1.1.2 变焦式单目立体视觉

基于变焦的方法是通过改变焦距大小对同一背景拍摄两幅或多幅清晰图像。如图1-4所示，采用一个焦距分别为f₁和f₂的变焦距物镜对空间物体分别成像，两个焦距物镜的像方主平面分别为和。物距为Z，物点距离光轴的距离为R，r₁和r₂是分别是三维物点在双焦图像中对应像素点到图像中心的距离。

图1-4 变焦式单目立体视觉检测系统

由成像几何理论可知，镜头的焦距数值直接影响着物像之间的成像关系，保持三维空间点和成像平面不动，改变镜头的位置或其他的摄像机参数，再调整摄像机的焦距数值，使得三维物点在相同的像平面上成一组清晰但大小不同的像。焦距发生变化时，同一物体对应像的大小也会发生变化，在获取的两幅图像中搜索同一空间点的匹配点对，获取其在不同焦距下的摄像机坐标系坐标，根据图1-4的几何关系，即可计算出空间物点的三维坐标，这就是变焦式立体视觉的基本原理。

该方法测量速度较快，实时性较好，但是需要不断地变化焦距，同时中心区域深度恢复效果较差，像点位移的精度直接影响深度信息的精度。