混合摄像头和激光雷达提高了机器人的能力,补充了有关外界的信息



激光雷达和相机是几乎所有机器人移动设备的两个标准配置项目。 第一个和第二个都使用反射光。 同时,摄像机以被动模式运行,也就是说,它们捕获第三方光源的反射,但是激光雷达会产生激光脉冲,然后测量附近物体反射的“响应”。 摄像机形成二维图像,激光雷达形成三维图像,类似于“点云”。

Ouster 开发了一种既可以用作照相机又可以用作激光雷达的混合设备 。 该系统称为OS-1。 该设备的光圈比大多数数码单反相机大,该​​公司创建的传感器非常敏感。

系统获得的图像包括三层。 第一个是好像是由普通相机获得的图像。 第二层是使用激光束反射获得的“激光”层。 第三层是“深”层,它使您可以估计前两层的各个像素之间的距离。

值得注意的是,图像仍然有很大的局限性。 首先,这些是低分辨率图像。 其次,它们是黑白的,而不是彩色的。 第三,激光雷达不适用于可见光源;它处理的光谱接近红外。

目前,激光雷达的成本非常高-约为12,000美元,乍一看,该系统接收比标准相机低分辨率的图像毫无意义,但成本却像铸铁桥一样。 但是开发人员声称此处使用的工作原理与通常情况不同。


这些是Ouster提供的图形材料。 这里显示了三层图像和一个普通的“图片”,这是由于

在典型情况下,移动机器人会组合来自多个不同来源的数据,这需要时间。 相机和激光雷达以不同的模式工作,结果也不同。 另外,它们通常安装在车身的各个位置,因此计算机还必须处理图像相关性以使其兼容。 此外,传感器需要定期重新校准,这不是那么简单。

一些激光雷达开发人员已经尝试将相机与激光雷达结合使用。 但是结果不是很好。 这是一个“标准相机+激光雷达”系统,与现有方案没有太大区别。

相反,Ouster使用的系统允许OS-1以一种标准从一个位置收集所有数据。 图像的所有三层在时间和空间上都完美相关。 在这种情况下,计算机可以了解最终图像各个像素之间的距离。

根据该项目的作者,这样的方案几乎是机器学习的理想选择。 对于计算机系统而言,处理此类图像并不困难。 将系统“喂”几百张图片后,可以对其进行培训,以准确了解最终“图片”中显示的内容。

某些类型的神经网络被设计为可以毫无问题地处理多层像素图。 此外,图像可能包含红色,蓝色和绿色的图层。 训练这样的系统以使用OS-1的结果并不困难。 Ouster已经做到了。

作为源材料,他们采用了多个旨在识别RGB图像的神经网络,并对其进行了修改以适应其需求,并教他们如何处理其图像的不同层。 数据处理是使用Nvidia GTX 1060在设备上进行的。使用神经网络,汽车计算机被教为将道路涂成黄色,而潜在的障碍物(其他汽车)则涂成红色。



根据开发人员的说法,他们的系统是现有系统的补充,而不是替代品。 最好将各种传感器,传感器,照相机,激光雷达和混合动力系统组合在一起,以形成清晰的环境图片,以帮助汽车行驶。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN422691/


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