Underwater Cyclops – Real Time Underwater Image Mapping based on Homography

Abstract

Μέσα από αυτή τη διατριβή μεταπτυχιακού επιπέδου υπήρχε σκοπός να δημιουργηθεί ένα λογισμικό Τεχνητής Νοημοσύνης (Artificial Intelligence) που θα εκτελείται με τη βοήθεια ενός μικροϋπολογιστή σε ένα υποβρύχιο ρομπότ (uROV) και να βοηθά τον χρήστη με αυτόματη χαρτογράφηση (automated mapping) κατά την πλοήγηση μέσα στο νερό σε πραγματικό χρόνο (Real-Time). Το λογισμικό της διατριβής που πήρε το όνομα “Underwater Cyclops”, έχει ως στόχο να βοηθήσει τους ερευνητές του υποβρύχιου κόσμου στην πλοήγηση τους μέσα στο νερό με την αυτόματη δημιουργία ενός χάρτη από τα frames (καρέ) που βλέπει η camera του ROV φτιάχνοντας έτσι ένα μωσαϊκό με κύρια μέθοδο την Ομογραφία (Homography) σε πραγματικό χρόνο. Επίσης στόχος ήταν η διερεύνηση του κατά πόσο μπορεί η Ομογραφία να λειτουργήσει ορθά για τη λύση των προβλημάτων όπως για παράδειγμα η υποβρύχια πλοήγηση, ο χαμηλός φωτισμός και η ομοιομορφία στο υποβρύχιο περιβάλλον. Ομογραφία είναι ο τρόπος που χαρακτηρίζεται η σχέση μεταξύ δύο εικόνων και χρησιμοποιείται σε πολλούς τομείς της Υπολογιστικής Όρασης (Computer Vision) όπως τον υπολογισμό κίνησης της κάμερας (camera motion estimation), αναγωγή συνόλου δεδομένων σε ένα σύστημα συντεταγμένων (image registration) ή ακόμα και για την διόρθωση μιας εικόνας (image rectification). Μέσα από την διατριβή αυτή συμπεραίνεται ότι η Ομογραφία, χωρίς να συνδυαστεί με κάποια τεχνική, δεν μπορεί να βοηθήσει σε ένα τέτοιο πρόβλημα. Χρειάζεται την υποστήριξη μιας επιπλέον τεχνικής για σωστή εκτίμηση της θέσης του uROV χωρίς να δημιουργεί γεωμετρικές παραμορφώσεις στα αποτελέσματα.