La tesis doctoral de Emilio García Fidalgo propone nuevos algoritmos para la creación de mapas topológicos utilizando técnicas para identificar visualmente espacios ya visitados por el robot
Uno de los aspectos básicos para el funcionamiento de los robots autónomos móviles es la capacidad que tienen para construir un mapa del entorno donde operan y de ubicarse con exactitud. Para conseguirlo, el mapaje y la localización son dos procesos fundamentales, porque son la base de otras tareas de más alto nivel y más complejas, como evitar obstáculos o planificar rutas.
El mapaje es el proceso a través del cual el robot construye su propia representación del entorno cuando el mapa no está disponible. Hay fundamentalmente dos tipos de mapas: los métricos y los topológicos. Mientras que los mapas métricos representan el mundo de la manera más exacta posible de acuerdo con un sistema de coordenadas de referencia, los mapas topológicos lo representan de una manera abstracta utilizando un graf, lo que supone una serie de ventajas respecto a los métricos en determinadas situaciones. Debido al inevitable ruido que incluyen los sensores, los algoritmos de mapaje normalmente están basados en técnicas de detección de bucles, que consisten en identificar correctamente cuando el vehículo ha vuelto a un lugar previamente visitado para reducir la incerteza en los mapas resultantes.
La tesis doctoral de Emilio García Fidalgo, defendida en la Universidad de las Islas Baleares, intenta dar solución al problema de generar mapas topológicos del entorno utilizando algoritmos eficientes de detección de bucles basados en visión por computadora. Ya que la calidad de un algoritmo de detección visual de bucles está directamente relacionada con la descripción de las imágenes y con el método utilizado para indexarlas, en la tesis se proponen diversas técnicas para detectar bucles adoptando diferentes enfoques. Estos métodos se utilizan como componentes básicos en tres nuevos algoritmos de mapaje topológico.
Los resultados obtenidos indican que las soluciones propuestas presentan un mejor rendimiento que diversos algoritmos considerados como un estado de la cuestión por la comunidad. Para terminar, y debido a que el reconocimiento de escenas es también un componente esencial en otras áreas de investigación, se presenta un algoritmo de generación de mosaicos de imágenes. Este algoritmo utiliza una de las técnicas de detección de bucles, presentadas previamente a la tesis, para encontrar parejas de imágenes que se superponen, y se utiliza para obtener mosaicos en diferentes entornos en un tiempo razonable.
Ficha de la tesis doctoral
- Título: Appearance-based loop closure detection and its application to topological mapping and image mosaicing
- Autor: Emilio García Fidalgo
- Programa de doctorado: Informática
- Departamento: Ciencias Matemáticas e Informática
- Director: Alberto Ortiz Rodríguez
Fecha de publicación: Thu Oct 06 11:27:00 CEST 2016