三维成像的知识

2017/9/15
比较
激光方法线扫描
图像获取 照明 线扫描
条纹投影
多幅图像
立体相机
2D图像 主动/被动
2D图像 静止目标 运动目标 在线检测
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参考文献
《Choosing a 3D vision systemfor automated robotics applications》，作者Andrew Wilson 2014年12月发表的文章
在这种预标定的3D系统中拉近距离
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运动立体检测技术
• 单台相机通过两个或两个以上位 置拍摄， • 这样基线可以比预设定双目相机 要长，可以提升检测精度 • 注意：机械定位精度误差要<3D 检测精度
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立体匹配+光源 3D检测
• 在不同点的垂直强度数 据不同； • 白光干涉图由多个波长 产生的条纹叠加，获得 峰值条纹对比度（功能 的扫描位置） • 每个点都考虑干涉条纹
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Stereo 3D检测系统原理
• 通过三角函数可以确定左右图像中像素的位置关系， 每个点的视差是与距离成反比
fb d xl x r z
d ： 视差 f ： 焦点距离 b ： 基线BaseLine z ： 纵向距离
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Stereo 3D检测系统原理
• 如何提升精度
• 相机：为了接收激光反射，要求是高动态
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激光三角测量方法
标定
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激光三角测量方法
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激光三角测量方法
相机夹角 高度精度 搜索ROI 检测速度
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偏转法/条纹投影
结构光输出 采集相机
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偏转法/条纹投影
• 一系列的相位移动条纹投影到物体上； • 反射回来不同相位移动的扭曲的条纹； • 通过Baidu Nhomakorabea位恢复和相位展开算法，可以获得一个绝对相位图 —3D点云数据
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偏转法/条纹投影
+
=
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Stereo 3D检测系统
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Stereo 3D检测系统
MV 的立体相机： BaseLine 150mm 8mm镜头
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Stereo 3D检测系统
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Stereo 3D检测系统原理
• 每个相机的位置、光学参数必须被预先校正；
三维成像的知识讲座
目录Contents
• 三维成像技术的分类 • 三维成像技术原理讲解 • 技术对比/如何选择
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三维成像技术的分类
按照拍摄可以分为主动式和被动式 被动式检测：
主动式检测：
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被动式3D检测系统
精度会降低。
当出现一个特征不明显的目标时，检测
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主动式3D检测系统
检测物体的边缘时，测量精度降低
当被拍摄物由不同材质组成，或者需要
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三维成像技术的分类
按照实现原理分：
• • TOF 飞秒
– 飞秒相机
三角测量方法
– 激光线 – 条纹投影 – 立体
•
基于斜率方法
– 从明暗恢复形状 – 偏转法
•
干涉方法
– 白光干涉 – 康卡勒方法 – 聚焦方法
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TOF 技术
通过照明源和固态成像器，照亮场景内的物 体与光源调制，然后测量光照和确定测量距 离之间的反射相移
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TOF 技术
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激光三角测量方法
面阵相机 + 激光光源
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激光三角测量方法
• 激光：根据被拍摄物，选择不同波段的激 光光源，要求是线性光源