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北航团队发表最新论文研发出多摄像头差分双目视觉传感器

机器人大讲堂 · 公众号 · · 2024-02-23 17:32

正文

科技的进步离不开传感器技术的发展，无论是机器人、无人机、自动驾驶汽车和其他智能系统都依赖于传感器的能力，然而许多传感器都依赖于单个摄像头，因此在收集和测量数据上受到摄像头视场（FOV）的限制。

多双目构成原理

近日 北京航空航天大学的研究团队成功研发出一种新型多摄像头差分双目视觉传感器，该传感器具备较宽的视场角，能够获取更加精准的测量数据。 该研究论文发表在《光学与激光技术》（Optics & Laser Technology）杂志当中，论文详细介绍了这款最新的传感器。并且该设备可轻松植入到各种设备和智能机器人系统中。

多摄像头差分双目视觉传感器

北航仪器科学与光电工程学院周富强表示，“针对无人机探测、机器人导航和自动驾驶对环境感知的高精度要求，我们团队受到了手机多摄像头模块的启发，引入了一种基于高精度双目视觉测量原理的视觉感知模式， 这一原理涉及一个中央高分辨率摄像头和外围辅助摄像头的协同工作。”

传感器结构坐标系

周富强团队研究的主要目标是开发一种具有更宽视场角的传感器。通过利用多台相机，并以分布式的方式来放置他们，团队着手实现一个协调的系统。该系统比基于单台相机的传感器能够收集到更加精确的测量数据。

据了解，该团队研发的 多摄像头差分双目视觉传感器由一个中央主摄像头和四个外围辅助摄像头组成，主相机的四个象限图像与四个辅助相机图像构成四对双目图像。 传感器的结构参数从空间排列、测量范围和精度等方面进行了优化，以采集高精度的三维测量数据。

(a) 多摄像头差分双目视觉传感器。(b) 双目视觉传感器。(c) 多摄像头视觉传感器。

在具体测试当中， 采用多摄像头差分双目视觉传感器的视场角比传统双目摄像头宽得多， 而通过组合多个摄像头的视场角， 传感器可以对周围环境进行更精确的测量。 与其他视觉测量方法相比，北航周富强团队所提出的传感器具有更高的测量精度， 特别是与相同的多摄像头测量方法相比，它在减少摄像头数量的同时提高了测量精度。