我正在研究城市环境中的机器人本地化和导航。我想使用相机。但是我对LRF数据或其他激光数据有些困惑。

为什么人们要使用相机?

为什么不使用LRF或其他激光数据?

任何人都可以解释一下摄像机吗?

#1 楼

3D激光测距仪或激光雷达(例如Google Car上的激光测距仪)比照相机贵得多。另一个原因是,在激光雷达的情况下,每个像素的距离都是可用的,但是要处理的生成数据非常庞大。您必须更快地传输和处理数据,这又随着成本的增加而再次出现。最后,相机通常具有更长的使用寿命,因此需要的维护也更少。

使用相对便宜的相机和计算机视觉,可以获得很好的效果。

示例:



物体检测(请注意,被人拉着的手提箱没有用红色突出显示)。
跟踪


评论


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成本绝对是答案。高质量的激光扫描仪(面向最终用户)的起价通常约为10,000美元。优质的相机只占成本的十分之一。
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–卡盘
16-10-3在18:14

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您在想哪种激光雷达?我曾经使用过一次,每次扫描(在2D平面上)返回约1000点,但是典型的现代相机返回数百万个像素,这是更多的数据。
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–user253751
16-10-3在21:05

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@immibis-Velodyne VLP-16在16个平面上每秒可处理约30万个点,而SICK LMS511在1个平面上每秒可处理约5万个点。 VLP-16的视野为360度,约为8k,LMS511的视野为190度,约为10k,但坚固耐用,可用于工业用途。这些是距离测量,而不是图片。摄像机当然可以返回更高的分辨率,但是通常需要很高的火力来做立体声等,以致帧被下采样到非常低的黑白分辨率或刷新率很低。
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–卡盘
16-10-4在1:12

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因此,每秒30万个点,而不是每秒5000万个像素。相机仍有更多数据要传输。当然,无论哪种情况,如果您不能足够快地处理所有数据/降采样,都可以将其丢弃。
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–user253751
16-10-4在1:31

#2 楼

除了Bence答案中的这些要点之外,相机还可以:


计算许多复杂的特征,这些特征导致帧之间的匹配非常鲁棒,并且可以识别物体
高角度分辨率(通常较低) ->高范围从$ 0.5 ^ \ circ $-> $ 0.025 ^ \ circ $)
功耗更低
无源传感器(不需要激光的“清洁”信号)


#3 楼


城市环境中的导航


取决于激光,在哪里可以使用它会受到法律限制。在城镇中奔跑向周围投掷激光射线可能需要特殊的许可/许可。

评论


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当然,取决于激光。但是,这里我们不是在谈论星际飞船武器。例如,您不需要许可或许可即可使用条形码扫描仪。
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– David Richerby
16-10-4在9:32

$ \ begingroup $
大多数商用LRF(Velodyne,Hokuyo)都使用1类激光器,它们是完全安全的。 Google,Uber等已经在户外安装了这种LRF来测试其原型。我真的不认为他们的法律部门充斥着愤怒的父母的投诉。
$ \ endgroup $
–高电压
16-10-4在16:03

#4 楼

像其他已经回答的那样。照相机通常比激光测距仪便宜得多。

当您谈论相机时,您是指2D相机吗?有一些3D摄像机,例如ifm O3D3xx系列摄像机。这些相机可能不具备激光扫描仪的精度,但它们以合理的帧速率提供3D深度数据,价格约为1k

#5 楼

与标准RGB相机相比,将LIDAR用于SLAM相机有什么优势吗?

您可能在我之前回答过类似问题的地方查看此链接。 (各有优缺点)


在城市环境中


如果您指的是像Google这类的自动驾驶汽车,注意事项和约束(安全性,成本等)。

如果您对研究和学习感兴趣,建议您使用任何可用的硬件平台。

注意:


装有LIDAR的汽车非常昂贵,不会轻易出售。
如果汽车在人周围自动行驶,可能会在发生错误的情况下导致死亡。因此,出于研究和学习的考虑,这些注意事项不同于仅开发算法。


#6 楼

我不认为人们真的“想”只使用相机。如果每个研究人员都能负担得起LiDAR,他们都会将LiDAR放置在室外环境的机器人上。

相机非常便宜,范围的唯一限制是可以在算法/软件中处理的像素/超像素分辨率。

大多数研究人员(包括我在内)都使用结构化轻型相机(尽管它们不在户外工作,所以当机器人在户外时,我们会在这些传感器上切换到RGB相机)。解决此光问题的方法是,我们还根据控制器/ CPU的处理能力,使用立体摄像机(立体视觉/多视图深度,计算量大)来大致确定深度。我还没有亲自探讨的另一种解决方案是使用多个Kinects / Asus Xtions等,在那里您可以获得深度证实以及用于户外的多个RGB相机。

LiDAR通常非常昂贵(在千元的优质商品)。尽管将来这种情况可能会改变,有些公司会推出价格为250美元的“ LiDAR”,例如Sweep。

此外,LRF / LiDAR的范围和分辨率有限(即,超出一定距离,他们无法解析深度毫不含糊,因此它们返回0值(我不确定LiDAR的具体含义,但是深度相机具有最大深度(在上方)和最小范围(在下方),它们不能为您提供深度)。

希望这会有所帮助。

#7 楼

我要补充另一个原因,坦率地说,我希望其他人能长大。因为我们为什么首先要制造机器人?我用无情感的机器来完成我们的肮脏工作?

我认为,像哺乳动物一样,机器人可以完全依靠“视觉”这一事实使它们更像我们。所以对我来说,激光和声纳在作弊。恕我直言,代替作弊,IMHO应该专注于制造出具有更高帧速率,更高动态范围和更少伪像的更好的相机,并编写可以从中获取所需数据的软件。 (或者,以2012年后的术语来说,培训我们的网络以从中获取所需的数据)。