嵌入式3 d视觉

直接来自摄像机的高分辨率3D数据如果要通过3D摄像机自动检查大体积或多个对象视图，例如，在汽车行业不断运行的生产线上，必须快速生成和处理高分辨率3D结果数据。带有大型5 MP传感器和可变基线的立体摄像系统提供了理想的输出数据。然而，在这种高性能3D应用程序中，接口和CPU能力可能很快形成瓶颈。

挑战：在不影响数据质量的情况下降低系统组件的数据速率和性能要求。同时，系统应节省空间和效率。因此，具有集成数据处理功能的Ensenso XR系列嵌入式3D摄像机是下一个逻辑步骤。

在根据空间视觉（立体视觉）原理工作的3D摄像机的机器视觉应用中，摄像机图像以高分辨率和帧速率进行处理，以使结果数据尽可能快地用于后续处理。从立体相机的图像材料计算三维数据，即所谓的“点云”，需要几个复杂的过程步骤，这些步骤以前是由功能强大的工业PC（IPC）执行的。随着对这些结果数据的质量和速度的要求越来越高，现代3D立体相机，如Ensenso X系列，使用具有千兆以太网接口的高分辨率2D相机。然而，将2D输出数据传输到处理IPC需要最佳利用网络带宽，以避免时间延迟或数据丢失。此外，为了不限制整个系统，IPC硬件的处理能力必须不断提高。

通过使用高质量的组件，这种3D摄像机系统的性能可以进一步提高。得益于可交换的2D摄像机，Ensenso X系列的灵活设计不受特定数据接口和传感器分辨率的限制，可以随着速度、物体尺寸和质量的要求不断增长。但对于某些应用来说，高分辨率、高速GigE摄像头、特殊屏蔽电缆、高性能网络技术和强大的PC硬件实在太贵了。此外，必须为这些外围设备提供足够的空间。

随着新的XR相机系列，Ensenso正在追求一种不同的方法。根据“物联网”的原理，“分布式系统”中的每个独立部件都执行特定的任务，并产生可以直接被其他系统使用的结果。在3D相机的情况下，这些是真实物体的像素的三维坐标。

机载三维处理
集成到Ensenso XR投影仪单元的系统芯片(SoC)允许摄像机自己执行3D处理，包括立体分析。校正透镜畸变后，2D输出图像通过摄像机的虚旋转(校正)转移到轴平行立体系统，这大大简化了所有后续分析。然后，高度优化的静态或运动场景匹配算法在记录的图像对中搜索相应的像素。由于相机的视角不同，这些像素在像面上也会发生不同的水平位移，称为“视差”。由于平行立体音响系统中的几何关系,这种差异代表一个衡量一个3 d点的空间深度在毫米梁集和知识的应用已知的系统参数如焦距、像素大小和基线长度的音响系统。

这些耗时和计算密集的像素操作由摄像机中的支持FPGA并行执行。这使得3D数据速率可以与Ensenso X系统相媲美，Ensenso X系统可以在带有英特尔酷睿i7四核CPU的桌面PC上进行立体分析。

IDS产品经理兼3D图像处理专家Martin Hennemann解释说：“通过将集成数据处理与FlexView2技术相结合，可以同时准确、快速地获取图像细节。”

“嵌入式”功能的好处
结合FlexView2技术，XR36系列模型能够处理多达16张静态场景的3D数据集的快速序列图像，而不需要额外的原始数据传输到主机PC的延迟。通过FlexView2的投影仪模式的位移，每个图像对会产生不同的3D点，这有助于实现非常高分辨率的3D表示。

由于将计算密集型的过程转移到相机中，这些不再需要强大的工业pc来完成。此外，传输3D结果数据而不是高分辨率的2D原始数据，减少了网络负载。与在工业PC上进行外部处理相比，该应用在高分辨率3D数据采集和处理之间具有快速、直接的内存访问，在结果率和带宽降低方面具有巨大的优势。

多摄像头系统尤其受益于新的XR系列节省资源的特点。如果来自多个高分辨率2D摄像机的原始数据必须通过网络传输，带宽瓶颈可能很快就会出现，导致帧率下降，对整体性能产生负面影响。在这里，XR系列的早期评估和同时的数据减少优于可靠的结果率，更低的外围部件的计算能力，因此也更少的空间需求。带有Ensenso XR摄像机的3D应用程序更容易缩放到所需的要求。

为了进一步降低数据速率，相机仅发送视差贴图。16位1通道图像比完整的“点云”要小得多，点云是一个32位RDB图像，具有彩色叠加。简单的转换可以由Ensenso SDK执行，而无需在工业PC上进行大量计算。

新独立
与其他3D相机相比，Ensenso XR立体相机具有更高的自主性，这不仅在速度方面成为3D应用的重要选择标准。降低了对网络外围设备和IPC硬件的性能要求，简化了3D应用程序的整个构造并降低了成本，特别是在多摄像头系统中。

除了有线千兆以太网连接，额外的WiFi接口允许在设置和维护期间临时访问数据和参数，这在布线困难或成本高的情况下非常有用。此外，新的Ensenso XR投影仪单元具有集成前灯。使用时，如果环境光不足或没有外部照明，它支持工作环境的校准或改善2D相机图像的图像质量。

Ensenso XR系列的许多改进为3D相机技术的应用开辟了新的领域。综合数据处理是优化数据交换的下一个逻辑步骤。

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工业相机制造商IDS成像开发系统有限公司开发高性能、易于使用的USB、GigE和3D相机，具有广泛的传感器和变型。几乎无限的应用范围涵盖多个非工业和工业部门，例如在设备，工厂和机械工程领域。除了成功的CMOS相机，该公司还扩展了基于视觉应用程序的传感器和相机的产品组合。IDS NXT是一种新颖的图像处理平台，可以自由编程，功能非常广泛。

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