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光虎光电视觉知识分享:双目立体相机介绍
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2022-04-02 10:23:59来源: 光虎光电科技(天津)有限公司

什么是双目立体视觉?

与其他类型的3D成像技术一样,双目立体视觉的目的是解决深度感知问题,这是所有3D问题的核心。

双目立体视觉是一种机器视觉技术,可以使用两个或多个机器视觉相机提供完整视野的3D测量。双目立体视觉的基础类似于人眼的3D感知,并且基于来自多个视点的光线的三角测量。

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双目立体视觉模仿我们眼睛的工作原理,为我们提供准确、实时的深度感知。它通过使用两个相距固定距离的相机,对来自两个2D平面的相似像素进行三角测量,从而实现深度信息的获取。

相机中的每个像素收集沿物体方向到达相机的光线,如果可以将某个特征识别为图像中的像素位置,那么我们就能知道该特征对应的像素接收的光线。使用多台相机则能够获得多条光线。找到这些光线相交的位置就可以推出物体的3D位置及其特征。

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通过像素和光线交叉的基本三角测量,我们可以确定物体的3D位置。视差越大,与物体的角度偏移越大,因此3D深度信息越大。

被动和主动双目立体视觉

被动双目立体视觉取决于环境中的可见光,并且不使用任何类型的外部光,适用于光线充足的区域,在阳光和室内灯下效果很好,例如自动驾驶汽车等应用,但不适用于低光环境。

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主动双目立体视觉是另一种双目立体,它主动使用激光或结构光等光线来简化立体匹配问题。

主动双目立体视觉在缺乏光线的区域非常有用。特别是使用红外光照射在物体上,从而切断其对于其他光源的依赖性,以此提高精度和深度信息的稳定性。但是主动双目立体视觉也有其缺点,例如在阳光直射和使用相同外部光源的高干扰区域中,主动双目立体视觉会失去其有效性。

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决定双目立体视觉深度范围的因素

双目立体视觉相机使用三角测量来感知深度,重要因素如下:基线;分辨率

  • 基线:两个相机之间的距离称为基线,对于人眼而言,瞳孔间的距离大约是50-75mm。基线与深度成正比,因此,基线越长,我们可以覆盖的深度就越深,精度就越高。

  • 分辨率:两个相机的分辨率,与深度成正比。要搜索的像素数越高,差异级别数就越高。因此,在更高的分辨率下,视差水平会很高,但是计算的负载也就越高。