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Enregistrement W7046307513

Computationally-efficient visual inertial odometry for autonomous vehicle

2019· other· en· W7046307513 sur OpenAlexafffund

Notice bibliographique

RevueMemorial University Research Repository (Memorial University) · 2019
Typeother
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueMagnetic confinement fusion research
Établissements canadiensMemorial University of Newfoundland
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaMemorial University of Newfoundland
Mots-clésProcess (computing)TrajectoryFeature (linguistics)Field (mathematics)Frame (networking)Staring
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

This thesis presents the design, implementation, and validation of a novel nonlinearfiltering based Visual Inertial Odometry (VIO) framework for robotic navigation in GPSdenied environments. The system attempts to track the vehicle’s ego-motion at each time instant while capturing the benefits of both the camera information and the Inertial Measurement Unit (IMU). VIO demands considerable computational resources and processing time, and this makes the hardware implementation quite challenging for micro- and nanorobotic systems. In many cases, the VIO process selects a small subset of tracked features to reduce the computational cost. VIO estimation also suffers from the inevitable accumulation of error. This limitation makes the estimation gradually diverge and even fail to track the vehicle trajectory over long-term operation. Deploying optimization for the entire trajectory helps to minimize the accumulative errors, but increases the computational cost significantly. The VIO hardware implementation can utilize a more powerful processor and specialized hardware computing platforms, such as Field Programmable Gate Arrays, Graphics Processing Units and Application-Specific Integrated Circuits, to accelerate the execution. However, the computation still needs to perform identical computational steps with similar complexity. Processing data at a higher frequency increases energy consumption significantly. The development of advanced hardware systems is also expensive and time-consuming. Consequently, the approach of developing an efficient algorithm will be beneficial with or without hardware acceleration. The research described in this thesis proposes multiple solutions to accelerate the visual inertial odometry computation while maintaining a comparative estimation accuracy over long-term operation among state-ofthe- art algorithms. This research has resulted in three significant contributions. First, this research involved the design and validation of a novel nonlinear filtering sensor-fusion algorithm using trifocal tensor geometry and a cubature Kalman filter. The combination has handled the system nonlinearity effectively, while reducing the computational cost and system complexity significantly. Second, this research develops two solutions to address the error accumulation issue. For standalone self-localization projects, the first solution applies a local optimization procedure for the measurement update, which performs multiple corrections on a single measurement to optimize the latest filter state and covariance. For larger navigation projects, the second solution integrates VIO with additional pseudo-ranging measurements between the vehicle and multiple beacons in order to bound the accumulative errors. Third, this research develops a novel parallel-processing VIO algorithm to speed up the execution using a multi-core CPU. This allows the distribution of the filtering computation on each core to process and optimize each feature measurement update independently. The performance of the proposed visual inertial odometry framework is evaluated using publicly-available self-localization datasets, for comparison with some other open-source algorithms. The results illustrate that a proposed VIO framework is able to improve the VIO’s computational efficiency without the installation of specialized hardware computing platforms and advanced software libraries.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: Sans objet
GenreSignal candidat: Autre · Signal consensuel: Autre
Score de désaccord entre enseignants0,037
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0030,002
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0160,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,018
Tête enseignante GPT0,270
Écart entre enseignants0,252 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreAutre

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2019
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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