Mengapa orang menggunakan kamera alih-alih sensor laser untuk navigasi robot?

11

Saya sedang mengerjakan pelokalan dan navigasi Robot di lingkungan perkotaan. Saya ingin menggunakan Kamera. Tapi saya agak bingung tentang data LRF atau data laser lainnya.

Mengapa orang ingin menggunakan kamera?

mengapa tidak LRF atau data laser lainnya?

Adakah yang bisa menjelaskan tolong dalam mendukung Kamera?

computer-vision stereo-vision laser lidar pengguna14885
sumber

Jawaban:

15

Pencari rentang laser 3D atau LIDAR seperti yang ada di Google Car jauh lebih mahal daripada kamera. Alasan lainnya adalah bahwa sementara dalam kasus LIDAR, jarak setiap piksel tersedia, data yang dihasilkan untuk diproses sangat besar. Anda harus mentransfer dan memproses data lebih cepat yang keluar lagi seiring meningkatnya biaya. Akhirnya, kamera biasanya memiliki masa pakai yang lebih lama, jadi dibutuhkan lebih sedikit perawatan.

Dengan kamera yang relatif murah dan visi komputer, hasil yang cukup baik dapat dicapai.

Contoh:

  1. Deteksi objek (Perhatikan bahwa koper yang ditarik oleh seseorang tidak disorot dengan warna merah).
  2. Pelacakan
Bence Kaulics
sumber
3
Biaya mutlak jawabannya. Pemindai laser berkualitas mulai (untuk pengguna akhir) umumnya sekitar $ 10.000. Kualitas kamera sekitar sepersepuluh dari biaya.
Chuck
1
LIDAR seperti apa yang Anda pikirkan? Saya telah menggunakan satu yang mengembalikan sekitar 1000 poin per pemindaian (pada bidang 2D), tetapi kamera modern tipikal mengembalikan jutaan piksel, yang jauh lebih banyak data.
user253751
2
@immibis - Velodyne VLP-16 menghasilkan 300k poin per detik di 16 pesawat, dan SICK LMS511 menghasilkan 50k poin per detik di 1 pesawat. VLP-16 memiliki bidang pandang 360 derajat dan sekitar 8k, LMS511 memiliki bidang pandang 190 derajat dan sekitar 10k, tetapi dibuat kasar untuk keperluan industri. Ini adalah pengukuran jarak , bukan gambar. Kamera tentu saja dapat mengembalikan resolusi yang lebih tinggi, tetapi umumnya diperlukan daya tembak yang tinggi untuk melakukan stereo dll. Bahwa frame downsampled ke B&W resolusi sangat rendah atau refresh rate sangat rendah.
Chuck
1
Jadi 300k poin per detik, dibandingkan 50 juta piksel ish per detik. Kamera masih memiliki lebih banyak data untuk ditransfer. Tentu saja dalam kedua kasus Anda dapat membuang data / downsample jika Anda tidak dapat memproses semuanya dengan cukup cepat.
user253751
4

Selain poin-poin dalam jawaban Bence, kamera dapat:

  • Hitung banyak fitur kompleks yang menghasilkan kecocokan yang sangat kuat antara frame, dan pengenalan objek
  • Resolusi sudut tinggi (tipikal rendah> kisaran tinggi berkisar dari -> )0,025 ∘0.5∘0.025∘
  • Penggunaan daya lebih rendah
  • Sensor pasif (tidak memerlukan sinyal 'bersih' dari laser)
Gouda
sumber
3

navigasi di lingkungan perkotaan

Tergantung pada laser, mungkin ada kendala hukum di mana Anda dapat menggunakannya. Berlari keliling kota melempar sinar laser mungkin memerlukan izin / lisensi khusus.

Unit Bending 22
sumber
5
Tentu, tergantung pada laser . Tapi kita tidak berbicara tentang senjata kapal luar angkasa, di sini. Anda tidak perlu izin atau lisensi untuk menggunakan pemindai barcode, misalnya.
David Richerby
Kebanyakan LRF komersial (Velodyne, Hokuyo) menggunakan laser Kelas 1, dan sangat aman. Google, Uber dll. Sudah menguji coba prototipe mereka di luar rumah dengan LRF yang terpasang. Saya benar-benar tidak berpikir departemen hukum mereka dibanjiri dengan keluhan dari orang tua yang marah ..
HighVoltage
2

Seperti lainnya sudah dijawab. Kamera biasanya jauh lebih murah daripada L aser R ange F inders.

Ketika Anda berbicara tentang kamera, maksud Anda kamera 2D bukan? Ada beberapa kamera 3D seperti keluarga kamera ifm O3D3xx yang tersedia. Kamera itu mungkin tidak memiliki akurasi pemindai laser tetapi mereka memberikan data kedalaman 3D dalam tingkat bingkai yang wajar pada titik harga ~ 1rb

kuburan
sumber
1

Apakah ada keuntungan menggunakan LIDAR untuk SLAM vs kamera RGB standar?

Anda dapat memeriksa tautan ini di mana sebelumnya saya telah menjawab pertanyaan yang agak mirip. (kelebihan dan kekurangan masing-masing)

di lingkungan perkotaan

Jika Anda mengacu pada mobil otonom seperti yang Google, ada banyak pertimbangan dan kendala (keamanan, biaya dll.).

Jika Anda tertarik pada penelitian & pembelajaran, saya sarankan Anda menggunakan platform perangkat keras apa pun yang tersedia.

Ingatlah:

  1. Mobil dengan LIDAR yang sangat mahal tidak akan mudah dijual.
  2. Sebuah mobil yang bergerak secara otomatis di sekitar orang, mungkin membunuh jika terjadi kesalahan. Dengan demikian pertimbangannya berbeda dari hanya mengembangkan algoritma demi penelitian dan pembelajaran.
AL-ROBOT
sumber
0

Saya tidak berpikir orang benar-benar "ingin" hanya menggunakan kamera. Jika setiap peneliti mampu membeli LiDAR, mereka semua akan menempatkan LiDAR di robot mereka untuk lingkungan luar.

Kamera cukup murah dan satu-satunya batas jangkauan adalah resolusi pixel / superpixel yang dapat Anda proses dalam algoritme / perangkat lunak Anda.

Sebagian besar peneliti (termasuk saya) menggunakan kamera cahaya terstruktur (meskipun mereka tidak bekerja di luar ruangan, jadi kami beralih ke kamera RGB pada sensor ini ketika robot berada di luar ruangan). Solusi untuk masalah cahaya ini adalah kami juga menggunakan kamera stereo (stereo vision / multi-view depth yang mahal secara komputasi) untuk menentukan kedalaman secara kasar, berdasarkan pada kemampuan pemrosesan controller / CPU. Solusi lain yang belum saya jelajahi secara pribadi adalah dengan menggunakan beberapa Kinects / Asus Xtions dll, di mana Anda mendapatkan bukti yang menguatkan serta beberapa kamera RGB untuk di luar ruangan.

LiDAR biasanya sangat mahal (dalam ribuan $$ untuk yang benar-benar bagus). Meskipun ini mungkin berubah di masa depan dengan beberapa perusahaan keluar dengan $ 250 "LiDARs" seperti Sapu .

Juga, LRF's / LiDAR memiliki jangkauan dan resolusi terbatas (yaitu, di luar jarak tertentu, mereka tidak dapat menyelesaikan kedalaman dengan jelas dan karenanya mereka mengembalikan nilai 0 (Saya tidak yakin secara khusus tentang LiDAR, tetapi kamera kedalaman memiliki maksimum (di atas)) serta rentang minimum (di bawah ini) mereka tidak memberi Anda kedalaman).

Semoga ini membantu.

AVJ
sumber
0

Saya akan menambahkan alasan lain yang terus terang saya berharap orang lain akan mengemukakannya. Karena mengapa kita membuat robot sejak awal? Mesin tanpa emosi untuk melakukan pekerjaan kotor kita?

Saya pikir fakta bahwa robot hanya dapat mengandalkan "penglihatan" seperti yang dilakukan oleh mamalia membuat mereka lebih menyukai kita. Jadi bagi saya, laser dan sonar curang. Apa yang harus kita fokuskan pada IMHO sebagai ganti kecurangan adalah membuat kamera yang lebih baik dengan frame-rate yang lebih tinggi, jangkauan dinamis yang lebih tinggi dan lebih sedikit artefak, dan menulis perangkat lunak yang bisa mendapatkan data yang dibutuhkan dari mereka. (Atau, berbicara dalam istilah pasca 2012, latih jaringan kami untuk mendapatkan data apa yang mereka butuhkan dari mereka).

Lennart Rolland
sumber