# 深度精度

## 立体深度精度

立体深度精度（Z轴精度）取决于多个因素，这些因素记录在[提高立体精度](https://docs.luxonis.com/hardware/platform/depth/configuring-stereo-depth.md#improving-depth-accuracy)中。简而言之，最重要的因素包括：

相机校准：下方精度结果基于出厂默认校准。 相机视场角（FOV）：更宽的视场角会导致深度精度降低。 立体对的分辨率：更高的分辨率能带来更精确的深度。 基线距离：更宽的基线距离能提高深度精度，但也会增加最小探测距离（MinZ，即相机可检测的最小深度距离）。

### 800P，75mm基线距离的OAK4-D

对于使用800P（[OV9282](https://docs.luxonis.com/hardware/sensors/OV9282.md) 或
[OV9782](https://docs.luxonis.com/hardware/sensors/OV9782.md)）立体对分辨率的常规视场角相机；

[OAK4-D](https://shop71313603.taobao.com/?spm=pc_detail.30350276.shop_block.dshopinfo.27a17dd635FNDA) 和 [OAK4-D
Pro](https://shop71313603.taobao.com/?spm=pc_detail.30350276.shop_block.dshopinfo.27a17dd635FNDA)

在深度性能方面处于中间水平的设备，其深度精度为：

4米以下：绝对深度误差低于1.5% 4米至8米：绝对深度误差低于3% 8米至12米：绝对深度误差低于6%

### 800P，75mm基线距离的OAK系列

对于使用800P（[OV9282](https://docs.luxonis.com/hardware/sensors/OV9282.md) 或
[OV9782](https://docs.luxonis.com/hardware/sensors/OV9782.md)）立体对分辨率的常规视场角相机；

[OAK-D](https://docs.luxonis.com/hardware/products/OAK-D.md)、[OAK-D
S2](https://docs.luxonis.com/hardware/products/OAK-D%2520S2.md)、[OAK-D
Pro](https://docs.luxonis.com/hardware/products/OAK-D%2520Pro.md)、 [OAK-D Pro
PoE](https://docs.luxonis.com/hardware/products/OAK-D%2520Pro%2520PoE.md)、[OAK-D S2
PoE](https://docs.luxonis.com/hardware/products/OAK-D%2520S2%2520PoE.md)、[OAK-D-PoE](https://docs.luxonis.com/hardware/products/OAK-D%2520PoE.md)。

在深度性能方面处于中间水平的设备，其深度精度为：

4米以下：绝对深度误差低于2% 4米至7米：绝对深度误差低于4% 7米至10.5米：绝对深度误差低于6%

### 480P，75mm基线距离的OAK系列

对于使用480P（[OV7251](https://docs.luxonis.com/hardware/sensors/OV7251.md)）立体对分辨率的常规视场角相机；[OAK-D
Lite](https://docs.luxonis.com/hardware/products/OAK-D%2520Lite.md)。

在深度性能方面处于中间水平的设备，其深度精度为：

3米以下：绝对深度误差低于2% 3米至6米：绝对深度误差低于4% 6米至8米：绝对深度误差低于6%

### 800P，宽视场角，75mm基线距离的OAK系列

对于使用800P（[OV9282](https://docs.luxonis.com/hardware/sensors/OV9282.md)）立体对分辨率的宽视场角相机；

[OAK-D W](https://docs.luxonis.com/hardware/products/OAK-D%2520W.md)、[OAK-D Pro
W](https://docs.luxonis.com/hardware/products/OAK-D%2520Pro%2520W.md)、 [OAK-D Pro W
PoE](https://docs.luxonis.com/hardware/products/OAK-D%2520Pro%2520W%2520PoE.md)、[OAK-D W
PoE](https://docs.luxonis.com/hardware/products/OAK-D%2520W%2520PoE.md)。

在深度性能方面处于中间水平的设备，其深度精度为：

3.5米以下：绝对深度误差低于2% 3.5米至6.5米：绝对深度误差低于4% 6.5米至9米：绝对深度误差低于6%

### 800P，150mm基线距离的OAK-D LR

对于使用[OAK-D LR](https://docs.luxonis.com/hardware/products/OAK-D%2520LR.md)
且配备[AR0234](https://docs.luxonis.com/hardware/sensors/AR0234.md)传感器的设备，采用最宽的基线（15厘米）。 在深度性能方面处于中间水平的设备，其深度精度为：

7.5米以下：绝对深度误差低于1.5% 7.5米至12.5米：绝对深度误差低于2.5%

> 由于
> [基于RVC2](https://docs.luxonis.com/hardware/platform/rvc/rvc2.md)
> 的相机立体匹配时最大宽度限制为1280像素，因此使用了
> `ispScale`
> 将AR0234的1920x1200帧缩小至1280x800帧，这样虽然保证了全视场角，但分辨率较低。或者，你也可以对1920x1200帧进行中间裁剪，以获得最佳远距离深度精度（但会损失部分视场角）。

### 800P、20mm基线距离的OAK相机

对于具有800P（[OV9782](https://docs.luxonis.com/hardware/sensors/OV9782.md)）立体对分辨率和2厘米立体基线距离的OAK相机：

[OAK-D SR](https://docs.luxonis.com/hardware/products/OAK-D%2520SR.md) [OAK-D
ToF](https://docs.luxonis.com/hardware/products/OAK-D%2520ToF.md)（同时配备ToF深度传感器，通常具有更好的精度）

深度精度：

30厘米 - 1.8米：绝对深度误差低于2% 1.8米 - 2.8米：绝对深度误差低于4% 2.8米 - 4米：绝对深度误差低于6%

## ToF深度精度

与立体深度误差曲线相比，ToF深度误差不会随距离呈指数增长，而是恒定的。

在此评估中，我们配置了[ToF节点](https://docs.luxonis.com/software-v3/depthai/depthai-components/nodes/tof.md)，参数如下：

 * 中值滤波器：5x5
 * 相位解缠等级：3（最大距离：6米）
 * 相位解缠误差阈值：300
 * 相位随机时间滤波器：启用

## 精度比较

我们还比较了不同立体相机与OAK-D Pro的深度精度。比较过程与[测量设置](#Measurement%20setup)中所述的条件、流程相同，结果如下。

在比较中，我们选取了OAK-D-Pro的中等深度精度（就深度性能而言），而其他立体相机每种只有一台。测量数据可在[Google
Sheets](https://docs.google.com/spreadsheets/d/1pG8wb8R004sHAuvhgR6GfD3y09QiVdntbGmob9s2Ab0)的800P,75mm（OAK-D Pro）、Zed
2i、D435和D455选项卡中找到。

#### 参数

我们使用了以下参数：

 * OAK-D Pro：使用depthai库，子像素模式，LR模式，800P分辨率。无后处理滤波器。
 * RealSense™ D455 和 D435：使用pyrealsense2，720P分辨率，High Accuracy预设。
 * Stereolabs™ Zed 2i：使用pyzed，RESOLUTION.HD2K分辨率，DEPTH_MODE.ULTRA预设。

## 测量设置

我们使用随机噪声图案来测量深度精度，因此光照/纹理（[文档在此](https://docs.luxonis.com/hardware/platform/depth/configuring-stereo-depth.md#scene-texture)）接近理想状态。这意味着随机点投影器（Pro版本上）不会产生差异。噪声图案板垂直于相机，相机对准板的中心。我们使用最高立体分辨率，始终启用子像素模式，视差位数为5（以提供最佳精度），且不使用任何[设备上立体后处理滤波器](https://docs.luxonis.com/software/depthai/examples/depth_post_processing.md#depth-post-processing)）。

以下是每个测量步骤的流程，与其他公司测量深度精度的方法类似：

 1. 捕获图像，通过标记找到噪声图案板的ROI。
 2. 移除无效像素和异常值（顶部/底部5%的值）。
 3. 计算剩余深度值的中值。
 4. 重复10次，对中值取平均以去除噪声。

深度精度评估的原始数据可在[Google
Sheets此处](https://docs.google.com/spreadsheets/d/1pG8wb8R004sHAuvhgR6GfD3y09QiVdntbGmob9s2Ab0/edit?usp=sharing)找到。

### 精度波动

从图表中可以明显看出，深度精度随距离波动。这是由于视差匹配的特性所致，是立体深度相机的常见现象。

你可以在[Gsheets此处](https://docs.google.com/spreadsheets/d/1pG8wb8R004sHAuvhgR6GfD3y09QiVdntbGmob9s2Ab0/edit#gid=1080580476)的Theoretical选项卡中查看数据和图表。先来看一下OAK-D-Lite在不同距离下的理想测量距离：

可以看到围绕真实值的波动，在全像素深度（绿线）上尤为明显。我们重点关注这一部分：图表中有离散的“阶梯”。一个在6.6米处，然后是8.25米、11米。这些对应视差距离为5、4和3像素。这意味着左立体帧上的特征相对于右立体帧上同一特征偏移了5/4/3像素。

使用子像素模式，我们可以更精确地估计视差距离，从而实现更好的精度，例如3.5像素或4.125像素。这会使估计更准确，但波动仍然存在。

我们再看一下相同数据，但以深度误差百分比表示：

如果我们看绝对误差，理想的 1/2 像素精度（下图）将看起来与上方的图表（[480P，75mm 基线距离的 OAK](#480P%2C%2075mm%20baseline%20distance%20OAKs)）有些相似。
请注意，每个摄像头都不同，对于下面的图表，我们将焦距设置为 440 像素。