تخمين موقعيت دوربين در دنباله‌اي از تصاوير تك‌ديدي

دكتري

دنبال نمودن مسير حركت دوربين و يا تخمين متغيرهاي بيروني دوربين به¬كمك دنباله¬اي از تصاوير، داراي كاربردهاي گوناگوني است. از ميان اين كاربردها مي¬توان به ناوبري ربات و تعيين محل آن در حوزه رباتيك، محاسبه ساختار سه¬بعدي صحنه به كمك متغيرهاي حركت دوربين و واقعيت افزوده در حوزه بينايي ماشين و همچنين تهيه مدل¬هاي ارتفاعي رقومي به¬كمك تصاوير هوايي در حوزه فتوگرامتري اشاره نمود. راهكارهاي موثر كنوني براي رديابي مسير حركت دوربين بيشتر از سوي پژوهشگران حوزه بينايي ربات پيشنهاد شده است. در اين راستا با تركيب مجموعه روابط موجود در هندسه افكنشي و روش¬هاي گوناگون تخمين موقعيت ربات به¬كمك مباحث مطرح در تئوري تخمين راه¬حل¬هاي گوناگوني پيشنهاد شده است. ساخت نقشه نخستين، يافتن ارتباط ميان تصاوير پي¬درپي و يافتن راهبرد مناسب براي گسترش نقشه، بخش¬هاي مهم و پر چالش هرگونه سامانه تخمين موقعيت دوربين برپايه دنباله¬اي از تصاوير تك-ديدي است. در اين پايان¬نامه يك راهكارِ برپايه ويژگي براي دنبال نمودن مسير حركت دوربين براي دنباله¬اي از تصاوير تك-ديدي پيشنهاد مي¬شود. تصاوير بكار گرفته شده، در فضاي داخل ساختمان و با بيشينه عمق پنج تا شش متر تهيه شده¬اند. در راهكار پيشنهادي نخست به¬كمك چند تصوير واسنجيده شده فرآيند موقعيت‌يابي و ساختن نقشه اوليه متريك شروع مي‌شود. تخمين پارامترهاي بيروني دوربين برپايه دانشي است كه رديابي نقاط ويژگي فراهم مي¬كند. همچنين سرعت حركت دوربين نيز به گونه¬اي است كه ماتي تصاوير در بيشتر قاب¬ها براي رديابي نقاط ويژگي چالش بزرگي نيست. روال رديابي نقاط ويژگي در تصاوير پي¬در¬پي با بكارگيري يك روش هرمي برپايه شيوه جريان نوري لوكاس-كاناده انجام مي‌شود. با بهره‌گيري از تناظرهاي بدست آمده و همچنين ساختار كنوني نقشه، پارامترهاي حركت دوربين در چارچوب يك فيلتر ذره¬اي تخمين زده مي¬شود. براي ارزيابي روش پيشنهاد شده دو دسته داده بكار گرفته شده¬اند. دسته اول ويديوهايي است كه با بهره¬گيري از يك دوربين معمولي از پيرامون يك ميز كامپيوتر در فضاي داخل آزمايشگاه تهيه شده-اند و دسته دوم ويديوهاي RGBD توليد شده از سوي دانشگاه صنعتي مونيخ هستند. دوربينِ بكار گرفته شده در هر دو دسته داده بالا، واسنجيده فرض شده است. نتايج آزمايش¬ها نشان مي-دهند كه درالگوريتم پيشنهادي مسير حركت دوربين با دقت خوبي دنبال شده است. هر چند كه مسير طولاني است، بطور ميانگين خطاي جابجايي دوربين حدود 5 سانتيمتر و خطاي دوران دوربين نيز حدود 6 درجه است.

193423

دانشگاه علم و صنعت ايران

هوش مصنوعي

دكتر پيمان كبيري