SLAM之相机选型

本文对ZED、小觅、intel RealSense三种相机进行调研比对，主要在型号、同步精度、适用场景、优缺点、工作原理、和ros及SLAM的融合等方面展开调研。

一、小觅相机

小觅标准版：999~1699元
支持操作系统：Windows、Linux、ROS、TX1/2、Mac
开源项目支持：ORB_SLAM2、OKVIS、VINS、VIORB
S1030-IR-120/Mono： 1699元
S1030-120/Mono：
S2100-146/Color：

小觅深度版：　2999元
视觉+结构光+惯导融合；无需上位机；可选镜头（120°/50°）；深度计算芯片；（可在设备端完成双目深度计算，无需依赖终端的GPU/CPU，本身便可直接输出双目深度图像）；六轴IMU（与图像同步精度高达0.05ms）；双目帧同步；彩色；全局快门（可实现两颗摄像头的所有像元同时曝光，降低高速移动拍摄时的图像畸变；卷帘快门效果差）；720p/60fps高清输出
支持操作系统：Windows、Linux、ROS、Android、TX1/2；只支持64位处理器
开源项目支持：ORB_SLAM2、OKVIS、VINS

D1000-IR-120/Color：　适用于视觉SLAM研究，针对室内场景优化；IR主动（结构）光探测器（增加白墙和无纹理物体识别精度；可在黑暗环境使用）；120°广角镜头，0.275~8米识别距离，厘米级识别精度
D1000-50/Color：　更适用于双目测量研究，针对室外场景优化；内置IR-CUT滤光片；50°镜头，0.520~15米识别距离，毫米级别识别精度
双目方案：

二、ZED相机

：2880元

ZED mini：可以作为Rift 和VIVE 的增幅设备，为头显提供实时的拍摄视频传输，深度感知和环境映射，让VR头显转变为AR头显。
增加IMU；有延迟
六轴姿态精度：+/-1mm，方向0.1°，频率100hz

ZED：
Windows、Linux、ROS
实时基于深度的视觉测距和SLAM
其与主动的kinect等流行的深度图像原理不同，该深度相机的深度计算是通过双目原理得到的，其计算是发生在计算机上的GPU与CPU，而并非在该传感器本身，该传感器本身只是能够同步获取双目图像，之后在计算机上通过其对应的SDK进行深度计算。
其主要优势在于其高分辨率，可以达到15f/s的4416X1242的像素图像的深度图像生成； 检测距离0.07～20m，深度数据格式32位，立体声基线120mm。

特点：
高分辨率和高帧率3D视频捕捉
深度感知室内和室外可达20米
6-DoF位置跟踪
空间映射

三、intel RealSense体感摄像头：

1000元 Windows8.1 开源资料少
SR300 面向近距离交互的英特尔® 实感™ 3D 前置摄像头：0.2 米 - 1.5 米，仅限室内
R200 面向远距离交互的英特尔® 实感™ 3D 后置摄像头： 室内多至3-4 米，室外距离更远
ZR300 面向远距离交互的英特尔® 实感™ 3D 后置摄像头
室外使用及物体跟踪；ZR300整合了深度感知和高精度运动跟踪技术。配合英特尔实感Linux* SDK插件，该设备拥有实时视觉惯性测距技术，允许自主映射和导航。它还能够动态追踪物体和人，帮助人们在户外探险时拍摄到精彩的影像。ZR300非常适合自主机器人、无人机、虚拟和增强现实以及其他用途。

四、相机比较

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结论

两种相机在视觉SLAM的应用都很广泛，效果都很好。整体来说，做开发用ZED，做产品用小觅。
　【上述仅个人见解！】

补充知识：

卷帘快门和全局快门：
Global shutter 曝光时间更短，但会增加RMS 读出噪点；
Rolling shutter可以达到更高的帧速，但当曝光不当或物体移动较快时，会出现部分曝光(partial exposure)、斜坡图形(skew)、晃动(wobble) 等现象。
曝光时间短的应用（如<500μs）适合Global shutter；曝光时间长（如大于500μs）时，选择rolling shutter可以有更低的噪声和帧速。

曝光 ：　当光圈相同的情况下,快门速度快则曝光时间短,快门速度慢则曝光时间长
小孔成像：　假设一个黑乎乎的密闭房间，一面墙壁上开了个小圆窗户，窗对面的内壁上安上感光材料（白沥青，大型胶卷或CCD/CMOS）。这就是一台大型房式照相机。在没有打开小窗之前，房间里是黑乎乎的。 我们打开小窗，光线从小孔而入，射到对面墙壁的胶卷上，产生光化反应（或光电反应，如果是CCD/CMOS），照片就诞生了。此过程就叫做曝光。
要得正确曝光的图片，必须精确决定曝光量。所谓曝光量就是让多少光进入这个密闭房间里。如果进光量太大，照片就会白花花一片，晚上变成了白天。如果进光量太小，照片就会黑乎乎的，白人变成黑人。幸好我们有了光圈和快门两样工具可以一起来控制曝光量。曝光就是光圈和快门的组合。可以这样认为：光圈（值）大小其实就是那个小圆窗户开多大，快门（速度）就是窗户打开多久。假设窗户只打开1/4，时间为4秒钟可以正确曝光的话，很显然，窗户打开一半，时间2秒钟也能让底片正确曝光，因为1/44=1/22=1，进光量都是一样多。同样的，如果窗户全开，曝光时间就只需要1秒了。 假若一个镜头光圈全开为F4，用摄影行话来说，光圈F4快门速度1秒为正确曝光值，那F5.6和2秒以及F8和4秒也同样能得到准确曝光的图片。

结论：　一张正确曝光的图片可以有N种不同的光圈和快门速度组合。总结以上几个名词解释，有三个因素能影响一张图片是否正确曝光：光圈，快门速度，ISO。其中光圈和速度联合决定进光量，ISO决定CCD/CMOS的感光速度。如果进光量不够，我们可以开大光圈或者降低快门速度，还是不够的话就提高ISO。大光圈的缺点是解像度不如中等光圈，快门速度降低则图片可能会糊，提高ISO后图片质量也会下降 。没有完美的方案，如何取舍要灵活决定。