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深度相機SLAM文獻、關鍵概念總結

基本概念

  1. 深度相機(Depth Camera)彩色相機(Color Camera)。眾所周知,彩色相機就是照相用的,目的在於採集目標物體的顏色資訊,儲存到對應的畫素點。而深度相機的目的是採集目標物體和相機之間的距離,並儲存到對應的畫素點。

這裡寫圖片描述

2. 深度影象(Depth Image)彩色影象(Color Image)。彩色影象中每個畫素點儲存著目標物體的RGB三種顏色的強度。深度影象中每個畫素點儲存著目標物體離相機的距離。

這裡寫圖片描述


3. RGB-D對齊(Color Depth Image Align),由於深度相機和彩色相機在空間中有一定的視差,因此,在對齊前,深度影象中布偶熊的耳朵所在的畫素點可能正好對應彩色影象中布偶熊的鼻子,這就存在了一定的偏差。通過對齊操作,可以將兩幅圖中各個畫素點一一對應,也就是深度影象的眼睛對著彩色影象的眼睛,鼻子對著鼻子。

4. RGB-D影象

,一般指對齊後的RGBD影象,深度影象和彩色影象中的各個畫素點對應著空間中的同一個物體。

5. 三維點雲(3D Point Cloud),所謂三維點雲,就是一堆三維空間內已知座標的離散點所組成的集合,這些點通常由我們的深度感測器採集的到深度影象,通過反投影變換到三維空間中得到的。


這裡寫圖片描述  左圖是彩色圖片,右圖是通過對應深度圖、彩色圖計算得到的彩色的三維點雲。

6. TSDF(truncated signed distance function 即距離截斷描述符)。可以把這個詞拆開看:
  • 一張深度影象反投影變換到三維空間中的每個三維點都對應著原深度影象中的每一個畫素點,當點雲比較稠密時,我們可以將該點雲看成一個三維曲面,也就是function
    ,記作F(x,y,z)=0
  • 所謂signed distance就是帶正負符號的距離,以相機的光軸為Z軸,對於一個三維點(x0,y0,z0),記d=F(x0,y0,z0),如果它在平面前面,則d的值為正,否則為負,(這是《高等數學》空間幾何代數部分的基礎內容)。
  • “truncated”就是截斷,當|d|>t時,則|d|=0,其中t是截斷距離。

    1. ICP(Iterate Closest Point 即迭代最近點)

文獻