文章目錄
- 一、SLAM傳感器綜述
- 二、視覺類傳感器（單目、雙目、RGBD）
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- 1.基本知識
- 2.成像原理
- 3.坐标系的轉變
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- 1.世界坐标系到相機坐标系
- 2.幀坐标系到成像平面
- 4.特征
- 三、雷射傳感器
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- 1.原理和優勢
- 2.應用
- 3.雷射特征與比對
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- 1.表面法向量
- 2.法向量特征
- 3.點特征直方圖
- 4.旋轉圖檔
- 4.雷射點雲比對
一、SLAM傳感器綜述
SLAM傳感器分類
可見光類：相機（單目、雙目）
不可見光類：雷射（2D/3D）、紅外、TOF
混合:RGBD
聲傳感器：超音波 （2D/3D），雷達
二、視覺類傳感器（單目、雙目、RGBD）
1.基本知識
相機的作用：一種将可見光或者電磁譜捕捉記錄為一張圖像（通常友善人或者裝置讀取或者處理）
對于數字圖像：表示為通過具有有限數值表示的二維矩陣（單一通道），也叫像素，像素通常表示為一個灰階值、顔色等資訊。數字化圖像的灰階值是對真實場景的近似
2.成像原理
3.坐标系的轉變
1.世界坐标系到相機坐标系
外參：平移T，旋轉R
2.幀坐标系到成像平面
4.特征
例如高對比度區域：一般在物體的邊緣
點特征、線特征、面特征
一些常用的特征：
三、雷射傳感器
1.原理和優勢
成像原理：從世界坐标系到雷射傳感器，在從3D點雲到車體坐标系
外參：雷射傳感器與車體幾何中心的轉化關系
雷射的優勢：
（1）不受光照、季節的影響，适合全日時運作
（2）檢測精度高，有效檢測範圍可達到70-100m
（3）可以根據對象的材質不同，波長的反射回率也不同
雷射的劣勢：
（1）價格高昂
（2）容易受到特殊天氣影響（雨雪沙塵暴）
（3）無法傳回豐富的紋理資訊，分辨率低、視野受限
2.應用
雷射裡程計
高精度離線地圖
多目辨別别
靜态障礙物裝置與實時運動規劃
3.雷射特征與比對
1.表面法向量
法向量的計算：
（1）曲面重建技術，從擷取的點雲資料集中得到采樣點所對應的曲面，之後從曲面模型中計算表面法線
（2）根據鄰近點雲資料集近似推斷表面法線量（最小乘法/PCA方法）
2.法向量特征
3.點特征直方圖
雖然表面法向量可以用于快速計算幾何對象的法向量和曲率資訊，但是其無法提取更為豐富的特征資訊，如果想度量兩個姿态點之間的關聯度，就需要12量的描述空間
4.旋轉圖檔
目前為止，所有的特征隻能計算局部的法向量統計特性，無法提取更為豐富的幾何特性，如視覺資訊可以提取紋理資訊，雷射中可以通過旋轉圖檔獲得類似的情形
4.雷射點雲比對
疊代最近鄰比對（ICP）
給定兩組比對點雲
最小化方程，求得最優的旋轉平移矩陣