每日分享|3D视觉成像之飞行时间法
3D视觉成像大致可分为光学和非光学成像方法,当下应用最多的还是光学方法,包括:飞行时间法、结构光法、激光扫描法、莫尔条纹法、激光散斑法等,从运动获得形状、从阴影获得形状。本次为大家带来最典型的飞行时间法。

💦 它是什么:飞行时间(Time-of-Flight, ToF)原理:ToF相机通过测量光线从发射到被物体反射回相机所需的时间来确定物体的距离。这通常涉及到发射近红外光脉冲,并测量这些脉冲的往返时间。根据光速是恒定的原理,通过测量时间可以精确计算出距离,从而生成深度图像。

🔥 飞行时间测量技术(D-ToF):直接飞行时间(Direct ToF,D-ToF)即直接发射一个光脉冲,之后测量反射光脉冲和发射光脉冲之间的时间间隔,就可以得到光的飞行时间,当探测器接收到目标发出的光回波时,探测器直接存储往返时间。目标距离z可通过该简单方程进行估算。

🔥 飞行时间测量技术(I-ToF):间接飞行时间(Indirect ToF,I-ToF)发射的并非一个光脉冲,而是调制过的光。接收到的反射调制光和发射的调制光之间存在一个相位差,通过检测该相位差就能测量出飞行时间,从而估计出距离。其中往返行程时间是从光强度的时间选通测量中间接外推的。

💥 它的特点:和结构光方式相比,ToF并不需要对光的图案做复杂解析,只需要反射回来即可,这大大的提高了鲁棒性,深度信息还原度比结构光好很多,点云的完整性更好。

🚀 它的优缺点:◾ 软件复杂性低,设计与应用简单

                   ◾ 暗光与强光环境适应性较好

                   ◾ 低功耗,低成本

                   ◾ 探测距离较远,响应速度较快

                   ◾ 室外受自然光红外线影响较大,远距离无法保证精度

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