3D из 2D: Как получить карту глубины с одной камеры?

Для построения карты глубины иногда достаточно одной камеры и алгоритма Depth from Focus (DfF).

Как это работает:

1. Меняем фокус на камере несколько раз и делаем снимки. Сначала фокус на переднем плане, потом в середине, потом на заднем.

2. Фиксируем «резкость» каждого элемента на каждом кадре

3. Строим карту. Для каждого элемента с «резкого» кадра, алгоритм вычисляет, на каком отделении от камеры находится эта точка. Всё вместе и даёт трёхмерную карту.

А как быстро менять фокус?

Классический моторный привод слишком медленный. Поэтому в таких системах часто используют жидкие линзы.

Это не стекло, а капля в гибкой оболочке. Её кривизну (а значит, и фокусное расстояние) можно менять мгновенно, подавая напряжение.

Где это применяют?

• Контроль пайки компонентов на платах (проверка высоты).

• Контроль на производстве (например, закрутка винтов).

• Навигация роботов, где важно понимать рельеф местности.

Я использовал объективы с жидкими линзами в нескольких проектах, где это действительно было очень удобным и элегантным решением. Один из таких – была система контроля сборки блоков предохранителей для автомобилей. В ней за счёт технологии глубины из фокуса удалось бюджетно решить задачу контроля качества сборки и выявить ошибки установки предохранителей.