Stereo-Vision mit einer einzelnen 2D-Kamera

DXMTM-Direktbildkamera von Sunex mit vorab ausgerichteten und austauschbaren SXMTM-Doppeloptikköpfen.

© Sunex

Da Robotik- und Automatisierungssysteme immer kompakter, intelligenter und energieeffizienter werden, müssen sich die unterstützenden Bildverarbeitungstechnologien parallel dazu weiterentwickeln. Ein Bereich, der ein rasantes Wachstum und rasante Innovationen erlebt, ist die Ein-Sensor-Stereo-Bildgebung, bei der zwei optische Kanäle auf einem einzigen CMOS-Sensor zusammenlaufen.

Der Architekturwechsel weg von zwei synchronisierten Kameras für Stereo­vision hin zur Ein-Sensor-Stereo-­Bildgebung bietet eine leistungsstarke Kombination aus reduziertem Platzbedarf, geringerem Stromverbrauch, verbesserter Synchronisation, Farbanpassung und allgemein geringeren Kosten. Ursprünglich für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot entwickelt, gewinnt das Konzept nun auf vielen Plattformen an Bedeutung, darunter autonome mobile Roboter (AMRs), fahrerlose Transportfahrzeuge (AGVs), humanoide Roboter, Fertigungsautomatisierung und sogar multimodale Bildverarbeitungssysteme.

Die Architektur: Zwei optische Kanäle, ein CMOS-Sensor

Ein Stereobildgebungssystem mit einem einzigen Sensor besteht aus zwei unabhängigen optischen Kanälen, die auf unterschiedlichen Architekturen basieren:

• Relaisprisma- oder Spiegelsysteme, die eine längere Basislinie (Abstand zwischen den optischen Kanälen) ermöglichen und somit eine bessere Tiefenwahrnehmung im mittleren bis langen Bereich bieten.
• Eine direktbildgebende Optik, bei der zwei kleine Linsen mit einer kürzeren Basislinie benachbarte Szenen direkt auf denselben CMOS-Sensor abbilden.

Das Ergebnis ist in beiden Fällen ein gleichzeitig aufgenommenes Stereobildpaar, das pixelgenau ausgerichtet und zeitlich konsistent ist, ohne dass ein zweiter Sensor erforderlich ist.