结构光的原理及技术实现情况分析

导读：结构光的原理及技术实现情况分析。 结构光顾名思义就是有特殊结构的光。

        参考《2017-2022年中国电光源制造市场发展现状及十三五发展策略分析报告》

        1）结构光的原理

        结构光顾名思义就是有特殊结构的光，比如离散光斑、条纹光、编码结构光等。将这样的一维或二维的图像投影至被测物上，根据图像的大小畸变，就能判断被测物的表面形状即深度信息。举个例子，拿一个手电照射墙壁，站近或站远，墙上的光斑是不同大小的，从不同角度照射墙，光斑也会呈现不同的椭圆。这就是结构光的基础。而深度计算的方式也有多种，如我们这里重点说一下被苹果公司收购的以色列 Prime Sense 公司 Light Coding 方案。

        Light Coding 的光源称为“激光散斑”，根据 Prime Sense 在专利中的描述，红外激光生成器射出准直后的激光束，通过光学衍射元件DOE（Diffractive Optical Elements，如扩散片和光栅）进行衍射，进而得到所需的散斑图案。这些散斑具有高度的随机性，而且会随着距离的不同而变换图案。也就是说空间中任意两处的散斑图案都是不同的。只要在空间中打上这样的结构光，整个空间就都被做了标记，把一个物体放进这个空间，只要看看物体上面的散斑图案，就可以知道这个物体在什么位置了。当然，在这之前要把整个空间的散斑图案都记录下来，所以要先做一次光源基准标定（pattern）。Light Coding 发射 940nm 波长的近红外激光，透过 diffuser（光栅、扩散片）将激光均匀分布投射在测量空间中，再透过红外线摄影机记录下空间中每个参考面上的每个散斑，形成基准标定。标定时取的参考面越密，则测量越精确。获取原始数据后，IR 传感器捕捉经过被测物体畸变（调制）后的激光散斑 pattern。通过芯片计算，可以得到已知 pattern 与接收pattern 在空间（x, y, z）上的偏移量，求解出被测物体的深度信息。

        2）技术实现

        结构光的实现难度有如下几个方面：

        1）首先是经济成本，深度摄像头远高于一般的摄像头；

        2）摄像头需要的空间和功率限制，手机摄像头已经可以做到很小的体积和很小的功率，但是深度摄像头还很难，特别是如果希望能达到比较高的精度；

        3）很多深度摄像头是需要额外光源的，因此还要专门的散热设备。

        4）后端的软件匹配。

资料来源：公开资料，中国报告网整理，转载请注明出处。（QLY）