用ＦＰ６Ａ實現低成本實時深度感知

引言

對于自主機器人導航和其它機器視覺應用來說，實時深度感知是很關鍵的。目前通過立體圖像來計算深度的算法計算量很大，例如差異測繪，要占用CPU大量的時間，或者需要用昂貴的器件進行實時操作。

針對立體攝像的深度感知，FPGA解決方案能使處理器的時間得到緩解，減少或除去器件的成本，例如MPU、DSP、激光器和昂貴的鏡頭。通過提供給機器人其環境中的差異測繪，FPGA使機器人中的CPU專注于重要的高層任務，例如建圖和定位。

差異測繪

加深度感知到機器人的常用技術是用兩個水平放置的獨立攝像機，互相之間平行分開放置。用差異測繪算法對兩個攝像機進行比較，見圖1。

簡單來說，差異是指右面和左面圖像之間的差別。物體越接近攝像機，兩個圖像之間的差異越大。

你可以自己來做一個實驗，對著你的臉水平地向上握住一支筆，不停地眨你的左眼和右眼。移動的筆越接近你的臉，你眨眼時覺得移動越多。做更多的移動時，物體越接近你的眼睛，圖像中的差異越大。

如圖1所示，從兩個圖像之間物體的位置算出差異：d=x₁-x₂。為了計算點M的實際坐標，可通過左面和右面的攝像機來進行計算：

X=Bx₁/d

Y=By₁/a

Z=fB/d

相關的問題

計算差異測繪依賴于相關的圖像，以及左面圖像和右面圖像的匹配性質。逐點計算相關的像素的計算量是很大的，因此用其它算法來簡化這個問題。有一種方法稱為圖像點相關，仔細檢查左面圖像的像素塊，稱為點，然后在右面圖像中尋找相同的點。……