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Visión computaciónal robótica basada en contexto

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PALMA_RODRIGO_1454D.pdf (55.36Mb)
Type
Tesis Doctorado
Program
Subdirección de Formación de Capital Humano Avanzado
Author
Palma-Amestoy, Rodrigo Alejandro
Abstract
En este trabajo se presenta el diseño e implementación de un sistema de visión robótica basadoen contexto. Los tipos de contexto considerados son: i) contexto de relaciones entre pixeles, ii)contexto físico, iii) contexto holístico, iv) contexto espacial y v) contexto temporal. Este sistema esinnovador por varias razones: i) se propone el uso de diferentes fuentes de información contextua!para mejorar el rendimiento del sistema de visión; ii) se ...   Ver más
En este trabajo se presenta el diseño e implementación de un sistema de visión robótica basadoen contexto. Los tipos de contexto considerados son: i) contexto de relaciones entre pixeles, ii)contexto físico, iii) contexto holístico, iv) contexto espacial y v) contexto temporal. Este sistema esinnovador por varias razones: i) se propone el uso de diferentes fuentes de información contextua!para mejorar el rendimiento del sistema de visión; ii) se propone tratar el sistema de visión, de estimaciónde estado de los objetos y de estimación de la pose de la auto-localización de un robotmóvil, como un sistema de percepción integrado y relacionado a través de la información de contexto,lo que permite mejorar el desempeño del sistema en conjunto; iii) se diseña una metodologíapara considerar la instancia de contexto espacio-temporal que permite estimar valores certeros deconfidencias para los objetos, la cual es general y puede ser aplicada a cualquier sistema de visiónque considere una cantidad limitada de objetos con posiciones fijas en el espacio; y iv) la informaciónde las confidencias estimadas es utilizada para el desanollo de diversas sub-etapas como sonla identificación de objetos idénticos en el ambiente, el filtrado de detecciones falsas positivas, ladetección de raptos y situaciones anómalas en el estado de la auto-localización y el reinicio de losestimadores de objetos y de la auto-localización del robot cuando es necesario.La metodología propuesta ha sido evaluada en un ambiente real y simulado equivalente al ambientede la SPL de RoboCup. Los pruebas realizadas al sistema de visión propuesto demuestranfehacientemente Ja utilidad de las instancias de contexto consideradas. En primer lugar, se ha demostradoque son eliminados más de un 60% de las detecciones falsas positivas presentes en elsistema, para ambientes con niveles de ruido perceptual medio y alto. Por otra parte, se demuestraque el tiempo durante el cual el robot se mantiene conectamente localizado es más de un 70%superior cuando se utiliza contexto respecto de cuando no se utiliza. Esta situación se produce conjuntamentegracias a la acción del filtro de raptos y los filtros de contexto en general, que favorecenla rápida re-localización y convergencia de los estimadores de la pose de los objetos y de la pose dela auto-localización del robot.El sistema implementado es factible de ser utilizado en un robot móvil real con baja capacidadde procesamiento (Procesador AMD Geode 500MHz o superior), obteniendo una tasa de operaciónsuperior a los 10 cuadros por segundo en estas condiciones.   Ver menos
Institution
Universidad de Chile
Date de publicación
2011
Academic guide
Ruiz del Solar-San Martín, Javier
Academic degree
Doctor en Ingeniería Eléctrica
Metadata
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