ДЕТЕКТИРОВАНИE ВЫБРОСОВ В МЕТОДЕ ПРЯМОЙ СТЕРЕО-ВИЗУАЛЬНОЙ ОДОМЕТРИИ НА БАЗЕ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ КЛАСТЕРИЗАЦИИ

Аннотация

Представляется подход к стерео-визуальной одометрии без явного вычисления оп- тического потока. Визуальная одометрия – метод получения навигационной информации путем обработки последовательности кадров с бортовых камер. Существует два подхода к обработке видеоинформации – используя хорошо локализуемые участки изображения – признаковые точки и используя все высококонтрастные пиксели – прямой метод. Прямой метод работает, используя интенсивности всех высококонтрастных пикселей изображе- ния, что позволяет снизить вычислительную сложность, затраченную на поиск, описание, сопоставление признаковых точек и повысить точность оценки движения. Однако мето- ды подобного класса обладают недостатком – наличие движущихся объектов в кадре су- щественно снижают точность оценки параметров движения. Для избегания этого приме- няются методы детектирования выбросов. Классические методы детектирования выбро- сов во входных данных, такие как RANSAC плохо применимы, и имеют высокие вычисли- тельны затраты из-за вычислительно сложной функции рейтингования гипотез. Целью данной работы является описание и демонстрация подхода детектирования выбросов на базе алгоритма иерархической кластеризации, который выделяет статистически наибо- лее вероятное решение, минуя этап рейтингования каждой гипотезы, что значительно снижает вычислительную сложность. Для иерархической кластеризации предлагается мера расстояния между гипотезами с низкой чувствительностью к ошибкам оценки пара- метров движения. Также предлагается расширение алгоритма стерео-визуальной одо- метрии для работы в более сложных условиях видимости благодаря переходу от интен- сивностного представления изображения к многоканальному бинарному. Перевод изобра- жения к многоканальному бинарному представлению дает инвариантность к изменениям яркости изображения, однако, требует модификации алгоритмов нелинейной оптимиза- ции для работы с бинарными дескрипторами. В результате работы показано, что пред- ложенный алгоритм детектирования выбросов способен работать в реальном масштабе времени на мобильных устройствах, и может служить менее ресурсоёмкой заменой алго- ритма RANSAC в задачах визуальной одометрии и выселения оптического потока. Качест- венные метрики предложенного решения демонстрируются на датасете KITTI. Приведе- ны зависимости качества работы алгоритма от параметров алгоритма.