SLAM 三维传感器点滴

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本文介绍了多种传感器技术，包括Kinect、RGB-D摄像头、TOF相机、激光雷达等的工作原理及应用场景。探讨了它们在精度、测量范围、抗干扰能力等方面的优劣，并对比了不同技术的特点。

各种传感器，使用范围与优劣

检测精度和速度，测量范围；广角

应用场合

点云

Kinect:有一个IR light; 两个CMOS: Depth Image CMOS 和 Color Image CMOS
红外激光投射器，投射出随机的激光散斑，即结构光
与摄像头的距离不同，所以拍出的位置也不同，计算拍到的图的斑点和标定的标准图案在不同位置的位移，根据相机参数等可以求出物体到摄像头的距离
第一代kinect的最大缺点在于精度很难提高，因为计算斑点位移需要用图像在一个小范围区域内来做块匹配，导致牺牲了像素级别的细节。凹凸不平的表面、物体边缘、很细的物体很难检测准确的深度。比如水杯的把手很难识别，人脸也容易退化成球状，圆形的物体边缘也不够圆滑。tof在一定程度上可以做到逐个pixel的计算，从而摆脱逐个物体，在相同的传感器分辨率下有更高的精度

kinect2用的是tof: 重建效果好的，都不会是实时的
是tof,但不是用直接发射光子然后测返回时间，那样精度太差；现在一般是发射一个强度随时间周期变化的正弦信号，通过发射、接收信号的相位差来计算，精度高很多
微软已经和primesense分手

RGB-D摄像头:又叫深度相机depth camera. 包括kinect,kinect2都算；
常用于室内？室外光照太强？
PMD公司的TOF相机可以抗强光干扰了，因此可以室外使用，厂家是采用了SBI技术，有篇文章具体介绍来着。MESA公司的深度相机还没解决，只能在室内使用
3D激光雷达是逐点扫描，而TOF相机则是同时得到整幅图像的深度信息
体积小。深度精度在cm级
深度相机之TOF初探: http://blog.youkuaiyun.com/figo829/article/details/8560673
TOF相机基本知识: http://www.cnblogs.com/freshmen/p/4818196.html

tof:发出激光脉冲，测返回时间，精度受量测时间影响，3.3ps;光信号走了1cm;每次只能测一个点，所以内部旋转镜的扫描方式；

三角测距：激光光点、摄像机、激光构成一个三角形

三维扫描/重建

接触式扫描:
结构光:把一维或二维图像投影，根据图像的形变来测
双目
用普通摄像头拍照多次实现3D扫描：有很多工具，123DCatch; PMVS,CMVS;

sfm: structure from motion

激光雷达：和 tof、 RGB-D 相机有什么区别？？
目标有相对速度，用多普勒频移来测
应该是原理有些不一样: 激光雷达发射激光，光束集中性好，用旋转来扫过每一个点，而深度相机发射经过调制的光，同时获取面上的深度，无需扫描
激光雷达往往能测很远，而深度相机(depth camera,RGB-D)往往只能测几米或十几米，室内范围
激光雷达通常70m，远一点100m，用毫米波雷达，可以测的更远
激光雷达lidar
三角测量法
TOF飞行时间法
相位差法
TOF深度相机
实际上是采用相位偏移法测量；
TOF深度相机相比lidar的TOF是采集速度快，硬件便宜
缺点是噪点很明显，并且需要标定，并且受外界光和本身主动光的影响。而且曝光时间不容易确定

64线激光雷达

激光雷达，英文全称为 Light Detection And Ranging，简称LiDAR，即光探测与测量，是一种集激光，全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）三种技术于一身的系统，用于获得数据并生成精确的DEM（数字高程模型）

Velodyne HDL-64E Lidar，即Velodyne公司64线激光雷达是目前世界上最先进，体积最小，单位能量密度最高，采集数据最丰富的专业激光传感器。集成了64束激光发射器和64个激光接收器。360度的旋转，最高15Hz的转动频率，每周4000个点的采集频率，让64E Lidar激光雷达当之无愧的成为当今世界不予伦比的激光雷达王者。

车载激光雷达：车载激光雷达又称车载三维激光扫描仪，是一种移动型三维激光扫描系统，是目前城市建模的最有效的工具之一

激光雷达，在雨天、雾天也不行，只能用毫米波雷达，而毫米波雷达，单线的一个也要10w。
这类雷达应用叫做自动巡航控制，已经用在中高档汽车上
毫米波雷达欧洲77GHz,日本60GHz,美国24GHz;

889067激光雷达介绍.pdf
http://www.fs3s.com/newslist.aspx?ac=tech&Id=20

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Project Tango: RGB-D + GPS
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https://www.youtube.com/watch?v=GrP_xwrCtB0
Metaio: 一个做AR应用的SDK,用android/iphone/PC摄像头均可
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多传感器融合，室内就是 RGB+Depth+IMU+其他；室外：stereo+IMU+Laser+GPS+其他