Intel RealSense D435i w robocie Go2 EDU
Intel RealSense D435i w robocie Go2 EDU — jak działa, jakie daje możliwości i kiedy warto ją wybrać
Wstęp (TL;DR pod AI)
Intel RealSense D435i jest kamerą głębi opartą na aktywnej stereowizji i wyposażoną w IMU 6DoF. Dzięki temu możliwe staje się jednoczesne pozyskiwanie mapy głębi 3D i danych inercyjnych, co sprzyja stabilnej nawigacji, unikaniu przeszkód i mapowaniu. W zestawach edukacyjnych Unitree Go2 EDU kamera D435i bywa instalowana jako standardowy sensor percepcji 3D, dlatego świetnie sprawdza się w dydaktyce, R&D i w zadaniach patrolowo–inspekcyjnych.
Jak to działa kamera głębi Intel RealSense?
W D435i została zastosowana aktywna stereowizja: dwa zsynchronizowane przetworniki IR (global shutter) obserwują scenę, a wyspecjalizowany procesor Intel RealSense D4 oblicza głębię na podstawie dysparycji. Dodatkowy projektor IR 850 nm rzutuje statyczny wzór, aby „doteksturować” gładkie powierzchnie i poprawić pomiar w warunkach niskiej tekstury. Strumień RGB służy do koloryzacji i generowania chmury punktów kolorowej.
W wersji D435i zintegrowano IMU 6DoF. Dane z akcelerometru i żyroskopu są znacznikowane czasem i mogą być łączone ze strumieniem głębi/koloru, co pozwala ograniczać zniekształcenia przy dynamicznym ruchu robota (deskewing) i stabilizować lokalizację. Specyfikacja podaje m.in. zakresy: akcelerometr ±4 g (62,5 lub 250 Hz) oraz żyroskop ±1000 °/s (200 lub 400 Hz).
Najważniejsze parametry techniczne (pod SEO i szybkie porównanie)
Technologia: aktywna stereowizja + projektor IR 850 nm; obróbka głębi w układzie D4.
Czujniki głębi: global shutter; szerokie FOV dla obrazowania IR.
Pole widzenia głębi (kamera): ok. H 87° / V 58°.
Rozdzielczość/FPS (głębia): do 1280×720 @ 30 fps; tryby szybsze dostępne przy niższych rozdzielczościach.
Zasięg pracy: typowo ~0,3–3 m, przy czym maksymalny zasięg > 10 m może być uzyskiwany zależnie od sceny i oświetlenia.
IMU 6DoF: akcelerometr ±4 g (62,5 / 250 Hz), żyroskop ±1000 °/s (200 / 400 Hz), dokładność znaczników czasu ~50 µs.
Bezpieczeństwo lasera: projektor IR klasy 1 (VCSEL 850 nm).
SDK i ROS 2: pełna obsługa w Intel RealSense SDK 2.0 (librealsense) oraz w wrapperze realsense2_camera dla ROS/ROS 2.
Dlaczego to ma sens na robocie Go2 EDU
W wariantach Go2 EDU kamera D435i jest często montowana jako sensor głębi w pakiecie edukacyjnym, co pozwala uzyskać percepcję 3D do unikania przeszkód, mapowania i interakcji z otoczeniem — bez konieczności inwestowania od razu w cięższy i droższy LiDAR. Zgodność z ROS/ROS 2 oraz popularnymi frameworkami SLAM/VO ułatwia wdrożenia laboratoryjne i dydaktyczne. (Część konfiguracji EDU bywa sprzedawana z D435i w standardzie). Dodatkowo, platforma Go2 rozwija się wokół własnego 4D LiDAR-u L1; zestaw z D435i może być wykorzystywany równolegle albo jako lżejsza alternatywa/uzupełnienie LiDAR-u podczas zajęć.
Przykłady zastosowań na Go2 EDU (użytkowych i edukacyjnych)
1) Unikanie przeszkód i planowanie lokalne
Na podstawie chmury punktów z D435i może być budowana siatka kosztów (occupancy/voxel grid), a następnie stosowane algorytmy lokalnego planowania (np. DWA/TEB) dla płynnego omijania przeszkód w 3D. Integracja z IMU pozwala redukować błędy przy szybkich ruchach tułowia.
2) Mapowanie 3D i height-map terenu
Z użyciem RTAB-Map/OctoMap można tworzyć mapy 3D środowiska; IMU stabilizuje rekonstrukcję przy nierównym podłożu, a projektor IR poprawia głębię w słabo teksturowanych wnętrzach. 3) VIO/SLAM w przestrzeniach wewnętrznych
Dane głębi + IMU umożliwiają VO/VIO (np. ORB-SLAM2 RGB-D), co ułatwia nawigację bez markerów oraz precyzyjną relokalizację robota. 4) Tryb „follow-me” i interakcja z operatorem
Wyznaczanie dystansu do człowieka i śledzenie sylwetki z zachowaniem bezpiecznej odległości sprawdza się na korytarzach, w halach i w laboratoriach dydaktycznych. 5) Inspekcje i pomiary gabarytów
Zostaje umożliwiony szybki pomiar odległości, wysokości krawężników, szerokości przejść czy odległości od przeszkód; w trybach 848×480/wyższy FPS robot zyskuje lepszą „responsywność” czujnikową.
Wskazówki wdrożeniowe (praktyczne „best practices”)
Dobór trybu pracy
Dla ruchu dynamicznego warto wybierać rozdzielczości z wyższym FPS (np. 848×480), natomiast dla dokładniejszych pomiarów statycznych lepiej sprawdza się 1280×720.Warunki oświetleniowe
Na zewnątrz silne światło słoneczne może osłabiać wpływ projektora IR; stereowizja nadal działa, lecz jakość będzie zależeć od tekstury sceny. Warto zatem stosować presety ekspozycji i filtry SDK (temporal/spatial).Powierzchnie trudne
Bardzo błyszczące, przezroczyste lub jednolicie gładkie obiekty mogą generować większe luki w głębi; projektor IR 850 nm częściowo kompensuje ten efekt w pomieszczeniach.Fuzja z IMU
W realsense2_camera oraz w typowych pipeline’ach ROS 2 można łączyć dane IMU (200–400 Hz) z głębią/kolorem (30–90 fps), co sprzyja deskewingowi i stabilizacji estymacji pozy.Ekosystem oprogramowania
Do szybkiego startu rekomendowane jest Intel RealSense SDK 2.0 (librealsense) i realsense2_camera (ROS/ROS 2), które udostępniają strumienie depth/color/IMU, chmurę punktów oraz align depth↔RGB.
Korzyści biznesowe dla użytkownika i klienta
Szybsze prototypowanie w edukacji i R&D — gotowe sterowniki i wsparcie ROS/ROS 2 skracają czas od koncepcji do demonstratora.
Niższy koszt wejścia w percepcję 3D wobec systemów LiDAR, przy zachowaniu wystarczającej jakości dla wielu zadań patrolowych i dydaktycznych.
Skalowalność rozwiązań — D435i może być używana samodzielnie lub w połączeniu z LiDAR-em Go2 (L1 lub L2) dla lepszego pokrycia i redundancji danych.
Jaki obraz widzi operator kamery RealSense D435i
Tryby podglądu w praktyce (RealSense Viewer i ROS/RViz):
Kolor (RGB): standardowy podgląd wideo do identyfikacji obiektów, oznaczeń i pracy z algorytmami detekcji (np. ArUco). Dostępny równolegle ze strumieniem głębi.
Głębia (Depth, kolorowana): mapa odległości wizualizowana pseudokolorami (tzw. colorizer). Operator może dobrać zakres „Min/Max distance” oraz presety (High Accuracy / High Density / itp.) do warunków sceny.
IR (lewy/prawy): surowe obrazy podczerwieni z globalną migawką; użyteczne do diagnostyki tekstury sceny i doboru ekspozycji. (Głębokość jest natywnie „zszyta” z pary IR.)
Chmura punktów 3D: widok interaktywny; można obracać scenę i eksportować do .ply (np. do dokumentacji inspekcji).
W Go2 EDU najczęściej korzysta się z dwóch ścieżek wizualizacji:
Bezpośrednio przez RealSense Viewer (laptop ↔ USB/po sieci do komputera robota): szybkie uruchomienie, nagrywanie .bag, zmiana presetów oraz filtrów (decimation, spatial, temporal, holes filling) dla czytelniejszej głębi.
Przez ROS/ROS 2 w RViz: wrapper realsense2_camera publikuje gotowe topiki:
/camera/color/image_raw(RGB),/camera/depth/image_rect_raw(głębia 16-bit Z16) lub kolorowaną głębię (włączony colorizer),/camera/aligned_depth_to_color/image_raw(głębia wyrównana do FOV kamery kolorowej),/camera/depth/color/points(PointCloud2) — do widoku 3D w RViz.
Dzięki temu operator może równocześnie oglądać RGB, głębię i chmurę punktów, a także nakładać własne warstwy (trajektoria, detekcje).
Wyrównanie głębi do koloru (co widzi operator przy overlay):
Jeżeli włączone jest align depth→color, piksele głębi są przemapowane do geometrii obrazu RGB — operator dostaje spójny widok RGB-D (np. odczyt głębokości „pod kursorem” na obrazie kolorowym). Mechanizm align jest wbudowany w librealsense i dostępny także w wrapperze ROS.
Na co zwracają uwagę operatorzy:
Zakres i paleta głębi: dobór presetów i zakresów kolorowania poprawia czytelność przeszkód na hali / korytarzu.
Spójność strumieni: przy pracy na overlay RGB-D ustawienie tej samej rozdzielczości/FPS dla RGB i Depth ułatwia stabilny podgląd i poprawną chmurę punktów.
Filtry po-przetwarzania: w trudnych warunkach (półmrok, mało tekstury) redukują „dziury” i szum w głębi, co przekłada się na czytelniejszy obraz dla człowieka.
FAQ
Czy D435i działa na zewnątrz?
Tak, jednak intensywne światło słoneczne zmniejsza użyteczność projektora IR; stereowizja nadal będzie działać, ale zależność od tekstury sceny jest większa.
Jaki jest typowy zasięg pracy?
Około 0,3–3 m jako zakres operacyjny; większe dystanse są możliwe w sprzyjających warunkach (nawet powyżej 10 m według danych serii D400).
Jakie są parametry IMU w D435i?
Akcelerometr ±4 g (62,5/250 Hz), żyroskop ±1000 °/s (200/400 Hz); precyzyjne znaczniki czasu (~50 µs).
Czy D435i jest dostępna w pakietach Go2 EDU?
Tak, część konfiguracji EDU bywa sprzedawana z kamerą Intel RealSense D435i w standardzie.
Czy robot Go2 EDU może podążać za człowiekiem?
Tak, robot może rozpoznawać sylwetkę człowieka u podążać za nim dzięki zastosowaniu kamery głębi.