Bildverarbeitung Scarlet 3D Stereo Vision

Ob für statische Umgebungen, oder harte und kritische Echtzeitanwendungen im dynamischen Umfeld: die Scarlet 3D-Stereokamera liefert genau die Bild- und Tiefendaten, die für eine Vielzahl von Machine Vision Applikationen benötigt werden.

Mit bis zu 120 fps und über 70 Millionen 3D-Punkten/s, bietet Scarlet die mit Abstand schnellste 3D-Messrate im Machine Vision Bereich. Darüber hinaus erreicht Scarlet eine Auflösung von bis zu 5 Megapixeln im Kamera- und Tiefenbild. Sie schläg das Vorgängersystem somit um Faktor 2.5 in Sachen Bildrate Außerdem kann Scarlet einen doppelt so großen Disparitätsbereich (512 Pixel) verarbeiten wie SceneScan Pro, was zu einer Verdopplung der Tiefenauflösung führt. Dadurch sind noch präzisere 3D-Messergebnisse zu erreichen.

Die Bilddaten werden in Echtzeit mittels eines leistungsstarken FPGAs und modernen Stereoalgorithmus verarbeitet. Das Verarbeitungsergebnis ist eine subpixel-genaue Disparitätskarte (ein inverses Tiefenbild), die per 1 oder 10 Gigabit-Ethernet an einen Computer oder ein eingebettetes System übertragen wird. Selbstverständlich findet im Rahmen der Datennachverarbeitung auch eine Erkennung von fehlerhaften Disparitäten und eine Rauschunterdrückung statt. Nerians Open-Source und Cross-Platform API konvertiert diese Disparitätskarte auch in eine dichte 3D Punktwolke.

Ermöglicht wird all dies durch die Integrierung eines hochleistungsfähigen FPGAs und der zweiten Generation des Sony Pregius IMX250 Bildsensors, der einen hohen Dynamikumfang von 73 dB und eine Quanteneffizienz (67%) bei einer Pixelgröße von 3.45 µm bietet.

Zusätzlich wurde in Scarlet ein äußerst schneller Inertialsensor (IMU) integriert, der Bewegungsdaten mit bis zu 400 Hz erfasst. Besonders für Anwendungen in der mobilen Robotik, wie beispielsweise Simultaneous Localization And Mapping (SLAM), sind Inertialdaten von großem Wert. Mit Scarlet wird der Einsatz eines separaten IMU überflüssig.

Mit der IP-Schutzklasse 67 ist das Gerät optimal für den Außeneinsatz oder in staubigen Umgebungen geeignet. Dank des chemisch gehärteten Glasfensters bleiben die hochauflösenden Optiken auch in sehr rauen Umgebungen geschützt. Durch die zusätzliche automatische Rekalibrierung kann selbst bei mechanischer Beanspruchung und einer langen Betriebsdauer die Funktionsfähigkeit des Systems sichergestellt werden.

Scarlet ist in zwei Ausführungen erhältlich. Mit 10 cm Basisbreite (Abstand zwischen den Bildsensoren) für Messungen im Nahbereich, sowie mit 25 cm Basisbreite für Tiefenmessung im entfernteren Bereich. Durch eine flexible Auswahl an Objektiven, von 5 bis 25 mm Brennweite, lässt sich Scarlet problemlos an verschiedene Anforderungen an das Sichtfeld von 19° – 80° horizontales FOV anpassen. Auch Arbeitsabstände sind ab einer Entfernung von 0.14 m bis in die Ferne konfigurierbar durch die Wahl des richtigen Modells und der Kameraobjektive.

Die Scarlet 3D-Tiefenkamera startet im im Februar 2021 vorerst mit einem monochromen Kamerasensor, der Start als 3D-Tiefenkamera mit Farbsensor ist für die Jahresmitte 2021 geplant.

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