生成3D圖像數(shù)據(jù)的四種不同方法

這四種方法之間有何不同呢？

立體視覺和結(jié)構(gòu)光

立體視覺的工作原理與人眼類似。需要使用兩個2D相機(jī)從兩個不同位置為被測量物體拍攝圖像，并使用三角測量原理計算3D深度信息。但是當(dāng)需要觀察均勻的表面，以及當(dāng)照明條件不良時可能難以進(jìn)行計算，因為通常數(shù)據(jù)過于混亂，無法得出確定的結(jié)果。這個問題就可以通過結(jié)構(gòu)光來解決，從而為圖像生成清晰的預(yù)定義結(jié)構(gòu)。

應(yīng)用領(lǐng)域
應(yīng)用領(lǐng)域立體視覺的一個明顯優(yōu)點是：它在測量工作范圍較小的物體時可以實現(xiàn)高精度。如果要實現(xiàn)高精度，通常需要將參考標(biāo)記、隨機(jī)圖案或由結(jié)構(gòu)化光源產(chǎn)生的光圖案投影到被測物體上。立體視覺通常適用于坐標(biāo)測量技術(shù)和工作空間的3D測量。然而，這種技術(shù)一般不適合在生產(chǎn)環(huán)境中使用，因為它的處理器負(fù)載較高，在工業(yè)應(yīng)用中會增加整體系統(tǒng)的成本

激光三角測量

法激光三角測量法使用的是2D相機(jī)和激光光源。激光會將光線投射到目標(biāo)區(qū)域，然后再使用2D相機(jī)進(jìn)行拍攝。光線在接觸被測物體的輪廓時會發(fā)生彎曲，因此可以根據(jù)多張照片中的光線位置坐標(biāo)，計算出物體和激光光源之間的距離。

ToF (Time-of-Flight)

在獲取深度數(shù)據(jù)及測量距離方面，ToF (Time-of-Flight)方法是一項非常高效的技術(shù)。ToF相機(jī)為每個像素提供兩種信息：亮度值（灰度值）以及芯片與被測物體之間的距離（即深度值）。ToF (Time-of-Flight)技術(shù)可進(jìn)一步分為兩種不同方法：連續(xù)波和脈沖ToF。

脈沖ToF是根據(jù)光脈沖的傳播時間來測量距離，因此它需要配合非?？焖?、精準(zhǔn)的電子元件。目前，該技術(shù)能夠在合理的成本范圍內(nèi)生成精確的光脈沖以及進(jìn)行精準(zhǔn)測量。相比連續(xù)波的工作過程，這種技術(shù)所需的芯片要以更高的分辨率進(jìn)行工作，由于它的像素較小，因此能夠更高效地利用芯片表面。

集成光源發(fā)出的光脈沖會在照射物體后反射回相機(jī)。然后，即可根據(jù)光線再次到達(dá)芯片前的傳播時間計算出距離，從而得出每個像素的深度值。這項技術(shù)可以輕松實時生成點云，同時還可以提供強(qiáng)度和置信圖。

應(yīng)用領(lǐng)域

在物流和生產(chǎn)環(huán)境中，ToF流程非常適合用于體積測量、打托盤任務(wù)和自動駕駛車輛。在醫(yī)療領(lǐng)域，ToF相機(jī)還可以幫助定位和監(jiān)控病人。在工廠自動化中，它能協(xié)助完成機(jī)器人控制和箱盒取物任務(wù)。

哪種技術(shù)適合我的應(yīng)用？

與2D相機(jī)一樣，可以使用單一技術(shù)解決所有問題的3D相機(jī)并不存在。因此我們必須綜合權(quán)衡各種要求，確定最優(yōu)化的選擇。