基于結(jié)構(gòu)光和立體成像技術(shù)圖像光學(xué)分析儀器

  能夠以亞納秒時(shí)間分辨率探測(cè)入射光信號(hào)到達(dá)時(shí)間的圖像傳感器
在許多應(yīng)用中的重要性與日俱增。其中，TOF 3D相機(jī)代表著具有拓
展可能性最大的市場(chǎng)之一，這是由于許多領(lǐng)域都需要采用這種技術(shù)
。與標(biāo)準(zhǔn)2D成像儀相比，3D相機(jī)所提供的附加信息對(duì)于獲取待測(cè)場(chǎng)
景真實(shí)可信的模型至關(guān)重要，這種技術(shù)開(kāi)啟了機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域的新型
探測(cè)方式的先河。工業(yè)控制、下一代基于手勢(shì)識(shí)別的用戶界面、先
進(jìn)汽車視覺(jué)系統(tǒng)等只是3D成像技術(shù)在重要領(lǐng)域應(yīng)用的幾個(gè)案例。

  TOF相機(jī)的工作原理，回顧了到目前為止的主要TOF傳感器結(jié)構(gòu)
  對(duì)環(huán)境光的適應(yīng)能力和動(dòng)態(tài)范圍增強(qiáng)是下一代3D相機(jī)的兩個(gè)主
要特征，然而傳統(tǒng)相機(jī)需要持續(xù)提高分辨率和幀速率，同時(shí)需要減
小功耗。在相同的傳感器中增加彩色功能也是十分吸引人一個(gè)特征
，而且人們已經(jīng)首次嘗試了實(shí)現(xiàn)這種功能。

  TOF技術(shù)發(fā)展也應(yīng)該考慮更具有競(jìng)爭(zhēng)性的技術(shù)，比如基于結(jié)構(gòu)
光和立體成像技術(shù)。這些系統(tǒng)成功地證明了日趨增長(zhǎng)的消費(fèi)市場(chǎng)能
夠顯著降低系統(tǒng)成本。實(shí)際中，提到的系統(tǒng)組成模塊與TOF相機(jī)所
需要的系統(tǒng)組成模塊十分相同，即照明光源、定制圖像傳感器和光
學(xué)部件。然而，這種系統(tǒng)的最終成本比TOF相機(jī)的成本要小一個(gè)數(shù)
量級(jí)。
  與TOF技術(shù)相比，基于結(jié)構(gòu)光照明和立體成像系統(tǒng)的主要不足
包括：
  ①由于基線的要求，所以系統(tǒng)尺寸的減小空間有限；
  ②為了獲取深度信息所需要的運(yùn)算量大，因而限制了傳感器的
幀速率和最小功耗；
  ③在一些測(cè)量條件下會(huì)產(chǎn)生人為誤差。
  接下來(lái)的3～5年，將會(huì)證明TOF技術(shù)所具有的潛力是否會(huì)出現(xiàn)2
1世紀(jì)初CMOS相機(jī)那樣的驚人發(fā)展速度。

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