KITTI数据集简介（一）—— 传感器介绍

1.KITTI数据集概述

        KITTI数据集由德国卡尔斯鲁厄理工学院和丰田美国技术研究院联合创办，是目前国际上最大的自动驾驶场景下的计算机视觉算法评测数据集。该数据集用于评测立体图像(stereo)，光流(optical flow)，视觉测距(visual odometry)，3D物体检测(object detection)和3D跟踪(tracking)等计算机视觉技术在车载环境下的性能。KITTI包含市区、乡村和高速公路等场景采集的真实图像数据，每张图像中最多达15辆车和30个行人，还有各种程度的遮挡与截断。整个数据集由389对立体图像和光流图，39.2 km视觉测距序列以及超过200k 3D标注物体的图像组成[1] ，以10Hz的频率采样及同步。总体上看，原始数据集被分类为’Road’, ’City’, ’Residential’, ’Campus’ 和 ’Person’。对于3D物体检测，label细分为car, van, truck, pedestrian, pedestrian(sitting), cyclist, tram以及misc组成。

KITTI官网如下图所示，我们将按照不同的数据类型进行介绍。

2.传感器介绍

名称	型号	数量	简介
Inertial Navigation System (GPS/IMU)	OXTS RT 3003	1	GPS导航与惯性传感器（IMU
Laserscanner	Velodyne HDL-64E	1	三维数据采集的激光雷达
Grayscale cameras	1.4 Megapixels: Point Grey Flea 2 (FL2-14S3M-C)	2	灰度相机
Color cameras	1.4 Megapixels: Point Grey Flea 2 (FL2-14S3C-C)	2	彩色相机
Varifocal lenses	4-8 mm: Edmund Optics NT59-917	4	变焦距透镜

惯性传感器简介

惯性传感器是一种传感器，主要是检测和测量加速度、倾斜、冲击、振动、旋转和多自由度(DoF)运动，是解决导航、定向和运动载体控制的重要部件。

级别	应用级别	主要应用
低精度MEMS惯性传感器	消费电子类产品	主要用在手机、GPS导航、游戏机、数码相机、音乐播放器、无线鼠标、PD、硬盘保护器、智能玩具、计步器、防盗系统
中级MEMS惯性传感器	工业级及汽车级产品	则主要用于汽车电子稳定系统（ESP或ESC）GPS辅助导航系统，汽车安全气囊、车辆姿态测量、精密农业、工业自动化、大型医疗设备、机器人、仪器仪表、工程机械等。
高精度的MEMS惯性传感器	军用级和宇航级产品	主要要求高精度、全温区、抗冲击等指数。主要用于通讯卫星无线、导弹导引头、光学瞄准系统等稳定性应用；飞机/导弹飞行控制、姿态控制、偏航阻尼等控制应用、以及中程导弹制导、惯性GP战场机器人等

OXTS RT 3003传感器就是一个中级惯性传感器，记录一个完整的三维运动和动力学轮廓与GNSS +惯性传感器融合。提供平滑、健壮和可重复的实时输出，具有低延迟。完全集成的高档MEMS IMU和RTK能力的GNSS接收器记录了一个全面的测量列表，包括位置、速度、加速度和方位。

激光雷达

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HDL-64E，使用64个激光器，同样为905nm，脉冲宽度为5ns的一级人眼安全激光，探测距离增加到120m，每秒可以获得133万个点云数据，垂直张角为+3°至-23°，水平方向360°扫描，扫描准确度小于2cm，垂直角分辨率为1.33°，水平角分辨率为0.16°（600rpm）。同样是IP67级的环境防护，内置MEMS加速传感器和陀螺仪，预留GPS和IMU数据接口，使GPS和IMU可以整合在雷达输出的数据中，可以应对多种使用环境，使用100MBPS UDP以太网传输数据，使用15V+/-1.5V，4Amps的直流电源供电。zui大外形尺寸为140mm140mm254mm，重量小于13Kg。

灰度相机与彩色相机

属性	灰度相机	彩色相机
分辨率	高	低
通道数	1	3

通过上边的对比我们就能够看出，不同的摄像机是有不同的数据特点，在彩色相机获取色彩的条件下尽可能让灰度相机提高识别的精度。

变焦距透镜

变焦距透镜是一种可变焦距的照相机镜头，焦距随着焦距（放大倍数）的变化而变化，与焦焦（“真”）变焦透镜相比，随着透镜变焦（焦距和放大倍数的变化）焦距透镜仍保持焦距。许多所谓的“变焦”透镜，特别是在固定透镜相机的情况下，实际上是变焦距透镜[1 ]，这使得透镜设计者在光学设计权衡（焦距范围、最大孔径、尺寸、重量、成本）方面比对焦变焦更具灵活性。这些都是实用的，因为自动对焦，因为相机处理器可以自动调整镜头，以保持焦距，同时改变焦距（“变焦”），使操作几乎没有区别于变焦。

3.传感器安装位置

名称	型号	x	y	z
IGPS/IMU	GPS导航与惯性传感器	-0.81	0.32	0.93
Velodyne Laserscanner	激光雷达	0	0	-1.73
Cam 0(gray)	灰度相机	027	0	1.65
Cam 1(gray)	灰度相机	0.27	-0.54	1.65
Cam 2(color)	彩色相机	0.27	0.06	1.65
Cam 3color)	彩色相机	0.27	0.46	1.65

相对于地面坐标（紫色坐标系）为上表所示。

参考

1. The KITTI Vision Benchmark Suite：http://www.cvlibs.net/datasets/kitti/index.php
2. 惯性传感器[百度百科]：https://baike.baidu.com/item/惯性传感器/5302574?fr=aladdin
3. RT3003s used to score AutoDrive™ Challenge competition - OxTS：https://www.oxts.com/rt3003s-used-score-autodrive-challenge-competition/
4. 可实现实时的三维数据采集的激光雷达_中国化工仪器网：http://www.chem17.com/tech_news/detail/925557.html