Depth Camera Hardware Reference

图漾智能三维相机提供多种外壳结构、硬件接口和参数配置,以满足不同场景的需求。相机计算分辨率主要为1280*960和640*480两个等级,同时提供USB接口和网络接口两种数据输出形态作为选择。

相机型号介绍

USB相机型号列表
型号 Depth图像 Color图像 曝光模式 基线 硬件触发
DM460-U2 30fps @640*480 NONE RS 55 NO
DS460-U2 30fps @640*480 NONE RS 25 NO
FM830-HD-U2 15fps @1280*960 5M RS 55 NO
FM830-RI-U2 15fps @1280*960 5M RS 55 YES
FM830-GI-U2 15fps @1280*960 1280*960 GS 55 YES
FM810-IX-U2 5fps @1280*960 5M RS 79 YES
FM860-GI-U3 27fps @1280*960 1280*960 GS 79 YES
网络相机型号列表
型号 Depth图像 Color图像 曝光模式 基线 硬件触发
DS460-I-E1 30fps @640*480 NONE RS 25 NO
FM850-GI-E1 26fps @1280*960 1280*960 GS 79 YES
FM810-GIX-E1 5fps @1280*960 1280*960 GS 79 YES

进一步了解图漾三维智能相机的图像传感器配置、接口配置、整机功耗等信息, 请参考下方型号介绍信息。 本文提供主要信号的信息介绍, 部分相机型号不在该列表中, 如需了解完整信息, 或者依据具体场景定制相机, 请邮件咨询 support@percipio.xyz.

图像同步与对齐

图漾三维智能相机采用双目主动结构光原理获取深度图像,相机内部支持利用图像传感器芯片的硬件触发曝光模式,以实现左右两个图像传感器在同一时刻曝光,确保左右两幅图像完全同步,以获取更精确的深度数据。

连续曝光模式下,在图像输出的过程中,可以开始下一次曝光,形成流水线工作模式。该模式下,左右两幅图像曝光时间存在最大一帧的时差,对动态物体的测量不能达到理想的效果。

连续曝光模式

连续曝光模式时序图

触发曝光模式下,图像输出完成后,外部触发信号才能生效,左右两幅图像同时开始下一次曝光。该模式下,左右两幅图像的曝光时间完全在同一个时刻,对动态物体的测量可以达到预期效果。

触发曝光模式

触发曝光模式时序图

图像传感器采用同样曝光参数配置,在不同工作模式(触发曝光模式和连续曝光模式)下,同样时间内连续模式曝光的次数高于触发模式图像曝光的次数。依据使用场景的需要,可通过SDK API接口指定相机的曝光模式,以取得最佳效果。

图漾三维智能相机的彩色图像通过相机主控处理器采集后,与深度图像经过同样的数据通道传输给上位主机。彩色图像与深度图像的相位关系在出厂时已经固定, 通过API接口读取彩色图像的外部参数, 可以获取彩色图像与深度图像的标定关系。同时,图漾智能相机开发SDK提供图像映射和对齐API,可以获取与深度图像对齐的彩色图像。具体请参考API文档中关于COORDINATE_MAPPER的说明。

外部触发

图漾智能三维相机可以接收触发接口输入的外部硬件触发信号,按照硬件触发信号的频率进行深度图集成,同时也可以作为触发信号的发生器,作为主设备同时驱动多台相机同步集成图像。上位机也可以通过USB接口或者以太网接口发送软件触发指令, 图漾智能三维相机接收后, 可按照上位机的要求进行深度图集成。

输入信号

输入信号通过光耦转换电平, 从 12V/24V 转换到 3.3V 的内部逻辑电压。同时光耦隔离了外面工业环境的干扰,保证 PCB 板内部的 CPU 工作安全。
输入信号的电路图如下图所示。触发信号接口使用光电隔离电路, 默认为下降沿触发, 信号应保持低电平至少 5 毫秒。触发频率不能超过设备处理能力 (即连续模式的帧率), 否则相机会丢弃触发信号,不做处理。
触发曝光模式

外部触发输入示意图

输出信号

CPU 输出 3.3V 数字电压, 通过内部光耦转换到 12V/24V 工业电压, 驱动下一级的 3D 相机或其他电压兼容的设备。

触发曝光模式

触发信号输出示意图

触发电路原理

触发电路参考图

触发电路原理图

触发输出信号典型应用

触发输出信号作为逻辑判断信号使用时,推荐应用电路如下图所示:

触发电路参考图1

触发信号应用图1

触发输出信号作为驱动信号,且目标负载驱动电流小于6毫安时,如驱动一个LED灯,推荐应用电路如下:

触发电路参考图2

触发信号应用图2

触发输出信号作为驱动信号,且目标负载驱动电流大于6毫安时,建议使用放大电路或者使用固态继电器进行信号隔离放大。

触发电路参考图3

触发信号应用图3

工作模式

模式0:连续集成模式

相机按照上位机软件设定的配置, 持续抓取图像传感器数据, 进行深度视差计算并输出有效深度数据。

连续集成模式

模式0:连续集成模式

模式1:从设备触发模式

相机经USB或者以太网数据接口接收到软件触发指令, 或者从外部触发电路接口接收到硬件触发信号后, 进行一次图像传感器数据抓取, 进行深度视差计算并输出有效深度数据。 完成一次图像集成并输出深度数据后, 相机自动进入待机状态, 等待下一次触信息。

从设备触发模式

模式1:软件触发模式

在该模式下,相机通过USB接口或者以太网接口每接收到一个触发指令,则启动一次图像抓取动作并输出深度图。

从设备触发模式

模式1:硬件触发模式

在该模式下, 多个相机的触发信号输入电路同时连接同一个外部硬件触发信号源, 外部硬件触发信号源每发出一次下降沿触发信号,即可实现一次多设备同步集成功能。

模式2:主设备单次触发模式

相机经USB或者以太网数据接口接收到一次软件触发指令后, 通过触发输出硬件接口对外输出一次硬件触发信号。 把该相机的硬件触发信号接入其它处于模式1的深度相机触发输入接口, 可实现多相机的一次同步图像集成, 并输出同步的深度图像。

主设备单次触发模式

模式2:主设备单次触发模式

模式3:主设备多次触发模式

相机工作在该模式下, 可按照上位机通过软件API设定的频率, 通过Trigger Out硬件接口连续输出触发信号。 把该该深度相机的硬件触发信号接入其他处于模式1的深度相机Trigger In接口, 即可实现多台深度相机按照指定的频率进行同步图像集成, 输出同步的深度图像。

主设备多次触发模式

模式3:主设备多次触发模式

Note

鉴于深度相机的触发接口驱动能力有限,多设备串接时,建议购买图漾开发的Triger HUB设备,以确保触发信号有效驱动。