Sistema para localização robótica de veículos autônomos baseado em visão computacional por pontos de referência

Abstract

A integração de sistemas de Visão Computacional com a Robótica Móvel é um campo de grande interesse na pesquisa. Este trabalho demonstra um método de localização global para Robôs Móveis Autônomos baseado na criação de uma memória visual, através da detecção e descrição de pontos de referência de imagens capturadas, com o método SURF, associados a dados de odometria, em um ambiente interno. O procedimento proposto, associado com conhecimento específico sobre o ambiente, permite que a localização seja obtida posteriormente pelo pareamento entre quadros memorizados e a cena atual observada pelo robô. Experimentos são conduzidos para mostrar a efetividade do método na localização robótica. Aprimoramentos para situações difíceis como travessia de portas são apresentados.Os resultados são analisados, e alternativas para navegação e possíveis futuros refinamentos discutidos. AbstractIntegration of Computer Vision and Mobile Robotics systems is a field of great interest in research. This work demonstrates a method of global localization for Autonomous Mobile Robots based on the creation of a visual memory map, through detection and description of reference points from captured images, using the SURF method, associated to odometer data in a specific environment. The proposed procedure, coupled with specific knowledge of the environment, allows for localization to be achieved at a later stage through pairing of these memorized features with the scene being observed in real time. Experiments are conducted to show the effectiveness of the method for the localization of mobile robots in indoor environments. Improvements aimed at difficult situations such as traversing doors are presented. Results are analyzed and navigation alternatives and possible future refinements are discussed.

Navegação autônoma de robôs móveis e detecção de intrusos em ambientes internos utilizando sensores 2D e 3D

“…Este trabalho permitiu implementar um mecanismo de navegação topológica, resultando na publicação de um trabalho conjunto sobre este tema (Sales, 2012b). Em relação a localização, assume-se que a própria navegação topológica permite fornecer um controle e manutenção da localização, e por outro lado, os trabalhos desenvolvidos também junto ao Laboratório LRM por Leandro Couto (Couto, 2012), sobre localização baseada em imagens, e por Gustavo Pessin (Pessin, 2013), sobre localização baseada no uso de redes sem fio (Wi-Fi), são considerados como alternativas e trabalhos complementares referentes a esta questão. Por fim, a navegação com desvio de obstáculos e a detecção de intrusos são temas centrais abordados junto a esta dissertação, e que serão detalhados nos capítulos seguintes.…”

“…Uma outra alternativa seria 2.3. Navegação o uso de localização baseada em imagens como proposto em Couto (Couto, 2012), entretanto esta técnica foi usada somente em ambientes onde havia uma boa iluminação que permitia identificar os pontos de referências em imagens capturadas por uma câmera normal. Portanto, nesta dissertação a localização do robô não será considerada como uma prioridade, uma vez que a mesma pode ser obtida através de métodos alternativos (pelo uso do próprio mapa topológico (Sales, 2012a), ou pelo uso de técnicas de localização por Wi-Fi (Pessin, 2013)).…”

Localização de Monte Carlo aplicada a robôs submarinos.

“…A representação desse mapa, que tem que ser conhecido a priori, irá depender da implementação do ray casting. Existem várias maneiras de representação de mapas métricos [56], as mais conhecidas são a representação geométrica e a representação por grade.…”

Auxílio à navegação autônoma por meio de uma plataforma Android

“…Já no ramo da visão computacional, foi demonstrado por Leandro Couto sistemas de localização robótica de veículos autônomos baseado em pontos de referência (COUTO, 2012). Através de um método detector-descritor utilizando-se espaço de escala em um mapa visual memorizado previamente.…”