computer-vision

Baza stereo

AktywnyOpublikowano: 28 października 2026Aktualizacja: 28 października 2026Opublikowany

Odległość między środkami optycznymi dwóch kamer w układzie stereo; kluczowy parametr wyznaczający zasięg i dokładność szacowania głębi.

Kluczowa innowacja

Sprowadza percepcję głębi 3D do jednego mierzalnego parametru geometrycznego — odległości między środkami optycznymi dwóch kamer — który liniowo skaluje mierzoną głębię i wyznacza kompromis między zasięgiem a dokładnością.

Kategoria

computer-vision

Poziom abstrakcji

Primitive

Poziom operacji

DaneInferencja

Zastosowania

Kamery głębi i czujniki RGB-DPercepcja 3D w robotyceNawigacja i unikanie przeszkódMapowanie i rekonstrukcja 3D (SLAM)Pomiary i inspekcja przemysłowaPojazdy autonomiczne

Jak działa

Dwie kamery rejestrują tę samą scenę z nieco różnych pozycji odległych o bazę B. Po kalibracji i rektyfikacji odpowiadające sobie punkty leżą w tych samych wierszach obrazu, a ich poziome przesunięcie to dysparycja d. Z geometrii trójkątów podobnych wynika Z = f·B/d — głębia jest odwrotnie proporcjonalna do dysparycji i wprost proporcjonalna do iloczynu ogniskowej i bazy. Błąd głębi rośnie z kwadratem odległości i maleje z bazą: ΔZ ≈ (Z²/(f·B))·Δd, gdzie Δd to niepewność estymacji dysparycji. Dlatego zwiększenie bazy (lub ogniskowej) poprawia dokładność na dużych odległościach, ale jednocześnie podnosi minimalną mierzalną odległość i powiększa obszary widoczne tylko dla jednej kamery (okluzje).

Rozwiązany problem

Pasywne szacowanie głębi ze stereo wymaga przełożenia dwuwymiarowych obrazów na odległość 3D. Baza stereo odpowiada za to, jak czułe i w jakim zakresie jest to przełożenie — zbyt mała baza daje zaszumioną, zgrubną głębię na dystansie, zbyt duża uniemożliwia pomiar obiektów blisko kamery. Dobór bazy rozwiązuje problem dopasowania zakresu i dokładności pomiaru głębi do konkretnego zastosowania.

Implementacja

Pułapki implementacyjne

Zbyt duża baza — martwa strefa blisko kameryWysoka

Duża baza zwiększa minimalną mierzalną odległość i strefy okluzji; obiekty blisko kamery dają dysparycję przekraczającą zakres przeszukiwania i nie otrzymują estymaty głębi.

Rozwiązanie:Dobierz bazę do najbliższego wymaganego dystansu lub zwiększ zakres przeszukiwania dysparycji.

Zbyt mała baza — słaba głębia na dystansieWysoka

Mała baza daje małą dysparycję dla odległych obiektów, przez co głębia jest zaszumiona i silnie skwantowana.

Rozwiązanie:Zwiększ bazę lub ogniskową dla wymaganego zasięgu dalekiego.

Błędna kalibracja bazy — liniowy błąd skali głębiWysoka

Ponieważ Z ∝ B, błąd w zmierzonej bazie przekłada się wprost na proporcjonalny błąd skali wszystkich odległości.

Rozwiązanie:Przeprowadź dokładną kalibrację ekstrynsyczną i okresowo weryfikuj geometrię układu.

Hiperparametry (konfigurowalne osie)

Odległość bazy (B)Krytyczna

Metryczna odległość między środkami optycznymi kamer. Liniowo skaluje mierzoną głębię i wyznacza kompromis zasięg–dokładność.

~75 mmTypowa baza modułu konsumenckiej kamery stereo (np. OAK-D).

dziesiątki cm – metryDuże bazy stosowane do stereo dalekiego zasięgu (outdoor, motoryzacja).

Ogniskowa (f)Wysoka

Ogniskowa w pikselach; wraz z bazą wchodzi w licznik wzoru na głębię Z = f·B/d.

Zakres przeszukiwania dysparycjiWysoka

Maksymalna dysparycja rozważana przez algorytm dopasowania; ogranicza minimalną mierzalną odległość, która rośnie wraz z bazą.