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(jié)構(gòu)光法、ToF法。

1）雙目相機法是基于視差原理并利用成像設(shè)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(yīng)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(fā)射紅外激光做補光。

2）結(jié)構(gòu)光法通常采用特定波長的不可見的紅外激光作為光源，發(fā)射出來的光經(jīng)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(biāo)體的距離

雙目相機法

優(yōu) 點：

1）硬件要求和成本低，普通 CMOS相機即可。

2）可適用室內(nèi)外場景。

缺 點

1）對環(huán)境光照非常敏感。光線變化導(dǎo)致圖像偏差大，進(jìn)而會導(dǎo)致匹配失 敗或精度低。

2）不適用單調(diào)缺乏紋理的場景。雙目相機根據(jù)視覺特征進(jìn)行圖像匹配， 沒有特征會導(dǎo)致匹配失敗。

3）計算復(fù)雜度高。純視覺的方法對算法要求高，計算量較大。

4）基線限制了測量范圍。測量范圍和基線（兩個攝像頭間距）成正比， 導(dǎo)致無法小型化。

結(jié)構(gòu)光法

優(yōu) 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）在一定范圍內(nèi)精度高、分辨率高。分辨 率可達(dá) 1280x1024，幀率可達(dá)到 60FPS。

缺 點

1）容易受環(huán)境光干擾，室外體驗差。

2）隨檢測距離增加，精度會變差。

ToF 法 （Time-of-Flight）

優(yōu) 點：

1）檢測距離遠(yuǎn)，在激光能量夠的情況下可 達(dá)幾十米。

2）受環(huán)境光干擾比較小。

缺 點

1）對設(shè)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）限于資源消耗和濾波，幀率和分辨率都沒辦法做到較高。