机器人配件-3D视觉传感器

3D 视觉主要有三种原理：双目相机法、结构光法、ToF法。

1）双目相机法是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。目前有主动双目、被动双目之分，被动双目是采用 可见光；主动双目是发射红外激光做补光。

2）结构光法通常采用特定波长的不可见的红外激光作为光源，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。

3）ToF 法是通过红外光在空气中的飞行时间， 计算出目标体的距离

双目相机法

优 点：

1）硬件要求和成本低，普通 CMOS相机即可。

2）可适用室内外场景。

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。双目相机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。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。

结构光法

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图即可计算深度 信息，功耗低。

3）主动光源，暗光线场景也可使用。

4）在一定范围内精度高、分辨率高。分辨 率可达 1280x1024，帧率可达到 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。

ToF 法 （Time-of-Flight）

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。