计算机视觉中的三维重建:基于激光雷达与相机的方法

作者:禅与计算机程序设计艺术

近年来,随着激光雷达、相机等传感器的广泛应用,三维重建技术逐渐成为热门研究方向。三维重建技术可以从多种角度帮助我们理解世界,并进行精准定位、建筑物三维模型化、环境规划、自然现象研究以及各种各样的应用。 但由于三维重建技术的复杂性和多样性,很难给出一个通用的、可行的、完整的解决方案。因此,本文将简要介绍一下如何利用激光雷达、相机进行三维重建技术的基本流程,然后结合具体的代码实例对这一流程进行具体地阐述。

首先,激光雷达与相机分别由哪些参数决定了三维重建结果?其次,如何通过互补信息增强三维重建结果的精确度?最后,如果没有有效的校正或处理,三维重建结果会受到什么影响?本文将分别对以上三个问题进行回答。

2.基本概念术语说明

2.1激光雷达与相机参数

激光雷达包括两种类型,为偶极子阵列(Active Radar)与超声波阵列(Ultrasound)。其采集到的信号具有不同的特性,激光雷达采用矩形脉冲传输系统(Radar Antenna Pattern),超声波阵列则采用方形波束(Square Wave Beam)。激光雷达与相机参数如下图所示:

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参数名称 描述
激光频率 激光频率是指激光能量的变化速度。通常按照毫米波、红外线波、可见光波、INFRA-Red波以及可调焦段波等标准定义。
探测距离 激光雷达探测距离越远,性能越高,但是信号不易被其他物体接收;相机也需要相同的距离才能捕捉到相同的图像。
视场角

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