Odhad relativní polohy pomocí signálů LED měřených event kamerou

Abstract

Tato práce představuje způsob odhadu relativní polohy objektu vybaveného modulovanými světelnými emitory za použití eventové kamery jako senzoru. Provedený přístup začíná detekcí a shlukováním asynchronních událostí do shluků, pro které jsou vypočteny jejich centroidy. Spojením těchto centroidů s již známou geometrií světelných emitorů je vypočtena rotace a translace objektu pomocí algoritmu Perspective-n-Point. Pro zajištění přesných měření je nejprve potřeba provést kalibraci kamery a objektivu, která zahrnuje snímání kalibrační mřížky s rovnoměrně rozmístěnými diodami, aby byly zajištěny jasné referenční body během kalibrace. Experimentální ověření na statických a pohybujících se kvadrokoptérách ukazuje průměrnou lokalizační přesnost v řádu desítek centimetrů ve stacionárních scénářích a přesnost na úrovni jednotek metrů na velkých vzdálenostech během aktivního pohybu.This thesis presents a way to estimate the relative pose of an object equipped with modulated light emitters using an event-based camera as the sensor. Our approach begins by detecting and clustering the asynchronous events into blobs of pixels, for which their centroids are computed. By associating these centroids with the known geometry of the light emitters, the rotation and translation of the object is solved for via the Perspective-n-Point algorithm. To ensure accurate measurements, a customized camera and lens calibration procedure is first performed, which consists of a target with equally spaced diodes that provide bright reference points during calibration. Experimental validation on static and dynamically moving quadrotors demonstrates an average localization accuracy of tens of centimeters in stationary scenarios and a meters-level precision at large distances during active motion.