Visual odometry from omnidirectional camera

Abstract

V této práci řešíme problém odhadu pohybu robota výhradňě z obrázků pořízených ze všesměrové kamery, která je namontována na robotovi (vizuální odometrie). V porovnání s hardware běžně používaným pro visuální odometrii, náš robot je specifický tím, že se pohybuje pomocí pásů a obrázky pořizuje pomoví všesměrové kamery s vysokým rozlišením a nízskou frekvencí snímkování (1 to 3 Hz). V naší práci se zaměřujeme na vysokou přesnost odhadů pohybu ve scénách, kde jsou objekty daleko od kamery. Toto je umožněno použitím všesměrové kamery. U tohoto typu kamer je známo že stabilizují odhad pohybu mezi pozicemi kamer, který je špatně podmíněn u kamer s malým zorným polem. Dále výužíváme faktu že kamera má nízskou snímkovací frekvenci k tomu, abychom využily uvolněných výpočetních zdrojů pro zpracování obrazu ve vysokém rozlišení. Pro odhad pohybu kamery používáme metodu založenou na detekci rohů. K vůli možnosti velké vzájemné rotace kamer mezi snímky jsme nuceni použít metodu párování rohů namísto trackingu.

We present a system that estimates the motion of a robot relying solely on images from onboard omnidirectional camera (visual odometry). Compared to other visual odometry hardware, ours is unusual in utilizing high resolution, low frame-rate (1 to 3 Hz) omnidirectional camera mounted on a robot that is propelled using continuous tracks. We focus on high precision estimates in scenes, where objects are far away from the camera. This is achieved by utilizing omnidirectional camera that is able to stabilize the motion estimates between camera frames that are known to be ill-conditioned for narrow field of view cameras and the fact that low frame-rate of the imaging system allows us to focus computational resources on utilizing high resolution images. We employ feature based-approach for estimation camera motion. Given our hardware, possibly high ammounts of camera rotation between frames can occur. Thus we use techniques of feature matching rather than feature tracking.