基于立体视觉的深度估计（PPT课件讲稿）结构光测距成像系统

1结构光测距 结构光测距将激光器(或投影仪)发出的光束经 光学系统形成某种形式的光,包括点、单线、多 线、单圆、同心多圆、网格、十字交叉、灰度编 码图案、彩色编码图案和随机纹理投影等投向景 物,在景物上形成图案并由摄象机摄取,而后由 图象根据三角法和传感器结构参数进行计算,得 到景物表面的深度图象和三维坐标。 该方法的传感器具有体积小、价格低、便于安装 和维护的特点,是工业中最常用的三维感知技术

1.结构光测距 ◼ 结构光测距将激光器（或投影仪）发出的光束经 光学系统形成某种形式的光，包括点、单线、多 线、单圆、同心多圆、网格、十字交叉、灰度编 码图案、彩色编码图案和随机纹理投影等投向景 物，在景物上形成图案并由摄象机摄取，而后由 图象根据三角法和传感器结构参数进行计算，得 到景物表面的深度图象和三维坐标。 ◼ 该方法的传感器具有体积小、价格低、便于安装 和维护的特点，是工业中最常用的三维感知技术

结构光测距

结构光测距

Stereo Triangulation Correspondence is hard

Stereo Triangulation I J Correspondence is hard!

Structured Light Triangulation Correspondence becomes easier!

I J Structured Light Triangulation Correspondence becomes easier!

单点法结构光测距 结构光三角测距原理 场景点 (x z y和y轴指向纸外 b 投影角 x,y,-] f otgB-rilx',y, f 0)0.00 光源 b 焦距 摄象机

• 结构光三角测距原理 [ , , ] [x , y , f ] fctg x b x y z   −  =  单点法结构光测距

单点法结构光测距 一次只照明一个点.然后使用上述方程计算该 点的深度,由此得到二维距离图像。 采用逐点扫描获得整个物体的三维形状,其图 彖摄取时间和图象处理量随被测物面的增大而 急剧增加,难以完成实时三维形状检测。 但在结构光三维视觉传感中,它的精度是最高 的

单点法结构光测距 ◼ 一次只照明一个点．然后使用上述方程计算该 点的深度，由此得到二维距离图像。 ◼ 采用逐点扫描获得整个物体的三维形状，其图 象摄取时间和图象处理量随被测物面的增大而 急剧增加，难以完成实时三维形状检测。 ◼ 但在结构光三维视觉传感中，它的精度是最高 的

单线法结构光测距 Rigid sensor Backbone asel Camera Laser plane Wheel R ange Encoder Measurement Scanned Object C conveyer

单线法结构光测距

单线法结构光测距 不连续区域 光条纹 旋转 垂直光带 摄象机 光源 基线

单线法结构光测距

Triangulation Light Plane Ax+ By+Cz +D=o Object Laser Camera Project laser stripe onto object

Triangulation ◼ Project laser stripe onto object Object Laser Camera Light Plane Ax + By +Cz + D = 0

Triangulation Light Plane Ax+ By+Cz +D=o Object Laser Image point (x,y3) Camera Depth from ray-plane triangulation o Intersect camera ray with light plane X=X 2 D y=yzf Ax'+ By+cf

Camera Triangulation ◼ Depth from ray-plane triangulation: ❑ Intersect camera ray with light plane Laser Object Light Plane Ax + By +Cz + D = 0 (x' , y') Image Point y y z f x x z f ' / ' / = = Ax By Cf Df z + + − = '