La stereo camera: come funziona
Sensori e sistemi di assistenza intelligente al conducente, basati su tecnologie 2D e 3D, agevolano il lavoro del conducente e garantiscono l’affidabilità della segnalazione anticollisione, riconoscendo i pericoli ed essendo in grado di distinguerli dal normale ambiente di lavoro. La stereo camera rende possibile tutto ciò: è infatti in grado di rilevare la presenza di persone e oggetti, nonché la loro distanza dal veicolo, basandosi sul principio della visione stereoscopica.
La
stereo camera funziona secondo lo stesso principio della vista nell’uomo:
combina due o più immagini 2D acquisite da posizioni diverse e trova la correlazione tra di esse per
calcolare la profondità, ovvero fornire la terza dimensione, creando una
mappa di profondità.
In base a queste informazioni, il sensore di visione 3D calcola la larghezza e l’altezza degli oggetti. Questo consente di distinguere persone e oggetti che comportano un rischio di collisione da quelli contro cui non può verificarsi alcuna collisione, come ad esempio, cordoli o irregolarità.
Sulla base del principio stereoscopico, la stereo camera fornisce quindi contemporaneamente immagini 2D e dati 3D con ogni snapshot. I dati grezzi relativi alle informazioni di profondità e al colore dell’immagine vengono forniti tramite interfaccia ethernet verso l’esterno. Se utilizzata come sistema di assistenza al conducente con monitor e immagini in tempo reale, la stereo camera rappresenta un sistema di segnalazione anticollisione 3D robusto, leggero e configurabile, rapidamente pronto all’uso e in grado di avvisare attivamente il conducente con segnali acustici e visivi in caso di situazioni critiche, evitando falsi allarmi.
Le moderne stereo camere consentono anche di adattare il sistema di assistenza al conducente al veicolo e al modo in cui questo viene utilizzato, grazie a configurazioni diverse che garantiscono il monitoraggio in sola direzione di marcia, per marcia in avanti e retromarcia oppure per le zone non visibili, accanto e dietro le macchine operatrici mobili, AGV e AMR.
In più, sono particolarmente robuste e pertanto sono in grado di rispondere alle numerose applicazioni dell'automazione mobile, comprese quelle outdoor. Sono, infatti, disponibili sul mercato, soluzioni nelle quali la custodia del sensore ha il grado di protezione IP69K ed è concepito per temperature ambiente comprese tra −40 °C e +75 °C. Inoltre, soddisfano i massimi requisiti in termini di resistenza alle vibrazioni e agli urti.
Algoritmi di comprovata efficacia assicurano che la luce solare diretta, la pioggia, il manto stradale umido e, quindi, riflettente o altri fattori ambientali non compromettano il rilevamento affidabile degli oggetti e la segnalazione anticollisione.
Le tecnologie per la visione 3D
Gli strumenti di visione sono davvero numerosi e ognuno si basa su una diversa metodologia per l’acquisizione delle immagini:
triangolazione laser (scansione),
tempo di volo (snapshot) e
stereoscopia (snapshot). La tecnica snapshot consente di acquisire immagini 3D da fermo, senza che sia necessario movimentare l’oggetto o la camera. La scelta della camera da adottare per la propria applicazione, quindi, diventa determinante nel caso di
visione tridimensionale. Le differenti applicazioni richiedono al sistema caratteristiche diverse, sia in termini di dimensioni dei campi inquadrati che di precisione delle misurazioni e qualità delle immagini.
A differenza delle camere con tecnologia a triangolazione laser e a tempo di volo, tuttavia, la stereo camera non ha sempre bisogno di una sorgente di luce dedicata: per trovare le correlazioni all’interno delle diverse immagini, basta un numero sufficiente di dettagli e punti di riferimento mediante i quali si possa valutare la posizione dell’oggetto dalle diverse prospettive. Questo consente di utilizzare la stereo camera anche in applicazioni outdoor e con campi di vista molto grandi. Utilizzando sorgenti di luce strutturata, che permettono di aggiungere molti dettagli all’immagine, si possono anche ottenere performance estremamente accurate. Maggiore è il numero di immagini che vengono utilizzate per la ricostruzione di un oggetto, migliore è la qualità dell’immagine 3D che si può ottenere.
In generale, i sistemi di visione artificiale 3D permettono di abilitare molti vantaggi: aumentano produttività e flessibilità all’interno degli impianti, migliorano il controllo qualità anche in applicazioni “sfidanti” (superfici scure o riflettenti), localizzano gli oggetti in modo preciso, così da guidare i robot impiegati per automatizzare diverse task. La sfida è trovare tecnologie e partner che aiutino a rispondere alle esigenze delle singole applicazioni.
