以前我曾被告知直接激光测距技术不适合
行进时间将太短，因此需要太高的精确度才能进行精确计算
振动（例如有人走到仪器附近）会干扰结果
我观察到一种激光装置的售价约为1000美元，可以达到精度，但会遇到振动问题（很好，机械隔离设备是另一项讨论。）我更希望获得一种更具成本效益的结果，并考虑将立体视觉作为替代方案。作为该领域的新手，我不确定是否可以达到所需的精度。
（至少）理论上可以达到所需的精度吗？
是否有推荐的论文或资源可以帮助您进一步解释该主题？
附加说明
有问题的物体的范围从大约1/2英寸到大约2 1/2英寸，厚度有时很小（1/16英寸？）。很大一部分表面应该是平坦的，尽管一项测试是要确认断言。特征将相当粗糙（通常是尖锐的过渡）8月17日11:00
“较硬”有趣的物体之一约为20毫米正方形，高1.25mm。我估计的表面特征约为.1-.3mm。相机的位置可能约为上方6英寸。这会给您更好的见解吗？ 8月17日15:15
我不是要执行单个轮廓/浮雕测量，而是要生成对象的表面高度图。物体的表面特征以及整体轮廓非常重要。
#1 楼
立体声成像鉴于所需的大视野与想要的精度以及想要接近的距离有关，我认为立体声成像可能具有挑战性，因此您需要以某种方式放大
结构照明
如果本质上是要测量对象的轮廓，则是否考虑过单个高分辨率相机和结构化照明
由于使用了这种图像的循环技术，未经允许使用，但希望归因于此。角度，可以测量的精度越高，但是支持的景深越低，因此对于您的应用，您需要根据需要进行优化或使系统可调（一个激光角度为0-500um，另一个激光角度为500 -1500um等）。不过，在这种情况下，每次更改激光位置时，您可能都必须进行校准。
顺便说一句，一种非常便宜的尝试方法是拿起一对激光剪刀，其中包括线激光LED。
最后，您可以通过多次采样，排除异常值然后求平均值来消除振动问题。不过，更好的解决方案是将整个测试设备安装在一块花岗岩上。这对于我过去使用过的激光微加工工具非常有效，即使在工厂中也需要微米级的位置和聚焦深度的精度。
信封计算有些复杂。
让我们假设与水平方向成10度的入射角，以及一个具有640x480分辨率和87 x 65mm视场的相机。如果我们将光束放置在没有样本的情况下恰好位于人像框的底部，然后将样本与光束交叉放置，则最大高度应为15mm，因此未经校正的分辨率约为24um对于每个像素，线条沿屏幕移动。在这种设置下，位置变化为4个像素时，应该可以看到0.1mm的变化。
类似地，如果我们使用与水平方向成2度的入射角，则最大高度应为3毫米（Tan（2deg）* 87毫米），因此未经校正的分辨率约为每个像素4.7微米，可显着提高20个像素的跳动。但是，这可能需要更加精确的线激光。相对于基线的直线位置。
还请注意，如果您不需要绝对精度，并且局部重复性就足够了（例如，您正在对样品的平面度进行轮廓分析，以确保其位于给定的公差），那么仅能看到激光线的相对位置就足够了。
评论
$ \ begingroup $
我不反对使用2台摄像机或2台激光光源，以达到所需的精度，如果可以的话：)这将解决我认为的校准问题，但是当然会提出“如何够了吗？”您的建议似乎表明，多个结构化光源和一个高分辨率摄像机可能会提供所需的信息。
$ \ endgroup $
–斯蒂芬
2011-09-30 14:03
$ \ begingroup $
对于非常高分辨率的系统，激光不是理想的选择。有一个最小的斑点大小限制了制作激光线的“平滑度”。具有讽刺意味的是，您可以使用随机散斑图案和多个摄像头来实现非常高分辨率的结构化光
$ \ endgroup $
–马丁·贝克特（Martin Beckett）
2012年3月27日17:09
#2 楼
立体声系统的精度受像素大小的限制。从理论上讲，高端相机应具有足够的像素密度才能达到这种精度。当然，需要对摄像机进行校准，并且物体必须合理地靠近摄像机。评论
$ \ begingroup $
carlosdc的答案有一些问题，应有助于确定“合理关闭”的含义。
$ \ endgroup $
–凯文·维米尔（Kevin Vermeer）
11年8月16日在22:03
#3 楼
它取决于几何形状，但是原则上可以确定。您的对象需要具有足够的“纹理”，以便可以将一台相机的识别特征与另一台相机相匹配，然后您的相机需要具有足够数量的像素，深度差异为0.01mm投影到图像平面时> 1个像素。
镜头畸变的映射可能比通常情况下更大。
评论
$ \ begingroup $
可以通过结构化照明（例如Kinect）将“纹理”添加到对象的表面。通常，它是由负担得起的激光二极管和为此目的设计的衍射光栅产生的。 （视频投影仪可能能够生成这种模式；将其聚焦在短距离上将很困难。）
$ \ endgroup $
–rwong
2011年8月17日在8:09
#4 楼
对于非常精细的分辨率，最好的选择可能是Keyence提供的便宜且易于使用的激光测深仪。它们有效，相对便宜，并且是行业标准。http://www.keyence.com/products/measure/laser/laser.php
最便宜2D光学技术可能是使用Ronchi裁定来创建“阴影波纹”系统。几年前，在光学工程师的指导下，我设计了一些手持式设备来测量磨砂金属表面上的微小变形。我们能够很容易地检测到大约100微米（0.1毫米）的深度变化，尽管我记不清了，我们可能已经能够检测到大约10-20微米的深度差。条纹图案易于解释，还提供了方便的高度图。
以下是对阴影莫尔条纹技术的合理解释：
http://www.ndt.net/article/wcndt00/papers/idn787/idn787.htm
> Ronchi裁决的费用约为100美元：
http://www.edmundoptics.com/products/displayproduct.cfm?productid=1831
设备本身由Ronchi裁决组成（是一块带有精密沉积线的玻璃平板），一个与标尺成固定角度安装的光源以及一个相对于标尺也设置成精确角度的观察管。我们的设备被放置为与表面直接接触，但是您也可以创建非接触设备。
将设备拼凑在一起后，就需要对其进行校准。根据数学公式，每毫米预期的条纹数量是多少，您仍然需要对其进行校准。为了进行校准，我们使用了薄规格的块，最薄的是已知厚度为1/2密耳（0.0005英寸，约12.5微米）的聚酯薄膜片。将带有标尺的设备放在平坦的半反射表面上，使量规塞在标尺的一个边缘下方。这会产生一系列条纹。您知道量规块的高度和标尺的长度，因此使用一点三角函数就可以计算每毫米的条纹数。通常比最初看起来要复杂得多。使用激光三角测量来达到约0.1mm的深度精度可能需要大量工作，并且涉及很多陷阱。
要进行高精度的表面扫描，您可能要花费10万美元才能购买到基于共聚焦显微镜的非常好的系统。他们简直太酷了。
http://en.wikipedia.org/wiki/Confocal_microscopy
#5 楼
从理论上讲，没有什么可以阻止您。但是，我可以认为至少有几个图像捕获问题会在这种规模上表现出来。我不是显微镜方面的专家，这里有几个问题：沿视线的深度变化与距离之间的比较如何？从相机到物体？尽管在缩放的正交约束下更容易进行校正（与从对象到相机的视线距离相比，对象的深度变化很小），但这样做不会给您带来好处所需的细节。
因此相机需要非常接近物体。
与物体的尺寸相比，基线是多少？广泛的
基线很难，而对于狭窄的基线有很好的技术。听起来像在这样的规模上物理定位两个彼此靠近的相机可能是一个挑战。
评论
$ \ begingroup $
我已经稍微修改了答案。
$ \ endgroup $
– carlosdc
11年8月16日在21:18
$ \ begingroup $
“更难”的有趣物体之一约为20毫米见方，高1.25毫米。我估计该表面特征约为.1-.3mm。摄像机位置可能在上面的6“数量级。这是否可以为您提供更好的洞察力？
$ \ endgroup $
–斯蒂芬
11年8月17日在15:15
#6 楼
（即使我的回答对本网站来说是题外话，也要发布此答案以希望对OP有所帮助）。它们对于基于立体声的深度估计无效。要查看基于立体的深度估计的有效计算方法，请参见Martin Thompson的答案。 >10μm（百万分之一毫米）是各种显微镜设备实用性的起点，因为它仅比数字成像设备的实用性低一个数量级（每个像素约100μm，可能在10-20 cm距离） 。我的假设是：
与物体的距离：15cm
视野：10cm
以像素为单位的图像宽度：3000 <原始分辨率功率：每毫米30个像素最多相隔5个像素
估计分辨率：每毫米6个像素（160μm）
和成像组件（以及外壳，是非常重要的）。我不确定建立一个穷人的共聚焦激光扫描显微镜是否可行。 （我也不知道这种机器的二手价格。）在这样的分辨率下，仅靠立体视觉而无需特殊光源（结构光，激光等）的帮助，遭受“纹理不足”的问题。
#7 楼
从理论上讲是可能的。实际上...这似乎是一个难题，需要非常高分辨率的立体相机并弄清楚一些数学方程式。具体来说，您至少需要提出一个数学方程式才能找出您需要的最低分辨率立体摄像机。然后，您需要确定所需的测距算法以及质量指标的质量，以便您对自己计算的结果进行测量。使用立体凸轮测量亚毫米范围...这更多是一个“工程”问题，试图使其正常工作。
评论
$ \ begingroup $
当然，我认为您需要做的不仅仅是获得真正的高分辨率相机。
$ \ endgroup $
–特雷弗·博伊德·史密斯
2011-09-13 17:32
$ \ begingroup $
在获得高分辨率的立体相机设置之后，我首先要研究的问题之一就是如何“通过使用附加的人工照明来增加纹理变化”。 （这是IMO的必要条件，因为许多对象没有很好的纹理变化，无法让您准确地测量深度...尤其是在您想要的高贵物品上。）
$ \ endgroup $
–特雷弗·博伊德·史密斯
2011-09-13 17:36
#8 楼
我前世曾从事计量工作。像这样的系统都使用了立体镜，并声称可以达到约1微米的精度（亚像素精度）。 br />我的工作是测试那些系统。无法可靠地达到所需的精度。实际上，大多数供应商都在人为地增加数量。我建议您使用显微镜。自动化方式高度依赖于许多因素，这些因素将限制您获得所需的精度。航空航天业使用三坐标测量机来测量零件，零件的测量值超过10万美元，并且很难在具有可控大气压和湿度的可控温度室内达到这种精度。这些系统也很容易磨损，必须一直进行重新校准。但是最重要的是，这些系统的所有商业秘密都在校准算法中。这真是秘诀，这就是软件和几台5k $相机可以卖到100k $以上的方式
评论
（对于其他人的价格参考，一些共聚焦激光扫描显微镜可以在一些在线拍卖网站上以500美元的价格出售。）