Vizuální odometrie

Vizuální odometrie  je metoda odhadu polohy a orientace robota nebo jiného zařízení pomocí analýzy sekvence snímků pořízených kamerou (nebo kamerami), které jsou na ní namontovány. [jeden]

Techniky vizuální odometrie se používají například u počítačových optických myší . Používá se také v quadrocopters a Mars Exploration Rover [2] .

V robotice a počítačovém vidění je vizuální odometrie proces určování polohy a orientace robota analýzou souvisejících kamerových snímků. Byl použit v celé řadě robotických aplikací, například na Mars Exploration Rover.

V navigaci je odometrie obvykle spojena s využitím dat o pohybu aktuátorů (například ze snímačů otáčení) k odhadu změn polohy v prostoru. Tato metoda má své nevýhody v důsledku prokluzu a nepřesností při pohybu na nerovných površích a také není použitelná u robotů s nestandardními způsoby pohybu, například při chůzi.

Vizuální odometrie je vhodná pro přesnou navigaci při použití jakéhokoli typu pohybu na tvrdém povrchu.

Algoritmus

Většina existujících přístupů vizuální odometrie je založena na následujících krocích.

  1. Získání vstupního obrázku
    • Existují systémy vizuální odometrie mono- (s jednou kamerou) [3] [4] a stereo - (se dvěma) [4] [5] nebo panoramatické (všesměrové) kamery . [6] [7]
  2. Oprava obrazu
  3. Detekujte a sledujte prvky v různých snímcích
  4. Identifikace odlehlých hodnot vektorů pole optického toku a jejich korekce [8]
  5. odhad pohybu kamery pomocí korigovaného optického toku [9] [10] [11] [12]

Technika přímé vizuální odometrie provádí výše uvedené operace přímo ve snímači. [5] [13] [14]

Viziometrie vyhodnocuje rovinné rotační pohyby mezi snímky pomocí fázové korelace namísto extrakce rysů. [15] [16]

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Vizuální odometrie . Získáno 2. května 2012. Archivováno z originálu 7. května 2012.
  2. ↑ Maimone, M.; Cheng, Y.; Matthies, L. (2007). „Dva roky vizuální ujeté vzdálenosti na Mars Exploration Rovers“ (PDF) . Journal of Field Robotics . 24 (3): 169-186. CiteSeerX  10.1.1.104.3110 . DOI : 10.1002/rob.20184 . Archivováno (PDF) z originálu dne 2014-03-30 . Získáno 2008-07-10 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
  3. ↑ Chhaniyara, Savan; KASPAR ALTHOEFER; LAKMAL D. SENEVIRÁTNÉ (2008). „Technika vizuální ujeté vzdálenosti pomocí identifikace kruhových značek pro odhad parametrů pohybu“ . Pokroky v mobilní robotice: sborník z jedenácté mezinárodní konference o lezeckých a chodících robotech a podpůrných technologiích pro mobilní stroje, Coimbra, Portugalsko . Jedenáctá mezinárodní konference o lezeckých a chodících robotech a podpůrných technologiích pro mobilní stroje . 11 . World Scientific, 2008. Archivováno 24. února 2012 na Wayback Machine
  4. ↑ 12 Nister , D; Naroditsky, O.; Bergen, J (leden 2004). Vizuální odometrie . Počítačové vidění a rozpoznávání vzoru, 2004. CVPR 2004. 1 . str. I–652–I–659 Sv.1. DOI : 10.1109/CVPR.2004.1315094 .
  5. ↑ 12 Comport , A.I.; Malis, E.; Rives, P. (2010). F. Chaumette; P. Corke; P. Newman, ed. „Kvadrifokální vizuální odometrie v reálném čase“. International Journal of Robotics Research . 29 (2-3): 245-266. CiteSeerX  10.1.1.720.3113 . DOI : 10.1177/0278364909356601 . S2CID  15139693 .
  6. ↑ Scaramuzza, D.; Siegwart, R. (říjen 2008). "Vzhledem řízená monokulární všesměrová vizuální odometrie pro venkovní pozemní vozidla." IEEE Transactions on Robotics . 24 (5): 1015-1026. DOI : 10.1109/TRO.2008.2004490 . HDL : 20.500.11850/14362 . S2CID  13894940 .
  7. ↑ Corke, P.; Strelow, D.; Singh, S. "Všesměrová vizuální odometrie pro planetární rover." Inteligentní roboty a systémy, 2004. (IROS 2004). Sborník. 2004 Mezinárodní konference IEEE/RSJ dne . 4 . DOI : 10.1109/IROS.2004.1390041 .
  8. ↑ Campbell, J.; Sukthankar, R.; Nourbakhsh, I.; Pittsburgh, IR "Techniky pro vyhodnocení optického toku pro vizuální odometrii v extrémním terénu." Inteligentní roboty a systémy, 2004. (IROS 2004). Sborník. 2004 Mezinárodní konference IEEE/RSJ dne . 4 . DOI : 10.1109/IROS.2004.1389991 .
  9. ↑ Sunderhauf, N. Vizuální odometrie pomocí řídkého nastavení svazku na autonomním venkovním vozidle // Tagungsband Autonome Mobile Systeme 2005  / Sunderhauf, N., Konolige, K., Lacroix, S. … [ a další ] . — Springer Verlag, 2005. — S. 157–163. Archivováno 11. února 2009 na Wayback Machine
  10. ↑ Konolige, K.; Agrawal, M.; Bolles, R.C.; Cowan, C.; Fischler, M.; Gerkey, B. P. (2006). „Venkovní mapování a navigace pomocí stereo vidění“. Proč. Mezinár. Symp. O experimentální robotice (ISER) . Springer Tracts v pokročilé robotice. 39 : 179-190. DOI : 10.1007/978-3-540-77457-0_17 . ISBN  978-3-540-77456-3 .
  11. ↑ Olson, C.F.; Matthies, L.; Schoppers, M.; Maimone, M. W. (2002). „Navigace roverem pomocí stereo ego-motion“ (PDF) . Robotika a autonomní systémy . 43 (4): 215-229. DOI : 10.1016/s0921-8890(03)00004-6 . Archivováno (PDF) z originálu dne 2016-03-03 . Získáno 06.06.2010 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
  12. ↑ Cheng, Y.; Maimone, M. W.; Matthies, L. (2006). „Vizuální odometrie na Mars Exploration Rovers“ . IEEE Robotics and Automation Magazine . 13 (2): 54-62. CiteSeerX  10.1.1.297.4693 . DOI : 10.1109/MRA.2006.1638016 . S2CID  15149330 .
  13. ↑ Engel, Jakub; Schops, Thomas; Cremers, Daniel (2014). „LSD-SLAM: Přímý monokulární SLAM ve velkém měřítku“ (PDF) . Ve flotile D.; Pajdla T.; Schiele B.; Tuytelaars T. Počítačové vidění . Evropská konference o počítačovém vidění 2014. Poznámky k přednáškám z informatiky. 8690 . DOI : 10.1007/978-3-319-10605-2_54 . Archivováno 22. října 2014 na Wayback Machine
  14. ↑ Engel, Jakub; Sturm, Jürgen; Cremers, Daniel (2013). „Semi-Dense Visual Odometrie pro monokulární fotoaparát“ (PDF) . Mezinárodní konference IEEE o počítačovém vidění (ICCV) . CiteSeerX  10.1.1.402.6918 . DOI : 10.1109/ICCV.2013.183 . Archivováno 20. května 2014 na Wayback Machine
  15. ↑ Zaman, M. (2007). „Vysoce přesná relativní lokalizace pomocí jedné kamery“. Robotika a automatizace, 2007. (ICRA 2007). Sborník. 2007 Mezinárodní konference IEEE dne . DOI : 10.1109/ROBOT.2007.364078 .
  16. ↑ Zaman, M. (2007). „Relativní lokalizace ve vysokém rozlišení pomocí dvou kamer“. Journal of Robotics and Autonomous Systems (JRAS) . 55 (9): 685-692. DOI : 10.1016/j.robot.2007.05.008 .