Tiefenkameras sind spielen eine zentrale Rolle bei der Entwicklung autonomer mobiler Roboter. Mit ihrer Hilfe können Roboter und automatische Systeme ihre Umgebung sehen, verstehen, lernen und damit interagieren. Das Grundprinzip ist dasselbe wie beim menschlichen Auge: sie können Formen, Farben, Bewegungen und Tiefen unterscheiden. Diese Stereokameras funktionieren gleich gut in Innenräumen und im Freien – ungeachtet der Lichtverhältnisse. Aber welche Tiefenkamera-Marke ist die richtige für Sie: Luxonis oder Realsense? Wir helfen Ihnen, etwas Licht ins Dunkle zu bringen!
Intel Realsense Kameras: ein solides Sortiment für die Welt der Robotik
Intel Realsense Kameras gehören zu den besten Kameras auf dem Markt: es handelt sich um 3D-Kameras mit einem klassischen Sensor und mit sekundären Infrarotsensoren, die eine präzise Tiefenwahrnehmung der Umgebung ermöglichen. Alle Kameras basieren auf dem Intel® RealSense™ D4 Sichtprozessor – einem System auf der Basis fortschrittlicher Algorithmen, mit dem die Kameras ohne GPU oder dedizierten Host-Prozessor funktionieren können. Die Belastbarkeit des Systems, seine hochentwickelten Konfigurations- und Kalibrierungstools und seine verschiedenen Modelle ebnen den Weg für zahlreiche Anwendungen: Robotik, Drohnen, 3D-Erkennung, Gesichts- und Objekterkennung usw. Intel Realsense Kameras verfügen über ein Open-source SDK 2.0, das mit zahlreichen Entwicklungsplattformen, Programmiersprachen und Betriebssystemen kompatibel ist. Die Marke fügt dem SDK neue Funktionen hinzu: Open3D, ROS/ROS2, TensorFlow, OpenVINO…
Vergleich diverser Intel RealSense Kameras
 D405 |
 D455 |
 D435/D435I |
 D415 |
|
| Anwendungen | Eine kleine und leichte Kamera für Operationen auf kurze Entfernungen | Eine Kamera für Anwendungen mit der größten Reichweite | Eine Kamera mit großem Sichtfeld. Sie eignet sich perfekt für Roboter, die sich im Freien mit hohen Geschwindigkeiten fortbewegen |
Eine Kamera für hochpräzise Lösungen |
| Tiefenmodul | D401 | D450 | D430 | D415 |
| Empfohlene Reichweite | 7 bis 50 cm | 40 cm bis 6 m | Ca. 10 Meter | Ca. 10 Meter |
| Nutzung | In Innenräumen und im Freien | In Innenräumen und im Freien | In Innenräumen und im Freien | In Innenräumen und im Freien |
| Präzision | +/- 2 % bis 50 cm | +/- 2 % bis 40 cm | +/- 2 % bis 30 cm | +/- 2 % bis 50 cm |
| Auflösung | Bis 1280 x 720 | Bis 1280 x 720 | Bis 1920 x 1080 | Bis 1920 x 1080 |
| Sichtfeld | 87° x 58° | 86° x 57° (+/- 3°) | 86° x 57° (+/- 3°) | 65° (+/- 2°) x 40° (+/- 1°) x 72° (+/- 2°) |
| Bildsensor | OV9782 | OV9782 | OV2740 | OV2740 |
| Abmessungen | 36,5 x 19,4 x 10,5 mm | 124 x 26 x 29 mm | 90 x 25 x 25 mm | 99 x 20 x 23 mm |
| IMU | Nein | Ja | D435: Nein / D435i : Ja | Nein |
Luxonis Kameras: Robotik, die für jeden erschwinglich ist
Luxonis bietet schlüsselfertige Kameras an, wobei ein erstes Basisskript in weniger als 30 Sekunden ausgeführt werden kann. Sie bieten den Vorteil, dass die KI, die Computersicht und die Bildverarbeitung direkt im Gerät integriert sind, was den PC des Roboters wesentlich entlastet. Luxonis Kameras basieren auf dem VPU Intel® Movidius™ Myriad™ X Prozessor für Tiefenverarbeitungs- und KI-Zwecke und lassen sich mit verschiedenen Plattformen kombinieren, die überwiegend in der Robotik zum Einsatz kommen: Raspberry Pi, NVIDIA Jetson Nano Entwicklungskit, Google Edge TPU Coral. Alle Kameras funktionieren mit DepthAI, einem Open-source-Ökosystem mit zahlreichen Funktionen: Stereo-Tiefenwahrnehmung, 3D-Objektlokalisierung, Objektverfolgung, Encoding. Darüber hinaus bietet die Marke unterschiedliche Optionen bei den meisten Modellen:
- Autofokus und Fixfokus
- Basisversion oder PoE-Version mit wasserdichtem Gehäuse
Vergleich diverser OAK Luxonis Kameras
 OAK-1 |
 OAK-D lite |
 OAK-D S2 |
 OAK-D Pro |
|
| Stereosicht | Nein | Ja | Ja | Ja |
| Nachtsicht | Nein | Nein | Nein | Ja |
| Fotoapparat | 1X RGB 12 M | 2x N/B 1x RGB 13 M | 2x N/B 1x RGB 12 M | 2x N/B 1x RGB 12 M |
| Sichtfeld | 78° | 81,3° | 78° | 81° |
| Weitwinkel | Nein | Nein | Ja | Ja |
| Verbindung | USB oder PoE | USB | USB oder PoE | USB oder PoE |
| Bildsensor | IMX378 | IMX214 | IMX378 | IMX378 |
| Abmessungen | 36 x 54,5 x 27,8 mm | 91 x 28 x 17,5 mm | 97 mm x 29,5 mm x 22,9 mm | 97 mm x 22,9 mm x 29,5 mm |
Intel realsense vs. Luxonis: das Verdikt
Die Kameras D435i, D455 und OAK-D Pro wurden diversen Tests unterzogen, um herauszufinden, welche Kamera die beste Performance bietet.
Test Nr. 1: Datenpräzision
Es wurde ein Stuhl 6 Meter von jeder Kamera entfernt platziert, um herauszufinden, welche Kamera die höchste Datenpräzision ermöglichte.
Source image : Hackernoon
Hinweis: Alle Intel Modelle können auf eine Entfernung von bis zu 10 Metern eingesetzt werden. Dabei wird der Schwellenwertfilter des Stereomoduls mithilfe des Realsense Viewer Tools modifiziert. Das D435i hat einen Fehler < 2% bei 2 Metern, es ist sehr zuverlässig in Innenräumen, aber im Freien können seine Daten beeinträchtigt werden. Das D455 hat einen Tiefenbereich von 6 Metern und kann sowohl im Innen- als auch im Außenbereich eingesetzt werden, der erwartete Fehler beträgt <2% bei 4 Metern.
Was die OAK-D Pro Kamera angeht, so verfügt diese über eine Tiefenwahrnehmung von bis zu 35 Metern. Mit Daten, die sich so weit entfernt befinden, werden jedoch die meisten Anwendungen nicht fertig.
Die Ergebnisse waren wie folgt:
- Mit der D455 Kamera ließ sich ein hervorragendes Ergebnis erzielen – 6,1 Meter – was einem Fehler von ca. 2,2 % entspricht
- Bei der OAK-D Pro Kamera betrugt der Fehler 25 %: das Ergebnis wurde bei 7,5 Metern erzielt
- Bei der D435i Kamera betrugt der Fehler ca. 38 %: das Ergebnis wurde bei 8,3 Metern erzielt
Test Nr. 2: Punktwolke auf einer Oberfläche von geringem visuellem Interesse
Bei einer Punktwolke handelt es sich um eine Sammlung von Datenpunkten, die eine 3D-Form aus Stereobildern darstellen.Die OAK-D Pro hat einen IR-Laserpunktprojektor und eine IR-Beleuchtungs-LED. Der Punktprojektor sendet einen aus kleinen Punkten bestehenden Strom vor das Gerät, was vor allem bei Oberflächen mit geringem visuellem Interesse nützlich ist (z.B. bei einer weißen Wand oder einem Blatt Papier). Dank der Beleuchtungs-LED kann das Gerät selbst dann funktionieren, wenn das Licht schwach oder überhaupt nicht vorhanden ist.
Deaktivierte Nachtsicht vs. Aktivierte Nachtsicht
Im Rahmen dieses Tests wurden die OAK-D Pro und die D435i verglichen, wobei der Fokus ausschließlich auf der aktiven Stereovision lag. Es wurden 2 Szenarien geprüft: beim ersten war der Laserpunktprojektor deaktiviert und beim zweiten aktiviert.
Auf diesem Foto sind zwei primäre Oberflächen von geringem visuellem Interesse zu sehen: ein Tisch und eine Wand.
Szenario 1 – Laserpunktprojektor deaktiviert
Man sieht, dass die Oberflächen mit geringem visuellem Interesse besser definiert sind. Die Form des Drahtes lässt sich ebenfalls viel besser erkennen und obwohl der Umriss des Klebebandspenders leicht verzerrt ist, ist der Gegenstand komplett zu sehen. Szenario 2 – Laserpunktprojektor aktiviert
Wie auch zu erwarten war, konnten bei beiden Geräten erhebliche Verbesserungen festgestellt werden. Jedoch bleibt bei der Realsense D435i auf der linken Seite die Tiefe von Oberflächen mit geringem visuellen Interesse inkonsistent, und die Definition um die Ränder herum fehlt immer noch. Auf der rechten Seite ist das von der OAK-D Pro erfasste Bild viel ganzheitlicher; dank dem IR-Laserpunktprojektor lässt sich die Tiefe von Oberflächen von geringem visuellem Interesse konsistent und genau messen.
Wenn Sie mit Oberflächen von geringem visuellem Interesse arbeiten und eine integrierte aktive Stereovision benötigen, empfehlen wir Ihnen die OAK-D Pro von Luxonis.
Fazit
Luxonis Kameras stellen ganz allgemein belastbare Produkte dar. Ihr großer Vorteil besteht darin, dass sie mit einem kleinen Computer ausgestattet sind, mit dem sich KI-Modelle direkt am Gerät ausführen lassen, sodass das Hauptsystem dabei entlastet wird. Obwohl es sich um eine junge Marke handelt, hat sich Luxonis bereits als ernstzunehmender Konkurrent von Intel Realsense herausgestellt.