Análise de sistemas de câmera única, dupla, tripla e múltipla

Câmeras monoculares, binoculares, trinoculares e multioculares são dispositivos-chave no campo da percepção, cada uma com suas próprias características e cenários aplicáveis. Aqui está uma comparação detalhada para você:

Composição: Consiste em uma única combinação de lente e sensor de imagem, com a estrutura mais simples e custo relativamente baixo.

Princípio: Ele estima a distância e outras informações com base no tamanho, forma e textura de uma imagem bidimensional, combinado com conhecimento prévio ou modelos de aprendizado de máquina. No entanto, ele não possui métodos diretos de medição de profundidade. Por exemplo, na fotografia de celular, a câmera monocular captura a cena e, por meio de algoritmos, realiza um desfoque de fundo simples na pessoa ou cenário fotografado para simular um efeito de profundidade de campo rasa.

antage: É econômico e fácil de integrar em vários dispositivos pequenos, como câmeras de segurança doméstica e câmeras de relógios infantis, atendendo às necessidades básicas de aquisição de imagensLimitação: A precisão da percepção de profundidade é baixa e não pode julgar com precisão a distância de objetos em ambientes complexos, dificultando o manuseio de tarefas de alta precisão. Por exemplo, a prevenção precisa de obstáculos na direção autônoma não pode depender de uma câmera monocular.

Composição: Consiste em duas câmeras dispostas a uma certa distância de base, cada uma com seu próprio sistema óptico e de imagem, e realiza visão estéreo capturando imagens de forma sincronizada.

Princípio: Com base no princípio deulação, ele usa a disparidade entre as duas câmeras que filmam a mesma cena para calcular as informações de profundidade do objeto e combina a tecnologia de reconhecimento de imagem para determinar o alvo. Por exemplo, em operações de coleta de robôs industriais, uma câmera binocular ajuda o robô a localizar a posição e a distância das peças, permitindo uma coleta precisa.

Vantagem: para uma câmera monocular, a capacidade de percepção de profundidade é significativamente melhorada, e pode construir um modelo de cena 3D relativamente simples. É econômica e usada em segurança, robótica e outros campos.

Limitação: É sensível a mudanças na iluminação, e a distância da linha de base precisa ser razoavelmente definida; caso contrário, erros de medição podem ocorrer facilmente. Em ambientes com luz direta forte ou luz fraca, a precisão dos cálculos de profundidade é muito afetada.

Composição: consiste em três câmeras dispostas em um layout específico, cada uma com seu próprio sistema óptico e sensor de imagem, juntamente com uma unidade de processamento de dados e interface de comunicação.

Princípio Semelhante a uma câmera binocular, câmeras diferentes disparam de vários ângulos simultaneamente, usando informações ricas de disparidade para calcular a profundidade com alta precisão e combinando reconhecimento de imagem aos atributos abrangentes do alvo. Por exemplo, na direção autônoma, uma câmera trinocular captura as condições da estrada frontal de todas as direções, percebendo com precisão a categoria de veículos, pedestres e obstáculos.

Vantagem: Percepção de profundidade de alta precisão, cobertura de grande angular sem zonas mortas e fortes capacidades de reconhecimento de alvos tornam-no adequado para aplicações de ponta que exigem alta precisão e compreensão de cena.

Limitação: A calibração da câmera é complexa, o volume de processamento de dados é grande e o hardware e o limite técnico são altos, limitando sua popularidade em alguns campos sensíveis a custos.

Composição: Compreende quatro ou mais câmeras, permitindo um design de layout flexível com base em diferentes aplicações, formando um conjunto visual complexo.

Princípio: Integra dados de imagem multi-ângulo e multi-camadas de várias câmeras, emprega algoritmos avançados para extrair informações visuais profundas e constrói modelos de cena 3D ultrafinos para atingir percepção ambiental de alta precisão e alta confiabilidade. Por exemplo, em filmagens profissionais de realidade virtual, câmeras multi-olhos são dispostas em círculo para capturar os movimentos e expressões faciais do ator de todas as direções, dotando o personagem virtual de expressividade realista.

Vantagens: Capacidade superior de percepção ambiental e detalhes, adaptável a cenas extremamente complexas, e pode fornecer suporte visual de alto nível para aplicações de tecnologia de ponta, como o Metaverso e sistemas inteligentes não tripulados.

Limite: O sistema é altamente complexo, com custos elevados P&D e custos de produção, e enorme pressão de processamento e transmissão de dados. Atualmente, é usado principalmente em campos de pesquisa de ponta e produção de filmes.

No geral, conforme o número de olhos de câmera aumenta, as capacidades de percepção visual aumentam gradualmente, mas também os custos e as dificuldades técnicas. Ao fazer a seleção, é necessário considerar fatores como requisitos de aplicação, orçamento e viabilidade técnica para escolher a solução visual mais apropriada.