Was ist Stereovision?
Die Humanwissenschaften definieren Stereovision oder stereoskopisches Sehen als die Fähigkeit, mit beiden Augen durch den Vergleich ihrer wahrgenommenen Bilder einen räumlichen Seheindruck zu erhalten. Bei der Betrachtung eines Objekts blickt jedes Auge aus einer anderen Richtung oder einem anderen Winkel. Jedes Auge filtert die Informationen und sendet sie an das Gehirn, wo beide Seheindrücke zu einem kombinierten Bild verarbeitet werden. So entsteht unsere dreidimensionale Tiefenwahrnehmung.
Beim maschinellen Sehen (machine vision) machen wir uns das Stereovision zunutze und ahmen die menschliche Tiefenwahrnehmung nach. Normalerweise geht bei der Aufnahme eines Bildes mit einer herkömmlichen Kamera die Abstandsinformation zwischen der Kamera und dem beobachteten Objekt verloren, aber diese Tiefeninformation kann durch mehrere Bilder, die aus verschiedenen bekannten Kamerarichtungen aufgenommen wurden, und deren Vergleich wiedergewonnen werden. Daher werden für Stereovision ein Paar von zwei Kameras benötigt, bekannt als Stereokamera, welche synchron zwei Bilder zum Verrechnen aufnimmt.
3D Stereovision im Machine Vision Bereich
Für diesen Vergleich verwendet unsere Stereovision-Technologie Stereo-Matching-Algorithmen. Der Vorgang basiert darauf, alle Pixel in den Stereobildern zu finden, die demselben 3D-Punkt in der aufgenommenen Szene entsprechen. Um die dreidimensionalen Punkte zu erhalten, muss, nachdem alle Korrespondenzen gefunden wurden, eine Triangulation unter Berücksichtigung der intrinsischen und extrinsischen Geometrie der Kameras und deren Kalibrierung berechnet werden.
Die Ergebnisse werden in Form einer Disparitätskarte aus der Perspektive der linken Kamera geliefert. Die Disparitätskarte ordnet jedes Pixel im Bild der linken Kamera einem entsprechenden Pixel im Bild der rechten Kamera zu. Da beide Bilder zuvor entzerrt wurden, um einer idealen Stereokamera-Geometrie zu entsprechen, sollten sich korrespondierende Pixel nur in ihren horizontalen Koordinaten unterscheiden. Die Disparitätskarte kodiert also nur eine horizontale Koordinatendifferenz.
Anwendungsbereiche
Stereovision ist eine robuste Technologie und kann für verschiedene Bildverarbeitungsanwendungen eingesetzt werden, um Tiefeninformationen zu erhalten. Vor allem eignet sie sich besonders für Anwendungen im Außenbereich, in der Landwirtschaft und bei hellem Umgebungslicht. Dies liegt an der passiven Natur des Systems, d. h. für Messungen müssen keine Signale ausgesendet werden, wie bei anderen 3D-Technologien, z. B. strukturiertes Licht oder ToF. Dank der extrem schnellen Rechenleistung, die die in den Geräten integrierten leistungsstarken FPGAs bieten, können unsere 3D-Stereovision-Systeme auch für kritische Echtzeitanwendungen, wie z.B. das autonome Fahren, eingesetzt werden.
Anwendungsbereiche von 3D-Stereovision auf einem Blick:
- (Mobile) Robotik
- Bin Picking
- Autonomes Fahren / Fahrzeuge
- Landwirtschaftsrobotik
- Lagerhaltung und Automatisierung
- Sicherheitsanwendungen
- Medizintechnik
Erfahren Sie mehr über unsere Scarlet 3D-Tiefenkamera oder unseren SceneScan Stereovision-Sensor. Falls Sie sich fragen, ob Stereovision die richtige Technologie für Ihre Bildverarbeitungsanwendung ist, kontaktieren Sie uns bitte.