Uma abordagem de alinhamento de minimapa usando informações de observação de pontos intrínsecos aos sistemas de SLAM Visual baseado em características

dc.contributor.advisor1Laureano, Gustavo Teodoro
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4418446095942420
dc.contributor.referee1Laureano, Gustavo Teodoro
dc.contributor.referee2Tarallo, André de Souza
dc.contributor.referee3Costa, Ronaldo Martins da
dc.creatorSaraiva, Felipe Pires
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3086626276629830
dc.date.accessioned2024-12-17T13:59:50Z
dc.date.available2024-12-17T13:59:50Z
dc.date.issued2024-10-04
dc.description.abstractThis work proposes a map alignment approach based on a modification of the Iterative Closest Point (ICP) algorithm to consider point estimation confidence metrics already available in feature-based Visual SLAM systems. Mini-map alignment, in the context of a hierarchical map composed of several local representations of the environment, is an important task to allow the relationship of metric information between them, usually performed through the registration of the point clouds of each map. ICP is a widely used method in the literature for point cloud registration, but in the originally proposed form it does not consider the uncertainty of the points, and can be sensitive to noise, outliers and the initial estimate of the transformation. Feature-based Visual SLAM methods produce information intrinsic to the way they are modeled, which can represent the confidence of the map points and can be used to improve the alignment process. This research enumerates three possible SLAM metrics that can be used to represent the confidence of a map landmark, and investigates the potential of using these metrics to improve the ICP algorithm. The confidence metrics are incorporated into the ICP through a simple change in the correspondence estimation step to find the point with the highest confidence in a neighborhood of k nearest points. Experiments are conducted in different cases of initial misalignment to evaluate the influence of the confidence information suggested in this work, comparing the error of the final alignment of the point clouds and the number of iterations to achieve this alignment. The results show evidence that the use of confidence can help to improve the convergence of the ICP, both in the error of the final configuration and in the number of iterations required to achieve it.eng
dc.description.resumoEste trabalho propõe uma abordagem de alinhamento de mapas com base em uma modificação do algoritmo Iterative Closest Point (ICP) para considerar métricas de confiança da estimação de pontos já disponíveis em sistemas de SLAM Visual baseado em características. O alinhamento de minimapas, no contexto de um mapa hierárquico composto por várias representações locais do ambiente, é uma tarefa importante para permitir a relação da informação métrica entre eles, usualmente realizada através do registro das nuvens de pontos de cada mapa. O ICP é um método amplamente utilizado literatura de registro de nuvens de pontos, mas na forma proposta originalmente ele não considera a incerteza dos pontos, podendo ser sensível a ruídos, outliers e à estimativa inicial da transformação. Métodos de SLAM Visual baseado em características produzem informações intrínsecas à forma como são modelados, que podem representar a confiança dos pontos do mapa e podem ser usadas para melhorar o processo de alinhamento. Essa pesquisa enumera três possíveis métricas do SLAM que podem ser usadas para representar a confiança de um ponto de referência do mapa, e investiga o potencial do uso dessas métricas para melhorar o algoritmo ICP. As métricas de confiança são incorporadas no ICP através de uma mudança simples na etapa de estimação de correspondências para encontrar o ponto que possua a maior confiança em uma vizinhança de k pontos mais próximos. Os experimentos são conduzidos em casos distintos de desalinhamento inicial para avaliar a influência das informações de confiança sugeridas neste trabalho, comparando o erro do alinhamento final das nuvens de pontos e a quantidade de iterações para atingir esse alinhamento. Os resultados mostram evidência de que o uso das confianças pode ajudar a melhorar a convergência do ICP, tanto no erro da configuração final, quanto no número de iterações necessárias para atingi-la.
dc.identifier.citationSARAIVA, F. P. Uma abordagem de alinhamento de minimapa usando informações de observação de pontos intrínsecos aos sistemas de SLAM Visual baseado em características. 2024. 78 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Instituto de Informática, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2024.
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13747
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiás
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentInstituto de Informática - INF (RMG)
dc.publisher.initialsUFG
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciência da Computação (INF)
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectAlinhamento de mapaspor
dc.subjectICPpor
dc.subjectSLAM visualpor
dc.subjectMapa hierárquicopor
dc.subjectMap alignmenteng
dc.subjectICPeng
dc.subjectVisual SLAMeng
dc.subjectHierarchical mapeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
dc.titleUma abordagem de alinhamento de minimapa usando informações de observação de pontos intrínsecos aos sistemas de SLAM Visual baseado em características
dc.title.alternativeA mini-map alignment approach using landmark observation information intrinsic to the feature-based Visual SLAM pipelineeng
dc.typeDissertação

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