gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2015.23.2.058-066gyroscopy-400Research ArticleСтатьиАппаратно-программный комплекс компьютерного зрения для решения задач навигации наземных подвижных объектовБукинА. Г.

Букин Артем Геннадьевич, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник.

ЛычаговА. С.

Лычагов Александр Сергеевич, адъюнкт. 

СадековР. Н.

Садеков Ринат Наилевич, кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник.Член молодежной секции общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

СлавинО. А.

Славин Олег Анатольевич, доктор технических наук, ведущий программист.

Институт инженерной физики (г. Серпухов).Russian FederationФилиал военной академии РВСН им. Петра Великого (г. Серпухов).Russian FederationООО «Когнитивные технологии» (Москва).Russian Federation2015181220252325866Copyright © Букин А.Г., Лычагов А.С., Садеков Р.Н., Славин О.А., 20252025Букин А.Г., Лычагов А.С., Садеков Р.Н., Славин О.А.Букин А.Г., Лычагов А.С., Садеков Р.Н., Славин О.А.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/400

Приводится описание аппаратно-программного комплекса технического зрения, предназначенного для решения задачи навигации и картографирования. Комплекс реализован на базе стереосистемы технического зрения. Подробно описываются особенности программного обеспечения комплекса, используемые для вычисления и визуализации библиотеки.

Апробируется подход калибровки стереосистемы с использованием пары изображений, содержащих несколько калибровочных шаблонов. Приводятся состав оборудования, используемый при испытаниях для оценки точности определения навигационных параметров комплексом компьютерного зрения, и полученные результаты.

The article gives a description of the machine vision system applicable for navigation and mapping. The device is based on the stereo system. The paper describes the software details and the library that are used for calculation and visualization purposes. The authors piloted computer vision calibration method by using a pair of images with several calibration patterns. In conclusion, the results of the system work on 3DMap construction are provided, and the equipment configuration, used to assess the accuracy of navigation parameters is described.

Техническое зрениестереосистемаодновременная навигация и картографированиевизуальная одометриястереореконструкция.Сomputer visionstereosystemsimultaneous localization and mappingvisual odometrystereoreconstructionReferencesBrubaker M.A., Geiger A., Urtasun, R. Lost! Leveraging the Crowd for Probabilistic Visual Self-Localization // CVPR, 2013 IEEE Conference, 2013, p. 3057 – 3064.Brubaker M.A., Geiger A., Urtasun, R. Lost! Leveraging the Crowd for Probabilistic Visual Self-Localization // CVPR, 2013 IEEE Conference, 2013, p. 3057 – 3064.Nagappa S., Palomeras, N. and other. Single cluster PHD SLAM: Application to autonomous underwater vehicles using stereo vision//OCEANS - Bergen, 2013 MTS/IEEE, p.1-9.Nagappa S., Palomeras, N. and other. Single cluster PHD SLAM: Application to autonomous underwater vehicles using stereo vision//OCEANS - Bergen, 2013 MTS/IEEE, p.1-9.Daobin W.,Huawei L. and other. Lidar Scan matching EKF-SLAM using the differential model of vehicle motion /Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2013, p. 908-912.Daobin W.,Huawei L. and other. Lidar Scan matching EKF-SLAM using the differential model of vehicle motion /Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2013, p. 908-912.Форсайт, Д. Компьютерное зрение. Современный подход / Д. Форсайт, Ж. Понс // – М.: Издательский дом «Вильямс», 2004.Форсайт, Д. Компьютерное зрение. Современный подход / Д. Форсайт, Ж. Понс // – М.: Издательский дом «Вильямс», 2004.Шапиро, Л.Г. Компьютерное зрение /Л.Шапиро, Дж.Стокман. Пер. с англ. –М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.- 752 с.Шапиро, Л.Г. Компьютерное зрение /Л.Шапиро, Дж.Стокман. Пер. с англ. –М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.- 752 с.Geiger A., Lategahn, H., Kitt B. Visual Odometry based on Stereo Image Sequences with RANSAC-based Outlier Rejection Scheme// Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2010 IEEE, 2010, p. 486 – 492.Geiger A., Lategahn, H., Kitt B. Visual Odometry based on Stereo Image Sequences with RANSAC-based Outlier Rejection Scheme// Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2010 IEEE, 2010, p. 486 – 492.Nister D., Naroditsky O., Bergen J. Visual odometry// CVPR 2004, p. I-652 - I-659 Vol.1.Nister D., Naroditsky O., Bergen J. Visual odometry// CVPR 2004, p. I-652 - I-659 Vol.1.Nedevschi S., Popescu V., Danescu R., Tiberiu M., Oniga F. Accurate ego-vehicle global localization at intersections through alignment of visual data with digital map / IEEE transactions on intelligent transportation systems, 2013, p. 673-687.Nedevschi S., Popescu V., Danescu R., Tiberiu M., Oniga F. Accurate ego-vehicle global localization at intersections through alignment of visual data with digital map / IEEE transactions on intelligent transportation systems, 2013, p. 673-687.Young-Woo S., Ragunathan R. A vision system for detecting and tracking of stop-line / 2014 IEEE 17th International conference on intelligent transportation systems (ITSC), 2014, p.1970-1975.Young-Woo S., Ragunathan R. A vision system for detecting and tracking of stop-line / 2014 IEEE 17th International conference on intelligent transportation systems (ITSC), 2014, p.1970-1975.Geiger A., Ziegler J.; Stiller C. StereoScan: Dense 3d reconstruction in real-time // Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2011 IEEE, p. 963 - 968.Geiger A., Ziegler J.; Stiller C. StereoScan: Dense 3d reconstruction in real-time // Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2011 IEEE, p. 963 - 968.Donghwa L., Hyongjin K., Hyun M. GPU-Based Real-Time RGB-D 3D SLAM 9th International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence (URAI), 2012, p. 46-48.Donghwa L., Hyongjin K., Hyun M. GPU-Based Real-Time RGB-D 3D SLAM 9th International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence (URAI), 2012, p. 46-48.OpenCV /Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://opencv.org . Дата обращения: 01.01.2015.OpenCV /Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://opencv.org . Дата обращения: 01.01.2015.Mobile Robot Programming Toolkit / Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://www.mrpt.org/. Дата обращения: 01.01.2015.Mobile Robot Programming Toolkit / Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://www.mrpt.org/. Дата обращения: 01.01.2015.Robot Operation System / Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://www.ros.org/. Дата обращения: 01.01.2015.Robot Operation System / Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://www.ros.org/. Дата обращения: 01.01.2015.LIBVISO2:C++ Library for Visual Odometry /Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://cvlibs.net/software/libviso/. Дата обращения: 01.01.2015.LIBVISO2:C++ Library for Visual Odometry /Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://cvlibs.net/software/libviso/. Дата обращения: 01.01.2015.LIBELAS:C++ Library for Efficient Large-scale Stereo Matching /Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://cvlibs.net/software/libelas. Дата обращения: 01.01.2015.LIBELAS:C++ Library for Efficient Large-scale Stereo Matching /Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://cvlibs.net/software/libelas. Дата обращения: 01.01.2015.The KITTI Vision Benchmark Suite. Dataset /Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://www.cvlibs.net/datasets/kitti/ Дата обращения: 01.01.2015.The KITTI Vision Benchmark Suite. Dataset /Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://www.cvlibs.net/datasets/kitti/ Дата обращения: 01.01.2015.PCL: Point Clouds Library/Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://pointclouds.org. Дата обращения: 05.09.2013.PCL: Point Clouds Library/Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://pointclouds.org. Дата обращения: 05.09.2013.Bradski G. and Kaehler A. Learning OpenCV/ ISBN: 978-0-596-51613-0//2008, p. 571.Bradski G. and Kaehler A. Learning OpenCV/ ISBN: 978-0-596-51613-0//2008, p. 571.Zhang . A flexible new technique for camera calibration/ IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 22(11):1330-1334, 2000.Zhang . A flexible new technique for camera calibration/ IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 22(11):1330-1334, 2000.Opencv stereo example /Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа https: // github.com/Itseez/opencv/blob/master/samples/cpp/ stereo_calib.cpp. Дата обращения: 01.01.2015.Opencv stereo example /Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа https: // github.com/Itseez/opencv/blob/master/samples/cpp/ stereo_calib.cpp. Дата обращения: 01.01.2015.Camera calibration Toolbox for Matlab /Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://vision.caltech.edu/bouguetj/calib_doc. Дата обращения: 01.01.2015.Camera calibration Toolbox for Matlab /Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://vision.caltech.edu/bouguetj/calib_doc. Дата обращения: 01.01.2015.GML C++ Camera Calibration Toolbox/Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://graphics.cs.msu.ru/ru/research/projects. Дата обращения: 01.01.2015.GML C++ Camera Calibration Toolbox/Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://graphics.cs.msu.ru/ru/research/projects. Дата обращения: 01.01.2015.Camera and Range Sensor Calibration Toolbox /Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://cvlibs.net /software/calibration/ Дата обращения: 01.01.2015.Camera and Range Sensor Calibration Toolbox /Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://cvlibs.net /software/calibration/ Дата обращения: 01.01.2015.Libcbdetect: Corner and Checkerboard Detection/Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://www.cvlibs.net/software/ libcbdetect/ Дата обращения: 01.01.2015.Libcbdetect: Corner and Checkerboard Detection/Main page [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://www.cvlibs.net/software/ libcbdetect/ Дата обращения: 01.01.2015.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.