本页目录

  • 立体深度精度
  • 800P,75mm基线距离的OAK4-D
  • 800P,75mm基线距离的OAK系列
  • 480P,75mm基线距离的OAK系列
  • 800P,宽视场角,75mm基线距离的OAK系列
  • 800P,150mm基线距离的OAK-D LR
  • 800P、20mm基线距离的OAK相机
  • ToF深度精度
  • 精度比较
  • 测量设置
  • 精度波动

深度精度

立体深度精度

立体深度精度(Z轴精度)取决于多个因素,这些因素记录在提高立体精度中。简而言之,最重要的因素包括:
  • 相机校准:下方精度结果基于出厂默认校准。
  • 相机视场角(FOV):更宽的视场角会导致深度精度降低。
  • 立体对的分辨率:更高的分辨率能带来更精确的深度。
  • 基线距离:更宽的基线距离能提高深度精度,但也会增加最小探测距离(MinZ,即相机可检测的最小深度距离)。

800P,75mm基线距离的OAK4-D

对于使用800P(OV9282OV9782)立体对分辨率的常规视场角相机;OAK4-DOAK4-D Pro在深度性能方面处于中间水平的设备,其深度精度为:
  • 4米以下:绝对深度误差低于1.5%
  • 4米至8米:绝对深度误差低于3%
  • 8米至12米:绝对深度误差低于6%

800P,75mm基线距离的OAK系列

对于使用800P(OV9282OV9782)立体对分辨率的常规视场角相机;OAK-DOAK-D S2OAK-D Pro OAK-D Pro PoEOAK-D S2 PoEOAK-D-PoE在深度性能方面处于中间水平的设备,其深度精度为:
  • 4米以下:绝对深度误差低于2%
  • 4米至7米:绝对深度误差低于4%
  • 7米至10.5米:绝对深度误差低于6%

480P,75mm基线距离的OAK系列

对于使用480P(OV7251)立体对分辨率的常规视场角相机;OAK-D Lite在深度性能方面处于中间水平的设备,其深度精度为:
  • 3米以下:绝对深度误差低于2%
  • 3米至6米:绝对深度误差低于4%
  • 6米至8米:绝对深度误差低于6%

800P,宽视场角,75mm基线距离的OAK系列

对于使用800P(OV9282)立体对分辨率的宽视场角相机;OAK-D WOAK-D Pro W OAK-D Pro W PoEOAK-D W PoE在深度性能方面处于中间水平的设备,其深度精度为:
  • 3.5米以下:绝对深度误差低于2%
  • 3.5米至6.5米:绝对深度误差低于4%
  • 6.5米至9米:绝对深度误差低于6%

800P,150mm基线距离的OAK-D LR

对于使用OAK-D LR 且配备AR0234传感器的设备,采用最宽的基线(15厘米)。 在深度性能方面处于中间水平的设备,其深度精度为:
  • 7.5米以下:绝对深度误差低于1.5%
  • 7.5米至12.5米:绝对深度误差低于2.5%

800P、20mm基线距离的OAK相机

对于具有800P(OV9782)立体对分辨率和2厘米立体基线距离的OAK相机:深度精度:
  • 30厘米 - 1.8米:绝对深度误差低于2%
  • 1.8米 - 2.8米:绝对深度误差低于4%
  • 2.8米 - 4米:绝对深度误差低于6%

ToF深度精度

与立体深度误差曲线相比,ToF深度误差不会随距离呈指数增长,而是恒定的。
在此评估中,我们配置了ToF节点,参数如下:
  • 中值滤波器:5x5
  • 相位解缠等级:3(最大距离:6米)
  • 相位解缠误差阈值:300
  • 相位随机时间滤波器:启用

精度比较

我们还比较了不同立体相机与OAK-D Pro的深度精度。比较过程与测量设置中所述的条件、流程相同,结果如下。
在比较中,我们选取了OAK-D-Pro的中等深度精度(就深度性能而言),而其他立体相机每种只有一台。测量数据可在Google Sheets800P,75mm(OAK-D Pro)、Zed 2iD435D455选项卡中找到。

参数

我们使用了以下参数:
  • OAK-D Pro:使用depthai库,子像素模式,LR模式,800P分辨率。无后处理滤波器。
  • RealSense™ D455 和 D435:使用pyrealsense2,720P分辨率,High Accuracy预设。
  • Stereolabs™ Zed 2i:使用pyzedRESOLUTION.HD2K分辨率,DEPTH_MODE.ULTRA预设。

测量设置

我们使用随机噪声图案来测量深度精度,因此光照/纹理(文档在此)接近理想状态。这意味着随机点投影器(Pro版本上)不会产生差异。噪声图案板垂直于相机,相机对准板的中心。我们使用最高立体分辨率,始终启用子像素模式,视差位数为5(以提供最佳精度),且不使用任何设备上立体后处理滤波器)。以下是每个测量步骤的流程,与其他公司测量深度精度的方法类似:
  1. 捕获图像,通过标记找到噪声图案板的ROI。
  2. 移除无效像素和异常值(顶部/底部5%的值)。
  3. 计算剩余深度值的中值。
  4. 重复10次,对中值取平均以去除噪声。
深度精度评估的原始数据可在Google Sheets此处找到。

精度波动

从图表中可以明显看出,深度精度随距离波动。这是由于视差匹配的特性所致,是立体深度相机的常见现象。你可以在Gsheets此处Theoretical选项卡中查看数据和图表。先来看一下OAK-D-Lite在不同距离下的理想测量距离:
可以看到围绕真实值的波动,在全像素深度(绿线)上尤为明显。我们重点关注这一部分:图表中有离散的“阶梯”。一个在6.6米处,然后是8.25米、11米。这些对应视差距离为5、4和3像素。这意味着左立体帧上的特征相对于右立体帧上同一特征偏移了5/4/3像素。使用子像素模式,我们可以更精确地估计视差距离,从而实现更好的精度,例如3.5像素或4.125像素。这会使估计更准确,但波动仍然存在。我们再看一下相同数据,但以深度误差百分比表示:
如果我们看绝对误差,理想的 1/2 像素精度(下图)将看起来与上方的图表(480P,75mm 基线距离的 OAK)有些相似。 请注意,每个摄像头都不同,对于下面的图表,我们将焦距设置为 440 像素。