categoria di veicoli, pedoni e ostacoli.

Vantaggio: la percezione della profondità ad alta precisione, la copertura grandangolare senza zone morte e le potenti capacità di riconoscimento del bersaglio lo rendono adatto ad applicazioni di fascia alta che richiedono elevata accuratezza e comprensione della scena.

Limiti: la calibrazione della telecamera è complessa, il volume di elaborazione dei dati è elevato e la soglia hardware e tecnica è elevata, il che ne limita la popolarità in alcuni settori sensibili ai costi.

Composizione: comprende quattro o più telecamere, consentendo una progettazione flessibile del layout in base alle diverse applicazioni, formando una matrice visiva complessa.

Principio: integra dati di immagini multi-angolo e multi-strato da varie telecamere, impiega algoritmi avanzati per estrarre informazioni visive approfondite e costruisce modelli di scene 3D ultra-fini per ottenere una percezione ambientale ad alta precisione e ad alta affidabilità. Ad esempio, nelle riprese professionali di realtà virtuale, le telecamere multi-occhio sono disposte in cerchio per catturare i movimenti e le espressioni facciali dell'attore da tutte le direzioni, conferendo al personaggio virtuale un'espressività realistica.

Vantaggi: Percezione ambientale superiore e capacità di dettaglio, adattabilità a scene estremamente complesse e in grado di fornire un supporto visivo di alto livello per applicazioni tecnologiche all'avanguardia come il Metaverso e i sistemi intelligenti senza pilota.

Limite: il sistema è altamente complesso, con costi elevati Ricerca e sviluppo e costi di produzione, e un'enorme pressione di elaborazione e trasmissione dei dati. Attualmente, è utilizzato principalmente nei settori della ricerca di fascia alta e della produzione cinematografica.

Nel complesso, con l'aumento del numero di occhi della telecamera, le capacità di percezione visiva migliorano gradualmente, ma lo stesso vale per i costi e le difficoltà tecniche. Quando si effettua una selezione, è necessario considerare fattori quali requisiti applicativi, budget e fattibilità tecnica per scegliere la soluzione visiva più appropriata.