多款3D视觉方案对比测试,银牛C158表现出众

百家 作者:芯智讯 2022-01-16 15:19:00 阅读:627

去年11月底,国内3D视觉技术厂商银牛微电子(无锡)有限责任公司(以下简称“银牛微电子”)召开发布会,介绍了自研的第二代深度感知芯片NU4000,同时推出了基于NU4000芯片的3D机器视觉模组——银牛C158。


根据官方的介绍,银牛C158采用的是主动式双目立体视觉技术,基于NU4000的强大的3D深度感知图像处理性能和AI性能(AI算力可达5-6TOPs),可以实现0.3m-6m的3D感智距离,1280×800@60FPS的高清分辨率,视场角可达66°×44°,精度可达1%深度精度,识别距离可达6米(6米是经过验证的,最远甚至可以达到150米)。



那么,如果与目前市场上主流的主动双目立体视觉/结构光产品相比较,银牛C158在3D识别效果及精度上的实际表现又如何呢?


近日,我们找来了英特尔的RealSense D435/D455、奥比中光的奥比大白这两款产品与银牛C158进行了对比测试。


以下为相关的技术指标和测试配置:




需要指出的是主动双目立体视觉技术与结构光技术原理是不同的,主动双目方案的IR投射图案为随机散斑,在室外应用场景可以不需要投射IR光线,所以不受环境光影响。而结构光方案的IR投射图案为精确编码图案,成本高,功耗大,易受环境光影响性能。


△主动双目立体视觉技术原理


△3D结构光技术原理



一、实际应用场景测试:


下面我们以服务机器人在室内最多遇到的场景:黑色物体,金属物体和反光地面为例,来进行对比测试。


注:深度图的颜色表示各有不同,近距离,银牛C158 为红色,RealSense D435/D455为蓝色,奥比大白为橙色;黑色为无效深度。以下测试在同等距离下进行,C158 RGB视图视场角相对比较小,会有距离更近的假象。





通过上面的对比测试可以看到,在室内黑色物体的测试表现上,D435/D455和大白都出现了黑色物体深度信息缺失的问题,相比之下C158黑色物体都深度信息更完整;在室内反光金属物体的测试表现上,大白出现了深度信息缺失,C158深度信息更清晰;在室内光滑地面的测试表现上,D435/D455都出现了过曝区域深度信息缺失的问题,大白在3-6m距离上出现了深度信息缺失,C158表现相对较好。


二、不同光环境下的测试:









通过上面的对比测试可以看到,在室内逆光、摄像头正对太阳光情况下的测试表现上,D435/D455出现了深度信息缺失,C158和大白也都出现了过曝区域深度信息缺失的问题;在室内逆光情况下,D435/D455深度噪点较多,容易产生误判,C158和大白表现相对较好;在室内顺光情况下,D435/D455深度噪点较多,C158和大白则出现了深度信息缺失的问题;在室内侧光情况下,D435/D455深度噪点较多,且出现了深度信息缺失,大白也出现了2-4m深度信息缺失,C158表现则较为出色;


在户外逆光情况下,D435/D455、C158和大白均出现了深度信息缺失的问题,D435/D455还存在远距离深度精度不高的问题;在户外顺光及侧光情况下,D435/D455出现了远距离深度层次较差、精度不高的问题,大白也出现了强光下深度信息缺失、有效深度距离较近等问题,C158表现则较为出色。


三、距离精度测试:



在最近工作距离上,D435是17.6cm,D455是30.3cm,C158是35.5cm,大白则是17.8cm。


在室内2m工作距离上,D435/D455及C158表现较好,大白则出现了深度信息缺失的问题。



在更远的室内2m工作距离上,D435/D455及C158表现依旧较好,大白则出现了深度信息缺失的问题。


四、深度精度误差对比:



从上图中的深度精度误差对比数据来看,C158的整体误差最小,其次是D345和D455,大白的误差则相对较高。




通过上面的多项对比测试综合来看,银牛C158的3D深度表现更好,比如: 在0.3-5m距离范围内精度更好;在强阳光环境下、对黑色或者金属反射物体有比较好的深度数据。


另外,银牛C158 可以支持高达120FPS@1280x720的3D深度处理(通常情况下为60FPS以节省功耗), 帧率可设。银牛C158 同时带有适用于SLAM应用的特征点提取,6DOF 功能;及 AI accelerator(CNN engine)加速引擎。


英特尔RealSense D435/D455 视场角更大,最近工作距离更小(通过减小分辨率实现,但是深度精度变差会变差。


而奥比大白在大于2m距离时,深度精度相对较差;在强阳光,或有黑色、金属物体工作场合深度相对较差。


编辑:芯智讯-浪客剑

注:测试数据来源于第三方测试

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