Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογιστών (ΜΔΕ)

Permanent URI for this collection

https://hdl.handle.net/10889/65

Browse

Browsing Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογιστών (ΜΔΕ) by Subject "3D point clouds"

Now showing 1 - 1 of 1
  • Thumbnail Image
    Item
    Open Access
    Ανακατασκευή και κατάτμηση τρισδιάστατης σκηνής εξωτερικού χώρου με χρήση γεωμετρικών τεχνικών
    Μπολάτογλου, Γεώργιος; Bolatoglou, Georgios
    Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογιστών (ΜΔΕ)
    Η ανακατασκευή και κατανόηση του περιβάλλοντος ενός εξωτερικού χώρου είναι ένα απαιτητικό εγχείρημα. Παρόλα αυτά είναι θεμελιώδες όχι μόνο για την αυτόνομη οδήγηση αλλά και για την δημιουργία πολυάριθμων εφαρμογών, όπως η χαρτογράφηση και η απεικόνιση του περιβάλλοντος, οι εφαρμογές εικονικής ή επαυξημένης πραγματικότητας, οι τρισδιάστατες εφαρμογές ψυχαγωγίας, ο πολεοδομικός σχεδιασμός και η προσομοίωση της απόδοσής του, η αντιμετώπιση έκτακτη ανάγκης και άλλων πολλών. Είναι κατανοητό, λοιπόν, πως σε όλες τις προαναφερθείσες εφαρμογές είναι αναγκαία η ανάλυση της πραγματικής σκηνής, η «μετάφραση» αυτής σε τρισδιάστατη και, αν μη τι άλλο, η ανίχνευση των επιμέρους αντικειμένων και ο υπολογισμός των χαρακτηριστικών αυτών, όπως το σχήμα, το μέγεθος και άλλες ιδιότητες τους. Τέτοια αντικείμενα σε ένα εξωτερικό περιβάλλον όπως μια πόλη, ένα χωριό, ή έναν επαρχιακό δρόμο αποτελούν τα αυτοκίνητα, τα φορτηγά, τα δέντρα, τα κτίρια και άλλα. Ο στόχος της διπλωματικής αυτής είναι ο σχεδιασμός, η υλοποίηση και η ανάπτυξη ενός συστήματος τέτοιου που από μια κάμερα σε έναν εξωτερικό χώρο να δημιουργεί την αντίστοιχη τρισδιάστατη σκηνή, να πραγματοποιεί την κατάτμηση αυτής σε επιμέρους τρισδιάστατα αντικείμενα με παρόμοια χαρακτηριστικά και στην συνέχεια να τα κατηγοριοποιεί και να τα αντιστοιχεί σε εκείνα του πραγματικού κόσμου. Για να επιτευχθεί αυτό υπολογίζονται και χρησιμοποιούνται κατά κύριο λόγο τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των τρισδιάστατων σημείων και έπειτα των επιμέρους αντικειμένων, πάνω στα οποία βασίζεται η πληθώρα των μεθόδων και των αλγορίθμων που έχουν υλοποιηθεί στην διπλωματική αυτή. Το υλοποιημένο σύστημα χωρίζεται σε τέσσερα βασικά μέρη. Αρχικά, στο πρώτο μέρος, γίνεται η ανακατασκευή του περιβάλλοντος σε μια τρισδιάστατη σκηνή χρησιμοποιώντας έναν τελευταίας γενιάς αλγόριθμο ταυτόχρονου εντοπισμού θέσης και χαρτογράφησης(SLAM). Έπειτα στο δεύτερο, χρησιμοποιώντας το νέφος τρισδιάστατων σημείων που λήφθηκε προηγουμένως, γίνεται η κανονικοποίηση αυτού και φιλτράρεται για τυχόν έκτοπες ή ακραίες τιμές. Στο τρίτο τμήμα, επιτυγχάνεται η κατάτμηση του νέφους αυτού σε επιμέρους στιβάδες τρισδιάστατων σημείων και στο τέταρτο και τελευταίο τμήμα, πραγματοποιείται η κατηγοριοποίηση των στιβάδων αυτών. Τέλος, μέσω των πειραμάτων που πραγματοποιούνται ελέγχεται η ακρίβεια αναπαράστασης των πραγματικών σκηνών και , χρησιμοποιώντας αστικά 3D δεδομένα από LIDAR, υπολογίζεται το ποσοστό επιτυχίας του.