Metoda zarządzania mapą wizyjnego systemu SLAM

• Autorzy: Bączyk R. , Kasiński A.

Warianty tytułu

EN

Map management scheme in visual SLAM

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W przypadku wizyjnych systemów SLAM idea umieszczania na mapie innych obiektów niż punktowe cechy otoczenia jest stosunkowo rzadko spotykana w literaturze. W atrykule przedstawiono metodę uwzględniania na budowanej mapie otoczenia planarnych obiektów prostokątnych. Stosowanie ich jako znaków nawigacyjnych ma na celu: - poprawę dokładności lokalizacji kamery względem obiektów umieszczanych na mapie - zmniejszenia rozmiaru wektora stanu śledzonego przez filtr Kalmana - zredukowanie dryfu estymaty położenia kamery - poprawę niezawodności rozpoznawania na obrazie obiektów mapy. Zasadniczą treścią artykułu jest prezentacja metody zarządzania mapą zbudowaną z dwóch typów cech otoczenia: punktów rozpoznawanych na obrazach jako narożniki oraz celowo rozmieszczonych w otoczeniu sztucznych znaków nawigacyjnych. Zalety uwzględniania na mapie złożonych obiektów oraz zalety proponowanej metody zarządzania mapą poparto wynikami eksperymentów symulacyjnych. Praca ma charakter poznawczy i stanowi pierwszy etap w procesie implementacji systemu pracującego w warunkach rzeczywistych.

EN

Visual Simultaneous Localisation And Map-building systems which are taking advantage of some other landmarks than point-wise environment features are not frequently reported. In this paper the method of using operational maps of robot surrounding, which is complemented with visible structured passive landmarks, is described. Here we have aimed to treat planar patterns as a new class of environment artefacts and as such to include them in the map. These landmarks are used to improve the self-localisation accuracy of the robot camera and to reduce the Kalman-filter state-vector size with respect to the system involving point-wise environment features only. Structured landmarks reduce the drift of the camera pose estimate and improve the reliability of the map which is built on-line. The main goal of this article is to present the map management scheme, in which all landmarks are kept in the map as navigation beacons, but old point-features are removed in order to constrain the excessive expansion of the state-vector size. The map including more complex navigational objects (landmarks) can be sparser being at the same time more precise reference than the map generated with the SLAM system accounting for point-features only. Results of simulation experiments are described, proving advantages of this approach.

Słowa kluczowe

PL

robotyka; robot mobilny; sterowanie robotem mobilnym; system wizyjny; metoda SLAM

EN

robotics; mobile robot; control of mobile robot; visual system; Simultaneous Localization and Map-building; SLAM

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2010
• Tom: z. 175, t. 2
• Strony: 547--560
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Bączyk R.

autor

Kasiński A.

• Politechnika Poznańska, Wydział Elektryczny, Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej, Pl. M. Skłodowskiej-Curie 5, 60-965 POZNAŃ,

Bibliografia

• [1] R. Bączyk, A. Kasiński. Visual simultaneous localisation and map-building supported by structured landmarks. International Journal of Applied Mathematics and Computer Science (AMCS), 2010, wolumen 20, numer 2, s. 281-293.
• [2] R. Bączyk, A. Kasiński, P. Skrzypczyński. Vision-based mobile robot localization with simple artificial landmarks. In: 7th International IFAC Symposium on Robot Control (SYROCO). Proceedings, Wrocław Poland, Wrzesień, 2003, s. 217-222.
• [3] R. O. Castle et al. Towards simultaneous recognition, localization and mapping for hand-held and wearable cameras. In: International Conference on Robotics and Automation (ICRA). Proceedings, Rome, Italy, Kwiecień, 2007, s. 4102-4107.
• [4] R. O. Castle et al. Video-rate recognition and localization for wearable cameras. In: Proc 18th British Machine Vision Conference (BMVC). Proceedings, Warwick, Sep. 2007, s. 1100-1109.
• [5] A. J. Davison, D. W. Murray. Simultaneous localisation and map-building using active vision. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Lipiec, 2002, wolumen 24, numer 7, s. 865-880.
• [6] A. J. Davison et al. MonoSLAM: real-time single camera SLAM. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Czerwiec, 2007, wolumen 29, numer 6, s. 1052-1067.
• [7] A. J. Davison. Real-time simultaneous localisation and mapping with a single camera. In: Ninth IEEE International Conference on Computer Vision (ICCV). Proceedings, Nice, France, Październik, 2003, wolumen 2, s. 1403-1410.
• [8] G. Dissanayake et al. A solution to the simultaneous localization and map building (SLAM) problem. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 2001, wolumen 17, s. 229-241.
• [9] Georgia Institute of Technology. DARPA tactical mobile robotics program - Fort Sam Houston hospital floorplan. http://cres.usc.edu/radishrepository/view-all.php, 1999.
• [10] J. M. M. Montiel, J. Civera, A. J. Davison. Unified inverse depth parametrization for monocular SLAM. In: Robotics: Science and Systems Conference. Proceedings, Philadelphia, University of Pennsylvania, Sierpień, 2006.
• [11] P. Smith, I. Reid, A. J. Davison. Real-time monocular SLAM with straight lines. In: British Machine Vision Conference (BMVC). Proceedings, Edinburgh, British Machine Vision Association, Wrzesień, 2006, wolumen 1, s. 17-26