3D 視覺(jué)是機(jī)器人感知的先進(jìn)、重要的方法，可以分為光學(xué)和非光學(xué)成像方法。目前應(yīng)用 多的方法是光學(xué)方法，包括：飛行時(shí)間法、結(jié)構(gòu)光法、激光掃描法、莫爾條紋 法、激光散斑法、干涉法、照相測(cè)量法、激光跟蹤法、從運(yùn)動(dòng)獲得形狀、從陰影 獲得形狀，以及其他的 ShapefromX 等。

飛行時(shí)間法（TOF）主要利用信號(hào)在兩個(gè)被反射面之間往返的飛行時(shí)間來(lái)測(cè) 量節(jié)點(diǎn)間的距離，精度為厘米J，原理簡(jiǎn)單，模塊體積小，測(cè)量距離范圍較大， 抗干擾能力較強(qiáng)。

結(jié)構(gòu)光投影三維成像目前是機(jī)器人 3D 視覺(jué)感知的主要方式。結(jié)構(gòu)光成像系 統(tǒng)是由若干個(gè)投影儀和相機(jī)組成，常用的結(jié)構(gòu)形式有：?jiǎn)瓮队皟x-單相機(jī)、單投 影儀-雙相機(jī)、單投影儀-多相機(jī)、單相機(jī)-雙投影儀和單相機(jī)-多投影儀等。

ToF視覺(jué)方案

優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算量少；通過(guò)調(diào)整脈沖周期可以提G測(cè)量距離；對(duì)光信號(hào)的穩(wěn)定性要求相對(duì)寬松；數(shù)據(jù)抖動(dòng)性相對(duì) 較少

缺點(diǎn)：對(duì)光信號(hào)的穩(wěn)定性要求較G；數(shù)據(jù)抖動(dòng)性相對(duì)較大；需要較快 (~10ns)G性能的全局曝光。計(jì)算量相對(duì)較大；需要通過(guò)多個(gè)頻率計(jì)算擴(kuò)大測(cè)量距離

雙目視覺(jué)方案

優(yōu)點(diǎn)：

1.被動(dòng)雙目由于其被動(dòng)特性，硬件功耗較低；

2.近距離精度為毫米J，2m 內(nèi)誤差在千分之五

(5mm)； 3.硬件要求低，成本低；

4.室內(nèi)室外都可使用；

5.分辨率可達(dá)到較G的 2k 分辨率。

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，雙目視覺(jué)根據(jù)視覺(jué)特征進(jìn)行圖 像匹配，沒(méi)有特征會(huì)導(dǎo)致匹配失�。�

3.計(jì)算復(fù)雜度G，該方法是純視覺(jué)的方法，對(duì)算法要求G，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(wú)法小型化。

結(jié)構(gòu)光視覺(jué)方案

優(yōu)點(diǎn)：

1.由于結(jié)構(gòu)光主動(dòng)投射編碼光，因而非常適合在光 照不足(甚至無(wú)光)、缺乏紋理的場(chǎng)景使用；

2.結(jié)構(gòu)光 投影圖案一般經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，所以在一定范圍內(nèi)可 以達(dá)到較G的測(cè)量精度；

3.技術(shù)成熟，深度圖像可以做到相對(duì)較G的分辨率。

缺點(diǎn)：

1.室外環(huán)境基本不能使用。這是因?yàn)樵谑彝馊菀资艿綇?qiáng)自然光 影響，導(dǎo)致投射的編碼光被淹沒(méi)。增加投射光源的功率可以一 定程度上緩解該問(wèn)題，但是效果并不能讓人滿意；

2.測(cè)量距離較近。物體距離相機(jī)越遠(yuǎn)，物體上的投影圖案越 大，精度也越差(想象一下手電筒照射遠(yuǎn)處的情景)，相對(duì)應(yīng)的 測(cè)量精度也越差。所以基于結(jié)構(gòu)光的深度相機(jī)測(cè)量精度隨著距 離的增大而大幅降低。因而，往往在近距離場(chǎng)景中應(yīng)用較多；

3.容易受到光滑平面反光的影響。