К содержимому
  1. Главная
  2. Блог
  3. ToF-камера (время пролёта) для Raspberry Pi

ToF-камера (время пролёта) для Raspberry Pi

31 августа 2022 · По материалам Arducam

ToF-камера Arducam для Raspberry Pi

Снимайте мир в 3D с помощью Raspberry Pi.

ToF-камера Arducam, подключённая к Raspberry Pi

ToF для всех Raspberry Pi

Датчик глубины, доступный каждому. Вы получаете готовое решение, разработанное и оптимизированное специально для Raspberry Pi (30 к/с на Pi 4 и CM4*). Комплект помогает быстро начать работу с компьютерным зрением на периферийных устройствах: компактный инструмент, которому по силам серьёзные задачи.

Как работает ToF

ToF — Time of Flight, «время пролёта». ToF-камера излучает модулированный свет (метод непрерывной волны, CW) и по времени, за которое отражённый свет возвращается, измеряет расстояние до объекта или сцены — глубину. Данные глубины (координаты X, Y и Z) получаются для каждого пикселя. Расстояние рассчитывается по формуле d = c / 2f, где c — скорость света, f — частота модуляции.

Принцип работы ToF-камеры
Недорогое решение для съёмки с помощью ToF

3D-съёмка — проще и доступнее

Главная цель Arducam — сделать технологию ToF доступной по цене. Задача не в том, чтобы гнаться за характеристиками, а в том, чтобы сделать «Raspberry Pi для промышленности» ещё надёжнее и лучше масштабируемым.

2 или 4 м, с удлинением кабеля

Характеристики выбраны с расчётом на большинство задач: дальности 4 м хватает для большого числа применений. А в паре с комплектом удлинения кабеля Arducam получается ToF-модуль с рабочей дальностью 4 или 2 м и кабелем длиной 10 м, который даёт свободу размещения.

ToF-камера Arducam с комплектом удлинения кабеля
Рабочая дальность ToF-камеры Arducam

В помещении и на улице

Камеру можно использовать и на солнце. После множества экспериментов Arducam оснастила камеру лазером (VCSEL) с длиной волны 940 нм, который хорошо подавляет помехи от окружающего света на улице. Так что эта ToF-камера подходит не только для работы в помещении.

Работает с любыми библиотеками машинного зрения

C, C++ или Python — выбирайте сами. Камера работает как стандартное устройство V4L2 и поддерживает все три языка, поэтому её легко использовать с привычными библиотеками машинного зрения (OpenCV, TensorFlow и др.).

Поддержка библиотек машинного зрения
Изображение с ToF-камеры Arducam

От 2D к 3D: камеру можно доработать под задачу

Камера открывает дорогу новым применениям. Знакомство с датчиками глубины начинается с кадров RAW, кадров глубины и кадров амплитуды. Данные глубины повышают точность алгоритмов компьютерного зрения для самых разных задач: 3D, отслеживания, распознавания, оценки, реконструкции, навигации, локализации и классификации. Для большей точности камеру можно откалибровать по кадрам RAW. Если нужна доработка камеры под ваш проект, напишите нам на quote@arducam-russia.ru.

Облака точек и ROS — без лишних сложностей

В реальном времени, прямо на Raspberry Pi. Задачи картографирования, 3D-моделирования, фотограмметрии и другие, где нужны облака точек из данных глубины ToF-камеры, легко решаются на недорогой системе на Raspberry Pi с низким энергопотреблением.

Облако точек 3D на Raspberry Pi

Характеристики

ПараметрToF-камера Arducam
Число эффективных пикселей240 × 180
Оптический формат1/6″
Макс. частота кадров (сенсор)120 к/с
Макс. частота кадров глубины (Raspberry Pi)30 к/с, 4 фазы
Raspberry Pi OSBullseye (32 и 64 бит), выпуск от 28.01.2022 или новее
TDP3,5 Вт; блок питания Raspberry Pi — не менее 5 В / 4 А
ПлатформыPi 2 / 3 / CM3 / 4B / Zero W / Zero 2 W / CM4
Частота модуляции75 МГц / 37,5 МГц
Угол обзора70° по диагонали
Дальность измерениядальний режим: 4 м; ближний режим: 2 м
Источник светаизлучатель VCSEL, 940 нм
Размер платы38 × 38 мм
ИнтерфейсMIPI, 2 линии
Формат вывода4-фазный кадр RAW, кадр глубины, кадр амплитуды в оттенках серого
Модуль ToF-камеры Arducam для Raspberry Pi
ToF-камера Arducam для Raspberry Pi

Недорогие решения для измерения глубины

Встраиваемые системы для компьютерного зрения завтрашнего дня.

ToF-камера в задачах VR и AR

VR и AR

ToF-камера в логистике

Логистика

ToF-камера в автомобильной технике

Автомобильная техника

ToF-камера в медицине

Медицина

ToF-камера в видеонаблюдении

Видеонаблюдение

ToF-камера в робототехнике

Робототехника

Демонстрация

Пять демонстрационных роликов о работе камеры — на YouTube.

Что пишут о камере

Публикация CNX Software о ToF-камере Arducam

CNX Software

Публикация Hackster.io о ToF-камере Arducam

Hackster.io

Публикация LinuxGizmos о ToF-камере Arducam

LinuxGizmos

Публикация DIY Electronics о ToF-камере Arducam

DIY Electronics

Видеообзор на YouTube.

leepsvideo

Видеообзор на YouTube.

Michael Klements

Вопросы и ответы

Совместима ли камера со всеми моделями Raspberry Pi?

Да, камера работает с большинством моделей Raspberry Pi. Но на ранних моделях производительность может быть ниже.

Нужны ли внешние источники света?

Нет, на камере есть собственный лазер. Он не мешает людям и безопасен для глаз.

Какой источник света используется?

Излучатель VCSEL с длиной волны 940 нм.

Какая максимальная дальность работы?

Дальний режим: 4 м; ближний режим: 2 м.

Какая максимальная частота кадров?

  • 30 к/с на Raspberry Pi 4 и CM4;
  • около 15 к/с на Pi Zero 2 W;
  • около 10 к/с на Pi 3B;
  • около 5 к/с на Pi Zero.

Какую максимальную точность можно получить?

  • дальний режим: ±2 см;
  • ближний режим: ±4 см.

Какой угол обзора у объектива?

70° по диагонали.

Можно ли заменить объектив на более широкоугольный?

Нет.

Можно ли измерять дальше 4 м?

Технически нет. Но с решением Arducam для удлинения кабеля камеру можно подключить кабелем длиной до 20 м.

Можно ли использовать камеру на улице?

Да. Но сильно отражающие поверхности создают помехи.

Поддерживает ли камера 32- и 64-битную Raspberry Pi OS?

Да.

Работает ли камера со сторонними дистрибутивами?

Да. Arducam выпускает SDK для C, C++ и Python.

Можно ли использовать её вместе с цветными камерами Arducam для Raspberry Pi?

Нет. Arducam может добавить такую поддержку в будущем.

Работает ли камера с платами NVIDIA Jetson?

Да. Камера работает с NVIDIA Jetson Nano и Xavier NX.

Ещё по теме

Запросить цену

Укажите количество — пришлём коммерческое предложение.