在手機或者消費電子領域，3D傳感技術主要應用于先進的人臉識別、身份驗證和高精度的深度感知應用，而目前主要的3D傳感包括立體成像、3D結構光以及ToF 3D圖像傳感技術，那先來個很俗的問題，“這3種技術中哪個方案更好呢？”到了一個公說公有理婆說婆有理的時刻，個人認為，下面一張表格能很好的詮釋這個問題，也避免了像“我和你媽都都掉進河里先救誰的世界性難題”。

是的，看你具體應用在哪個領域，并且你有的成本跟預算又是多少，否則，扯開這一切談方案都是耍流氓的行為。今天我要說的是一個非常簡單又十分便宜就能構建的一個3D圖像傳感方案，立體視覺，也就是大伙常說的雙目成像，主角是StereoPi。

StereoPi硬件功能介紹

StereoPi是一款基于Raspberry Pi的開源立體相機。它可以捕獲，保存，直播和處理實時立體視頻和圖像。StereoPi在機器人，AR/VR，計算機視覺，無人機，全景視頻等方面開辟了無數可能性。

兼容哪些Raspberry Pi？

Raspberry Pi計算模塊1

Raspberry Pi計算模塊3

Raspberry Pi計算模塊3 Lite

Raspberry Pi計算模塊3+ 8 GB / 16 GB / 32 GB eMMC閃存

Raspberry Pi Compute Module 3+ Lite

外形尺寸：

寬*長：90mm*40mm

高度：23mm（標準版）/ 15mm（超薄版，沒有排針座）

視頻：

輸入：兩個15pin CSI-2攝像頭連接器

輸出：HDMI

相機支持：

Raspberry Pi相機V1（OV5647傳感器）

Raspberry Pi相機V2（Sony IMX 219傳感器）

HDMI視頻拍攝模塊（單模，東芝TC358743XBG芯片）

連接：

GPIO：40pin Raspberry Pi標準擴展接口

USB：2個USB Type-A，1個MicroUSB接口

以太網：RJ45接口

存儲：

microSD卡插槽（在Raspberry Pi CM3/3+Lite上）

功率：

通過雙引腳接口輸入5V DC

手動電源開關

軟件：

通過Micro USB接口進行固件更新

運行標準的Raspbian系統

支持Python

大量的示例代碼

板子具體接口的分布如下圖所示：

貼心的硬件設計語言

貼心的硬件設計語言

另外，值得一提的是StereoPi帶有非常貼心的設計，可以說專為挑剔的硬件發燒友而生。

做過硬件設計的都知道，硬件中看似微小的不便會導致大量時間浪費和挫敗感，這就是為什么在設計StereoPi時，設計了許多看似微小但實際非常重要的功能。比如：

電源開關，所以你不必拔掉電纜

相機連接器間距是人眼之間的平均距離

連接器都在同一側

平行的相機連接器，用于靈活的外殼設計

“Slim”版的電路板沒有大型、有高度的連接器

USB供電電源無CPU干預

4pin擴展排針座上有第三個USB端口

Micro USB可用于將系統燒錄到內部eMMC存儲，這解決了樹莓派永遠的痛

耐用可靠的JST EHR-2電源連接器

支持傳統的Raspberry Pi CM1

兩個版本

StereoPi有兩種版本：標準型和纖薄型。大多數人都想要標準版。超薄版本適用于計劃將StereoPi集成到另一臺設備中且不需要（或沒有空間）大型連接器的高級用戶。具體來說，超薄版沒有USB Type-A連接器，RJ45以太網插孔或GPIO排針擴展接口。當然，這些連接器的PCB焊盤仍然可用，以防你可能需要直接焊接或安裝自己的連接器。

除此以為，其它方面超薄版本與標準版本都相同。兩者都支持Raspberry Pi計算模塊的所有版本（CM1，CM3 / CM3 +和CM3 / CM3 + Lite）。

配件和套件

除了StereoPi板卡本身，還配套各種配件和套件，您可以根據自己的需求定制StereoPi。

電力連接線

StereoPi具備兩種電源線：

USB電源線允許您從任何USB兼容電源為StereoPi供電，滿足特定設置的最低電源要求。它可以是計算機，移動電源或手機充電器。

需要焊接到電源的短電源線。當USB電纜太大而無法進行設置或使用自己的電源時，此功能非常有用。

Raspberry Pi兼容相機V1

這款入門級相機非常適合StereoPi，它包含在入門套件中。

Waveshare“G”廣角（160°）相機

這款相機非常棒，可以在大多數項目中使用它！但是，它相對昂貴，所以只有在豪華套件中提供。

短FPC相機線

市場上的所有相機都包括一個大約10-20厘米長的相機FPC線，非常適合臺式設置，但對于緊湊的設置卻很笨重。當留給用戶的空間很小時，我們更喜歡這種短（5厘米）相機帶狀電纜。

用于兩個V1/V2 Raspberry Pi相機的安裝板

這種定制的激光切割亞克力板可以在立體設置中輕松安裝兩個V1或V2相機，該板具有2毫米螺釘（不包括在內）的孔，用于固定攝像機，還具有相機光學元件的切口，相距65mm。

用于兩個廣角Waveshare Raspberry Pi相機的安裝板

這種定制的激光切割亞克力板可以在立體設置中輕松安裝兩個廣角Waveshare相機，該板具有2毫米螺釘（不包括在內）的孔，用于固定攝像機。它還具有相機光學元件的切口，相距65mm。

StereoPi入門套件

StereoPi豪華套件

開發系統

StereoPi板載了一個金手指接口用于兼容樹莓派的計算機模塊，除了上面說的最傳統的CM1，還包括CM3（普通和精簡版）和CM3 +（普通版和精簡版），因為這個產品是以樹莓派計算模塊為核心，所以自然而然的支持標準的Raspbian系統。

當然，Raspbian帶有Python，這意味著開始使用StereoPi進行開發就像安裝Picamera一樣簡單，Picamera是支持立體聲捕獲的Raspberry Pi相機模塊的純Python接口。例如：

from picamera import PiCameracamera = PiCamera(stereo_mode='side-by-side', resolution=(1280,720))camera.capture('foo.jpg')

通過從Raspbian終端運行這個簡單命令捕獲上面的視頻：

raspivid-3dsbs-w1280-h480-o1.h264

使用立體圖像同樣容易：

raspistill -3d sbs -w 1280 -h 480 -o 1.jpg

另外，StereoPi也非常易于與其它主流的工具一起使用包括：

YouTube：通過互聯網直播3D視頻

借助StereoPi入門套件，簡單的3D打印機外殼，4G調制解調器和一些簡單的代碼，我們可以直接將水族館的3D視頻直播到YouTube：

要以3D格式觀看此視頻，您可以使用配備Google Cardboard等3D查看器的任何手機。您也可以使用Oculus Go查看它。以下是用于捕獲視頻的實際設置的照片：

Oculus Go：將直播3D視頻直接傳輸到VR設備

StereoPi足夠小且足夠靈活，可以快速構建新增強和虛擬現實（AR/VR）應用程序的原型。它足夠強大，可以直接在Raspberry Pi上進行實時視頻處理，并且足夠快，可以將視頻流式傳輸到主機進行額外處理。

OpenCV：構建實時深度圖

自動駕駛汽車，無人駕駛飛機和機器人即將到來！使用StereoPi，可以率先體驗這股大浪潮。從相機失真和校準等基礎知識開始，然后升級到構建深度圖。將此與神經網絡相結合，你也可以成為無人駕駛方案的專家。下面是我們使用 在StereoPi上運行的OpenCV 3.0制作的深度貼圖：

如果你本身有在Raspberry Pi上運行OpenCV的經驗，你可能知道大多數路徑將引導您進入 PyImageSearch，其中 Adrian提供了大量現成的示例，包括從OpnenCV安裝，一直到Raspberry上的人臉識別。我們希望Adrian能夠使用StereoPi為立體視頻制作一些新的教程！

ROS：創建一個空間感知的機器人

許多機器人的一項關鍵任務是了解他們的物理環境。但是，作為一個囊腫有點羞的初級工程師，你可能沒有上萬元可以掏出來玩機器人，這時StereoPi可以來救場，下面這個例子中，我們使用了來自Ubiquiti Robotics的Raspberry Pi的機器人操作系統（ROS）圖像，并添加了一些簡單的代碼來獲得這個深度圖：

如果你已經嘗試過ROS和Raspberry Pi，那么你可能已經知道了raspicam_node 使用Raspberry Pi相機的流行軟件包，目前已經可以在立體模式下使用它。

所以，現在，您可以使用StereoPi進行深度貼圖和 ROS中的SLAM。后續的計劃是幫助創建一個針對StereoPi優化的ROS驅動程序，具有完全立體支持，就像其他支持ROS的立體攝像機一樣。

Hugin：制作360°全景照片和視頻

創建360°全景相機就像將兩個廣角相機的圖像拼接在一起以創建單個球形圖像一樣簡單。您只需要一個用于攝像機的安裝板以及車載或車外拼接軟件。以下是您可以使用StereoPi和像Hugin這樣的全景裝訂器的示例 ：

Wifibroadcast：來自無人機的無線直播 3D視頻

StereoPi與流行的raspivid原生Raspberry Pi相機應用程序無縫協作 - 只需添加-3d sbs選項即可接收立體視頻。這意味著StereoPi還可以使用raspivid基于Wifibroadcast 和 EZ-WifiBroadcast的基于項目的項目， 使用Raspberry Pi實現無人機直播視頻。

這是一個使用Wifibroadcast從StereoPi直播視頻的設置，其中廣角攝像頭安裝在流動站頂部到基于Raspberry Pi的地面站，然后到配備有Google Cardboard查看器的iPhone：

StereoPi還可以與現成的視頻流解決方案一起使用，該解決方案只需接收HDMI并將其無線傳輸到基站。在下面的設置中，我們將StereoPi的HDMI輸出連接到Insight SE 5G：

當然，您也可以將StereoPi的攝像機指向相反的方向，以獲得無人機的前視圖和后視圖：

如果您使用Mikrotik或 Ubiquiti等遠程Wi-Fi解決方案 或COFDM以太網橋（例如， HN-550TX），您可以將遙測數據與兩個StereoPi視頻流相結合并將其傳輸到地面站。

小結

看到這么多驚喜的應用僅僅是一個小小的StereoPi折騰出來的，是不是有種刷新五官的趕腳，在如此平易近人的價位上構建3D立體視覺方案、并且能有如此豐富的生態系統加持恐怖只有StereoPI才能做到，很不錯！