Visione artificiale stereometrica e navigazione autonoma di un veicolo per l'esplorazione spaziale
Autore
Giovanni Giardini - Politecnico di Milano - [2002-03]
Documenti
Abstract
Il lavoro riguarda la realizzazione di un sistema di visione artificiale e di navigazione per un veicolo finalizzato all'esplorazione autonoma planetaria. Il sistema di visione artificiale permette al veicolo di risalire al moto che sta compiendo grazie solamente all'uso di due telecamere.
Il metodo realizzato si basa sull'individuazione e sul tracciamento nelle immagini acquisite di diversi punti particolari grazie ai quali si può calcolare il flusso ottico discreto tra due immagini consecutive a due istanti di tempo diversi. Sfruttando anche la stereometria ottica, queste informazioni permettono di risalire al moto tridimensionale del veicolo. Sperimentalmente il sistema si è dimostrato molto preciso e permette di ottenere qualsiasi spostamento compiuto dal veicolo.
Il sistema di navigazione è basato su un metodo a campi di potenziale, dove ogni oggetto (ostacolo) individuato dal sistema di visione diventa sede di un campo repulsivo. Automaticamente, in base all'analisi dell'ambiente circostante, il sistema introduce ulteriori modelli di campo al fine di migliorare la navigazione stessa. Il veicolo imposta quindi il suo moto seguendo la direzione del gradiente del campo complessivo.
Diverse prove sperimentali mostrano come questo sistema sia particolarmente efficace.
Per gli spostamenti del veicolo, è stato inoltre progettato un circuito elettrico che gestisce i dieci motori passo passo installati, permettendo al veicolo di muoversi in diversi modi e contemplando anche la possibilità di ruotare in maniera differenziata le ruote.
Il metodo realizzato si basa sull'individuazione e sul tracciamento nelle immagini acquisite di diversi punti particolari grazie ai quali si può calcolare il flusso ottico discreto tra due immagini consecutive a due istanti di tempo diversi. Sfruttando anche la stereometria ottica, queste informazioni permettono di risalire al moto tridimensionale del veicolo. Sperimentalmente il sistema si è dimostrato molto preciso e permette di ottenere qualsiasi spostamento compiuto dal veicolo.
Il sistema di navigazione è basato su un metodo a campi di potenziale, dove ogni oggetto (ostacolo) individuato dal sistema di visione diventa sede di un campo repulsivo. Automaticamente, in base all'analisi dell'ambiente circostante, il sistema introduce ulteriori modelli di campo al fine di migliorare la navigazione stessa. Il veicolo imposta quindi il suo moto seguendo la direzione del gradiente del campo complessivo.
Diverse prove sperimentali mostrano come questo sistema sia particolarmente efficace.
Per gli spostamenti del veicolo, è stato inoltre progettato un circuito elettrico che gestisce i dieci motori passo passo installati, permettendo al veicolo di muoversi in diversi modi e contemplando anche la possibilità di ruotare in maniera differenziata le ruote.
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