Vision based trail detection for all-terrain robots

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Esta dissertação propõe um modelo para detecção de trilhos baseado na observação de que estes são estruturas salientes no campo visual do robô. Devido à complexidade dos ambientes naturais, uma aplicação directa dos modelos tradicionais de saliência visual não é suficientemente robusta para prever a localização dos trilhos. Tal como noutras tarefas de detecção, a robustez pode ser aumentada através da modulação da computação da saliência com conhecimento implícito acerca das características visuais (e.g. cor) que permitem uma melhor representação do objecto a encontrar. Esta dissertação propõe o uso da estrutura global do objecto, sendo esta uma característica mais estável e previsível para o caso de trilhos naturais. Esta nova componente de conhecimento implícito é especificada em termos de regras de percepção activa, que controlam o comportamento de agentes simples que se comportam em conjunto para computar o mapa de saliência da imagem de entrada. Para o propósito de acumulação de informação histórica acerca da localização do trilho é utilizado um campo neuronal dinâmico com compensação de movimento. Resultados experimentais num conjunto de dados vasto revelam a habilidade do modelo de produzir uma taxa de sucesso de 91% a 20Hz. O modelo demonstra ser robusto em situações onde outros detectores falhariam, tal como quando o trilho não emerge da parte de baixo da imagem, ou quando se encontra consideravelmente interrompido.