Publication: Estimación de la distancia recorrida por un robot móvil mediante la utilización de descriptores SURF
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Publication date
2009-11
Defense date
2009
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El objetivo que persigue el Proyecto Final de Carrera descrito
en este documento es el desarrollo de un algoritmo para la obtención de la
posición, centrándonos en el cálculo de la distancia recorrida y la velocidad de
un robot móvil que desempeñe su actividad en el interior de un edificio. Para
ello contamos con una cámara estéreo Point Grey Bumblebee2, con la cual se
extraerán varias secuencias de imágenes y a partir del procesamiento de éstas
pretendemos obtener dichos resultados. De cada par de imágenes estéreo se
extraerán una serie de puntos característicos, usando para ello los algoritmos
de extracción de características SIFT1 y SURF2. Los puntos extraídos
servirán como puntos de referencia para la estimación de la posición y del
movimiento. Una vez hecho esto, se buscarán coincidencias entre los puntos
obtenidos en dos pares de imágenes estéreo consecutivas temporalmente. Las
coincidencias las utilizaremos para determinar, mediante la aplicación del
modelo pin-hole en una cámara estéreo, las coordenadas reales (X,Y,Z) de los
puntos obtenidos en las imágenes. Con el valor de la profundidad de un mismo
punto en dos instantes consecutivos podremos obtener el desplazamiento del
robot, y con dicho desplazamiento y la diferencia temporal entre la captura
de ambas imágenes podremos estimar la velocidad que ha llevado el robot en
su trayectoria. En cuanto a la estructura de este documento, éste está compuesto por
6 capítulos y 2 apéndices. En el segundo capítulo se describe el estado del
arte, en el cual se comenta, brevemente y de manera general, la situación en
la que se encuentra hoy en día la navegación autónoma de robots por medio
de técnicas de visión por computador, concretando para el caso en el que se emplean cámaras de vídeo. En el tercer capítulo se hace una descripción del
modelo Pin-Hole, que es el utilizado para determinar la correspondencia de
un punto en el plano de la imagen obtenida con la cámara con su posición real
en el espacio. En el cuarto capítulo se hace una introducción a la visión estereoscópica. Por su parte, en el quinto capítulo se introducen los principales
métodos disponibles de extracción de características de imágenes, haciendo
hincapié en las dos alternativas estudiadas en este proyecto: los descriptores
SIFT y SURF. En este capítulo, además, se compararán ambas alternativas
para justificar el procedimiento empleado finalmente. En el quinto capítulo se
muestran los resultados obtenidos las diferentes situaciones que se ha probado
el algoritmo implementado. En el último y sexto capítulo se incluyen las
conclusiones y las expectativas futuras. Por último, en los apéndices se incluyen
el procedimiento de cálculo del movimiento del robot y las características
de la cámara empleada.
Description
Keywords
Robótica, Robots móviles