激光雷达视觉定位是3D视觉定位吗?
激光雷达视觉定位通常被归类为3D视觉定位,但具体来说,它是融合了激光雷达(LiDAR)数据和视觉(图像)数据的多模态3D定位方法。我们可以从几个角度来理解这点:
为什么说它属于3D视觉定位?
- 激光雷达提供的是稠密或稀疏的3D点云信息,本身就是3D的。
- 在视觉定位中加入激光雷达,意味着你拥有了更稳定、结构化的空间几何信息,可以提升在三维环境中定位的鲁棒性和准确性。
- 在地图构建、回环检测和重定位中,LiDAR数据用于补充视觉在纹理不明显或光照变化剧烈场景下的不足。
激光雷达视觉定位 vs. 纯视觉3D定位
特征 | 激光雷达视觉定位 | 纯视觉3D定位(如Structure-from-Motion) |
---|---|---|
输入 | 图像 + 点云 | 图像序列或图像集合 |
空间理解 | 更准确,受环境影响小 | 易受光照、纹理、遮挡影响 |
计算复杂度 | 较高,需多传感器融合 | 通常较低,但定位精度受限 |
常见场景 | 自动驾驶、机器人导航 | AR、SLAM、移动端应用 |
是否等价于3D视觉定位?
不完全等价。3D视觉定位泛指任何通过视觉数据进行的三维空间定位任务,比如通过图像重建点云、使用深度网络估计姿态等。而激光雷达视觉定位是融合视觉和激光雷达传感器进行3D定位的一个子类别,属于更强鲁棒性的多模态3D定位方法。
激光雷达(LiDAR)提供的“3D”点云信息中的“3D”,指的是“三维空间”(Three-Dimensional Space)的数据描述。通俗一点解释,“3D”中的“3”是指三种空间方向或坐标轴,通常是:
- X:左右方向(横向)
- Y:前后方向(纵向)
- Z:上下方向(高度)
举个例子
想象你站在一个房间里:
- 向左或向右移动,是X轴方向;
- 向前走或者往后退,是Y轴方向;
- 跳起来或蹲下,是Z轴方向。
激光雷达通过发射激光束并测量返回时间,获得周围环境中每一个被打到的点的空间位置(X, Y, Z)。这些点集合成一个“点云”(Point Cloud),就像一个稀疏或密集的3D地图。
为什么叫“3D视觉定位”?
因为 LiDAR 提供的数据本质上是三维的,系统必须在这个 3D 空间中理解“物体在哪里”、“我自己(车辆、机器人)在哪里”等问题,这就比只用 2D 图像更接近现实世界的真实结构。