بهبود تخمين مكان و زاويه ديد دوربين متحرك در فضاي بسته

دكتري

تخمين مكان و زاويه ديد دوربين در دنباله تصاوير يكي از مسائل پر چالش در حوزه بينايي ماشين به خصوص بينايي ماشين سه‌بعدي است كه براي كاربردهاي متعددي از جمله ناوبري ربات و واقعيت افزوده استفاده مي‌شود. براي اين منظور ابتدا به كمك تناظر نقاط كليدي در چند تصوير، تخميني از مدل سه‌بعدي صحنه محاسبه مي‌شود، سپس به كمك تناظر ميان نقاط دوبعدي در تصوير و نقاط سه‌بعدي صحنه، مكان و زاويه ديد دوربين محاسبه مي‌گردد. در اين رساله تلاش شده است رويكردي جديد در زمينه تخمين مكان و زاويه ديد دوربين در دنباله تصاوير دوربين‌هاي تك ديد ارائه شود. اساس رويكرد پيشنهادي بر مبناي استفاده از سابقه حركت دوربين براي تخمين وضعيت آن است. در اين روش حركت دوربين بوسيله يك فيلتر كالمن توسعه يافته مدل شده و در هر گام تخميني از وضعيت جديد آن محاسبه مي‌شود (مرحله پيش‌بيني). سپس بر اساس مشاهدات، مقدار دقيق‌تري از اين تخمين محاسبه مي‌گردد (مرحله تصحيح). استفاده از فيلتر كالمن اين امكان را فراهم مي‌كند كه به كمك يك چارچوب احتمالاتي، عدم قطعيت در ورودي الگوريتم (نقاط سه‌بعدي) و مشاهدات (نقاط دوبعدي)، در محاسبات لحاظ شود. اين موضوع باعث افزايش مقاومت روش پيشنهادي خواهد شد تا جايي كه در يك دنباله طولاني بدون اتكا به روش‌هاي تنظيم دسته‌اي، با دقت قابل قبولي قادر به تخمين ضرايب خارجي دوربين خواهد بود. آزمايشات انجام گرفته با استفاده از دادگان مصنوعي و دادگان حقيقي نشان مي‌دهد روش پيشنهادي از جنبه دقت و مقاومت در برابر خطا، نسبت به آخرين روش‌هاي موجود در اين زمينه برتري دارد و اين در حالي است كه سرعت اجراي آن نيز از مرتبه زماني O(n) بوده و همتراز و گاها پايين‌تر از ساير روش‌ها است.

196333

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر بهروز نصيحت كن

مهندسي كامپيوتر - هوش مصنوعي و رباتيك

دكتر محسن سرياني