REAL-TIME METRIC-SEMANTIC VISUAL SLAM FOR DYNAMIC AND CHANGING ENVIRONMENTS

• Autor(a) principal: JOAO CARLOS VIRGOLINO SOARES
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da PUC-RIO (Projeto Maxwell)
• Texto Completo: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=59878@1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=59878@2

Robôs móveis são cada dia mais importantes na sociedade moderna, realizando tarefas consideradas tediosas ou muito repetitivas para humanos, como limpeza ou patrulhamento. A maioria dessas tarefas requer um certo nível de autonomia do robô. Para que o robô seja considerado autônomo, ele precisa de um mapa do ambiente, e de sua posição e orientação nesse mapa. O problema de localização e mapeamento simultâneos (SLAM) é a tarefa de estimar tanto o mapa quanto a posição e orientação simultaneamente, usando somente informações dos sensores, sem ajuda externa. O problema de SLAM visual consiste na tarefa de realizar SLAM usando somente câmeras para o sensoriamento. A maior vantagem de usar câmeras é a possibilidade de resolver problemas de visão computacional que provêm informações de alto nível sobre a cena, como detecção de objetos. Porém a maioria dos sistemas de SLAM visual assume um ambiente estático, o que impõe limitações para a sua aplicabilidade em cenários reais. Esta tese apresenta soluções para o problema de SLAM visual em ambientes dinâmicos e em mudança. Especificamente, a tese propõe um método para ambientes com multidões, junto com um detector de pessoas customizado baseado em aprendizado profundo. Além disso, também é proposto um método de SLAM visual para ambientes altamente dinâmicos contendo objetos em movimento, combinando um rastreador de objetos robusto com um algoritmo de filtragem de pontos. Além disso, esta tese propõe um método de SLAM visual para ambientes em mudança, isto é, em cenas onde os objetos podem mudar de lugar após o robô já os ter mapeado. Todos os métodos propostos são testados com dados públicos e experimentos, e comparados com diversos métodos da literatura, alcançando um bom desempenho em tempo real.