The advancements in robotic perception in the recent years have empowered robots to better execute tasks in various environments. The perception of objects in the robot work space significantly relies on how sensory data is represented. In this context, 3D models of object’s surfaces have been studied as a means to provide useful insights on shape of objects and ultimately enhance robotic perception. This involves several challenges, because sensory data generally presents artifacts, such as noise and incompleteness. To tackle this problem, we employ Gaussian Process Implicit Surface (GPIS), a non-parametric probabilistic reconstruction of object’s surfaces from 3D data points. This thesis investigates different configurations for GPIS, as a means to tackle the extraction of shape information. In our approach we interpret an object’s surface as the level-set of an underlying sparse Gaussian Process (GP) with variational formulation. Results show that the variational formulation for sparse GP enables a reliable approximation to the full GP solution. Experiments are performed on a synthetic and a real sensory data set. We evaluate results by assessing how close the reconstructed surfaces are to the ground-truth correspondences, and how well objects from different categories are clustered based on the obtained representation. Finally we conclude that the proposed solution derives adequate surface representations to reason about object shape and to discriminate objects based on shape information. / Framsteg inom robotperception de senaste åren har resulterat i robotar som är bättre på attutföra uppgifter i olika miljöer. Perception av objekt i robotens arbetsmiljö är beroende avhur sensorisk data representeras. I det här sammanhanget har 3D-modeller av objektytorstuderats för att ge användbar insikt om objektens form och i slutändan bättre robotperception. Detta innebär flera utmaningar, eftersom sensoriska data ofta innehåller artefakter, såsom brus och brist på data. För att hantera detta problem använder vi oss av Gaussian Process Implicit Surface (GPIS), som är en icke-parametrisk probabilistisk rekonstruktion av ett objekts yta utifrån 3D-punkter. Detta examensarbete undersöker olika konfigurationer av GPIS för att på detta sätt kunna extrahera forminformation. I vår metod tolkar vi ett objekts yta som nivåkurvor hos en underliggande gles variational Gaussian Process (GP) modell. Resultat visar att en gles variational GP möjliggör en tillförlitlig approximation av en komplett GP-lösningen. Experiment utförs på ett syntetisk och ett reellt sensorisk dataset. Vi utvärderar resultat genom att bedöma hur nära de rekonstruerade ytorna är till grundtruth- korrespondenser, och hur väl objektkategorier klustras utifrån den erhållna representationen. Slutligen konstaterar vi att den föreslagna lösningen leder till tillräckligt goda representationer av ytor för tolkning av objektens form och för att diskriminera objekt utifrån forminformation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-215650 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Zarzar Gandler, Gabriela |
| Publisher | KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.003 seconds