3D 視覺是機(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、照相測量法、激光跟蹤法、從運(yùn)動獲得形狀、從陰影 獲得形狀，以及其他的 ShapefromX 等。

飛行時(shí)間法（TOF）主要利用信號在兩個(gè)被反射面之間往返的飛行時(shí)間來測 量節(jié)點(diǎn)間的距離，精度為厘米J，原理簡單，模塊體積小，測量距離范圍較大， 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：單投影儀-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視覺方案

優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算量少；通過調(diào)整脈沖周期可以提G測量距離；對光信號的穩(wěn)定性要求相對寬松；數(shù)據(jù)抖動性相對 較少

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

雙目視覺方案

優(yōu)點(diǎn)：

1.被動雙目由于其被動特性，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)而會導(dǎo) 致匹配失敗或精度低；

2.不適用單調(diào)缺乏紋理的場景，雙目視覺根據(jù)視覺特征進(jìn)行圖 像匹配，沒有特征會導(dǎo)致匹配失敗；

3.計(jì)算復(fù)雜度G，該方法是純視覺的方法，對算法要求G，計(jì) 算量較大；

4.基線限制了測量范圍，測量范圍和基線(兩個(gè)攝像頭間距)成 正比，導(dǎo)致無法小型化。

結(jié)構(gòu)光視覺方案

優(yōu)點(diǎn)：

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

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

3.技術(shù)成熟，深度圖像可以做到相對較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。增加投射光源的功率可以一 定程度上緩解該問題，但是效果并不能讓人滿意；

2.測量距離較近。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)，相對應(yīng)的 測量精度也越差。所以基于結(jié)構(gòu)光的深度相機(jī)測量精度隨著距 離的增大而大幅降低。因而，往往在近距離場景中應(yīng)用較多；

3.容易受到光滑平面反光的影響。