Navigation of Autonomous Robotic Systems Based on the Analysis of Visual Motion
Πλοήγηση Αυτόνομων Ρομποτικών Συστημάτων με Βάση την Ανάλυση Κίνησης
Lourakis, Manolis I.A
Λουράκης, Μανόλης Ι.Α
Ορφανουδάκης, Στέλιος, 1948-2005
Η παρούσα διατριβή ασχολείται με τη μελέτη της οπτικής αντίληψης της κίνησης, με εφαρμογή στην πλοήγηση αυτόνομων ρομποτικών συστημάτων. Εξετάζονται τέσσερεις οπτικές ικανότητες, συγκεκριμένα η ανίχνευση ανεξάρτητης κίνησης, η εκτίμηση της ιδίας κίνησης, η ανίχνευση εμποδίων και η εκτίμηση του χρόνου πρόσκρουσης, και προτείνονται αντίστοιχοι νέοι αλγόριθμοι. Ιδιαίτερη προσοχή δόθηκε στην ανάπτυξη αλγορίθμων που αποφεύγουν την διατύπωση πολύ περιοριστικών υποθέσεων αναφορικά με τον παρατηρητή ή/και το περιβάλλον, είναι ανεκτικοί στην ύπαρξη θορύβου και βασίζονται σε απλές αναπαραστάσεις οι οποίες δεν απαιτούν την εξαγωγή περιττών πληροφοριών. Κάθε μια από τις αναπτυχθείσες τεχνικές ασχολείται με την επίτευξη ενός καλά ορισμένου στόχου και δεν εξαρτάται καίρια από το περιβάλλον, επομένως μπορεί να αποτελέσει ένα εργαλείο γενικής χρήσης, κατάλληλο για διάφορες πρακτικές εφαρμογές. Τέλος, παρουσιάζονται και συζητώνται πειραματικά αποτελέσματα από την εφαρμογή των προτεινόμενων αλγορίθμων σε πραγματικές εικόνες και συνθετικά δεδομένα.
(EL)
This dissertation is concerned with the study of visual motion perception with application to the navigation of autonomous robotic systems. Four visual capabilities, namely independent motion detection, egomotion estimation, obstacle detection and time-to-contact estimation are investigated, and novel corresponding algorithms are proposed. Special care has been taken to develop algorithms that avoid making restrictive assumptions which limit their applicability, are robust to noise and rely on simple representations that do not require the recovery of redundant information. Each of the developed techniques deals with a well defined goal and does not depend critically on the environment, thus it can function as a generic navigational tool for various practical applications. Experimental results from the application of the proposed algorithms on real imagery and synthetic data are also presented and discussed.
(EN)
