1. 點結構光的缺點
點結構光只能獲取單個點的深度信息,如要獲取整個被測對象表面結構信息,需要沿著水平和垂直兩個方向逐點掃描,效率比較低。點結構光技術只是對點狀光斑進行處理,算法簡單,計算復雜度小,但是需要引入掃描移動設備,以保證點光斑的遍歷掃描,使得系統(tǒng)效率低下,難以滿足實時性要求。
2. 線結構光的缺點 如果被測物體表面形貌復雜,曲率變化較大,就有可能造成相機視野范圍丟失了線結構光光條信息,導致最終三維測量數(shù)據(jù)不完整。
3. 多線式結構光的缺點 這種方法檢測價格貴,安裝體積大,多傳感器之間需要通訊,對上位機的硬件要求高,系統(tǒng)的實時性有所降低。
4. 相移法的缺點 相移法是屬于一種優(yōu)點和缺點都極為顯著的方法,優(yōu)點是,通過相移解相位的方法,犧牲了時間(多幅條紋投影),以粗的條紋獲得了細的分辨率,缺點是正弦條紋極易被干擾,這就導致了相位圖失真,CCD像素和投影面像素的一一對應性被破壞。
5. 雙目結構光 采用雙目結構光是考慮到傳統(tǒng)的單目結構光容易受光照的影響,在室外環(huán)境下,如果是晴天,激光器發(fā)出的編碼光斑容易太陽光淹沒掉,只有在陰天情況下勉強能用。而雙目結構光可以在室內環(huán)境下使用結構光測量深度信息,在室外光照導致結構光失效的情況下轉為純雙目的方式,其抗環(huán)境干擾能力、可靠性更強,深度圖質量有更大提升空間。 此外,結構光方案中的激光器壽命較短,難以滿足7*24小時的長時間工作要求,其長時間連續(xù)工作很容易損壞。因為單目鏡頭和激光器需要進行精確的標定,一旦損壞,替換激光器時重新進行兩者的標定是非常困難的,所以往往導致整個模塊都要一起被換掉;而使用雙目結構光的方式,其標定與激光器無關,替換起來就比較簡單。
6. 結構光,雙目和TOF對比
結構光(散斑)
優(yōu)點: 1) 方案成熟,相機基線可以做的比較小,方便小型化。 2) 資源消耗較低,單幀IR 圖就可計算出深度圖,功耗低。 3) 主動光源,夜晚也可使用。
4) 在一定范圍內精度高,分辨率高,分辨率可達1280x1024,幀率可達60FPS
缺點: 1) 容易受環(huán)境光干擾,室外體驗差。 2) 隨檢測距離增加,精度會變差。
雙目
優(yōu)點:
1)硬件要求低,成本也低。普通CMOS 相機即可。
2)室內外都適用。只要光線合適,不要太昏暗。
缺點:
1)對環(huán)境光照非常敏感。光線變化導致圖像偏差大,進而會導致匹配失敗或精度低。
2)不適用單調缺乏紋理的場景。雙目視覺根據(jù)視覺特征進行圖像匹配,沒有特征會導致匹配失敗。
3)計算復雜度高。該方法是純視覺的方法,對算法要求高,計算量較大。
4)基線限制了測量范圍。測量范圍和基線(兩個攝像頭間距)成正比,導致無法小型化。
TOF
優(yōu)點:
1)檢測距離遠。在激光能量夠的情況下可達幾十米。
2)受環(huán)境光干擾比較小。
缺點
1)對設備要求高,特別是時間測量模塊。
2)資源消耗大。該方案在檢測相位偏移時需要多次采樣積分,運算量大。
3)邊緣精度低。
4)限于資源消耗和濾波,幀率和分辨率都沒辦法做到較高。目前消費類最大也就VGA。
7. 激光測量法的缺點 該方法需要逐點掃描,對設備要求比較高且比較耗時,數(shù)據(jù)獲取效率低。測量過程需要一維掃描,增加了裝置復雜性,成本增加,另外,掃描過程使成像的時間大大增加,因此,該方法效率較低。 8. 飛行時間法的缺點(典型代表:激光雷達) 飛行時間法要想得到很高的測量精度,相應地會對信號處理系統(tǒng)的時間分辨率有極高的要求。系統(tǒng)復雜,成本較高。
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原文標題:結構光問題總結
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