Stereokamera | Schnellste 3D Kamera mit Bildverarbeitung

Die Scarlet 3D Stereokamera (Vertrieb Rauscher) von Nerian ist die derzeit schnellste Stereovision und 3D Tiefenkamera mit der höchster Bildauflösung am Markt. Prädestinierte Anwendungen finden sich in der Agrartechnik, Robotik, Bin Picking, Pick-and-place sowie für autonomes Fahren bzw. in selbstfahrenden Autos. Details zu dieser und einer weiteren Stereokamera finden Sie hier:

Inhalt

• Performante Stereo Vision Kamera
• Mit Abstand schnellste 3D-Messrate in Stereo Kamera 
• Bewegungsraten von bis zu 400 Hertz
• 3D Stereokamera zur 3D-Tiefenwahrnehmung in Echtzeit

Performante Stereo Vision Kamera

08.12.2022 | Die weiterentwickelten Systeme der 3D-Kameras aus der Ensenso N Serie von IDS haben eine doppelte Auflösung und Genauigkeit bei gleichen Kosten. Die neuen Stereo-Vision-Bildverarbeitungssysteme N31, N36, N41, N46 haben ein kompaktes Gehäuse aus Aluminium oder Kunststoffverbund und einen integriertem Musterprojektor. 

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Mit Abstand schnellste 3D-Messrate in Stereo Kamera

18.02.2021 | Die neue Stereo Kamera liefert exakt die Bilddaten und Tiefendaten, welche viele Machine Vision Anwendungen erfordern. Diese finden sich in statischen Umgebungen oder harten und kritischen Echtzeitanwendungen im dynamischen Umfeld.

Die Scarlet Tiefen Kameras bieten mit bis zu 120 fps und über 70 Millionen 3D Punkten/s die mit Abstand schnellste 3D-Messrate im Machine Vision Bereich. Die Auflösung beträgt bis zu 5 Mega Pixel in Kamera- und Tiefenbild. Damit schlägt diese Stereokamera ihren Vorgänger um Faktor 2,5 in Sachen Bildrate. Zudem verarbeitet Scarlet mit 512 Pixeln einen doppelt so großen Disparitätsbereich wie Scenescan Pro. Das führt zur Verdopplung der Tiefenauflösung und noch präziseren 3D Messergebnissen.

Die Bilddaten werden in Echtzeit mittels eines leistungsstarken FPGAs und modernen Stereo Algorithmus verarbeitet. Das Ergebnis ist eine Subpixel genaue Disparitätskarte (inverses Tiefenbild), die per ein oder 10 Gigabit Ethernet an den Computer oder ein eingebettetes System übertragen wird. Im Rahmen der Datennachverarbeitung werden auch fehlerhafte Disparitäten erkannt und Rausch unterdrückt. Die Open Source und Cross Platform API von Nerian konvertiert die Disparitätskarte in eine dichte 3D Punktwolke.

In die Stereokameras integriert ist ein hochleistungsfähiges FPGA und die zweite Generation des Sony Pregius IMX250 Bildsensors. Dieser bietet eine hohe Dynamik von 73 dB und eine Quanteneffizienz von 67 % bei Pixelgröße 3,45 µm.

Bewegungsraten von bis zu 400 Hertz

Zusätzlich wurde in die Stereokamera ein äußerst schneller Inertial Sensor (IMU) integriert. Er erfasst Bewegungsdaten mit bis zu 400 Hz. Solche Inertialdaten sind besonders wertvoll in Anwendungen der mobilen Robotik wie Simultaneous Localization And Mapping (SLAM). Die Scarlet macht den Einsatz eines separaten IMU überflüssig.

Vision Sensor löst viele Aufgaben in der Fabrikautomation

Die Stereo Kamera verfügt über Schutzklasse IP 67. Damit eignet sie sich sehr gut für Outdoor Anwendungen oder den Einsatz in staubiger Umgebung. Das chemisch gehärtete Glasfenster der Stereokameras schützt die hochauflösenden Optiken auch in sehr rauen Umgebungen. Die zusätzliche automatische Rekalibrierung stellt selbst bei mechanischer Beanspruchung und einer langen Betriebsdauer die Funktionsfähigkeit des Systems sicher.

Die Stereo Kameras gibt es in zwei Versionen. Mit 10 cm Basisbreite (Abstand zwischen den Bildsensoren) für Messungen im Nahbereich und mit 25 cm Basisbreite für Tiefenmessung im entfernteren Umfeld. Dank der flexiblen Auswahl der Objektive von 5 mm bis 25 mm Brennweite ist die Tiefenkamera problemlos an verschiedene Sichtfeld Anforderungen von 19° bis 80° horizontales FOV anpassbar. Durch Auswahl der richtigen Kamera und Objektive sind auch Arbeitsabstände ab einer Entfernung von 0,14 m bis in die Ferne konfigurierbar.

3D Stereokamera zur 3D-Tiefenwahrnehmung in Echtzeit

25.02.2019 | Scenescan von Nerian (Vertrieb Rauscher) ist eine leistungsfähige Stereo Kamera zur 3D-Tiefenwahrnehmung mit Hilfe von Stereovision. Im Gegensatz zu konventionellen Tiefenkameras muss bei diesem passiven Verfahren kein Licht im sichtbaren oder unsichtbaren Spektralbereich ausgesendet werden, um robuste Messwerte zu erhalten.

Ausgestattet mit einem leistungsstarken FPGA und einem modernen Stereoalgorithmus verarbeitet Scenescan die Bilddaten von zwei Kameras und errechnet hieraus in Echtzeit eine Tiefenkarte oder 3D-Punktwolke. Das System erlaubt bis zu 100 Bilder/s und Auflösungen bis 3 Megapixel. Eine genaue 3D-Wahrnehmung ist mit Scenescan selbst unter schwierigen Bedingungen wie bei hellem Tageslicht, Messungen aus großer Distanz, überlappenden Messbereichen oder sogar Messungen unter Wasser möglich.

Karmin2 heißt die neueste Version der vormontierten 3D-Kamera „Karmin“ auf Basis zweier Basler-Kameras mit je 1600 x 1200 Pixeln. Diese Stereokamera wurde speziell für eine einfache Verwendung mit dem Scenescan-Stereovision-Sensor entwickelt. Durch diese Kombination entsteht eine vollwertige 3D Tiefenkamera, die hochgenaue Entfernungsmessungen auch bei hellem Umgebungslicht und über große Entfernungen hinweg ermöglicht.

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Das System gibt es mit Stereo Basis Breiten von 10 und 25 cm. Das 10 cm Modell eignet sich für Tiefenmessungen im Nahbereich mit Messabständen bis 0,5 m. Das 25 cm-Modell wurde für Tiefenmessung aus größerer Distanz entwickelt und ermöglicht bei großen Abständen eine bessere Tiefenauflösung. Für jede Version steht eine große Auswahl an Objektiven zur Verfügung, um eine präzise Abstimmung des Sichtfeldes zu ermöglichen.

Der Stereovision IP-Core für FPGAs ist das Herzstück des Scenescan Stereovision Sensors. Anwender können diesen IP-Core lizenzieren, um Stereovision-Fähigkeiten in ihre eigenen FPGA-basierten Produkte zu integrieren. Der Ablauf ist dabei wie folgt: Mittels Stereomatching verarbeitet der Stereovision-IP-Core zunächst zwei Graustufenbilder. Die Bilder werden dabei zunächst im FPGA rektifiziert, um Objektivfehler und Fehler in der Camera Ausrichtung auszugleichen.

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Im Anschluss daran erfolgt ein für eine FPGA-basierte Verarbeitung optimiertes Stereomatching, um eine Disparitätskarte mit subpixelgenauer Auflösung zu erhalten. Zur Verbesserung der Qualität der Tiefendaten können im Anschluss diverse Nachverarbeitungen angewendet werden, bevor die Disparitätskarte über eine AXI4-Stream-Schnittstelle ausgegeben wird.