Visuel odometri

Visuel odometri  er en metode til at estimere positionen og orienteringen af ​​en robot eller anden enhed ved at analysere en sekvens af billeder taget af et kamera (eller kameraer) monteret på den. [en]

Visuelle odometriske teknikker bruges for eksempel i optiske computermus . Bruges også i quadrocoptere og Mars Exploration Rover [2] .

I robotteknologi og computersyn er visuel odometri processen med at bestemme positionen og orienteringen af ​​en robot ved at analysere tilhørende kamerabilleder. Det er blevet brugt i en lang række robotapplikationer, såsom på Mars Exploration Rover.

I navigation er odometri normalt forbundet med brugen af ​​data om bevægelsen af ​​aktuatorer (for eksempel fra rotationssensorer) for at estimere ændringer i position i rummet. Denne metode har sine ulemper på grund af glidning og unøjagtigheder ved bevægelse på ujævne overflader, og den er heller ikke anvendelig i robotter med ikke-standardiserede bevægelsesmetoder, for eksempel i gående.

Visuel odometri er velegnet til præcis navigation ved brug af enhver form for bevægelse på hårde overflader.

Algoritme

De fleste af de eksisterende metoder til visuel odometri er baseret på følgende trin.

  1. Henter inputbilledet
    • Der er systemer med visuel odometri mono- (med et kamera) [3] [4] og stereo - (med to) [4] [5] eller panorama (omnidirektionelle) kameraer . [6] [7]
  2. Billedkorrektion
  3. Registrer og spor funktioner på tværs af forskellige rammer
  4. Identifikation af outlierværdier for de optiske flowfeltvektorer og deres korrektion [8]
  5. estimering af kamerabevægelse ved korrigeret optisk flow [9] [10] [11] [12]

Den direkte visuelle odometri-teknik udfører ovenstående operationer direkte i sensoren. [5] [13] [14]

Visiometri evaluerer plane rotationsbevægelser mellem billeder ved hjælp af fasekorrelation i stedet for funktionsekstraktion. [15] [16]

Se også

Noter

  1. ↑ Visuel odometri . Hentet 2. maj 2012. Arkiveret fra originalen 7. maj 2012.
  2. ↑ Maimone, M.; Cheng, Y.; Matthies, L. (2007). "To års visuel odometri på Mars Exploration Rovers" (PDF) . Journal of Field Robotics . 24 (3): 169-186. CiteSeerX  10.1.1.104.3110 . DOI : 10.1002/rob.20184 . Arkiveret (PDF) fra originalen 2014-03-30 . Hentet 2008-07-10 . Forældet parameter brugt |deadlink=( hjælp )
  3. ↑ Chhaniyara, Savan; KASPAR ALTHOEFER; LAKMAL D. SENEVIRATNE (2008). "Visuel odometrisk teknik ved hjælp af cirkulær markøridentifikation til estimering af bevægelsesparameter" . Fremskridt inden for mobile robotter: Proceedings of the Eleventh International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines, Coimbra, Portugal . Den ellevte internationale konference om klatre- og gårobotter og støtteteknologier til mobile maskiner . 11 . World Scientific, 2008. Arkiveret 24. februar 2012 på Wayback Machine
  4. ↑ 12 Nister , D; Naroditsky, O.; Bergen, J (Jan 2004). Visuel odometri . Computer Vision and Pattern Recognition, 2004. CVPR 2004. 1 . pp. I–652–I–659 Vol.1. DOI : 10.1109/CVPR.2004.1315094 .
  5. ↑ 12 Comport , A.I.; Malis, E.; Rives, P. (2010). F. Chaumette; P. Corke; P. Newman, red. "Real-time Quadrifocal Visual Odometry". 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. (oktober 2008). "Udseendestyret monokulær omnidirektionel visuel odometri til udendørs terrængående køretøjer." IEEE-transaktioner på robotteknologi . 24 (5): 1015-1026. DOI : 10.1109/TRO.2008.2004490 . HDL : 20.500.11850/14362 . S2CID  13894940 .
  7. ↑ Corke, P.; Strelow, D.; Singh, S. "Omnidirektionel visuel odometri for en planetarisk rover." Intelligente robotter og systemer, 2004. (IROS 2004). Sager. 2004 IEEE/RSJ International konference den . 4 . DOI : 10.1109/IROS.2004.1390041 .
  8. ↑ Campbell, J.; Sukthankar, R.; Nourbakhsh, I.; Pittsburgh, IR "Teknikker til evaluering af optisk flow til visuel odometri i ekstremt terræn." Intelligente robotter og systemer, 2004. (IROS 2004). Sager. 2004 IEEE/RSJ International konference den . 4 . DOI : 10.1109/IROS.2004.1389991 .
  9. ↑ Sunderhauf, N. Visuel odometri ved hjælp af sparsom bundtjustering på et autonomt udendørs køretøj // Tagungsband Autonome Mobile Systeme 2005  / Sunderhauf, N., Konolige, K., Lacroix, S. … [ og andre ] . — Springer Verlag, 2005. — S. 157–163. Arkiveret 11. februar 2009 på Wayback Machine
  10. ↑ Konolige, K.; Agrawal, M.; Bolles, R.C.; Cowan, C.; Fischler, M.; Gerkey, B.P. (2006). "Udendørs kortlægning og navigation ved hjælp af stereovision". Proc. Af Intl. Symp. Om eksperimentel robotik (ISER) . Springer Tracts in Advanced Robotics. 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). "Rover navigation ved hjælp af stereo ego-motion" (PDF) . Robotteknologi og autonome systemer . 43 (4): 215-229. DOI : 10.1016/s0921-8890(03)00004-6 . Arkiveret (PDF) fra originalen 2016-03-03 . Hentet 2010-06-06 . Forældet parameter brugt |deadlink=( hjælp )
  12. ↑ Cheng, Y.; Maimone, M.W.; Matthies, L. (2006). "Visuel Odometri på 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, Jacob; Schops, Thomas; Cremers, Daniel (2014). "LSD-SLAM: Large-Scale Direct Monocular SLAM" (PDF) . I Flåde D.; Pajdla T.; Schiele B.; Tuytelaars T. Computer Vision . European Conference on Computer Vision 2014. Lecture Notes in Computer Science. 8690 . DOI : 10.1007/978-3-319-10605-2_54 . Arkiveret 22. oktober 2014 på Wayback Machine
  14. ↑ Engel, Jacob; Sturm, Jürgen; Cremers, Daniel (2013). "Semi-Dense Visual Odometry for a Monocular Camera" (PDF) . IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV) . CiteSeerX  10.1.1.402.6918 . DOI : 10.1109/ICCV.2013.183 . Arkiveret 20. maj 2014 på Wayback Machine
  15. ↑ Zaman, M. (2007). "Relativ lokalisering med høj præcision ved hjælp af et enkelt kamera". Robotik og automatisering, 2007. (ICRA 2007). Sager. 2007 IEEE international konference om . DOI : 10.1109/ROBOT.2007.364078 .
  16. ↑ Zaman, M. (2007). "Relativ lokalisering i høj opløsning ved hjælp af to kameraer". Journal of Robotics and Autonomous Systems (JRAS) . 55 (9): 685-692. DOI : 10.1016/j.robot.2007.05.008 .