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干涉测量方法采用基于对非常短光学波长测量




来源:yiyi
时间:2017-6-24 2:02:39

干涉测量方法采用基于对非常短光学波长测量


干涉测量方法也能利用飞行时间技术来测量深度。在这种情况下,
需要使用光学波长自身的相位。这要求对物体反射的波前信息与参
考波前信息进行相干混频和强度关联。光学干涉原理已经发展出了
许多变体,例如多波长干涉、全息干涉、散斑干涉和白光干涉。干
涉测量的高精确度主要取决于光源的相干长度:干涉测量方法是由
于采用基于对非常短光学波长测量的方式,因此不适用于测量范围
大于几厘米的情况。

    最近几年,发展出新一代主动传感器,该传感器无须使用任何
扫描机制,在视频帧速率测量条件下仅从一个视角即可获取3D测量
点云图。工作原理是采用指向待测量物体的设备测量发射信号的飞
行时间。这种技术的优点是可以同步测量相机传感器每个像素的距
离信息。文献中已使用许多术语来描述这类设备,通常称为飞行时
间相机、测距成像(RIM)相机、3D测距成像仪和测距相机或者这些
术语的组合。在后面的章节中,将主要使用TOF相机术语,因为该
术语与这种技术的工作原理相关度更高。该技术的出现得益于半导
体技术的微型化和能够独立用于每个像素的电荷耦合元件/互补金
属氧化物半导体(CCD/CMOS)工艺的发展。这样就能够在高帧速率
和几厘米测量精度条件下获取每个像素的距离测量信息。然而,基
于相位移动测量的TOF相机的工作距离限制在10~30m范围,而基于
直接TOF测量的TOF相机的测量距离能够高达1500m。而且TOF相机通
常情况下具有以下几个特征:分辨率低(不超过几万像素)、尺寸小
、成本比相应的LiDAR仪器小一个数量级,功耗比相应的传统激光
扫描仪小得多。与多视角图像采集相比,深度测量精度通常与表面
纹理无关,但是最好也需要限制在大约1 cm以内。
    最近,TOF相机的最佳替代品已经问世:采用基于实时结构光
投影和三角测量技术相结合的系列传感器,这些传感器技术能够以
低成本、高帧速率条件下同时获取几何形状和表面材质,测量距离
最高可以达到4~5m。这类产品中最有名的传感器是Microsoft Kin
ect。由于这类设备并不采用基于TOF测量原理

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