Réconstruction 3D par vision avec des trajectoires hautement

Reconstruction 3D par vision
avec des trajectoires
hautement contraintes
Joan Solà et André Monin
LAAS-CNRS
Toulouse, France
On parle de…
1.
SLAM par mesures angulaires (ou SLAM par mono vision)
2.
Initialisation des Amers
3.
Performances:

4.
FDPs Gaussiennes
Affronter des situations difficiles
SLAM-FKE est notre choix
Contenu
»
Un peu de SLAM à observabilité totale
»
Le Problème de l’initialisation des amers dans le
SLAM par mesures angulaires
»
Le Rayon Géométrique: une représentation efficiente
de la FDP de la position de l’amer
»
Méthodes retardées et non retardées
»
Solution Temps Réel:
•
L'initialisation par Partage Fédératif de l’Information
(PFI)
Les motivations
Les motivations
Les motivations
Les motivations
Les motivations
Les motivations
SLAM: Simultaneous
Localization And Mapping
2
5
1
R
1
4
3
2
3
4
5
Le problème du cas angulaire:
Initialisation des Amers
• L’approche naïve
?
tactuel
?
tprecedent
tactuel
Te
Le problème:
Initialisation des Amers
• Considération des incertitudes
?
Le point 3D
est dedans
tactuel
tprecedent
tactuel
Te
Le problème:
Initialisation des Amers
• Les cas Content et Pas Content
Peu Content
Content
Pas Content
Méthodes
Infeliç retardés i immédiats
immédiats
No Tan Feliç
retardats
immédiats
Feliç
retardats
immédiats
L'idée CLÉ
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?
INITIALISATION
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retardée
Le dernier
membre
est facilement
incorporé
L’approximation
initiale
est facile
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Initialisation
non retardée
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La sélection des membres est facile et sûre
Definició del Raig Geomètric
Omplir l’espai entre rmin i rmax
1. Amb el mínim nombre de termes
2. Respectant les restriccions de linearització
4
r
Définir une série
geomètrica de
Gaussiennes
4
r3
3
 = i / ri
 = ri / ri-1
[ rmin
xR : position de la camera
[Peach]
rmax ]
Les bénéfices du Rayon
Géométrique
•
Relation d’aspecte, la base géométrique et limites de distance


[rmin , rmax]
•
Le nombre de termes est logarithmique en rmax / rmin :
•
Ng = f( log(rmax / rmin)
On obtient des nombres très petits :
•
1
Scenario
rmin
rmax
Ratio
Ng
Intérieur
0.5
5
10
3
Extérieur
1
100
100
5
Longue portée
1
1000
1000
7
Les membres étant Gaussiens, ils sont facilement manipulables avec
FKE.
2
Com funciona
La primera observació
determina el Raig Cònic
Com funciona
Aproximo el Raig Cònic
amb el Raig Geomètric
C  1N
g

Puc inicialitzar els membres ara:
3
obtindré un mètode immediat.
Com funciona
Em moc i faig una
segona observació
Puc distingir els membres a la imatge
Com funciona
Calculo versemblances i
actualitzo credibilitats
C  C  

  2 1 Z e
z Z 1  z 

2
Que és com modificar la forma del Raig

Com funciona
Elimino els membres
inversemblants
C
0.001
nombre_ de _ termes

Que és una operació trivial i segura
Com funciona
Amb mètodes immédiats
puc corregir el mapa SLAM
Com funciona
Vaig fent...
Com funciona
I un dia o altre només
quedarà un sol membre.
Aquest membre ja és Gaussià! 3
Si l’inicialitzo ara, tindré un mètode retardat
Non
retardées
retardées
Méthodes retardées
et NON retardées
• Un algorithme naïve
• Un algorithme consistent
• L’algorithme d’Actualisation en Bloc
• L’algorithme multicarte
• L’algorithme du Partage Fédératif de
l’Information
Non retardée
L’algorithme multicarte
1. Initialiser tous les membres comme amers en cartes séparées
2. Lors des observations postérieures:
• Actualiser les crédibilités des cartes et n’éliminer les mauvaises
• Réaliser des corrections sur les cartes comme dans SLAM-FKE
3. Quand il ne reste qu’une carte:
• Rien à faire
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MéTHODe hors ligne
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Non retardée
L'algorithme du Partage
Fédératif de l’Information (PFI)
1. Initialiser les membres comme des amers différents
dans la même carte
2. Lors des observations postérieures :
•
•
Actualiser les crédibilités et éliminer les mauvais membres
Effectuer une correction douce fédérée
3. Quand il ne reste qu’un membre:
•
Rien à faire
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•
La Correction Douce Fédérée: Partager l’Information
Partage de l’Information:
Privilège des vraisemblances:
Coefficient Fédératif i :
correction FKE avec membre 1
{y, RN }
correction FKE avec membre N
correction FKE avec membre 2
…
Observation {y, R}
{y, R1 }
{y, R2 }
…
Non retardée
L'algorithme PFI
L'algorithme RFI
i el Cas Infeliç
Vista d’ocell
immediat
Vista lateral