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和双摄像机视觉传感器相同，单目立体视觉传感器也是基于视差原理来进行测量工作的。根据平面镜的性质，如果调整物体相对于平面镜的位置，使物体及其虚像都在人眼的视觉范围内，这就相当于人眼从不同位置获取物体的图像，从而可以确定物体的三维位置。如果在人眼位置放置电荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）传感器，根据视差原理就可以实现物体的测量。单目立体视觉传感器主要由一台CCD摄像机和一块平面镜组成，其光路原理如图3-4所示。
固定CCD摄像机，在CCD摄像机前放置一面平面镜，对于平面镜前的一待测物体 P ，其在镜中的虚像为 P ′，调整摄像机的摆放角度以及平面镜与CCD摄像机的距离，使物体 P 和平面镜中的虚像 P ′同时在摄像机中成像，在一张图像中获得两个不同视觉的目标图像，由于存在一定的虚拟立体视差，故可以实现立体测量。如图3-5所示，本实验布置实际上相当于真实摄像机和镜面中的虚拟摄像机从两个不同位置对目标物体 P 进行拍摄获取两幅图像。因此，该系统具有双目立体视觉的功能。
图3-4 单目立体视觉传感器示意图
图3-5 目标图像及其翻转后的图像
a）摄像机拍摄的图像 b）翻转后的图像