【中國智能制造網 技術前沿】上個月的2016IDF大會上，英特爾終于向外界推出了Realsense技術的SDK和機器人開發工具包以及無人機平臺。搭載Realsense的3D攝像頭能夠幫助機器實現查看環境物體“深度”信息，通俗點講，只需一個手勢、一個眼神或者一個動作，電腦就知道你想做什么。　　看似很酷炫的技術，實際上并沒有外界想得那么高大上。
　　
　　Realsense之所以能夠識別物體的深度信息，關鍵在于其具備三維重建功能。而能與Realsense齊名甚至是比Realsense更好的產品比比皆是，我們所知道的無人機、機器人以及無人駕駛汽車當中的壁障或路徑規劃等功能都基于三維重建技術。
　　
　　說到這里你也許會認為這些產品的技術原理并無差異，那么事實真是如此嗎？
　　
　　隨著三維重建的技術方案在不斷成熟，其方案也是層出不窮。目前，業界主流的方案就有視覺和激光雷達兩大類，例如Realsense和Leapmotion以及Kinect就是用視覺方法來實現環境感知功能，而激光雷達則是無人駕駛和掃地機器人等領域的核心一環。那么為什么出現多種方案呢？它們到底有什么差異？
　　
　　單目/雙目視覺
　　
　　這種技術是利用攝像頭來獲取象物體表面信息，根據攝像頭的數量，我們可以分為單目視覺和雙目視覺。
　　
　　談到三維重建技術，早可以追溯到上世紀60年代，當時的研究人員已經展開了雙目視覺的研究，正是因為雙目立體視覺的出現，業界才向現代計算機視覺技術邁進了一大步，從以往二維圖像的分析導入到了三維場景，說雙目視覺技術是三維重建的鼻祖并不為過。
　　
　　其原理比較簡單，雙目視覺設備直接通過兩個紅外傳感器/攝像頭從不同角度同時獲得被測物的兩幅數字圖像，然后基于視差原理恢復出物體的三維幾何信息，重建物體三維輪廓及位置，這種沒有主動發射光源的也被叫做被動三維視覺。
　　
　　然而，在有兩個攝像頭的情況下如何甄別是否是同一個信息點是一個難題，這對軟件算法提出了很高的要求。在這樣的背景下，單目視覺問世了。
　　
　　單目視覺，顧名思義，只用一個攝像頭來接收信息，因為比雙目視覺系統少了一個接收端，所以在攝像頭的另一側需要一個結構光發射光源來填補空缺，相應的我們可以稱之為主動視覺。英特爾Realsense是典型的單目攝像頭 結構光的代表。因為結構光發射的是一個已知的圖案，僅有的攝像頭接收到了經過物體表面反射的圖案之后，就可以經過圖像處理計算出和原始圖案的差異，后就實現了三維重構。
　　
　　使用視覺方法做三維重構的短板很明顯，單目和雙目魯棒性都很差，這種系統的精度會隨著周圍環境的變化而受到影響，我們分別以雙目和單目視覺舉個例子：目前好的雙目視覺方案精度可以做到幾毫米甚至是零點幾毫米，但這是在佳環境下的數值，當外界光線由強變弱時，雙目視覺的精度會大打折扣，因為雙目攝像頭感知圖像的能力會變弱，獲取的圖案也自然而然變得越來越模糊，這與手機攝像頭的拍攝原理類似。
　　
　　而單目視覺恰恰相反，結構光的硬傷是“見光死”，它只適合光線較暗的環境，如果周圍的光線很強，攝像頭就很難準確的識別亮點，所以結構光法到了室外就顯得有些水土不服了。