Feature extractors in Visual Odometry pipelines rarely exploit depth signals, even though depth sensors and RGB-D cameras are commonly used in later stages of Visual Odometry systems. Nonetheless, depth sensors from RGB-D cameras function even with no external light and can provide feature extractors with additional structural information otherwise invisible in RGB images. Deep Learning feature extractors, which have recently been shown to outperform their classical counterparts, still only exploit RGB information. Against this background, this thesis presents a Self-Supervised Deep Learning feature extraction algorithm that employs both RGB and depth signals as input. The proposed approach builds upon the existing deep learning feature extractors, adapting the architecture and training procedure to introduce the depth signal. The developed RGB-D system is compared with an RGB-only feature extractor in a qualitative study on keypoints’ location and a quantitative evaluation on pose estimation. The qualitative evaluation demonstrates that the proposed system exploits information from both RGB and depth domains, and it robustly adapts to the degradation of either of the two input signals. The pose estimation results indicate that the RGB-D system performs comparably to the RGB-only one in normal and low-light conditions. Thanks to the usage of depth information, the RGB-D feature extractor can still operate, showing only limited performance degradation, even in completely dark environments, where RGB methods fail due to a lack of input information. The combined qualitative and quantitative results suggest that the proposed system extracts features based on both RGB and depth input domains and can autonomously transition from normal brightness to a no-light environment, by exploiting depth signal to compensate for the degraded RGB information. / Detektering av nyckelpunkter för Visuell Odometri (VO) utnyttjar sällan information om djup i bilder, även om avståndssensorer och RGB-D-kameror ofta används i senare skeden av VO pipelinen. RGB-D-kamerors avståndsestimering fungerar även utan externt ljus. De kan förse nyckelpunktsdetektorer med ytterligare strukturell information som är svårt att extrahera enbart från RGB-bilder. Detektering av nyckelpunkter, med hjälp av Deep Learning metoder, har nyligen visat sig överträffa sina klassiska motsvarigheter som fortfarande endast utnyttjar bildinformation. Denna avhandling presenterar en algoritm för självövervakande nyckelpunktsdetektering med djupinlärning, som använder både RGB-bilder och avståndsinformation som indata. Det föreslagna tillvägagångssättet bygger på en befintlig arkitektur, som har anpassats för att också kunna hantera informationen om djupet i bilder. Den utvecklade RGB-D nyckelpunktsdetektorn har jämförts med en detektor som enbart baseras på RGB-bilder. Det har både gjorts en kvalitativ utvärdering av nyckelpunkternas läge och en kvantitativ utvärdering av detektorns förmåga på VO-tillämpningar, dvs estimering av position och orientering. Den kvalitativa utvärderingen av nyckelpunkterna visar att det föreslagna systemet kan utnyttja både information från bild- och djupdomänen. Den visar även att detektorn är robust mot försämringar av båda bilderna och djupinformationen. Evalueringen visar att den utvecklade RGB-D-metoden och en standardetektor uppnår jämförbara resultat under normala och svaga ljusförhållanden. Dock, tack vare användningen av tillgänglig djupinformation kan RGB-D-metoden fortfarande fungera i helt mörka förhållanden, med endast begränsad försämring av prestanda. I dessa scenarion misslyckas RGB-metoder på grund av brist på användbar bildinformation. De kombinerade kvalitativa och kvantitativa resultaten tyder på att det föreslagna systemet extraherar egenskaper som baseras på både bild- och djupinmatningsområden och kan självständigt övergå mellan normala och ljusfattiga förhållanden genom att utnyttja djup för att kompensera för den försämrade bildinformationen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-320735 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Bennasciutti, Federico |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| 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 |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2022:527 |
Page generated in 0.0023 seconds