Relocalización deformable con restricciones laplacianas

Pérez Morente, Luis Miguel
Martínez Montiel, José María (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2018
Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas, Área de Ingeniería de Sistemas y Automática

Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales

Resumen: Sea un mapa de una escena. El problema de la relocalización, también conocido co- mo “robot secuestrado”, consiste en la localización de una cámara respecto del mapa tomando como data una única imagen tomada por la cámara. El objetivo es hacer un sistema de relocalización para un sistema VSLAM (Si- multaneous Location and Mapping with Visual sensor). Nuestro sistema de VSLAM, llamado ORBSDTAM, procesa una secuencia de vı́deo de una escena y obtiene la forma indeformada de la escena. También es resultado del ORBSDTAM una base de datos de keyframes con su correspondiente plantilla en reposo. Los keyframes son un sub- conjunto reducido de de imágenes del vı́deo, elegido con el criterio de cubrir la escena observada, habiendo solapamiento entre los distintos keyframes. Además, para cada keyframe, se dispone de una estimación de la superficie de la escena en su posición de reposo. Nuestro programa toma una imagen de la escena y la base de datos de keyframes de la escena, a partir de ellos estima la posición de la cámara que observó la imagen respecto de la plantilla de uno de los keyframes. Además también estima la deformación que ha sufrido la plantilla cuando ha sido observada por la cámara. Asumimos que el ORBSDTAM nos da cual es el keyframe más similar a la imagen, y también nos da las correspondencias entre el keyframe y la imagen. Se ha concebido y desarrollado un software para estimar la posición entre la cámara y la plantilla a partir de las correspondencias, siguiendo la propuesta de Ngo et al. A partir de las correspondencias y la plantilla en reposo se construye un sistema lineal de ecuaciones que combina el error de medida en las imágenes con un regularizador que penaliza la deformación de la plantilla, finalmente el sistema de ecuaciones se resuel- ve mediante SVD. El sistema ha sido validado experimentalmente con una secuencia de imágenes reales de una plantilla deformable, mostrando es capaz de relocalizar la cámara en un escenario con una deformación significativa para más del 90 % de los frames, con un tiempo de procesamiento por frame inferior a 300 ms.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado