1.2 三维模型的获取方法

用于获取三维模型的设备: Depth Cameras

 

Passive

 

Stereo and Multi-View

利用视差估计深度（双目）

(for a given object, the camera separation will lead to measurable disparity of the object positions in two camera images)

 

利用三角化估计深度

寻找匹配点（稀疏匹配：SIFT SURF ORB  + 特征匹配；稠密匹配： block matching + epipolar geometry）

利用三角化估计深度

 

特征匹配问题是难点，极易失败！

失败的原因可能有：

-non-lambertian surface, specularities （表面不是理想漫反射，存在镜面反射）

-Occlusions, repetition

-Texturless surfaces

可能的解决方式：用CNN进行特征匹配

 

用视差估计深度可能存在的问题：z = f*T/d 

基线太宽：难以寻找匹配点/存在畸变和遮挡问题

基线太窄：匹配不精确（小的视差扰动可能导致估计距离的极大变化）

 

分析：

+室内外环境均可以使用

-依赖特征点

-特征匹配阶段计算量很大

 

Active

 

Time of Flight

发射调制光，通过光波的相位差测量飞行时间，估计距离

（works by illuminating the scene with a modulated light source and observing the refleceted light. The phase shift betweeen the illumination and the reflection is measured and translated into distance）

 

+可以用于特征缺失的区域

-室外不适用（如使用红外光，受日照影响大）

-对散射和间接照明很敏感

 

Structured Light

将结构光投影到物体表面，通过检测畸变光线获取物体的三维信息

(works by projecting known patterns onto the subject and inspecting the pattern distortions)

+可以用于特征缺失的区域

-室外不适用（使用红外光，受日照影响大）

-需要精确校正

 

Laser Scanner, LIDAR

Laser

project one or more laser line on object and analyze the resulting deformed projections  

 

Light Detection and Ranging 

(emit intense, focused beams of light and measure the time it takes for the reflections to be detected by the sensor)

+精确度很高

-扫描线很端（只能反映扫描部分的深度信息）：速度比较慢(not able to provide )

 

设备应用方向：

body Tracking，Gesture Control，Face Tracking，3D reconstruction，Localization，Scene Understanding