Stereovizija za vožnju terenaca bez vozača

Sustav obrađuje podatke stereo kamera i tako eliminira potrebu za lidarom i drugim aktivnim senzorima

Mladen Smrekar petak, 15. ožujka 2024. u 21:52
Novi alat računalnog vida zanimljiv je vojskama, ali i poljoprivrednicima i istraživaćima svemira 📷 NREC
Novi alat računalnog vida zanimljiv je vojskama, ali i poljoprivrednicima i istraživaćima svemira NREC

Istraživači Southwest Research Instituta (SwRI) razvili su sustav temeljen na vidu koji terenskim vozilima omogućuje autonomnu vožnju i izvan puteva. Sustav brađuje podatke stereo kamera i tako eliminira potrebu za lidarom i aktivnim senzorima koji se obično koriste na autonomnim vozilima.

Alternativa lidaru

Navigacijski paket alata Vision for Off-Road Autonomy (VORA) može percipirati objekte i modelirati okruženja u stvarnom vremenu. Sustav kamera zamišljen je naime kao alternativa lidaru, senzoru za otkrivanje svjetlosti i dometa koji emitira aktivne lasere za ispitivanje objekata i izračunavanje dubine i udaljenosti. 

Algoritmi za stereoviziju stvaraju karte dispariteta koje procjenjuju dubinu obilježja i prepreka na cesti. Lijeva slika prikazuje kako konvencionalna kamera vidi terensku stazu; srednja prikazuje lidarsku sliku istog traga, a d desna kartu dispariteta stereovizije temeljenu na SwRI algoritmima 📷 SwRI
Algoritmi za stereoviziju stvaraju karte dispariteta koje procjenjuju dubinu obilježja i prepreka na cesti. Lijeva slika prikazuje kako konvencionalna kamera vidi terensku stazu; srednja prikazuje lidarsku sliku istog traga, a d desna kartu dispariteta stereovizije temeljenu na SwRI algoritmima SwRI

Iako vrlo pouzdan, lidar proizvodi svjetlo koje se lako može detektirati, baš kao i radari koji emitiraju radio valove. VORA sustav izbjegava ovakve probleme, a pritom se ne mora oslanjati na GPS navigaciju. Osim za vojsku, novi alat računalnog vida mogao bi se koristiti i u poljoprivredi, ali i istraživanju svemira.

Navigacijski paket alata Vision for Off-Road Autonomy (VORA) može percipirati objekte i modelirati okruženja u stvarnom vremenu 📷 VORA
Navigacijski paket alata Vision for Off-Road Autonomy (VORA) može percipirati objekte i modelirati okruženja u stvarnom vremenu VORA

VORA tehnologija je, kažu, kao stvorena za istraživanje planetarnih površina. Tamo gdje su autonomni roboti ograničeni napajanjem, kapacitetom nosivosti i povezanošću, kamere imaju više smisla od lidarskih sustava gladnih energije.

Dvije stereo slike

Softver koristi podatke stereo kamere za visoko precizne zadatke koji se tradicionalno izvršavaju s pomoću lidara, od lokalizacije i percepcije, do mapiranja i modeliranja svijeta. Novo razvijeni alat za stereo usklađivanje dubinskog učenja (DLSM) koristi rekurentnu neuronsku mrežu za stvaranje gustih, točnih mapa dispariteta iz stereovizije. Ove karte ističu razlike u kretanju između dviju stereo slika.

Algoritam temeljen na faktorskom grafikonu za istovremeno lokaliziranje i mapiranje okruženja za automatizirana vozila 📷 SwRI
Algoritam temeljen na faktorskom grafikonu za istovremeno lokaliziranje i mapiranje okruženja za automatizirana vozila SwRI

Algoritam kombinira podatke iz značajki stereo slike i očitanja iz inercijalnog mjerenja kako bi izračunao vrlo precizne lokalizacijske podatke. 
SwRI sad planira integrirati VORA tehnologiju u druge autonomne sustave i testirati je na terenskoj stazi u kampusu u San Antoniju.