点云入门笔记(一):点云数据及获取

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点云入门笔记(一):点云数据及获取

2024-07-12 21:32| 来源: 网络整理| 查看: 265

1、点云:点云是某个坐标系下的点的数据集。点包含了丰富的信息,包括三维坐标 X,Y,Z、颜色、分类值、强度值、时间等等。点云在组成特点上分为两种,一种是有序点云,一种是无序点云。

有序点云:一般由深度图还原的点云,有序点云按照图方阵一行一行的,从左上角到右下角排列,当然其中有一些无效点因为。有序点云按顺序排列,可以很容易的找到它的相邻点信息。有序点云在某些处理的时候还是很便利的,但是很多情况下是无法获取有序点云的。

无序点云:无序点云就是其中的点的集合,点排列之间没有任何顺序,点的顺序交换后没有任何影响。是比较普遍的点云形式,有序点云也可看做无序点云来处理。

2、点云获取方式:         (1)激光扫描仪(Laser Scanner/ LiDAR Light Detection And Ranging),激光三维扫描仪它是利用激光测距的原理,通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息,可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。 主要应用于逆向工程,负责曲面抄数,工件三维测量,针对现有三维实物(样品或模型)在没有技术文档的情况下,可快速测得物体的轮廓集合数据,并加以建构,编辑,修改生成通用输出格式的曲面数字化模型。分为星载、机载、地面、移动等激光雷达,原理如下图所示。

        (2)深度相机(depth camera):通过近红外激光器把具有结构特征的光线投影到物体上,通过红外摄像头采集得到深度信息,如微软的Kinect, Kinect 2。特点:成本低,计算量小·主动光源,夜晚也可用·观测该范围和距离有限·应用:室内机器人. AR/VR

        (3)双目相机 (Stereo Camera):使用两个相机从不同位置获取物体的两幅图像,通过计算对应点的位置偏差,使用三角原理( Triangulation)计算点的三维坐标。特点:成本低、室内室外都适用、对环境光敏感。缺点:基线限制了测量范围

        (4)光学相机多视角重建

        SFM运动结构恢复(Structure frommotion):给出多幅图像及其图像特征点的对应集合,估计3D点的位置和摄像机姿态(运动)·特点:成本低,使用高精度相机和更稳定的平台(有GPS/IMU)可以进行高精度测量,计算量大



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