kinect深度相机的精度

Question

kinect中的深度相机有多精确？

• 范围？
• 分辨率？
• 噪声？

特别是我想知道：

• Microsoft是否有任何关于它的官方规范？
• 有关于这个问题的科学论文吗？
• TechBlogs的调查？
• 易于复制的个人实验？

我现在正在收集大约一天的数据，但大部分作者都没有说明他们的来源，而且价值似乎差别很大......

Answer 1

• 范围：~50厘米至5米。零件可以更近（~40厘米），但不能完整视图＆lt; 50厘米。
• 水平分辨率：640 x 480和45度垂直视场和58度水平视场。简单的几何图形显示每像素约0.75毫米×50厘米处的y，每像素约3毫米×2米处的y。
• 深度分辨率：50厘米时约1.5毫米。在5米处约5厘米。
• 噪音：在所有深度处约+ -1 DN，但DN到深度是非线性的。这意味着接近+ 1毫米，远离+ - 5厘米。

传感器开发人员有官方规格，而不是微软。还没有我知道的科学论文。大量的调查和实验（见谷歌）。 OpenKinect目前对这些内容的讨论比这个网站要多得多。

Answer 2

Kinect for Windows SDK提供了一些我一直在使用并且似乎一致的常量。对于范围和分辨率，这些值为：

在默认模式下：

• 最小范围：80厘米
• 最大范围：400厘米

近距离模式：

• 最小范围：40厘米
• 最大范围：300厘米

对于彩色相机，您可能具有以下任一分辨率：

• 80x60
• 320×240
• 640×480
• 1280×960

对于深度相机，您可能具有以下任一分辨率：

• 80x60
• 320×240
• 640×480

面对来自Avada Kedavra（以及大多数来源）的信息，API提供的视野的值如下：

对于彩色相机：

• 水平视场：62.0°
• 垂直视场：48,6°

对于深度相机：

• 水平视场：58.5°
• 垂直视场：45,6°

来源：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh855368

Answer 3

这里真正的问题是关于分辨率和精确度。我在这里筹码，因为我发现分辨率和精度不如说明的那么好。深度分辨率的最大输出确实是640x480，然而，这不是有效的分辨率，而且这并不完全是多么精确。

kinect工作的方法基于结构光投影。发光并在相机看到的表面上投射光线，然后将来自原点的每条光线三角测量，从物体反射回相机。

问题在于，这种模式仅包含34.749个可以三角测量的亮点（http://azttm.wordpress.com/2011/04/03/kinect-pattern-uncovered/）。如果我们将其与640x480 = 307.200数据点的分辨率联系起来，我们会发现一个很大的区别。问问自己，数据量是源数据点数量的10倍，是否有效，并且有效采样。我对此表示怀疑。如果你问我kinect的有效分辨率是什么，我猜它是 240x180 的诚实和非常好的数据。

Answer 4

根据Kinect tech spec finally revealed深度字段的规格（这些匹配也在Mannimarco发布的官方节目指南中确认）：

* Horizontal field of view: 57 degrees
* Vertical field of view: 43 degrees
* Physical tilt range: ± 27 degrees
* Depth sensor range: 1.2m - 3.5m
* Resolution depth stream: 320x240 pixels
* Resolution color stream: 640x480 pixels

但根据我自己的经验，深度传感器范围更像是0.8m-4.0m，至少我在这个范围内读得很好。此范围与mankoff在下面的评论中发布的Primesense数据表相匹配。

同样重要的是要记住，靠近传感器的深度分辨率远远高于远处。在3-4米处，分辨率不如1.5米那么好。例如，如果您想要计算曲面的法线，这就变得很重要。结果将更接近传感器而不是更远。

自己不难测试范围。当您超出范围时，官方SDK（当前测试版）将为您提供零（0）深度。所以，你可以用一个简单的标尺对它进行测试，并测试你得到的距离/没有任何大于零的读数。我不知道OpenKinect SDK如何处理超出范围的读数。

关于噪音的评论：我会说深度流中存在相当多的噪音，这使得它更难以使用。例如，如果您计算表面法线，您可以预期它们会有点“跳跃”，这当然会对假照明等产生负面影响。此外，由于红外发射器之间的距离，您在深度流中会出现视差问题和接收器。这也很难处理，因为它在深度数据中留下了一个大的“阴影”。 This youtube video演示了该问题，并讨论了使用着色器解决问题的方法。这是一个值得关注的视频。

Answer 5

我认为值得一提的是Khoshelham和Elbernik的论文，他在12年2月提出了kinects深度传感器的理论随机误差模型。它被称为“室内地图应用的Kinect深度数据的精度和分辨率”。 可以找到该论文here。

Answer 6

如果您正在寻找Microsoft发布的内容，请查看Kinect Programming Guide的第11页。它说的几乎每个人都已经提到了这一点。

• 范围：1.2至3.5米
• 视角：垂直43°，水平57°
• 机械化倾斜范围：±28°
• 帧速率：每秒30帧
• 分辨率，深度流：320 x 240（实际上可以高于此值）
• 分辨率，色彩流：640 x 480（再次，它可以更高）

我没有看到任何提及噪音的东西，但我可以说这是非常小的，除了表面边缘，它可以变得更加明显。

Answer 7

我的经验是，它不是那么精确。 它非常好，但是当你把它与卷尺比较时 然后它不完全匹配。 我做了一个Excel，测量每10毫米，它只是没有保持，特别是超过2500毫米的东西，但更接近。 还要记住，实际深度像素比广告要低很多。内部的电子元件充满了喘气，这就是为什么你会看到小区域的伪像，而不是像素数据。实质上，这意味着320x240具有由“实际”测量覆盖的1/8像素，计算其他像素。所以你可以使用640x480;但它只会占用CPU / UBS资源，不会让你的应用程序看得更清楚。

好吧，这只是我2美分的经验，我正在编程机器人。