機器人配件-3D視覺傳感器

3D 視覺主要有三種原理：雙目相機法、結構光法、ToF法。

1）雙目相機法是基於視差原理並利用成像設備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖像，通過計算圖像對應點間的位置 偏差，來獲取物體三維幾何信息的方法。目前有主動雙目、被動雙目之分，被動雙目是采用 可見光；主動雙目是發射紅外激光做補光。

2）結構光法通常采用特定波長的不可見的紅外激光作為光源，發射出來的光經過一定的編碼投影在物體上，通過一定算法來計算返回的編 碼圖案的畸變來得到物體的位置和深度信息。

3）ToF 法是通過紅外光在空氣中的飛行時間， 計算出目標體的距離

雙目相機法

優 點：

1）硬件要求和成本低，普通 CMOS相機即可。

2）可適用室內外場景。

缺 點

1）對環境光照非常敏感。光線變化導致圖像偏差大，進而會導致匹配失 敗或精度低。

2）不適用單調缺乏紋理的場景。雙目相機根據視覺特征進行圖像匹配， 沒有特征會導致匹配失敗。

3）計算複雜度高。純視覺的方法對算法要求高，計算量較大。

4）基線限製了測量範圍。測量範圍和基線（兩個攝像頭間距）成正比， 導致無法小型化。

結構光法

優 點：

1）方案成熟，相機基線可以做的比較小， 方便小型化。

2）資源消耗較低，單幀 IR圖即可計算深度 信息，功耗低。

3）主動光源，暗光線場景也可使用。

4）在一定範圍內精度高、分辨率高。分辨 率可達 1280x1024，幀率可達到 60FPS。

缺 點

1）容易受環境光幹擾，室外體驗差。

2）隨檢測距離增加，精度會變差。

ToF 法 （Time-of-Flight）

優 點：

1）檢測距離遠，在激光能量夠的情況下可 達幾十米。

2）受環境光幹擾比較小。

缺 點

1）對設備要求高，特別是時間測量模塊。

2）資源消耗大。該方案在檢測相位偏移時需要多次采樣積分，運算量大。

3）邊緣精度低。

4）限於資源消耗和濾波，幀率和分辨率都沒辦法做到較高。

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