Rivelazione degli ostacoli

 

Sono stati esplorati diversi operatori di confronto per rivelare le violazioni della trasformazione tra le immagini. In particolare si è utilizzata la differenza di intensità fra i pixel, la correlazione e correlazione normalizzata fra finestre di pixel, provandone diverse dimensioni. Alcuni esperimenti sono stati fatti anche analizzando il gradiente dell'immagine di differenza.

Nostante la varietà dei metodi, i risultati si sono rivelati sorprendentemente uniformi: operatori più sofisticati non sono significativamente migliori della semplice differenza tra pixel corrispondenti, e cadono in difetto nelle stesse situazioni. L'analisi del gradiente dell'immagine di differenza è forse l'unico che promette di dare risultati migliori. Esperimenti per determinarne l'efficacia sono tuttora in corso, ma i risultati preliminari sono promettenti.

Non essendo attualmente giustificato il ricorso a operatori più complessi, la tecnica adottata per la rivelazione degli ostacoli è la seguente

1. Acquisizione delle immagini.
2. All'immagine della telecamera destra viene applicata la trasformazione ricavata mediante approssimazione.
3. Viene calcolata l'immagine di differenza tra l'immagine proveniente dalla telecamera sinistra e l'immagine destra trasformata.
4. Viene sogliata l'immagine di differenza, con una soglia determinata sperimentalmente.
5. Le porzioni di immagini che superano la soglia vengono classificate come ostacoli.
6. Viene calcolata l'intensità del gradiente dell'immagine sinistra. Le zone con gradiente inferiore a una soglia, determinata sperimentalmente, sono considerate pericolose; in quanto il segnale non è sufficiente a verificare che la trasformazione tra le immagini sia rispettata.

Una osservazione: rivelare quale porzione di immagine vìola la trasformazione non significa individuare la posizione degli ostacoli! Infatti la posizione dell'ostacolo corrisponde approssimativamente a quella del pavimento che occlude solamente per ostacoli bassi, appoggiati sul pavimento. Se a provocare l'occlusione è un oggetto vicino, sollevato da terra, la zona di pavimento che occlude corrisponde a un'area lontana diversi metri, mentre l'ostacolo si trova molto più vicino.

Quello che è possibile individuare efficacemente con l'algoritmo GPOD è la zona di pavimento libera da ostacoli.

Le prestazioni ``velocistiché' dell'algoritmo sono molto buone: l'elaborazione di immagini di 128 per 128 pixel avviene in 0,6 secondi, mentre l'elaborazione di immagini di 256 per 256 pixel richiede 1,7 secondi.

  
Figure: GPOD, pavimento libero. In alto sono le immagini provenienti dalla telecamera. In basso a sinistra c'è l'immagine destra trasformata mediante la funzione calcolata dal programma di calibrazione. In basso a destra c'è l'immagine di differenza fra l'immagine sinistra e la destra trasformata. Notare che dove il pavimento è visibile da ambedue le telecamere l'immagine di differenza appare nera, significando l'assenza di ostacoli.

  
Figure: GPOD, pavimento con ostacoli. In alto sono le immagini provenienti dalla telecamera. In basso a sinistra c'è l'immagine destra trasformata mediante la funzione calcolata dal programma di calibrazione. In basso a destra c'è l'immagine di differenza fra l'immagine sinistra e la destra trasformata. L'ostacolo è chiaramente visibile nell'immagine di differenza sotto forma di una zona chiara.