工業(yè)相機(jī)單目和雙目的區(qū)別

在實(shí)際應(yīng)用中，被測平面的不確定性以及鏡頭的畸變使我們已經(jīng)無法簡單的使用理想的小孔成像模型計(jì)算出實(shí)際距離，但是我們可以將目前能夠獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使這些數(shù)據(jù)符合理想的小孔成像模型的使用條件。

就是將任意坐標(biāo)平面通過旋轉(zhuǎn)和平移映射到理想坐標(biāo)平面上，對有畸變的圖像進(jìn)行校正，讓它成為符合小孔成像模型的像平面。有了這種方法，我們只要確定轉(zhuǎn)換算法、校正算法以及參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)三維空間中任意平面上尺寸與位置的測量。我們將這種確定參數(shù)的過程稱之為標(biāo)定。

工業(yè)相機(jī)標(biāo)定的目的

工業(yè)相機(jī)標(biāo)定的方法根據(jù)工業(yè)相機(jī)的數(shù)目可分為單目標(biāo)定、雙目標(biāo)定Q以及多目標(biāo)定。

空間物體呈現(xiàn)的是三維幾何位置，相機(jī)內(nèi)的投影圖像為二維位置，可將理想的成像模型簡化為被測平面和像平面平行的小孔成像模型。

實(shí)際應(yīng)用中并非如此。由于受到光學(xué)生產(chǎn)工藝的影響，我們常用的工業(yè)相機(jī)鏡頭在制造生產(chǎn)后，我們無法嚴(yán)格控制像平面和被測平面的位置，所用的鏡頭也不是嚴(yán)格的小孔模型，其成像總會呈現(xiàn)或多或少的畸變。

只有在消除畸變的情況下，才能獲取準(zhǔn)確的映射關(guān)系，進(jìn)一步有利于進(jìn)行高精度測量和定位，我們需要通過標(biāo)定來實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)平面的轉(zhuǎn)換以及圖像的校正。

雙目相機(jī)標(biāo)定在OpenCV中提供了示例程序，本來是非常簡單的事情，但是當(dāng)標(biāo)定自己的雙目相機(jī)的時(shí)候卻發(fā)現(xiàn)同樣的程序最后標(biāo)出的結(jié)果卻很差勁，直接表現(xiàn)就是最后進(jìn)行行對齊的時(shí)候獲得圖像根本不能看，所以從新梳理了雙目標(biāo)定的過程，并給出了對雙目標(biāo)定結(jié)果的應(yīng)用，比如在ORB-SLAM中，雙目模式是需要進(jìn)行雙目圖像矯正和對齊的，這時(shí)就可以使用OpenCV提供的函數(shù)接口完成這個過程，其過程如圖所示：

工業(yè)相機(jī)單目和雙目的區(qū)別

工業(yè)相機(jī)按照其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主要分為單目相機(jī)和雙目相機(jī)。單目相機(jī)和雙目相機(jī)各有其特點(diǎn)，它們在機(jī)器視覺應(yīng)用中的差異，決定了它們在不同場景下的適用性。

單目相機(jī)只有一個鏡頭，通過這個鏡頭捕捉場景，形成單一的視覺角度。而雙目相機(jī)則擁有兩個鏡頭，分別從不同的角度捕捉場景，形成立體視覺。這兩種視覺方式在機(jī)器視覺應(yīng)用中各有千秋。

工業(yè)相機(jī)單目和雙目的主要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個方面：

成像與數(shù)據(jù)處理：單目工業(yè)相機(jī)捕獲的是二維圖像，而雙目工業(yè)相機(jī)則能夠獲取三維幾何位置信息。雙目工業(yè)相機(jī)基于對極幾何的理論，通過計(jì)算兩個相機(jī)之間的視差，可以獲得場景中物體的深度信息，從而實(shí)現(xiàn)三維重建和深度感知。這種深度信息的獲取使得雙目相機(jī)在立體視覺上具有顯著優(yōu)勢，能夠提供更精確的目標(biāo)定位、障礙物檢測和距離測量等功能。

應(yīng)用領(lǐng)域：單目相機(jī)在一些環(huán)境如消費(fèi)電子領(lǐng)域已經(jīng)可以滿足需求。然而，對于需要進(jìn)行立體深度計(jì)算的場景，雙目相機(jī)則更為適合。雙目相機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)器人導(dǎo)航、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域，其模擬人類的雙目視覺系統(tǒng)的能力使得拍攝的照片或視頻更加逼真、立體。

復(fù)雜性：雙目相機(jī)由于有兩個鏡頭，因此需要進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定和圖像配準(zhǔn)，使得其相對于單目相機(jī)來說更為復(fù)雜。

成本：由于雙目相機(jī)需要兩個攝像頭，其成本相對于只有一個攝像頭的單目相機(jī)來說要高。

審核編輯：黃飛