立体视觉相机

前言-三维信息获取技术

主动技术、被动技术

1.双目相机

双目相机基本原理_桥卉呀的博客-CSDN博客_双目相机

2.结构光相机

可参考文献

3D-camera结构光原理 - 吴建明wujianming - 博客园

什么是结构光相机？

         结构光三维成像的硬件主要由相机和投射器组成，结构光就是通过投射器投射到被测物体表面的主动结构信息，如激光条纹、格雷码、正弦条纹等；然后，通过单个或多个相机拍摄被测表面即得结构光图像；最后，基于三角测量原理经过图像三维解析计算从而实现三维重建。

结构光形式

主要可以分为两类：

1.线扫描结构光

2.面阵结构光

        2.1 随即结构光（数字散斑）

        2.2 编码结构光（例如条纹、编码）

                （1）时序编码

                （2）空间编码

还可以细致划分为：

1.点结构光

2.线结构光 -

3.多线结构光

4.面结构光

结构光相机还可以分为：

1.单目结构光

2.双目结构光

工作原理：

        首先，结构光的类型就分为很多种，既然是结构光，当然是将光结构化，简单的结构化包括点结构光，线结构光以及简单的面结构光等，复杂一点的结构化就上升到光学图案的编码了。结构光投射到待测物表面后被待测物的高度调制，被调制的结构光经摄像系统采集，传送至计算机内分析计算后可得出被测物的三维面形数据。

线结构光---参考链接

面结构光 ---结构光的概念及其实现三维成像的主要原理是什么？ - 知乎

结构光综述_3Ｄ视觉工坊的博客-CSDN博客

        以一种应用广泛的光栅投影技术（条纹投影技术）为例来阐述其具体原理。条纹投影技术实际上属于广义上的面结构光。其主要原理如下图所示，即通过计算机编程产生条纹，将该条纹通过投影设备投影至被测物，利用CCD相机拍摄条纹受物体调制的弯曲程度，解调该弯曲条纹得到相位，再将相位转化为全场的高度。当然其中至关重要的一点就是系统的标定，包括系统几何参数的标定和CCD相机以及投影设备的内部参数标定，否则很可能产生误差或者误差耦合。因为系统外部参数不标定则不可能由相位计算出正确的高度信息。

单目结构光和双目结构光的区别---车载双目ADAS（六）：结构光深度相机_潇萧客的博客-CSDN博客_单目结构光 双目结构光

        单目结构光容易受光照的影响，在室外环境下，如果是晴天，激光器发出的编码光斑容易太阳光淹没掉。双目结构光可以在室内环境下使用结构光测量深度信息，在室外光照导致结构光失效的情况下转为纯双目的方式，其抗环境干扰能力、可靠性更强，深度图质量有更大提升空间。此外，结构光方案中的激光器寿命较短，难以满足7*24小时的长时间工作要求，其长时间连续工作很容易损坏。因为单目镜头和激光器需要进行精确的标定，一旦损坏，替换激光器时重新进行两者的标定是非常困难的。

 双目结构光，就是纯双目和单目结构光结合的解决方案，结构光等于是给物体加了纹理，计算深度依然采用视差的原理。

单目结构光和双目结构光的重建原理完全不同！

应用场景：

 3D结构光目前的使用场景为：

第一，物体信息分割与识别，3D人脸识别，用于安全验证、金融支付等场景；    

第二，体感手势识别，为智能终端提供新的交互方式；

第三，三维场景重建，利用深度相机生成的深度信息（点云数据），结合RGB彩色图像信息，可完成对三维场景的还原，可用于测距，虚拟装修等场景。

区别之处：

主要是区别于纯粹的像双目立体视觉之类的被动三维测量技术，因而被称为主动三维测量

3.TOF相机

        相比双目视觉和结构光方案，ToF 的方案实现起来会相对简单，主要包括发射端和接收端，ToF 传感器给到光源驱动芯片调制信号，调制信号控制激光器发出高频调制的近红外光，遇到物体漫反射后，接收端通过发射光与接收光的相位差或时间差来计算深度信息。现大部分ToF 传感器采用背照式CMOS 工艺技术，该工艺大幅度提高了感光面积，提升了光子收集率和测距的速度，响应时间能够达到ns级，在远距离情况下也能保证高精度。

TOF相机和激光雷达工作原理很相似。

TOF相机的技术原理，优缺点分析及其应用领域-贤集网

TOF(Time-of-Flight) Camera介绍_三挡起步的博客-CSDN博客

TOF相机分辨率较低，适用于近距离的导航避障工作

  4.双目、结构光和TOF相机比较

 

 

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