干涉測量方法采用基于對非常短光學波長測量
干涉測量方法也能利用飛行時間技術來測量深度。在這種情況下,
需要使用光學波長自身的相位。這要求對物體反射的波前信息與參
考波前信息進行相干混頻和強度關聯。光學干涉原理已經發展出了
許多變體,例如多波長干涉、全息干涉、散斑干涉和白光干涉。干
涉測量的高精確度主要取決于光源的相干長度:干涉測量方法是由
于采用基于對非常短光學波長測量的方式,因此不適用于測量范圍
大于幾厘米的情況。
較近幾年,發展出新一代主動傳感器,該傳感器無須使用任何
掃描機制,在視頻幀速率測量條件下僅從一個視角即可獲取3D測量
點云圖。工作原理是采用指向待測量物體的設備測量發射信號的飛
行時間。這種技術的優點是可以同步測量相機傳感器每個像素的距
離信息。文獻中已使用許多術語來描述這類設備,通常稱為飛行時
間相機、測距成像(RIM)相機、3D測距成像儀和測距相機或者這些
術語的組合。在后面的章節中,將主要使用TOF相機術語,因為該
術語與這種技術的工作原理相關度更高。該技術的出現得益于半導
體技術的微型化和能夠獨立用于每個像素的電荷耦合元件/互補金
屬氧化物半導體(CCD/CMOS)工藝的發展。這樣就能夠在高幀速率
和幾厘米測量精度條件下獲取每個像素的距離測量信息。然而,基
于相位移動測量的TOF相機的工作距離限制在10~30m范圍,而基于
直接TOF測量的TOF相機的測量距離能夠高達1500m。而且TOF相機通
常情況下具有以下幾個特征:分辨率低(不超過幾萬像素)、尺寸小
、成本比相應的LiDAR儀器小一個數量級,功耗比相應的傳統激光
掃描儀小得多。與多視角圖像采集相比,深度測量精度通常與表面
紋理無關,但是較好也需要限制在大約1 cm以內。
較近,TOF相機的較佳替代品已經問世:采用基于實時結構光
投影和三角測量技術相結合的系列傳感器,這些傳感器技術能夠以
低成本、高幀速率條件下同時獲取幾何形狀和表面材質,測量距離
較高可以達到4~5m。這類產品中較有名的傳感器是Microsoft Kin
ect。由于這類設備并不采用基于TOF測量原理