機(jī)器人配件-3D視覺傳感器

3D 視覺主要有三種原理：雙目相機(jī)法、結(jié)構(gòu)光法、ToF法。

1）雙目相機(jī)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(cè)物體的兩幅圖像，通過計(jì)算圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)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(dòng)雙目、被動(dòng)雙目之分，被動(dòng)雙目是采用 可見光；主動(dòng)雙目是發(fā)射紅外激光做補(bǔ)光。

2）結(jié)構(gòu)光法通常采用特定波長(zhǎng)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(jì)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(shí)間， 計(jì)算出目標(biāo)體的距離

雙目相機(jī)法

優(yōu) 點(diǎn)：

1）硬件要求和成本低，普通 CMOS相機(jī)即可。

2）可適用室內(nèi)外場(chǎng)景。

缺 點(diǎn)

1）對(duì)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(huì)導(dǎo)致匹配失 敗或精度低。

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

3）計(jì)算復(fù)雜度高。純視覺的方法對(duì)算法要求高，計(jì)算量較大。

4）基線限制了測(cè)量范圍。測(cè)量范圍和基線（兩個(gè)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(diǎn)：

1）方案成熟，相機(jī)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(jì)算深度 信息，功耗低。

3）主動(dòng)光源，暗光線場(chǎng)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(diǎn)

1）容易受環(huán)境光干擾，室外體驗(yàn)差。

2）隨檢測(cè)距離增加，精度會(huì)變差。

ToF 法 （Time-of-Flight）

優(yōu) 點(diǎn)：

1）檢測(cè)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(diǎn)

1）對(duì)設(shè)備要求高，特別是時(shí)間測(cè)量模塊。

2）資源消耗大。該方案在檢測(cè)相位偏移時(shí)需要多次采樣積分，運(yùn)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。