آرش عظیمی فرد؛ علی حسینی نوه احمدآبادیان
چکیده
به‌دلیل پیچیدگی‌های پردازش فریم برای تعیین موقعیت و تهیه نقشه در الگوریتم‌های ماشین بینایی و فتوگرامتری، روش‌های انتخاب فریم‌های کلیدی به‌منظور افزایش کارایی الگوریتم‌ها معرفی شدند که در عین حفظ دقت و استحکام الگوریتم، حجم پردازش‌ها را کاهش می‌دهند. یکی از معروف‌ترین الگوریتم‌های تعیین موقعیت و تهیه نقشه هم‌زمان مبتنی ...
بیشتر
به‌دلیل پیچیدگی‌های پردازش فریم برای تعیین موقعیت و تهیه نقشه در الگوریتم‌های ماشین بینایی و فتوگرامتری، روش‌های انتخاب فریم‌های کلیدی به‌منظور افزایش کارایی الگوریتم‌ها معرفی شدند که در عین حفظ دقت و استحکام الگوریتم، حجم پردازش‌ها را کاهش می‌دهند. یکی از معروف‌ترین الگوریتم‌های تعیین موقعیت و تهیه نقشه هم‌زمان مبتنی بر تصویر (ویژوال اسلم)، الگوریتم ORB-SLAM3 [1] است. انتخاب فریم کلیدی در این الگوریتم و سایر الگوریتم‌های این حوزه وابسته به حد آستانه‌های ابتکاری است. در این مقاله یک روش هندسی و بر پایه اصول طراحی شبکه تصویربرداری در فتوگرامتری به‌منظور انتخاب فریم‌های کلیدی در بهبود الگوریتم ORB-SLAM3 پیشنهاد شده است. در این روش، حد آستانه‌های ابتکاری با اصول فتوگرامتری جایگزین شده است که علاوه بر استحکام الگوریتم، کیفیت ابر نقطه حاصل از فریم‌های کلیدی را تضمین می‌کند. در روش پیشنهادی، ابتدا یک حد آستانه انطباقی در مورد مجاز بودن تعداد نقاطی که ناحیه مخروطی خط دید آن‌ها در یک مخروط چهار ناحیه‌ای تشکیل‌شده بر روی هر نقطه، تغییر کرده است، تصمیم می‌گیرد. سپس با تشکیل یک شبکه ۳ در ۳ در هر فریم و شمارش نقاط مؤثر در هر سلول این شبکه، معیار تعادل مرکز ثقل (ECOG) [2] در مورد مناسب بودن توزیع نقاط داخل این فریم تصمیم می‌گیرد. از طرف دیگر سنسور اینرسی[3] (IMU) در صورت مشاهده تغییرات شدید شتاب حرکت، مستقل از دوربین اقدام به اخذ فریم کلیدی می‌کند. به‌منظور ارزیابی روش پیشنهادشده، آزمایش‌های وسیعی روی داده [4] EuRoC در حالت تک‌دوربینه و دو دوربین انجام شده است. ارزیابی‌های کیفی و کمی با مقایسه مسیر ردیابی شدۀ هر الگوریتم با مسیر مرجع، مقایسه ابر نقطه تشکیل‌شده از فریم‌های کلیدی و مقایسه مقدار خطای مطلق مسیر حرکت[5] (ATE) انجام شده است. همچنین زمان اجرای هر الگوریتم برای تمامی دنباله تصاویر داده EuRoC ارزیابی شده است. نتایج نشان می‌دهد، الگوریتم پیشنهادی در حالت دو دوربین 18.1% و در حالت تک‌دوربینه 20.4% دقت تعیین موقعیت ORB-SLAM3 را بهبود داده و علاوه بر این ابر نقطه متراکم‌تری تولید کرده است.
[1]- Oriented FAST and Rotated BRIEF-Simultaneous Localization And Mapping
[2]- Equilibrium of Center Of Gravity
[3]- Inertial Measurement Unit
[4]- European Robotic Challenge
[5]- Absolute Trajectory Error
