机器视觉3D分类与优缺点

3D相机三种方案

1、结构光

通常采用特定波长的不可见的红外激光作为光源，它发射出来的光经过一定的编码投影在物体上，通过一定算法来计算返回的编码图案的畸变来得到物体的位置和深度信息。

2、双目视觉

基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。

3、光飞行时间法（TOF）

通过给目标连续发射激光脉冲，然后用传感器接收从反射光线，通过探测光脉冲的飞行往返时间来得到确切的目标物距离。

3D相机优缺点

1、结构光

优点：

1） 方案成熟，相机基线可以做的比较小，方便小型化。

2） 资源消耗较低，单帧IR 图就可计算出深度图，功耗低。

3） 主动光源，夜晚也可使用。

4） 在一定范围内精度高，分辨率高，分辨率可达1280x1024,帧率可达60FPS

缺点：

1） 容易受环境光干扰，室外体验差。

2） 随检测距离增加，精度会变差。

2、双目视觉

优点：

1）硬件要求低，成本也低。普通CMOS 相机即可。

2）室内外都适用。只要光线合适，不要太昏暗。

缺点：

1）对环境光照非常敏感。光线变化导致图像偏差大，进而会导致匹配失败或精度低。

2）不适用单调缺乏纹理的场景。双目视觉根据视觉特征进行图像匹配，没有特征会导致匹配失败。

3）计算复杂度高。该方法是纯视觉的方法，对算法要求高，计算量较大。

4）基线限制了测量范围。测量范围和基线（两个摄像头间距）成正比，导致无法小型化。

3、光飞行时间法（TOF）

优点：

1）检测距离远。在激光能量够的情况下可达几十米。

2）受环境光干扰比较小。

缺点：

1）对设备要求高，特别是时间测量模块。

2）资源消耗大。该方案在检测相位偏移时需要多次采样积分，运算量大。

3）边缘精度低。

4）限于资源消耗和滤波，帧率和分辨率都没办法做到较高。目前消费类最大也就VGA。