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使用格拉姆角场(GAF)以将时间序列数据转换为图像

笛卡尔坐标:笛卡尔坐标系(Cartesian coordinates,法语:les coordonnées cartésiennes)就是直角坐标系和斜坐标系的统称,相交于原点的两条数轴,构成了平面仿射坐标系...例如,如果我们采用二维坐标系,则位置由一对数字确定,例如 (2,3)。然后在距两条参考线(称为 x 轴和 y 轴)的距离上显示该位置。 极坐标:属于二维坐标系统,创始人是牛顿,主要应用于数学领域。...如下图所示,矩阵中的每个元素 是向量 vi 和 vj 之间的向量乘积。 以上图片和介绍来自维基和百度百科,以上就是基本概念的简单介绍,那么咱们开始进入正题。...语言描述可能不太准确,下面使用代码详细进行解释 Python 中的示例 我在这里提供了一个 Python 示例,以演示使用格拉姆角场将时间序列转换为图像的逐步过程的状态。...在实际使用时中可以不需要计算极坐标,这是因为以下的三角函数规则: 为了在 Gramian Angular Field 计算中计算 Cos (A + B),我们将其扩展如下 因为我们通过取时间序列值的余弦倒数来计算

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RadarSLAM:可用于全天候的大规模场景的毫米波雷达SLAM

因此,在极坐标图像上给定一个点(a,r),其中a和r分别表示方位角和距离,其笛卡尔坐标P可以通过 其中θ=2π•a/N是笛卡尔坐标中的测距角度,γ是图像像素空间和世界度量空间之间的比例因子。...图3 系统概述 A、 位姿跟踪 为了跟踪当前雷达帧t在世界坐标系中的姿态Ct,相对变换Tt 需要计算当前帧t和具有姿势Ck的关键帧k之间的SE(2),SE(2)表示特殊的欧氏群,然后,假设已知关键帧姿势...Ck,则可以通过以下公式计算Ct 利用笛卡尔雷达图像关键点的几何特征计算Ttk,使用特征提取算法,例如SURF,分别从当前帧t和关键帧k提取两组关键点特征,然后,使用特征描述子匹配这两组关键点,与基于视觉的方法不同...,|k•k|2是欧氏距离,Pi_t和Pi_k是局部坐标系中关键点对i的笛卡尔坐标,Pj_t和Pj_k是关键点对j的坐标,δ_c是小距离阈值。...D、 位姿图优化 随着雷达的移动,位姿图逐渐建立,检测到回环后,使用ICP和RANSAC作为几何约束,计算当前帧和检测到的关键帧之间的相对变换,并将其作为循环闭合约束添加到姿势图中,如果ICP收敛,则对所有关键帧执行姿势图优化

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    彻底解决AI视觉深度估计

    使用基于主动推理的分层运动学模型,包括内在(例如,关节角度和肢体长度)和外在(例如,笛卡尔位置)坐标,可以有效控制模拟身体[21]。电机装置的外在配置是分层计算的,如图2所示。...具体来说,如果 x 轴和 y 轴表示笛卡尔平面,则齐次表示会使用称为射影空间的附加维度来增强后者。...因此,为了将其映射回笛卡尔平面,我们可以将 x 和 y 坐标除以最后一个元素: 这种特殊的变换对于计算机视觉至关重要,因为它允许将点投影到图像平面上或估计物体的深度。...从点投影的可视化中可以看出,实际目标位置和估计目标位置之间的距离缓慢减小,同时两个位置都接近相机平面的中心,从而提供有效的深度估计。 Figure 6.同时目标固定的深度估计任务的时间帧序列。...在主动推理的离散时间模型中研究了动作-感知周期;例如,眼跳和视觉采样的循环允许代理减少环境的不确定性,例如,通过在不同点之间快速振荡来识别对象[36,37]。

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    算法集锦(18) | 自动驾驶 | 车道线检测算法

    事实证明,使用计算机视觉技术识别道路上的车道标记是可能的。本算法将介绍其中的一些技术。 这个项目的目标是创建一种方法,使用Python和OpenCV在道路上找到车道线。...直线被表示为点 点被表示为线 相交的线意味着同一点在多条线上 因此,在这样的平面中,我们可以更容易地识别出经过同一点的直线。...梯度插值和线性外推 要从屏幕底部跟踪到感兴趣区域的最高点,我们必须能够插入霍夫变换函数返回的不同点,并找到一条使这些点之间的距离最小化的线。基本上这是一个线性回归问题。...为了使车道检测更平滑,并利用每一帧的排序和位置(因此也包括车道),我决定在帧之间插入泳道梯度和截取,并剔除任何与前一帧的计算平均值偏离太多的线。 车道检测器 记住,视频是一系列的帧。...因此,我们需要将内存的概念引入管道中。我们将使用一个标准的Python deque来存储最后的N个(我现在将它设置为15)计算的行系数。

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    iPhone 摄影中的深度捕捉 ( WWDC2017-Session 507 ) 上篇

    真实世界中depth 意思是你和观察物体之间的距离。深度图是将三维场景转化为二维表示,并将深度设置为恒定距离。...每个相机将具有测量的光学中心或主要点,并且如果从针孔到图像平面绘制垂直线,则光学中心是其与图像平面相交的点。 baseline基线 基线是指立体纠正系统中透镜的两个光学中心之间的距离。...他们要么靠近要么远离彼此,要么在同一条线上,要么是对极线。 有了基线,可以沿着它们的光学中心排列相机,并减去图像平面上的观察点之间的距离来获得视差。一般用像素单位来表示。...这里有两个相似三角形,高亮: 现实世界的三角形边是Z,单位是米,而基线是两个光学中心之间的距离。在防光盒内,同一个三角形表示为像素中的焦距和以像素为单位的Disparity。...上面讲到针孔相机,为了将3D空间中的点转换为2D空间,需要两个信息,光学中心和焦距。在计算机视觉中,可以使用这些属性通过使用逆变换将2D图像重新投影回3D空间,这在新的AR kit中是重点。

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    NV-LIO:一种基于法向量的激光雷达-惯性系统(LIO)

    在匹配过程中,如果平面法线向量与现有平面法线向量之间的角度差超过某个阈值,则不进行匹配,从而有效解决双侧问题。...在广阔的户外环境中,相邻像素覆盖的区域较广,减轻了距离测量噪声对法线向量计算的影响。相比之下,在狭窄的室内环境中,相同的区域要小得多,放大了距离测量噪声对计算结果的影响。...如果窗口大小内小于三分之一的点与平面之间的点到平面距离在5厘米以内,则认为无效。通过这一过程,获得了包含法线点P的法线云N。图3显示了从输入云中提取法线的过程。...首先,我们使用kd-树在每个查询点的当前法线云中选择距离阈值内的子地图点。然后对于选中的子地图点按顺序,计算所选点与查询点之间的法线向量方向差。如果角度差在角度阈值内,这两个点被选为对应对。...每个对的残差成本函数计算为点到平面距离,目标帧相对于查询帧的相对位姿可以通过解决以下优化问题来计算: 得到相对位姿然后转换为相对位姿因子添加到因子图中。

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    摆脱电缆、可移除四肢,NASA 人形机器人「女武神」替人类奔赴灾难场景

    曲面法线图 2)平面区域分割 平面区域由点云邻域定义,其中点位置和曲面法向估计都在距平面的误差距离内,并共同定义平面。...确定平面是一个迭代过程,平面估计随着相邻点添加到集合中而更新 其中 Ri 为平面区域,每个点 p_n 当满足在垂直于平面估计 Pi 的距离小于ε_d 时,添加到集合中。...对于每个区域,点是相对于区域的局部平面估计的坐标系写入的。通过将第三个分量归零,可以将这些点转换为一组二维点。利用卡尺算法计算投影点的二维凸包,用它来拟合最小面积边界矩形。...为了解决在 A+D图搜索时的冲突问题,使用可伸缩的 3D 边界框来模拟机器人,并在边界框和被分割的平面区域之间进行冲突检查。路点导航规划的输出是一个无冲突的脚步序列。...给定种子 q_seed(通常为当前关节值),可以使用正向运动学 (Forward Kinematics) 计算:1)种子的笛卡尔姿势,2)种子姿势和目标姿势之间的笛卡尔误差向量 p_err,3)定义笛卡尔空间中相对于当前关节值的偏导数的雅可比

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    【Cesium】Cesium坐标转换

    Cesium中的坐标系: 1、平面坐标系(Cartesian2); 2、笛卡尔空间直角坐标系(Cartesian3); 3、Cartesian4(unknown,在应用中几乎用不到) 4、Cartographic...纬度 :参考椭球面上某点的法线与赤道平面的夹角。北正南负。 Cesuim中没有具体的经纬度对象,要得到经纬度首先需要计算为弧度,再进行转换。 2.1.3  弧度 Cartographic变量表示。...坐标转换肯定是我们在开发任何地理信息系统中经常会碰到的问题,也比较复杂。 “平面坐标系” 和“笛卡尔空间直角坐标系”和“Cartographic”之间的相互转换思路如下所示。...lng, lat, alt);//单位:度,度,米 2.2.6 经纬度坐标转世界坐标 var cartesian = Cesium.Cartesian3.fromDegree(point) 2.2.7 计算两个三维坐标系之间的距离...pick1.y, pick1.z), new Cesium.Cartesian3(pick3.x, pick3.y, pick3.z) ); //pick1、pick3都是三维坐标系 转换到笛卡尔坐标系后就能运用计算机图形学中的仿射变换知识进行空间位置变换如平移旋转缩放

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    轻量级实时三维激光雷达SLAM,面向大规模城市环境自动驾驶

    然而,帧点云中每对点的变换需要大量的计算。NDT将点云划分为许多小网格,然后计算网格之间的概率分布。连续可微概率密度用于估计连续LiDAR帧之间的自主运动。...当点的 值小于阈值 时,选择该点作为种子点集 。种子点作为初始平面的优先点,用来加速平面拟合。种子点集被拟合到初始平面中。计算每个点与初始平面之间的交叉投影距离。...法线 垂直于平面,表示方差最小的方向。参数 可以通过将方程(1)中的 替换为 来求解。通过计算每个点与初始平面之间的垂直距离,与阈值 进行比较来判断其是否属于下一平面。...05  实验评估 5.1 在KITTI中测试前端里程计 我们首先在KITTI里程计基准[15]上验证了所提出的系统中前端里程计的准确性和有效性。在测试中,仅使用了激光雷达的数据。...使用基于图的优化方法来优化全局建图。为了证明所提出的系统在不同城市场景中的鲁棒性,在KITTI和MVSECD数据集上评估了系统的性能。在上述两个数据集的不同场景中,系统的定位精度可以接近地面实况。

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    RoLM: 毫米波雷达在激光雷达地图上的定位

    图2:总体框架,在给定原始距离测量数据的情况下,RoLM可以从地图中的一组位置中找到相应的位置索引,并计算要添加到位姿图优化中的位姿偏差。...用于RoLM的扫描帧投影描述子 受文章[25]启发,我们用每个区块的点密度的标准化值替换了每个箱的值,首先在XY平面上栅格化单个点云帧的空间,然后计算所有格子中的点数。...计算落入每个弧线中的点的数量以填充描述符。它在航向方向上存储1个DOF。 • 笛卡尔投影(CP):以传感器坐标的x轴作为垂直轴,y轴作为水平轴。计算落入矩形框中的点的数量。...给定初始测量集R,滑动窗口SK中的特征点被拼接成一个关键帧图,分别使用极坐标和笛卡尔投影描述子从候选列表中选择最相似的激光雷达帧,然后计算旋转角和平移,在此基础上,使用ICP完成对齐得到主要的边缘约束...(1)雷达里程计:提供初始位姿估计和雷达点云关键帧。 (2) 雷达在激光雷达上的定位:找到与雷达关键帧相似的激光雷达帧,并计算两者的外部参数,以获取当前位置与实际位置之间的偏差。

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    单细胞转录组数据处理之降维聚类分群

    如果你的背景知识不足,也可以先读一下综述,我们单细胞天地有中文指引: 单细胞RNA-seq数据分析最佳实践(上) 单细胞RNA-seq数据分析最佳实践(中) 单细胞RNA-seq数据分析最佳实践(下)...然后看聚类分群 聚类分群是紧密连接的,细胞可以看做是空间的不同点,如果是二维平面空间,点与点之间的距离很方便计算,距离的远近就决定着细胞是否属于一个类群。...计算距离的公式很多,我们就不一一展开,但是需要注意的是二维平面空间,三维球体空间的细胞距离很方便计算,但是如果是50个维度的空间,计算几万个细胞之间的距离就很可怕了,如果是2000个维度,甚至是2万个维度...如果你看的文献足够多,还会发现,在降维聚类分群之后,通常是有一个细胞在二维平面的散点图展示,如下所示: ? 如果你足够心细,也会发现其实细胞的空间距离排布坐标通常是tSNE和umap来展现。...我发现这篇推文介绍的非常好:单细胞中的流形(一):理解 tSNE中的perplexity,看完你需要记住的是; 困惑度(perplexity)可以表示细胞的邻近个数,在tSNE图上的直观反映是细胞点的分布是否紧凑

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    LVI-SAM:紧耦合的激光视觉惯导SLAM系统(Tixiao Shan新作,已开源)

    LVI-SAM系统在数据集上进行了测试,取得了很好的效果。 介绍 基于雷达的SLAM系统可以获取很长范围的环境的细节,但是在缺少结构信息的场景中很容易失效。例如长走廊或者是开阔的广场。...当利用imu把点云的畸变去除后,激光惯导系统检测点云的边缘和平面特征,并和保存在划窗中的features map对齐。LIS系统估计得到的系统状态可以传到VIS系统中做初始化。...然后我们通过插值来把激光帧和视觉帧通过时间戳对齐。假设IMU的偏置在两个图象关键帧之间是常数。最后把LIS系统初始化得到的x和b作为VIS初始值,这很有效的改善初始化的速度和鲁棒性。...我们利用二维的KD-tree(极坐标)来找视觉特征点周围最近的三个点,最后特征点的深度计算的是相机中心和特征点的连线的长度,这条线和三个深度点得到的平面在笛卡尔坐标系中有交点。...,如果最大距离大于2m,就不对该特征点进行数据关联。

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    机器学习中的关键距离度量及其应用

    在本篇文章中,将深入探讨这些概念,并了解它们在机器学习中的应用。 距离函数的基本原理 顾我们在学校学习的勾股定理,它教会我们如何计算平面直角坐标系中两点之间的距离。...它通过将值设为1来从闵可夫斯基距离导出。 距离将使用其笛卡尔坐标的差异的绝对值之和来计算,如下所示: 其中: :变量的数量 和分别是向量x和y的变量,分别是二维向量空间,即和。 距离d计算为。...这种距离度量在计算平面上两点间的最短路径时非常有用。 余弦距离|Cosine Distance 余弦距离主要用于衡量文档或向量之间的相似性,尤其在自然语言处理和信息检索中。...在实际应用中,通常使用scikit-learn库中的KNN分类器,它简化了模型的创建和训练过程。例如,可以使用欧几里得距离作为距离度量,这是一种在平面上计算两点间距离的简单方法。...在K-means中,通常使用欧几里得距离来衡量数据点之间的相似性。 在鸢尾花数据集的例子中,首先随机选择三个质心,然后根据每个数据点与这些质心的欧几里得距离,将它们分配到最近的质心所代表的聚类中。

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    机器视觉 —— 成像

    成像的问题 从三维“世界”到二维图像平面的映射过程,我们将揭示出关于成像的两个核心问题: 是什么决定:物体表面某一点的像(在像平面中)的位置? 是什么决定:物体表面所成的像的亮度?...这个平面物体平行于像平面,并且,与像平面之间的距离为z=z_0。那么,我们可以将**放大率 ** m定义为:像平面上两点之间的距离与对应的物体平面上两点之间的距离的比值。..._0 是物体平面和小孔之间的距离。...透镜 为了解决小孔相机的上述问题,我们现在考虑:在成像系统中使用透镜。一个理想的透镜具有如下两个性质: 它的投影方式和小孔模型相同 将一定数量的光线汇聚在一起。...通过我们所熟悉的透镜公式: \frac{1}{z^{\prime}}+\frac{1}{-z}=\frac{1}{f} 我们可以计算出−z。其中,z′是:像平面和透镜之间的距离,f表示焦距。

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    M2DP:一种新的三维点云描述子及其在回环检测中的应用

    在M2DP中,我们将3D点云投影到多个2D平面,并为每个平面的点云生成密度签名,然后使用这些签名的左奇异向量值和右奇异向量值作为三维点云的描述子。...ESF方法通过在定义描述子时仅使用形状属性(距离、角度和面积)来避免常规计算。ESF使用体素栅格来近似真实曲面,迭代采样三个点并计算形状属性。...大多数现有方法在构建三维描述子时都使用点的法线,对于具有噪波数据的点云,通常很难获得一个点的精确法线,对于普通的开源的方法,如Spine Image或ESF,由于这些描述符中缺乏空间信息,因此无法在不同的云中捕获复杂的细节...图2:二维平面中的Bin编号示意图 D 多视角二维投影描述子 通过使用p个不同的方位角θ和q个不同的俯仰角Φ,生成pq个不同的二维平面;方位角的步幅为π/p,俯仰角的步幅为π/2q;对于每一个二维平面,...,如果两者之间距离小于阈值,则认为是闭环;为避免相邻帧匹配,把当前帧的前后50帧排除在外;利用召回率-精确度曲线来评估各算法性能; 本文设计三个实验进行比较:实验一使用原始点云作为输入;实验二采用不同下采样网格大小处理后的点云作为输入

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    ICRA 2021 | LVI-SAM: LIO-SAM 与 VINS-Mono 紧耦合系统

    VIS和LIS能够以紧耦合的方式利用两种传感器独立运作以提升系统精度和鲁棒性,其中VIS的精度是由LIDAR提供的特征点的深度测量得以提升,并且在VIS初始化时使用了LIS,增强了初始化的鲁棒性以效率。...投影图像特征点至球平面,寻找最近 3 个点,球心和特征点组成的射线与这 3 个点在笛卡尔坐标系组成的平面相交,特征点的深度值赋值为该交点的深度值(笔者:这里类似于LOAM的深度关联思路)。...检查关联结果:多帧激光堆叠可能导致深度模糊(如上图 b 图所示),即不同距离的点云投影结果在同一极坐标系区域,因此检查这 3 个最近的深度点之间的距离差异来拒绝这种情况。...在城市环境下手持步行采集数据,环境中有移动的汽车、走动的行人等。有时还将设备朝地看,在此严酷的情况下测试。 ? 左图为车载情况下采集数据、右图为手持设备采集数据环境图。 ? ?...在车载情况下、手持设备下采集数据的定性、定量评估结果(笔者:没有看到该算法在KITTI Visual Odometry任务中与主流算法的排名比较,有些遗憾)。

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    【YashanDB 知识库】为什么 YashanDB 只有 Geometry 类型,没有 Geogrephy 类型

    背景:● Geometry:投影坐标系,平面坐标系,笛卡尔坐标系,Srid 默认 2369,基于平面直角坐标系,在该坐标系内计算出的最短路径是一条直线,计算简单,执行起来更快,但是相对于地球球体表面的数据不准确...● Geogrephy:地理坐标系,大地坐标系,经纬坐标系,球面坐标系,Srid 默认 4326(服务端存储一般用 4326),基于球面坐标系,在该坐标系内计算出的最短路径是一段圆弧,该数据类型的计算考虑了地球是一个球型...函数,但是 YashanDB 的 ST_Distance 函数可以根据 SRID 自动识别需要计算的是笛卡尔坐标系下的距离,还是基于地理坐标系的圆弧距离,在 YashanDB 下计算圆弧距离用的是椭球坐标系而不是球面坐标系...在使用 st_distance 函数计算两个地理位置距离的操作中,同一条 sql 语句在 pgsql 和 yasdb****上计算的结果不一致:YashanDB:PostGis:主要原因:pgsql 不根据...SRID 来区分经纬度还是投影坐标,需要用对应的函数显式声明,GeomFromText 生成的就是 geometry,GeogFromText 生成的就是 geography,否则 pgsql 会按照投影坐标系来计算两地之间的直线距离

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    LOAM 论文及原理分析「建议收藏」

    我们知道激光雷达没旋转一周返回一帧数据,.如上图左边所示我们使用单线激光对环境进行观测,如果激光雷达静止的话激光返回的点云应该如上图中右边图中的红色点云,但是激光在获取一帧点云的过程中时不断运动的,这就造成一帧点云数据中越早获得的点相对其对应的真实位置偏移量越大...固定激光雷达的轴旋转角度为180度,即从-90度到90之间往复摆动。 软件系统概括: 和源码中代码构架一样,激光里程计主要分四部分完成。...点云数据中的边角点和平面点 b寻找特征点的对应 里程计算法估计获取一帧点云时间内的运动,使用tk表示第K次扫描开始的时间。...每一次迭代Pk+1中的边缘点 和平面点 都会被投影到扫描起始点的坐标系下(用于与上一帧数据进行匹配)表示为 。P¯k中曲率大的点和曲率小的点保存在K_D树中用于寻找对应点。...插值公式如下图所示: 为了获得这一帧数据中的点和上一帧数据中点的对应关系,我们使用一个旋转矩阵R和一个平移量T表示。

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    ICRA2021| Intensity-SLAM:基于强度辅助的大规模环境定位和建图

    可以通过最小化当前点pi(包括边缘特征和平面特征)与强度图中的转换点pˆi之间的强度残差来实现: 其中M(pˆi)是强度图M中的点强度值,为了在强度图中搜索强度信息,我们引入了三线性插值。...ISC 是一个二维矩阵,通过将极坐标在方位角和径向方向上等分为 Ns 个扇区和 Nr 个环来计算。每个子空间由区域内点的最大强度表示。给定一个关键帧,我们可以从强度和几何信息中提取 ISC 描述符Ω。...为了防止误报,使用几何一致性验证来检查候选帧的相似性。对于候选循环帧,我们从全局地图中搜索附近的线和平面信息。...并且对于当前帧,通过最小化点到边缘和点到平面的距离来提取边缘和平面特征并将其匹配到相应的全局线和平面。当两帧不相关时,距离的总和通常很高。因此,可以通过对其设置阈值来过滤掉误报。...下载2 在「计算机视觉工坊」公众号后台回复:计算机视觉,即可下载计算机视觉相关17本pdf书籍,包含计算机视觉算法、Python视觉实战、Opencv3.0学习等。

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