摘要：一种基于元成像（meta-imaging）传感器技术的新型单目深度传感相机已经被开发出来，与传统的2D和光场相机相比，它提供了更精确的深度传感，精度达到毫米级，鲁棒性更强。

一种基于元成像（meta-imaging）传感器技术的新型单目深度传感相机已经被开发出来，与传统的2D和光场相机相比，它提供了更精确的深度传感，精度达到毫米级，鲁棒性更强。

为了满足现代战争的需求，高精度、运动敏感的光探测与测距（激光雷达，LiDAR）技术在军事领域得到了广泛的应用。通过发射激光脉冲并测量这些脉冲反射回来所需的时间，激光雷达技术可以精确地感知物体的距离等信息。因此，激光雷达也迅速占领了大众消费市场，包括智能驾驶、机器人真空吸尘器、智能手机的应用。尽管激光雷达在商业上取得了显著的成功，但需要额外控制照明的主动深度传感器（包括飞行时间（ToF）相机和结构光相机）面临着高功耗和低空间分辨率的挑战。基于多个2D相机的立体视觉系统可以通过视差来估计物体距离，从而避免使用主动照明。然而，在立体视觉系统中，更高的精度需要相机之间更长的基线，这导致更大的体积和更小的视场。这促使研究人员寻求更紧凑、更具成本效益的解决方案。

据麦姆斯咨询报道，近日，西安电子科技大学陈雪利教授等人在Light: Science & Applications期刊上发表了题为“Monocular meta-imaging camera sees depth”的新闻&观点类文章，介绍了清华大学Cao等人提出的一种基于紧凑型元成像相机和先进分析框架的新型单目深度传感技术。该元成像相机通过从单个视点提取深度数据而无需受控照明，超越了传统深度传感的限制。它将主透镜、微透镜阵列（MLA）、CMOS图像传感器和压电载物台集成到一个紧凑的高分辨率成像系统中，该系统能够抵抗光学像差。该相机的关键创新在于其能够克服空间-角分辨率的权衡，这是光场单目相机的一个常见挑战。它采用数字自适应光学来校正多点像差，在现实世界的成像场景中提供了显著的优势。

单目元成像相机的示意图，该相机可以通过基于点扩散函数（PSF）的深度估计方法精确感知深度

该元成像相机的精度通过计算克拉默-拉奥下界（CRLB）进行了量化，其理论精度通过模拟和实验进行验证，在更宽的深度范围内表现出优异的性能，并且对信号背景比（SBR）的变化有着出色的鲁棒性。即使在存在光学像差的情况下，该元成像相机在深度估计中也具有实现毫米级精度的能力，这尤为值得关注，使其在那些深度信息对安全且有效运行至关重要的应用中发挥关键作用。

这款相机将微透镜集成到深度传感系统中，标志着一项重大进步，与传统的成像技术相比，在深度感知方面提供了更高的精度和鲁棒性。该元成像相机的突破性技术以其紧凑的设计增强了单目深度传感，使其适用于从增强现实（AR）到自动驾驶汽车的一系列应用，在这些应用中，精确的深度感知对于无缝数字叠加和安全导航至关重要。它的应用潜力还将延伸到环境监测和医学成像领域，即使在具有挑战性的条件下，也有望实现高精度深度传感。

来源：晓晨科技观察