Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

У робототехніці і комп ютерному баченні візуальна одометрія процес визначення позиції і орієнтації робота шляхом аналізу

Візуальна одометрія

Візуальна одометрія

У робототехніці і комп'ютерному баченні, візуальна одометрія — процес визначення позиції і орієнтації робота шляхом аналізу послідовних зображень отриманих за допомогою камери. Він використовується в багатьох застосуваннях робототехніки, наприклад ця техніка була використана для побудови марсоходу NASA.

image
Вектор оптичного потоку рухомого об'єкта у відеопослідовності.

Огляд

У навігації, одометрія це процес використання даних про оточення і давачів руху для визначення змін позиції робота, для цього використовуються такі пристрої як давачі кута повороту для вимірювання обертів коліс. Хоча такий метод корисний для багатьох колісних або гусеничних транспортних засобів, традиційні методи одометрії не можна застосувати для [en] із нестандартними методами пересування, наприклад роботів, що рухаються завдяки ногам. Крім того, метод одометрії має проблеми з точністю, оскільки колеса можуть проковзувати і тим самим вносити похибку в оцінку пройденої відстані. Помилка збільшується коли транспортний засіб рухається по нерівним поверхням. Помилки мають тенденцію накопичуватись з плином часу.

Візуальна одометрія є процесом визначення подібної інформації для оцінки відстані переміщення на основі послідовних зображень отриманих з камери. Візуальна одометрія дозволяє підвищити точність навігаційних приладів у роботах або транспортних засобах, які використовують будь-який спосіб пересування відносно поверхні.

Алгоритм

Більшість з існуючих підходів у візуальній одометрії мають в основі наступні кроки.

  1. Маємо ряд вхідних зображень: відзнятих з використанням однієї камери,стерео камери, або всенаправленої камери.
  2. Корекція зображень: застосовуються техніки обробки зображень для усунення спотворень об'єктива і т. д.
  3. Виявлення ознак: визначити оператори пошуку і знайти відповідності ознак по кадрам і побудувати поле оптичного потоку.
    1. Використовується кореляція для встановлення відповідності двох зображень, і не довгострокових відстежень ознак.
    2. Виділення ознак і кореляція.
    3. Побудова поля оптичного потоку (Метод Лукаса — Канаде).
  4. Перевірка векторів оптичного потоку на наявність потенційних помилок і видалення відхилень.
  5. Визначення руху камери із оптичного потоку.
    1. Варіант 1: Фільтр Калмана для оцінки розподілу.
    2. Варіант 2: віднайти геометричні і 3D властивості об'єктів, які мінімізують функцію втрат, що заснована на оцінці помилки повторної проєкції між двома сусідніми зображеннями. Це можна здійснити за допомогою математичної мінімізації або випадкового відбору.
  6. Періодична репопуляція точок шляху для підтримки відповідності шляху вздовж зображення.

Альтернативою до методу виділення ознак є «прямий» метод який мінімізує помилку напряму в просторі зображення без попереднього пошуку ознак і їх порівняння.

Інший метод, визначає площинні переміщення і повороти між зображеннями використовуючи метод фазової кореляції замість виділення ознак.

Див. також

Примітки

  1. Maimone, M.; Cheng, Y.; Matthies, L. (2007). (PDF). Journal of Field Robotics. 24 (3): 169—186. doi:10.1002/rob.20184. Архів оригіналу (PDF) за 30 березня 2014. Процитовано 10 липня 2008.
  2. Chhaniyara, Savan; KASPAR ALTHOEFER ;LAKMAL D. SENEVIRATNE (2008). . Advances in Mobile Robotics: Proceedings of the Eleventh International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines, Coimbra, Portugal. The Eleventh International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines. Т. 11. World Scientific, 2008. Архів оригіналу за 24 лютого 2012. Процитовано 3 березня 2015.
  3. Nister, D; Naroditsky, O.; Bergen, J (Jan 2004). Visual Odometry. Computer Vision and Pattern Recognition, 2004. CVPR 2004. Т. 1. с. I–652 - I--659 Vol.1. doi:10.1109/CVPR.2004.1315094.
  4. Comport, A.I.; Malis, E.; Rives, P. (2010). Guest Editors, F. Chaumette, P. Corke and P. Newman (ред.). Real-time Quadrifocal Visual Odometry. International Journal of Robotics Research, Special issue on Robot Vision. 29 (2-3): 245—266. doi:10.1177/0278364909356601.
  5. Scaramuzza, D.; Siegwart, R. (October 2008). Appearance-Guided Monocular Omnidirectional Visual Odometry for Outdoor Ground Vehicles. IEEE Transactions on Robotics: 1—12. Процитовано 20 жовтня 2008.
  6. Corke, P.; Strelow, D.; Singh, S. Omnidirectional visual odometry for a planetary rover. Intelligent Robots and Systems, 2004.(IROS 2004). Proceedings. 2004 IEEE/RSJ International Conference on. Т. 4.
  7. Campbell, J.; Sukthankar, R.; Nourbakhsh, I.; Pittsburgh, I.R. Techniques for evaluating optical flow for visual odometry in extreme terrain. Intelligent Robots and Systems, 2004.(IROS 2004). Proceedings. 2004 IEEE/RSJ International Conference on. Т. 4.
  8. Sunderhauf, N.; Konolige, K.; Lacroix, S.; Protzel, P. (2005). (PDF). Levi, Schanz, Lafrenz, and Avrutin, editors, Tagungsband Autonome Mobile Systeme: 157—163. Архів оригіналу (PDF) за 11 лютого 2009. Процитовано 10 липня 2008.
  9. Konolige, K.; Agrawal, M.; Bolles, R.C.; Cowan, C.; Fischler, M.; Gerkey, B.P. (2006). Outdoor mapping and navigation using stereo vision (PDF). Proc. of the Intl. Symp. on Experimental Robotics (ISER). Процитовано 10 липня 2008.[недоступне посилання]
  10. Olson, C.F.; Matthies, L.;Schoppers, M.; Maimone, M.W. (2002). (PDF). Robotics and Autonomous Systems. 43: 215—229. doi:10.1016/s0921-8890(03)00004-6. Архів оригіналу (PDF) за 3 березня 2016. Процитовано 6 червня 2010.
  11. Cheng, Y.; Maimone, M.W.; Matthies, L. (2006). Visual Odometry on the Mars Exploration Rovers (PDF). IEEE Robotics and Automation Magazine. 13 (2): 54—62. doi:10.1109/MRA.2006.1638016. Процитовано 10 липня 2008.
  12. Engel, Jakob; Schöps, Thomas; Cremers, Daniel (2014). (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 22 жовтня 2014. Процитовано 3 березня 2015. {{}}: Проігноровано |contribution= ()
  13. Engel, Jakob; Sturm, Jürgen; Cremers, Daniel (2013). (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 20 травня 2014. Процитовано 3 березня 2015. {{}}: Проігноровано |contribution= ()
  14. Zaman, M. (2007). High Precision Relative Localization Using a Single Camera. Robotics and Automation, 2007.(ICRA 2007). Proceedings. 2007 IEEE International Conference on.
  15. Zaman, M. (2007). High resolution relative localisation using two cameras. Journal of Robotics and Autonomous Systems (JRAS). Elsevier: 685—692.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

U robototehnici i komp yuternomu bachenni vizualna odometriya proces viznachennya poziciyi i oriyentaciyi robota shlyahom analizu poslidovnih zobrazhen otrimanih za dopomogoyu kameri Vin vikoristovuyetsya v bagatoh zastosuvannyah robototehniki napriklad cya tehnika bula vikoristana dlya pobudovi marsohodu NASA Vektor optichnogo potoku ruhomogo ob yekta u videoposlidovnosti OglyadU navigaciyi odometriya ce proces vikoristannya danih pro otochennya i davachiv ruhu dlya viznachennya zmin poziciyi robota dlya cogo vikoristovuyutsya taki pristroyi yak davachi kuta povorotu dlya vimiryuvannya obertiv kolis Hocha takij metod korisnij dlya bagatoh kolisnih abo gusenichnih transportnih zasobiv tradicijni metodi odometriyi ne mozhna zastosuvati dlya en iz nestandartnimi metodami peresuvannya napriklad robotiv sho ruhayutsya zavdyaki nogam Krim togo metod odometriyi maye problemi z tochnistyu oskilki kolesa mozhut prokovzuvati i tim samim vnositi pohibku v ocinku projdenoyi vidstani Pomilka zbilshuyetsya koli transportnij zasib ruhayetsya po nerivnim poverhnyam Pomilki mayut tendenciyu nakopichuvatis z plinom chasu Vizualna odometriya ye procesom viznachennya podibnoyi informaciyi dlya ocinki vidstani peremishennya na osnovi poslidovnih zobrazhen otrimanih z kameri Vizualna odometriya dozvolyaye pidvishiti tochnist navigacijnih priladiv u robotah abo transportnih zasobah yaki vikoristovuyut bud yakij sposib peresuvannya vidnosno poverhni AlgoritmBilshist z isnuyuchih pidhodiv u vizualnij odometriyi mayut v osnovi nastupni kroki Mayemo ryad vhidnih zobrazhen vidznyatih z vikoristannyam odniyeyi kameri stereo kameri abo vsenapravlenoyi kameri Korekciya zobrazhen zastosovuyutsya tehniki obrobki zobrazhen dlya usunennya spotvoren ob yektiva i t d Viyavlennya oznak viznachiti operatori poshuku i znajti vidpovidnosti oznak po kadram i pobuduvati pole optichnogo potoku Vikoristovuyetsya korelyaciya dlya vstanovlennya vidpovidnosti dvoh zobrazhen i ne dovgostrokovih vidstezhen oznak Vidilennya oznak i korelyaciya Pobudova polya optichnogo potoku Metod Lukasa Kanade Perevirka vektoriv optichnogo potoku na nayavnist potencijnih pomilok i vidalennya vidhilen Viznachennya ruhu kameri iz optichnogo potoku Variant 1 Filtr Kalmana dlya ocinki rozpodilu Variant 2 vidnajti geometrichni i 3D vlastivosti ob yektiv yaki minimizuyut funkciyu vtrat sho zasnovana na ocinci pomilki povtornoyi proyekciyi mizh dvoma susidnimi zobrazhennyami Ce mozhna zdijsniti za dopomogoyu matematichnoyi minimizaciyi abo vipadkovogo vidboru Periodichna repopulyaciya tochok shlyahu dlya pidtrimki vidpovidnosti shlyahu vzdovzh zobrazhennya Alternativoyu do metodu vidilennya oznak ye pryamij metod yakij minimizuye pomilku napryamu v prostori zobrazhennya bez poperednogo poshuku oznak i yih porivnyannya Inshij metod viznachaye ploshinni peremishennya i povoroti mizh zobrazhennyami vikoristovuyuchi metod fazovoyi korelyaciyi zamist vidilennya oznak Div takozhOptichnij potik Odometriya Chislennya koordinat Dead Reckoning PrimitkiMaimone M Cheng Y Matthies L 2007 PDF Journal of Field Robotics 24 3 169 186 doi 10 1002 rob 20184 Arhiv originalu PDF za 30 bereznya 2014 Procitovano 10 lipnya 2008 Chhaniyara Savan KASPAR ALTHOEFER LAKMAL D SENEVIRATNE 2008 Advances in Mobile Robotics Proceedings of the Eleventh International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines Coimbra Portugal The Eleventh International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines T 11 World Scientific 2008 Arhiv originalu za 24 lyutogo 2012 Procitovano 3 bereznya 2015 Nister D Naroditsky O Bergen J Jan 2004 Visual Odometry Computer Vision and Pattern Recognition 2004 CVPR 2004 T 1 s I 652 I 659 Vol 1 doi 10 1109 CVPR 2004 1315094 Comport A I Malis E Rives P 2010 Guest Editors F Chaumette P Corke and P Newman red Real time Quadrifocal Visual Odometry International Journal of Robotics Research Special issue on Robot Vision 29 2 3 245 266 doi 10 1177 0278364909356601 Scaramuzza D Siegwart R October 2008 Appearance Guided Monocular Omnidirectional Visual Odometry for Outdoor Ground Vehicles IEEE Transactions on Robotics 1 12 Procitovano 20 zhovtnya 2008 Corke P Strelow D Singh S Omnidirectional visual odometry for a planetary rover Intelligent Robots and Systems 2004 IROS 2004 Proceedings 2004 IEEE RSJ International Conference on T 4 Campbell J Sukthankar R Nourbakhsh I Pittsburgh I R Techniques for evaluating optical flow for visual odometry in extreme terrain Intelligent Robots and Systems 2004 IROS 2004 Proceedings 2004 IEEE RSJ International Conference on T 4 Sunderhauf N Konolige K Lacroix S Protzel P 2005 PDF Levi Schanz Lafrenz and Avrutin editors Tagungsband Autonome Mobile Systeme 157 163 Arhiv originalu PDF za 11 lyutogo 2009 Procitovano 10 lipnya 2008 Konolige K Agrawal M Bolles R C Cowan C Fischler M Gerkey B P 2006 Outdoor mapping and navigation using stereo vision PDF Proc of the Intl Symp on Experimental Robotics ISER Procitovano 10 lipnya 2008 nedostupne posilannya Olson C F Matthies L Schoppers M Maimone M W 2002 PDF Robotics and Autonomous Systems 43 215 229 doi 10 1016 s0921 8890 03 00004 6 Arhiv originalu PDF za 3 bereznya 2016 Procitovano 6 chervnya 2010 Cheng Y Maimone M W Matthies L 2006 Visual Odometry on the Mars Exploration Rovers PDF IEEE Robotics and Automation Magazine 13 2 54 62 doi 10 1109 MRA 2006 1638016 Procitovano 10 lipnya 2008 Engel Jakob Schops Thomas Cremers Daniel 2014 PDF Arhiv originalu PDF za 22 zhovtnya 2014 Procitovano 3 bereznya 2015 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Proignorovano contribution dovidka Engel Jakob Sturm Jurgen Cremers Daniel 2013 PDF Arhiv originalu PDF za 20 travnya 2014 Procitovano 3 bereznya 2015 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite journal title Shablon Cite journal cite journal a Proignorovano contribution dovidka Zaman M 2007 High Precision Relative Localization Using a Single Camera Robotics and Automation 2007 ICRA 2007 Proceedings 2007 IEEE International Conference on Zaman M 2007 High resolution relative localisation using two cameras Journal of Robotics and Autonomous Systems JRAS Elsevier 685 692

Дата публікації:
Топ