Trajectory estimation, with regards to reconstructing a 3D trajectory from a 2D trajectory, is commonly achieved using stereo or multi camera setups. Although projections from 3D to 2D suffer significant information loss, some methods approach this problem from a monocular perspective to address limitations of multi camera systems, such as requiring points in to be observed by more than one camera. This report explores how deep learning methodology can be applied to estimation of golf balls’ 3D trajectories using features from synthetically generated monocular data. Three neural network architectures for times series analysis, Long Short-Term Memory (LSTM), Bidirectional LSTM(BLSTM), and Temporal Convolutional Network (TCN); are compared to a simpler Multi Layer Perceptron (MLP) baseline and theoretical stereo error. The results show the models’ performances are varied with median performances often significantly better than average, caused by some predictions with very large errors. Overall the BLSTM performed best of all models both quantitatively and qualitatively, for some ranges with a lower error than a stereo estimate with an estimated disparity error of 1. Although the performance of the proposed monocular approaches do not outperform a stereo system with a lower disparity error, the proposed approaches could be good alternatives where stereo solutions might not be possible. / Lösningar för inferens av 3D banor utifrån 2D sekvenser använder sig ofta av två eller fler kameror som datakällor. Trots att mycket information förloras i projektionen till kamerabilden använder sig vissa lösningar sig av endast en kamera. En sådan monokulär lösning kan vara mer fördelaktiga än multikamera lösningar i vissa fall, såsom när ett objekt endast är synligt av ena kamera. Denna rapport undersöker hur metoder baserade på djupa arkitekturer kan användas för att uppskatta golfbollars 3D banor med variabler som skapas utifrån syntetiskt genererad monokulär data. Tre olika arkitekturer för tidsserieanalys Long Short-Term Memory (LSTM), Bidirectional LSTM (BLSTM) och Temporal Convolutional Neural Network (TCN) jämförs mot en enklare Multi Layer Perceptron (MLP) och teoretiska stereo-fel. Resultaten visar att modellerna har en varierad prestation med median resultaten ofta mycket bättre än medelvärdena, på grund av några förutsägelser med stora fel. Överlag var den bästa modellen BLSTM:en både kvantitativt och kvalitativt samt bättre än stereo lösningen med högre fel för vissa intervall. Resultaten visar dock på att modellerna är tydligt sämre en stereo systemet med lägre fel. Trots detta kan de föreslagna metoderna utgöra bra alternativ för lösningar där stereo system inte kan användas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-304580 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Sellstedt, Victor |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2021:647 |
Page generated in 0.0592 seconds