Почему люди используют камеру вместо лазерного датчика для навигации робота?


11

Я работаю над локализацией и навигацией роботов в городских условиях. Я хочу использовать камеру. Но я немного запутался в данных LRF или других лазерных данных.

Почему люди хотят использовать камеру?

почему не LRF или другие лазерные данные?

Кто-нибудь может объяснить, пожалуйста, в пользу камеры?

Ответы:


15

Трехмерный лазерный дальномер или LIDAR, например, в Google Car , гораздо дороже, чем камера. Другая причина заключается в том, что, хотя в случае LIDAR доступно расстояние до каждого пикселя, генерируемые данные, подлежащие обработке, огромны. Вы должны быстрее передавать и обрабатывать данные, что снова приводит к росту затрат. Наконец, камеры обычно имеют более длительный срок службы, поэтому требуется меньше обслуживания.

С относительно дешевыми камерами и компьютерным зрением можно добиться довольно хороших результатов.

Примеры:

  1. Обнаружение объекта (обратите внимание, что чемодан, запертый человеком, не выделен красным).
  2. отслеживание

3
Стоимость абсолютно ответ. Качественные лазерные сканеры начинаются (для конечного пользователя), как правило, около 10000 долларов. Качественные камеры составляют около десятой части стоимости.
Чак

1
О каком ЛИДАР ты думаешь? Я использовал тот, который возвращал около 1000 точек на сканирование (в 2D плоскости), но типичная современная камера возвращает миллионы пикселей, что намного больше данных.
user253751

2
@immibis - Velodyne VLP-16 набирает около 300 тыс. точек в секунду в 16 плоскостях, а SICK LMS511 - около 50 тыс. точек в секунду в 1 плоскости. VLP-16 имеет 360-градусное поле зрения и составляет около 8 КБ, LMS511 имеет 190-градусное поле зрения и составляет около 10 КБ, но он прочен для промышленного использования. Это измерения расстояния , а не картинки. Камеры, конечно, могут выдавать более высокое разрешение, но обычно для создания стереозвука и т. Д. Требуется такая высокая огневая мощь, что кадры понижаются до очень низкого разрешения черно-белого изображения или частота обновления очень низкая.
Чак

1
Таким образом, 300 тыс. Точек в секунду против 50 миллионов пикселей в секунду. Камера по-прежнему имеет больше данных для передачи. Конечно, в любом случае вы можете отказаться от данных / сокращений, если вы не можете обработать все это достаточно быстро.
user253751

4

В дополнение к этим пунктам в ответе Бенса камеры могут:

  • Вычислить множество сложных функций, которые приводят к очень надежному сопоставлению кадров и распознаванию объектов
  • Высокое угловое разрешение (типичный низкий -> высокий диапазон составляет от -> )0,025 0.50.025
  • Низкое энергопотребление
  • Пассивный датчик (не требует «чистого» сигнала лазера)

3

навигация в городских условиях

В зависимости от лазера, могут быть юридические ограничения на то, где вы можете его использовать. Для бега по городу, бросая лазерные лучи, может потребоваться специальное разрешение / лицензия.


5
Конечно, в зависимости от лазера . Но мы не говорим об оружии космического корабля здесь. Например, вам не нужно разрешение или лицензия на использование сканера штрих-кода.
Дэвид Ричерби

Большинство коммерческих LRF (Velodyne, Hokuyo) используют лазеры класса 1, и они абсолютно безопасны. Google, Uber и т. Д. Уже тестируют свои прототипы на открытом воздухе с такими установленными LRF. Я действительно не думаю, что их юридический отдел завален жалобами от оскорбленных родителей ..
HighVoltage

2

Как и другие уже ответили. Камеры , как правило , намного дешевле , чем L Aser R Анж F inders.

Когда вы говорите о камере, вы имеете в виду 2D-камеры, не так ли? Доступно несколько 3D-камер, например семейство камер ifm O3D3xx . Эти камеры могут не обладать точностью лазерного сканера, но они обеспечивают трехмерные данные о глубине с разумной частотой кадров по цене ~ 1k.


1

Есть ли преимущества использования LIDAR для SLAM по сравнению со стандартной RGB-камерой?

Вы можете проверить эту ссылку, где я ранее ответил на несколько похожий вопрос. (преимущества и недостатки каждого)

в городских условиях

Если вы говорите об автономных автомобилях, таких как Google, есть много соображений и ограничений (безопасность, стоимость и т. Д.).

Если вы заинтересованы в исследованиях и обучении, я предлагаю вам использовать любую доступную аппаратную платформу.

Иметь ввиду:

  1. Очень дорогой автомобиль с ЛИДАРОМ будет нелегко продать.
  2. Автомобиль, движущийся автономно вокруг людей, может убить в случае ошибки. Таким образом, соображения отличаются от простой разработки алгоритмов ради исследований и обучения.

0

Я не думаю, что люди действительно "хотят" использовать только камеры. Если бы каждый исследователь мог позволить себе LiDAR, они все надели бы LiDAR на своих роботов для наружной среды.

Камеры довольно дешевые, и единственным диапазоном является разрешение в пикселях / суперпикселях, которое вы можете обрабатывать в своем алгоритме / программном обеспечении.

Большинство исследователей (включая меня) используют камеры со структурированным освещением (хотя они не работают на открытом воздухе, поэтому мы переключаемся на камеры RGB на этих датчиках, когда робот находится на улице). Решение этой проблемы с освещением состоит в том, что мы также используем стереокамеры (стереозрение / глубина нескольких видов, которые требуют больших вычислительных затрат) для приблизительного определения глубины на основе возможностей обработки контроллера / ЦП. Другое решение, которое мне еще предстоит лично изучить, - это использовать несколько Kinects / Asus Xtions и т. Д., Где вы получите подтверждение глубины, а также несколько RGB-камер для наружного применения.

LiDAR обычно очень дороги (в тысячах долларов за действительно хорошие). Хотя это может измениться в будущем, когда некоторые компании выпустят «LiDAR» за 250 долларов, такие как Sweep .

Кроме того, LRF / LiDAR имеют ограниченный диапазон и разрешение (то есть, за пределами определенного расстояния, они не могут однозначно разрешить глубину и, следовательно, они возвращают 0 значений (я не уверен конкретно о LiDAR, но камеры глубины имеют максимум (выше которого) как а также минимальный диапазон (ниже которого) они не дают вам глубину).

Надеюсь это поможет.


0

Я собираюсь добавить еще одну причину, которую, честно говоря, я надеялся, что кто-то еще поднимет. Потому что почему мы делаем роботов в первую очередь? Безэмоциональные машины для нашей грязной работы?

Я думаю, что тот факт, что робот может полагаться исключительно на «видение», как мы, млекопитающие, делает их более похожими на нас. Так что для меня лазеры и гидролокаторы обманывают. ИМХО, на котором мы должны сосредоточиться вместо обмана, - это создание более качественных камер с более высокой частотой кадров, большим динамическим диапазоном и меньшим количеством артефактов, а также написание программного обеспечения, которое может получать от них необходимые данные. (Или, говоря в терминах после 2012 года, обучите наши сети тому, какие данные им нужны).

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.