为什么人们使用照相机而不是激光传感器进行机器人导航?


11

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。

人们为什么要使用相机?

为什么不使用LRF或其他激光数据?

谁能解释一下赞成Camera吗?

Answers:


15

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。

例子:

  1. 物体检测 (请注意,被人拉着的手提箱不会以红色突出显示)。
  2. 追踪

3
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。
Chuck

1
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)返回大约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。
user253751 '16

2
@immibis-Velodyne VLP-16在16个平面上每秒约可处理300k点,而SICK LMS511在1个平面上每秒可处理约50k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才能进行立体声等,以致于帧被下采样到非常低的黑白分辨率或刷新率非常低。
Chuck

1
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,您都可以丢弃它。
user253751 '16

4

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,这些特征会导致帧之间的非常鲁棒的匹配以及对象识别
  • 0.50.025
  • 降低功耗
  • 无源传感器(不需要激光的“干净”信号)

3

城市环境中的导航

根据激光器的不同,在何处可以使用法律上的限制。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。


5
当然,取决于激光。但是,我们这里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。
David Richerby '16

大多数商用LRF(Velodyne,Hokuyo)使用1类激光,并且它们是完全安全的。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忙得不可开交,从愤怒的家长抱怨..
高压

2

像其他已经回答的。相机通常比便宜得多大号亚设 ř安格˚F inders。

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


1

将LIDAR用于SLAM与标准RGB摄像机相比有什么优势?

您可以在以前回答过类似问题的地方查看此链接。(各有利弊)

在城市环境中

如果您指的是像Google这样的自动驾驶汽车,则有很多考虑和限制(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。

记住:

  1. 带有激光雷达的汽车非常昂贵,将很难轻易出售。
  2. 自动在人周围行驶的汽车可能会在发生错误的情况下死亡。因此,出于研究和学习的考虑,这些考虑与仅开发算法不同。

0

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,范围的唯一限制是您可以在算法/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)都使用结构化的摄像头(尽管它们不在户外工作,因此当机器人在室外时,我们会在这些传感器上切换到RGB摄像头)。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,在那里您可以得到深度证实以及用于户外的多个RGB相机。

激光雷达通常非常昂贵(非常好的激光雷达要花费数千美元)。尽管这种情况将来可能会改变,有些公司会推出Sweep等250美元的“ LiDAR” 。

此外,LRF / LiDAR具有有限的范围和分辨率(即,超过一定距离,它们不能明确解析深度,因此它们返回0值(我不确定LiDAR是否具体,但深度相机的最大值(高于此值))以及最小范围(低于该范围),它们不会给您深度)。

希望这可以帮助。


0

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?无情的机器能做我们肮脏的工作吗?

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)。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.