Escoltar

Mapes topològics visuals per als robots autònoms

La tesi doctoral d'Emilio García Fidalgo proposa nous algorismes per a la creació de mapes topològics fent servir tècniques per identificar visualment espais ja visitats pel robot 

Un dels aspectes bàsics per al funcionament dels robots autònoms mòbils és la capacitat que tenen a l'hora de construir un mapa de l'entorn on operen i d'ubicar-s'hi amb exactitud. Per aconseguir-ho, el mapatge i la localització són dos processos fonamentals, perquè són la base d'altres tasques de més alt nivell i més complexes, com ara l'evitació d'obstacles o la planificació de rutes.

El mapatge és el procés a través del qual el robot construeix la seva pròpia representació de l’entorn quan el mapa no està disponible. Hi ha fonamentalment dos tipus de mapes: els mètrics i els topològics. Mentre que els mapes mètrics representen el món de la manera més exacta possible d’acord amb un sistema de coordenades de referència, els mapes topològics el representen d’una manera abstracta utilitzant un graf, la qual cosa suposa una sèrie d’avantatges respecte als mètrics en determinades situacions. A causa de l’inevitable soroll que inclouen els sensors, els algorismes de mapatge normalment estan basats en tècniques de detecció de bucles, que consisteixen a identificar correctament quan el vehicle ha tornat a un lloc prèviament visitat per reduir la incertesa en els mapes resultants.

La tesi doctoral d'Emilio García Fidalgo, defensada a la Universitat de les Illes Balears, intenta donar solució al problema de generar mapes topològics de l’entorn utilitzant algorismes eficients de detecció de bucles basats en visió per computador. Atès que la qualitat d’un algorisme de detecció visual de bucles està directament relacionada amb la descripció de les imatges i amb el mètode utilitzat per indexar-les, en la tesi es proposen diverses tècniques per detectar bucles adoptant diferents enfocaments. Aquests mètodes s’utilitzen com a components bàsics en tres nous algorismes de mapatge topològic.

Els resultats obtinguts indiquen que les solucions proposades presenten un millor rendiment que diversos algorismes considerats com a estat de la qüestió per la comunitat. Per concloure, i atès que el reconeixement d’escenes és també un component essencial en altres àrees de recerca, es presenta un algorisme de generació de mosaics d’imatges. Aquest algorisme utilitza una de les tècniques de detecció de bucles presentades prèviament a la tesi per trobar parells d’imatges que se superposen, i s’utilitza per obtenir mosaics en diferents entorns en un temps raonable.

Fitxa de la tesi doctoral

  • Títol: Appearance-based loop closure detection and its application to topological mapping and image mosaicing
  • Autor: Emilio García Fidalgo
  • Programa de doctorat: Informàtica
  • Departament: Ciències Matemàtiques i Informàtica 
  • Director: Alberto Ortiz Rodríguez

Data de publicació: 06/10/2016