三维 RGBD传感器

产品描述

适用型号:FM810

图漾科技

2017年 1月 13日

关于本手册

本手册主要介绍图漾 FM810系列三维 RGBD传感器（以下简称 FM810）。文档结构如下:

章节 标题 内容

第一章 概述 对 FM810的总体描述。

第二章 硬件参数 描述 FM810的硬件指标,包括度量、接口、电源、机械和物

理指标。

第三章 输出数据 介绍 FM810的输出数据结构和格式。

第四章 软件 介绍软件开发包和相关的资源支持。

发布说明

日期 版本 发布说明

2016.12 V1.0 第一次发布。

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版权 © 2016图漾科技。保留所有权利。

目录

第一章 概述 1

1.1 产品概览 2

1.2 特性描述 2

1.3 工作原理 3

1.4 应用场景 4

第二章 硬件参数 5

2.1 度量 6

2.2 接口 6

2.3 性能 7

2.4 功耗 7

2.5 机械 8

2.6 物理 9

第三章 输出数据 11

3.1 数据定义 11

3.1.1 灰度图 11

3.1.2 深度和深度图 11

3.1.3 点云和点云图 12

3.2 深度图 12

3.2.1 数据结构 12

3.2.2 数据格式 13

3.3 点云图 13

3.3.1 数据结构 13

3.3.2 数据格式 13

第四章 软件 15

4.1 SDK 15

4.2 相关文档 15

4.3 技术支持 15

表格

2.1 度量指标 6

2.2 触发连接器电气指标 6

2.3 性能指标 7

2.4 电源和功耗指标 8

2.5 物理指标 9

3.1 深度数据格式 13

3.2 点云数据格式 13

插图

1.1 产品概览 2

1.2 系统结构图 3

2.1 接口 6

2.2 触发连接器物理指标 7

2.3 产品尺寸-典型值 8

3.1 输出数据 11

3.2 深度的定义 12

3.3 深度数据结构 12

3.4 点云数据结构 13

第一章 概述

FM810采用独立知识产权的主动双目视觉技术，基于普通双目视觉原理，配以红外结构光辅助投影，能够

获取比传统双目视觉更多的景深细节和更强的环境适应性。

FM810获取到的数据信息，可以帮助机器人、工业、商业和消费等多个领域实现智能化。

本章内容如下：

• 1.1产品概览

• 1.2特性描述

• 1.3功能描述

• 1.4应用场景

1

1.1 产品概览 第一章 概述

1.1. 产品概览

产品外观如 1.1所示。

FPGA

IR Laser ProjectorIR Camera

IR Camera

USB

Alignment Holes

Alignment Hole

Front View

Back View

RGB Camera

Trigger Connecter

Alignment Hole

Optical Coupler

图 1.1: 产品概览

IR Camera 红外摄像头 获取红外图像信息。

RGB Camera RGB摄像头 获取彩色图像信息。

IR Laser Projector 激光发射器 带有环境光自适应功能，在强光或者黑暗的环境下辅助

红外摄像头精确成像。

FPGA 嵌入式计算视觉处理器 用来接收红外和彩色图像信息，高速计算后实现深度数

据和彩色数据的点对点对齐，通过 USB或以太网接口上

传给主机。

Trigger Connector 触发连接器 用于连接外界触发信号。

Alignment Hole(s) 定位孔 安装测试时用于固定设备。

OC(Optical Cou-

pler)

光耦 用于隔离外界触发信号和 PCB板。

1.2. 特性描述

产品基本特性如下：

• 输出彩色图、深度图、点云图或者灰度图

• Windows/Linux/Android/ROS平台支持

• 深度分辨率达 HD等级（1120x920）

• 彩色分辨率达 VGA等级（560x460）

2 PCP_DS_FM810_CN01

第一章 概述 1.3 工作原理

• 7 fps - 15 fps深度帧率

• 0.5 m - 6 m测量距离

• 测量精度最佳达到距离值的 0.25%

• 输出完整的深度数据

• 激光安全达到级别 1

• 易于安装和集成的结构设计

1.3. 工作原理

FM810 以 FPGA 系统为计算平台，使用并口或低压差分接口接收两路红外图像及 RGB 彩色图像数据后，

利用三角测距原理进行高速计算，获取视野范围内各点的深度数据信息，并实现深度数据和 RGB数据的

点对点对齐，然后把深度数据和 RGB 数据经 USB2.0 接口上传给主机。该系统支持外部硬件触发，可以

接受主机的外部触发信号，按照系统的要求实时抓取图像进行深度计算。

Host

FPGA

Left IR Right IR

LVDS

USB BridgeTrigger

LVDS

图 1.2: 系统结构图

PCP_DS_FM810_CN01 3

1.4 应用场景 第一章 概述

1.4. 应用场景

FM810可以提供物体的彩色信息、深度（z）信息和空间点云信息（x，y，z），既可以直接用于 3D视觉应

用开发，也可以被集成到其他产品中使用。

• 在 3D SLAM、避障和跟随等应用。

• 在传统消费、商业和工业领域：实现物体分割、三维测量、三维内容生成、智能识别和分析（如人数统计）等智能化应用。

说明:

关于产品的输出数据请参考第三章。

4 PCP_DS_FM810_CN01

第二章 硬件参数

本章包括以下内容：

• 2.1度量

• 2.2接口

• 2.3性能

• 2.4功耗

• 2.5机械

• 2.6物理

5

2.2 接口 第二章 硬件参数

2.1. 度量

表 2.1: 度量指标

项目 最小值 典型值 最大值 备注

范围（m） 0.5 3 6 具体取决于激光发射器和环境

光的亮度。

FOV(H/V) - 56°/46° -

精度 0.25% - 1%

2.2. 接口

FM810使用 USB作为电源和通信接口，使用 5孔条形连接器作为触发连接器，具体如图 2.1所示。

VCC/12VGPIO/Trigger IN USB

GPIO/Trigger OUT

GNDGND

Blue LEDOCTrigger Connector

图 2.1: 接口

触发连接器的电气指标如 2.2所示。

表 2.2: 触发连接器电气指标

项目 最小值 典型值 最大值 备注

12V (V) 11.4 12 12.6

GPIO1输出高电压 (V) 11.4 12 12.6

GPIO1输出低电压 (V) -0.3 0 0.4

GPIO2输入高电压 (V) 11.4 12 12.6

GPIO2输入低电压 (V) -0.3 0 0.4

6 PCP_DS_FM810_CN01

第二章 硬件参数 2.4 功耗

触发连接器的物理指标如图 2.3所示。

A=4，B=6.2，C=6.25

图 2.2: 触发连接器物理指标

2.3. 性能

性能指标如 2.3所示。

表 2.3: 性能指标

项目 子项目 取值

分辨率深度 1120x920

彩色 560x460

帧频率深度 7fps@1120x920；15fps@560x460

彩色 15fps

2.4. 功耗

不同模式的功耗指标如 2.4所示。

PCP_DS_FM810_CN01 7

2.5 机械 第二章 硬件参数

表 2.4: 电源和功耗指标

模式 输入电流（mA） 输入电压（V） 功率（mW）

空闲模式 339 4.95 1678.1

连续工作模式 941 4.67 4394.4

触发模式（8Hz） 710 4.80 3408

2.5. 机械

FM810系列的典型尺寸信息如 2.3所示。

115

31.

55

26

15

107 16.80

25.60

34.80

3.50 3.50

15

安装孔M2.5 深3.5

图 2.3: 产品尺寸-典型值

8 PCP_DS_FM810_CN01

第二章 硬件参数 2.6 物理

2.6. 物理

表 2.5: 物理指标

项目 最小值 典型值 最大值

重量 (g) - 82 -

操作温度 (°C) -5 25 55

存储温度 (°C) -20 25 80

PCP_DS_FM810_CN01 9

2.6 物理 第二章 硬件参数

10 PCP_DS_FM810_CN01

第三章 输出数据

FM810可以输出深度图、点云图和灰度图信息。

图 3.1: 输出数据

3.1. 数据定义

3.1.1 灰度图

灰度图

灰度图是从红外摄像头获取到的带有结构光散斑信息的原始图像，图漾的红外摄像头配有红外滤光器件，

只拍摄 830±7nm波段的图像。

3.1.2 深度和深度图

深度

如图 3.2所示，深度为空间中物体的某个点到垂直于左摄像头光轴并通过镜头光心平面的垂直距离。

深度图

深度图是深度摄像头捕捉到的所有点的深度数据构成的矩阵，为了直观的体现不同距离，我们将深度数据

渲染成不同的颜色。

11

3.2 深度图 第三章 输出数据

Depth1Depth2

Point2

Point1

O

Left IR Camera Right IR Camera

图 3.2: 深度的定义

3.1.3 点云和点云图

点云

点云是在和目标表面特性的海量点集合。使用深度摄像头得到的点云信息为三维坐标（XYZ）。

点云图

点云图是深度摄像头捕捉到的所有点的点云信息构成的矩阵。

3.2. 深度图

3.2.1 数据结构

如图 3.3所示，我们将深度信息的数据结构定义为一个 [x,y]的矩阵，其中 x和 y分别代表深度图中某一点

的平面位置，而数据本身为 z，即深度。

[x0 y0]

Unit Pixel

[x1 y0] [x2 y0]

y(Height)

x(Width)

[xx-1 y0]

[x0 y0]

[x0 y1]

[x0 y2]

[x0 yy-1]

[z0,0] [z1,0] [z2,0] [zx-1,0]

[z0,1]

[z0,2]

[z0,y-1]

图 3.3: 深度数据结构

12 PCP_DS_FM810_CN01

第三章 输出数据 3.3 点云图

3.2.2 数据格式

深度数据的数据格式如 3.1所示。

表 3.1: 深度数据格式

长度 (字节) 取值范围 数据类型 单位

2 0 to 6000 整型 mm

3.3. 点云图

3.3.1 数据结构

点云图的数据结构跟深度图类似，但是存储的数据为 [x,y,z]信息。

Unit Pixel

y(Height)

x(Width)

[x0 y0 z0,0] [x1 y0,z1,0] [xx-1 y0 zx-1,0]

[x0 y1 z0,1]

[x0 y2,z0,2]

[x0 yy-1,z0,y-1]

[x2 y0,z1,0]

图 3.4: 点云数据结构

3.3.2 数据格式

点云图的数据格式如 3.2所示。

表 3.2: 点云数据格式

长度 (字节) 取值范围 数据类型 单位

x=4，y=4, z=4 无 浮点 mm

PCP_DS_FM810_CN01 13

3.3 点云图 第三章 输出数据

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第四章 软件

我们在 bbs.percipio.xyz发布 SDK,文档并提供技术问答支持。

本章包含以下内容：

• 4.1 SDK

• 4.2相关文档

• 4.3技术支持

4.1. SDK

Percipio SDK是基于图漾信息科技深度摄像头的软件开发包，该开发包为应用开发者提供了一系列友好的API和简单的应用示例程序。用户可以基于该开发包，获取深度数据信息、灰度图像信息和点云数据，用于三维建模、导航、避障、手势识别等应用。Percipio SDK 支持 Windows, Linux(OpenNI2) 和 ROS 平台。您可以在 Percipio Github 根据需要获取不同版本的 SDK。通过 PercipioTool可以查看物体的深度图、点云图和灰度图信息。

说明:

请至如下地址获取最新 SDK：Percipio Github。

4.2. 相关文档

请至如下地址获取最新技术文档：技术文档。

• 关于 SDK的使用,请参考“SDK入门指南”。

• 关于 API的介绍和调用，请参考“API参考- Windows”和“API参考- Linux”。

4.3. 技术支持

我们对所有购买产品的用户提供免费技术支持,如有产品相关的技术问题：

1. 首先请在 Percipio BBS的 TechZones版块搜索相关信息。

2. 在 Q&A forum发表您的问题。

3. 如果您还需要帮助,请发邮件至 support@percipio.xyz。

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