Este trabajo presenta la implementación del demostrador de un navegador que emplea metodologías clásicas siguiendo el paradigma de la odometría visual. Esta es una tecnología que permite reconstruir o estimar la trayectoria recorrida por una cámara dada una serie temporal de imágenes.
Se hace un estudio en profundidad de todos los aspectos relacionados con el desarrollo. Técnicas de extracción de información de imágenes para su posterior interpretación y metodologías de relación geométrica capaz de asimilar dicha información para la reconstrucción de la trayectoria. Se exponen diversos algoritmos para cada proceso y se entra en el funcionamiento teórico de las metodologías y algunos de estos algoritmos. Anterior a esto y de manera adicional, se presenta el estado de la cuestión en lo que se refiere a navegadores, como son los navegadores clásicos y sus alternativas ópticas: los navegadores visuales, que son el entorno de aplicación de la odometría visual.
Es expuesta también la metodología de desarrollo empleada, comentando los diversos flujos a desarrollar, básicamente diferenciados en la forma de extraer la moción de la cámara. Para ello se usan técnicas geométricas. Se presentan e implementan dos: geometría epipolar y geometría homográfica. Luego, los resultados son expuestos e interpretados, haciendo mención del uso de un factor de escala analítica (no obtenido mediante estimación, sino por lectura externa ya dada) en el demostrador. Con todo, se hace una elección final del flujo de trabajo.
Finalmente, se llega a la conclusión en la que se consideran los objetivos establecidos cumplidos y el desempeño final del demostrador, satisfactorio. Se presenta también como, según los datos obtenidos, el desarrollo de un módulo de estimación de escala podría ser algo viable a implementar usando el ya desarrollado módulo de homografía, y como este paso es necesario para una versión final del producto.
Abstract:
This work presents the implementation of a demonstrator of a navigator that employs classical methodologies following the visual odometry paradigm.This technology allows for reconstructing or estimating the trajectory traveled by a camera given a time series of images.
An in-depth study of all aspects related to the development is conducted. Techniques for extracting information from images for subsequent interpretation and methodologies for geometric relation capable of assimilating such information for trajectory reconstruction are explored. Various algorithms for each process are presented. The theoretical functioning of the methodologies and some of these algorithms are discussed. Additionally, a state-of-theart review is presented concerning classical navigators and their optical alternatives: visual navigators, which form the application environment of visual odometry.
The development methodology employed is also presented, discussing the various workflows to be developed, primarily differentiated by the way of extracting camera motion. Geometric techniques are used for this purpose. Two are presented and implemented: epipolar geometry and homographic geometry. Then, the results are presented and interpreted, mentioning the use of an analytical scale factor (not obtained through estimation, but by an already given external reading) in the demonstrator. Ultimately, a final choice of workflow is made.
Finally, it is concluded that the established objectives are considered fulfilled and the final performance of the demonstrator is satisfactory. It is also presented how, according to the obtained data, the development of a scale estimation module could be something viable to implement using the already developed homography module, and how this step is necessary for a final version of the product.
Este trabajo presenta la implementación del demostrador de un navegador que emplea metodologías clásicas siguiendo el paradigma de la odometría visual. Esta es una tecnología que permite reconstruir o estimar la trayectoria recorrida por una cámara dada una serie temporal de imágenes.
Se hace un estudio en profundidad de todos los aspectos relacionados con el desarrollo. Técnicas de extracción de información de imágenes para su posterior interpretación y metodologías de relación geométrica capaz de asimilar dicha información para la reconstrucción de la trayectoria. Se exponen diversos algoritmos para cada proceso y se entra en el funcionamiento teórico de las metodologías y algunos de estos algoritmos. Anterior a esto y de manera adicional, se presenta el estado de la cuestión en lo que se refiere a navegadores, como son los navegadores clásicos y sus alternativas ópticas: los navegadores visuales, que son el entorno de aplicación de la odometría visual.
Es expuesta también la metodología de desarrollo empleada, comentando los diversos flujos a desarrollar, básicamente diferenciados en la forma de extraer la moción de la cámara. Para ello se usan técnicas geométricas. Se presentan e implementan dos: geometría epipolar y geometría homográfica. Luego, los resultados son expuestos e interpretados, haciendo mención del uso de un factor de escala analítica (no obtenido mediante estimación, sino por lectura externa ya dada) en el demostrador. Con todo, se hace una elección final del flujo de trabajo.
Finalmente, se llega a la conclusión en la que se consideran los objetivos establecidos cumplidos y el desempeño final del demostrador, satisfactorio. Se presenta también como, según los datos obtenidos, el desarrollo de un módulo de estimación de escala podría ser algo viable a implementar usando el ya desarrollado módulo de homografía, y como este paso es necesario para una versión final del producto.
Abstract:
This work presents the implementation of a demonstrator of a navigator that employs classical methodologies following the visual odometry paradigm.This technology allows for reconstructing or estimating the trajectory traveled by a camera given a time series of images.
An in-depth study of all aspects related to the development is conducted. Techniques for extracting information from images for subsequent interpretation and methodologies for geometric relation capable of assimilating such information for trajectory reconstruction are explored. Various algorithms for each process are presented. The theoretical functioning of the methodologies and some of these algorithms are discussed. Additionally, a state-of-theart review is presented concerning classical navigators and their optical alternatives: visual navigators, which form the application environment of visual odometry.
The development methodology employed is also presented, discussing the various workflows to be developed, primarily differentiated by the way of extracting camera motion. Geometric techniques are used for this purpose. Two are presented and implemented: epipolar geometry and homographic geometry. Then, the results are presented and interpreted, mentioning the use of an analytical scale factor (not obtained through estimation, but by an already given external reading) in the demonstrator. Ultimately, a final choice of workflow is made.
Finally, it is concluded that the established objectives are considered fulfilled and the final performance of the demonstrator is satisfactory. It is also presented how, according to the obtained data, the development of a scale estimation module could be something viable to implement using the already developed homography module, and how this step is necessary for a final version of the product. Read More
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