Event-based cameras (ECs) have emerged as bio-inspired sensors that report pixel brightness changes asynchronously, offering unmatched speed and efficiency in vision sensing. Despite their high dynamic range, temporal resolution, low power consumption, and computational simplicity, traditional monochrome ECs face limitations in detecting static or slowly moving objects and lack color information essential for certain applications. To address these challenges, we present a novel approach that integrates a Digital Light Processing (DLP) projector, forming Active Structured Light (ASL) for RGB-D sensing. By combining the benefits of ECs and projection-based techniques, our method enables the detection of color and the depth of each pixel separately. Dynamic projection adjustments optimize bandwidth, ensuring selective color data acquisition and yielding colorful point clouds without sacrificing spatial resolution. This integration, facilitated by a commercial TI LightCrafter 4500 projector and a monocular monochrome EC, not only enables frameless RGB-D sensing applications but also achieves remarkable performance milestones. With our approach, we achieved a color detection speed equivalent to 1400 fps and 4 kHz of pixel depth detection, significantly advancing the realm of computer vision across diverse fields from robotics to 3D reconstruction methods. Our code is publicly available: https://github.com/MISTLab/event_based_rgbd_ros


翻译:事件相机作为一种仿生传感器,通过异步报告像素亮度变化,在视觉感知中提供了无与伦比的速度与效率。尽管传统单色事件相机具备高动态范围、高时间分辨率、低功耗和计算简单等优点,但在检测静态或缓慢移动物体方面存在局限,且缺乏某些应用所必需的颜色信息。为应对这些挑战,我们提出一种集成数字光处理投影仪的新方法,构建用于RGB-D感知的主动结构光系统。通过结合事件相机与投影技术的优势,我们的方法能够分别检测每个像素的颜色与深度。动态投影调整优化了带宽,确保选择性颜色数据采集,并在不牺牲空间分辨率的前提下生成彩色点云。该集成方案采用商用TI LightCrafter 4500投影仪与单目单色事件相机实现,不仅支持无帧率限制的RGB-D感知应用,更取得了显著的性能突破:我们的方法实现了相当于1400帧/秒的颜色检测速度与4千赫兹的像素深度检测频率,显著推动了从机器人技术到三维重建方法等多个领域的计算机视觉发展。代码已开源:https://github.com/MISTLab/event_based_rgbd_ros

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