猶如單反相機需要解決很多問題才能在特定的場景下用好。TOF相機作為專業的測距儀器，也需要掌握很多技巧才能充分發揮其能力，能解決下面幾個問題才算是勉強入門。
 

       近年來，三維視覺成像越來越多的應用于醫學仿真，無人駕駛和目標跟蹤等領域。激光雷達因為具有高精度、測距范圍遠的優勢，在無人駕駛技術出現之后，更是直接驅動一批公司進行各種各樣的激光雷達研發和生產。然而目前普遍存在激光雷達技術落地成本高昂，反饋幀率較低的問題，導致部分應用都還處于實驗室階段。室內移動機器人由于運行速度和所處場景與室外無人駕駛汽車不同，通常需要較高幀率和更高分辨率的激光雷達。因為多線激光雷達的成本原因，目前大多數室內移動機器人采用單線激光雷達用于定位、導航、避障等等，但是由于天然的缺陷，單線激光雷達無法構建完備的深度場景。

     ;  ;因此，另一種直接進行(xing)深度成像(xiang)的相機(ji)，包(bao)括雙目(mu)(mu)、結構光、光飛行(xing)時間(jian)等(deng)等(deng)成了更多項目(mu)(mu)的硬需求。

       光飛行時間法（TOF）深度相機是通過測量光從發出到經過物體反射回相機的時間來測量物體到相機的間距。TOF相機采用直接的測量手段進行深度成像，以小的計算資源獲得較佳的深度信息，以較高的幀率實現深度場景的構建。TOF深度相機按照其基本原理，和激光雷達一樣，也可分為脈沖TOF（P_TOF）和連續波調制TOF（CVM_TOF）。P_TOF發射光脈沖（一般為不可見光）到被觀測物體上，然后接收從物體反射回來的光脈沖，通過探測光脈沖的飛行（往返）時間來計算被測物體離相機的距離；CVM_TOF發出的是一束調制的連續光，通過測量光返回和傳輸的相位差反推光飛行時間進行測距的。倘若想獲得準確的深度測量數據至少需要解決以下幾個問題。
 

一、相機精度不夠，真的只是廠家的原因嗎？

簡單的辦法是增加積分時間或進行多次測量，再不行就加濾波。
我們說(shuo)的精(jing)(jing)度其實通常是指單點波動，1-σ，TOF相機(ji)作為一種光電(dian)測量工具其精(jing)(jing)度免(mian)不了(le)受AD轉化、信噪(zao)比、系統(tong)噪(zao)聲等影響。下(xia)面這(zhe)張圖(tu)描述了(le)測量精(jing)(jing)度與信號強度的關系。

TOF測距需要把光電模擬信號轉換成數字信號進行處理，ADC過程中，模擬信號相當于在小分辨力上進行了取整處理，這個過程必然會引入一部分噪聲。1.1V的模擬信號可能只能識別成1V的信號，誤差10%，模擬量10.1V的信號經過AD之后可能只能識別成10V的信號，誤差1%，100.1V的信號識別成100V，誤差1‰。所以AD轉化過程在信號強度比較低的時候尤其會引入噪聲和誤差。另外，TOF相機的信噪比SNR通常與積分時間t的關系為SNR∝1/ √t，所以增加積分時間，提高信號強度或許是一個有效的解決辦法。

而對于系統引入的噪聲，也不是沒有一點辦法，可以從電源供電優化等角度降低，但優化的空間較小。簡單來說，信號強度越大測距精度越高（當然過曝除外），那么想要獲得較高的測距精度，首先就從信號強度下手。

同樣的道理，系統的噪聲在多次測量過程中會被平均掉，同樣也會對提高相機的測距精度有幫助。
 

二、測量準度不夠，什么原因？

可以自己標定哈。
對(dui)(dui)于傳感器如果測(ce)量值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)與(yu)(yu)實際值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)之(zhi)間存在(zai)固定的偏差時，通常的做(zuo)法就(jiu)是(shi)重(zhong)新(xin)標定，在(zai)測(ce)量值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和實際值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)之(zhi)間建(jian)立映射關(guan)(guan)系。對(dui)(dui)TOF相機(ji)而言(yan)可(ke)(ke)以把(ba)相機(ji)固定在(zai)導軌上，對(dui)(dui)著一堵白墻測(ce)距(ju)，把(ba)每一個像(xiang)素點(dian)的測(ce)量值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和白墻成像(xiang)區(qu)域與(yu)(yu)相機(ji)之(zhi)間的距(ju)離建(jian)立起對(dui)(dui)應(ying)關(guan)(guan)系，再(zai)根(gen)據(ju)這種對(dui)(dui)應(ying)關(guan)(guan)系，在(zai)測(ce)量值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)上進行修正就(jiu)可(ke)(ke)以獲得較為準確的距(ju)離值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。

如果這還不能解決，看看相機安裝是否有問題。
TOF相機(ji)是一種主動測(ce)距(ju)方式，測(ce)量(liang)的(de)準(zhun)度(du)(du)受很多因素干擾，其中安(an)裝不(bu)合適(shi)的(de)話有可能(neng)會引入多路徑(jing)等問題，導致測(ce)距(ju)準(zhun)度(du)(du)失真。

尤(you)(you)其是(shi)(shi)當(dang)相(xiang)機安裝在(zai)高反(fan)(fan)射(she)率(lv)物(wu)體(ti)旁(pang)邊測量低反(fan)(fan)射(she)率(lv)目標物(wu)體(ti)時會(hui)(hui)表(biao)現的(de)(de)尤(you)(you)為突出。本來(lai)可能理想(xiang)情況(kuang)是(shi)(shi)按照藍色路徑進行(xing)測距，但是(shi)(shi)墻(qiang)面(mian)反(fan)(fan)射(she)的(de)(de)光(guang)也會(hui)(hui)傳播到目標物(wu)體(ti)上再經(jing)過(guo)反(fan)(fan)射(she)回到相(xiang)機（綠色光(guang)路），甚(shen)至相(xiang)機的(de)(de)照明光(guang)將(jiang)旁(pang)邊的(de)(de)高反(fan)(fan)射(she)率(lv)物(wu)體(ti)照亮直接進入相(xiang)機（紅(hong)色路徑），由于光(guang)學(xue)系統的(de)(de)不(bu)，形成眩光(guang)，干擾測距。

三、對運動物體檢測效果不好，什么辦？

提高幀率。
測(ce)量(liang)高速運動的(de)(de)物體當然就得用(yong)高速相(xiang)機了，但是通常的(de)(de)TOF相(xiang)機的(de)(de)全像素(su)送圖模式下的(de)(de)幀(zhen)率(lv)不(bu)能達到(dao)很高，一(yi)般45FPS以下，這時候還有一(yi)個辦法提高幀(zhen)率(lv)——減(jian)小數據(ju)量(liang)，減(jian)小數據(ju)傳(chuan)輸和AD轉化的(de)(de)時間(jian)，提高幀(zhen)率(lv)，可以只將感(gan)興趣的(de)(de)區域送出(chu)，也可以對(dui)原始的(de)(de)圖像進行像素(su)模擬(ni)信號合并或者降采樣。

四、太陽光干擾就真的沒辦法解決了嗎？

減小陽光干擾或者增加光信號強度。

太陽光干擾的情況下，直接的就想辦法減小太陽光的強度。一方面加鏡頭遮光罩，避免太陽光直接入射到鏡頭產生眩光，影響測距。另一方面減小積分時間同時增加光功率，許多TOF相機外置曝光觸發，這時候可以將這些曝光觸發接口利用起來，配上功率較大的照明系統就能很好的解決。另外，因為太陽光的光譜很寬，而實際TOF使用的照明系統的光源通常是LED或者LD，他們的光譜寬度通常都不寬，LED一般50nm，而LD只有10nm以內，因此如果廠家提供的鏡頭沒有加濾光片，用戶可以自己根據需要加一個濾光片以過濾太陽光中絕大部分干擾光。
 

五、量程不夠怎么辦？

HDR，高動態范圍測量，長短時間曝光的數據進行融合。
短積分時間測量較近的區域，長積分時間測量較遠的區域，在整合較遠和較近的測量空間，就可以既對近處的物體測距也可以對遠處的物體進行測量。

看(kan)完(wan)(wan)了這(zhe)些你覺得你會(hui)TOF相(xiang)機了嗎(ma)？其實(shi)(shi)很多時候我們(men)說TOF各種各樣的(de)問題(ti)，實(shi)(shi)際上(shang)(shang)是使(shi)用的(de)方法(fa)不*正確罷了。好比單(dan)反，按快門很簡(jian)單(dan)，但是加(jia)不加(jia)濾(lv)鏡，光(guang)圈和(he)曝光(guang)選擇，焦距調節，構圖等等學問多著(zhu)呢(ni)。TOF相(xiang)機，作為一種專業的(de)成(cheng)像儀(yi)器，其性能(neng)能(neng)否充(chong)分發揮很大程度(du)上(shang)(shang)取決(jue)于用戶(hu)的(de)操(cao)作技能(neng)。看(kan)完(wan)(wan)了趕緊(jin)去試(shi)試(shi)吧。

本文屬于(yu)純原創(chuang)文章，轉載請注明杭州藍芯科技有限公司