ros中的rgb,depth,PointCloud数据

深度摄像头原理与点云图生成
本文介绍了深度摄像头的工作原理及其如何通过结合RGB数据和Depth数据生成Pointcloud(点云图)。文中详细解释了RGB图、Depth图及点云图的概念,并探讨了点云图生成过程中的计算负担及解决方案。

一个深度摄像头可以输出rgb数据和depth数据,而pointcloud数据是由rgb数据和depth数据结合生成出来的。

rgb图:以rgb24或者rgb888为例,一个像素的rgb数据为3个字节,每个字节里面有8位,可表示为0~255级一共256级强度。

depth图:一个像素为一个double类型的长度,这个长度可以介绍为障碍到摄像头中心点的距离,

pointcloud:每个像素不光有rgb数据,还有以摄像头中心为原点的坐标系中的x,y,z三个double类型的值。而这三个值(x,y,z)就是以depth像素中的额长度值计算出来。

一个pc像素最少要经过深度图对应像素的3次浮点运算才能得出xyz

可想而知:点云图的生成如果只用软件来计算的话,会占用大量的cpu资源,尤其当分辨率和帧数越高,每秒占用的cpu资源就越可怕。

例如:I7双核CPU,生成点云图

kinect v1:占140%,orbbec mini_s:基本上就可以达到160%; realsensor r200 是100%。

比较好的解决措施就是将这些大量的浮点运算由摄像头硬件来实现,或者加个GPU。

ROS中,可以使用`image_proc`和`depth_image_proc`包来同步图像和点云数据。这两个包可以将相机的彩色图像和深度图像转换为点云数据,并将它们合并成一个点云消息。具体步骤如下: 1. 订阅彩色图像和深度图像话题,例如 `/camera/rgb/image_raw` 和 `/camera/depth/image_raw`。 2. 使用`image_proc`包中的`image_proc/rectify`节点对彩色图像进行校正,使其与深度图像对齐。 3. 使用`depth_image_proc`包中的`point_cloud_xyzrgb`节点将深度图像转换为点云数据。 4. 将彩色图像和点云数据合并为一个点云消息,并发布到一个话题上。 下面是一个示例 launch 文件,演示如何使用这些节点来同步图像和点云数据: ``` <launch> <node pkg="image_proc" type="rectify" name="rectify"> <remap from="/camera/rgb/image_raw" to="/camera/rgb/image_rect_color"/> <remap from="/camera/depth/image_raw" to="/camera/depth/image_rect"/> </node> <node pkg="depth_image_proc" type="point_cloud_xyzrgb" name="point_cloud_xyzrgb"> <remap from="/camera/depth/image_rect" to="/camera/depth_registered/image_rect"/> <remap from="/camera/rgb/image_rect_color" to="/camera/depth_registered/image_rect_color"/> <param name="organized" value="true"/> <param name="max_depth" value="4.0"/> </node> <node pkg="nodelet" type="nodelet" name="pointcloud_to_image" args="manager"> <param name="load" value="depth_image_proc/point_cloud_xyzrgb"/> </node> <node pkg="nodelet" type="nodelet" name="pointcloud_to_image_color" args="manager"> <param name="load" value="depth_image_proc/point_cloud_xyzrgb"/> </node> <node pkg="nodelet" type="nodelet" name="point_cloud_assembler" args="manager"> <param name="load" value="depth_image_proc/point_cloud_assembler"/> <rosparam> input_topics: - "/camera/depth_registered/image_rect_color" - "/camera/depth_registered/points" output_topic: "/camera/depth_registered/points_merged" approximate_sync: true </rosparam> </node> </launch> ``` 在这个示例中,我们将使用`image_proc`包中的`rectify`节点将彩色图像进行校正,然后使用`depth_image_proc`包中的`point_cloud_xyzrgb`节点将深度图像转换为点云数据。接下来,我们使用三个`nodelet`节点,将点云数据和彩色图像转换为点云消息,并将它们合并成一个点云消息。最后,我们将合并后的点云消息发布到 `/camera/depth_registered/points_merged` 话题上。 在实际应用中,可以根据需要调整节点的参数,例如修改订阅的话题名称、调整深度范围等。
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