3D视觉最关键的四项技术：激光三角测量、结构光、ToF、多目视觉

随着科技的不断进步，3D视觉技术正日益成为各行各业的焦点。这项技术的快速发展得益于多种创新方法，包括激光三角测量、结构光、飞行时间（ToF）以及多目视觉。这些技术都共同推动了3D视觉的进步，让我们一起来深入了解它们。

1. 激光三角测量

激光三角测量，有时也被称为“位移传感器”，是一种通过激光线扫描物体表面，以获得物体每个点的深度数据的方法。这项技术的特点在于其测量结果能够达到微米级别的高精度。激光三角测量的原理是，激光发射器发射出激光线，然后通过相机观察到的激光线变形，来分析获得深度信息。尽管具有高精度和动态测速性能，但激光三角测量的主要限制在于其扫描速度和工作范围有限。

激光三角测量的高精度使其在在线检测等领域得到广泛应用。它在制造、医疗和工程领域中的应用不断增多，是3D测量技术中的一个重要分支。

2. 结构光技术

结构光技术采用了一种主动的方法，通过光学投射模块将具有编码信息的结构光投射到物体表面，从而在被测物表面形成光条图像。随后，图像采集系统获取光条图像，并通过算法处理，得出被测物表面的三维轮廓数据。这种技术在昏暗环境和夜间非常有用，因为它使用的是主动光源，不受光线的影响。

然而，结构光技术在强光环境下可能会受到干扰，室外使用有限。另一个问题是在实际应用中，结构光技术在特定条件下可能会产生一些问题，例如对玻璃和黑色物体的适应性不佳。然而，它的稳定性和鲁棒性使得它在某些应用中仍然是不可或缺的。

3. 飞行时间（ToF）技术

飞行时间技术通过测量光信号的发射和反射之间的时间延迟来实现深度测量。这种技术通常使用短光脉冲，以确保精确的时间测量。与结构光技术不同，ToF技术并不需要对光的图案进行复杂解析，而只需测量光信号的时间差。这一特性大大提高了ToF技术的鲁棒性，同时也提高了深度信息的质量和点云的完整性。

尽管ToF技术在深度图质量、抗强光干扰能力和精度方面都表现出色，但它仍然具有一些挑战。首先，对于玻璃等材料，ToF技术无法有效应用，需要使用其他技术进行弥补。此外，ToF技术的复杂度和成本较高，限制了其在一些领域的广泛应用。

4. 多目视觉

多目视觉是指从不同的视点获取两幅或多幅图像，以重构目标物体的三维结构或深度信息。目前，多目视觉3D可以通过单目、双目和多目相机来实现。双目机器视觉是使用两个RGB彩色相机采集图像，并通过后端的双目匹配和三角测量等算法来计算深度图。

双目视觉的特点在于硬件复杂度相对较低，但在弱光或目标特征不明显的情况下几乎无法使用。此外，双目相机的计算复杂度很高，需要强大的硬件支持。因此，双目相机主要在工业自动化领域和x86系统中得到广泛应用。

老斜说

3D视觉技术的快速发展为各种应用领域带来了巨大的机会和挑战。不同的技术方法各有特点，适用于不同的环境和应用需求。从激光三角测量到结构光、ToF和多目视觉，这些技术的不断进步将进一步推动3D视觉的应用领域的扩展，从制造业到医疗保健，再到娱乐和科学研究。

随着技术的不断创新，我们可以期待看到更多引人注目的3D视觉应用的出现，为我们的生活带来更多的便利和创新。