D435i深度相机数据读取与本地保存

1. 适用场景

D435i深度相机数据读取与本地保存项目为研究人员、开发者和工程师提供了一个完整的解决方案，适用于以下场景：

计算机视觉研究：为深度学习模型训练提供高质量的RGB-D数据集，包括彩色图像、深度图像和惯性测量单元数据。

机器人导航：保存环境的三维点云数据，用于SLAM算法开发和路径规划验证。

增强现实应用：记录真实环境的深度信息，用于虚拟物体与真实场景的精确融合。

工业检测：采集产品三维数据，用于质量控制和尺寸测量。

动作捕捉：利用IMU数据和深度信息，实现人体姿态估计和运动分析。

2. 适配系统与环境配置要求

硬件要求

• Intel RealSense D435i深度相机
• USB 3.0接口（推荐Type-C接口）
• 至少4GB内存（推荐8GB以上）
• 支持OpenGL 3.3的显卡

软件环境

操作系统支持：

• Ubuntu 18.04/20.04/22.04 LTS
• Windows 10/11
• macOS 10.14+

开发环境：

• Python 3.6-3.10
• OpenCV 4.x
• NumPy
• PyRealSense2库
• 可选：ROS Noetic或ROS2

依赖库：

pyrealsense2 >= 2.50.0
opencv-python >= 4.5.0
numpy >= 1.19.0

3. 资源使用教程

基础数据采集

import pyrealsense2 as rs
import numpy as np
import cv2

# 初始化管道
pipeline = rs.pipeline()
config = rs.config()
config.enable_stream(rs.stream.depth, 640, 480, rs.format.z16, 30)
config.enable_stream(rs.stream.color, 640, 480, rs.format.bgr8, 30)

# 开始流式传输
pipeline.start(config)

try:
    while True:
        # 等待帧
        frames = pipeline.wait_for_frames()
        depth_frame = frames.get_depth_frame()
        color_frame = frames.get_color_frame()
        
        if not depth_frame or not color_frame:
            continue
        
        # 转换为numpy数组
        depth_image = np.asanyarray(depth_frame.get_data())
        color_image = np.asanyarray(color_frame.get_data())
        
        # 保存数据
        cv2.imwrite("depth.png", depth_image)
        cv2.imwrite("color.png", color_image)
        
finally:
    pipeline.stop()

高级数据保存功能

项目支持多种数据格式保存：

• 图像格式：PNG、JPEG用于彩色图像，16位PNG用于深度图
• 点云数据：PLY格式保存完整的三维点云
• 时间戳同步：确保深度和彩色帧的时间对齐
• 元数据记录：保存相机参数和采集配置信息

批量采集模式

支持设置采集时长、帧数限制，以及自动创建时间戳文件夹结构，便于大规模数据采集。

4. 常见问题及解决办法

连接问题

问题：相机无法被识别或连接不稳定 解决：

• 检查USB线缆是否为USB 3.0规格
• 尝试不同的USB端口
• 在Linux系统中添加udev规则

帧率下降

问题：采集过程中帧率明显下降 解决：

• 降低分辨率（从1280x720降至640x480）
• 关闭不需要的流（如红外流）
• 检查CPU和内存使用情况

深度数据质量

问题：深度图像出现噪声或空洞 解决：

• 调整深度滤波器参数
• 确保环境光照充足
• 避免强反光表面

数据同步问题

问题：彩色和深度帧时间戳不同步 解决：

• 启用硬件同步功能
• 使用帧回调机制确保同时获取
• 检查时间戳对齐算法

存储空间不足

问题：长时间采集导致存储空间快速耗尽 解决：

• 使用无损压缩格式
• 设置采集间隔
• 实时数据预处理减少存储需求

性能优化建议

• 使用SSD硬盘提高写入速度
• 多线程处理数据保存操作
• 预分配文件空间减少碎片

该项目为D435i深度相机用户提供了完整的数据采集解决方案，从基础的图像捕获到高级的点云处理，涵盖了科研和工业应用中的各种需求。通过简单的API调用，用户可以快速搭建自己的数据采集系统，为后续的算法开发和模型训练提供高质量的数据支持。