Naslov
Vizualna odometrija u stvarnome vremenu za robusnu navigaciju u nepoznatim složenim okruženjima
(Real-time visual odometry for robust navigation in unknown complex environments)

Autori
Cvišić, Igor

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet elektrotehnike i računarstva

Mjesto
Zagreb

Datum
28.03

Godina
2018

Stranica
126

Mentor
Petrović, Ivan

Ključne riječi
vizualna odometrija, stereo kamera, lokalizacija, SLAM, inercijska stabilizacija
(visual odometry, stereo camera, localization, SLAM, inertial stabilization)

Sažetak
U ovome doktorskom radu opisani su algoritmi lokalizacije mobilnog agenta stereo kamerom. Razvoj algoritama bio je motiviran natjecanjem EuRoC, Izazov 3: Nadzor i održavanje postrojenja mikro-letjelicom. Prvo je opisan novorazvijeni aloritam vizualne odometrije SOFT (engl. Stereo Odometry with Feature Tracking), koji drži prvo mjesto na rang listi podatkovnog skupa KITTI već dulje od dvije godine. Algoritam SOFT zasnovan je na pomnom odabiru značajki i njihovom praćenju kroz vrijeme podpikselskom preciznošću. Također, SOFT kombinira monokularnu metodu za određivanje rotacije kamere sa stereo metodom za određivanje translacije kamere u svrhu povećanja robusnosti na nesavršeno umjeren stereo par. Nadalje, u radu je opisano proširenje vizualne odometrije na SOFT-SLAM (engl. Stereo Odometry with Feature Tracking - Simultaneous Localization and Mapping). Algoritam SOFT-SLAM oslanja se na visoku točnost vizualne odometrije, dok globalnu konzistenciju karte osigurava optimizacijom grafa položaja kamere. Razvijen je s ciljem izvođenja u stvarnome vremenu na računalu s ograničenim resursima. Stoga je organiziran u dvije glavne dretve - sinkronu dretvu vizualne odometrije koja osigurava rad u stvarnome vremenu i asinkronu dretvu kartiranja i zatvaranja petlje za globalnu konzistenciju. Algoritam SOFT-SLAM izvodi se s konstantnim periodom izvođenja 20Hz na dvije jezgre računala. Na natjecanju EuRoC, Izazov 3, Etapa IIa - Testiranje, Zadatak 2: Estimacija stanja i točnost upravljačkog sustava, SOFT-SLAM je postigao najviše bodova za točnost u konkurenciji pet finalista natjecanja. Također, u radu su uspoređeni rezultati algoritma SOFT-SLAM s rezultatima dvaju vodećih algoritama u području - ORB-SLAM2 i LSD-SLAM, i to na dvama relevantnim podatkovnim skupovima - EuRoC i KITTI. Usporedba pokazuje da u prosjeku najtočnije rezultate postiže SOFT-SLAM, uz korištenje znatno manje računalnih resursa. Nadalje, u radu je opisan razvoj nove inercijske stabilizacijske platforme za percepcijske senzore na višerotorskoj letjelici. Za razliku od standardnih rješenja, razvijena inercijska stabilizacijska platforma uspješno stabilizira senzore velikih raspona mase, pri čemu učinak stabilizacije raste proporcionalno masi senzora. Razvijena platforma značajno smanjuje utjecaj dinamike letjelice na točnost lokalizacije letjelice i kartiranja prostora.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Elektrotehnika

POVEZANOST RADA