Odhad polohy a orientace robotu pomocí fiduciálních značek

Andrea KADLECOVÁ

Bachelor's thesis

Robot position and pose estimation using fiducial markers

Abstract:

Tato bakalářská práce se zabývá sledováním polohy a orientace fiduciální značky za použití běžně dostupné kamery. Nejdříve se bude řešit problematika se zpracováním obrazu. Dále se bude zabývat fiduciálními značkami, které lze v této úloze použít. Následně se zde bude probírat transformace souřadných systémů. Budou zde diskutovány metody odhadu polohy a orientace objektu na základě obrazových dat. Jedna část bude věnována experimentům, kde se bude sledovat statický marker a určovat jeho poloha a orientace v obraze a poloha v lokálním souřadném systému. Porovnají se dva typy běžných kamer na přesnost odhadu s reálnými naměřenými daty. Také se zde bude zkoumat vliv velikosti markru, výška položení kamery, úhel naklonění a vzdálenost položení kamery od detekované plochy. Na konci se vše vyhodnotí v závěru.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with the tracking of the position and orientation of a fiducial marker using a commonly available camera. The first focus will be on image processing issues. It will further address the fiducial markers that can be utilized in this task. Subsequently, transformations of coordinate systems will be discussed. Methods for estimating the position and orientation of an object based on image data will be deliberated upon. One section will be dedicated to experiments involving the tracking of a static marker, determining its position and orientation in the image, and its position in the local coordinate system. Two types of common cameras will be compared for the accuracy of estimation using real measured data. The impact of marker size, camera elevation, tilt angle, and camera-to-surface distance will also be examined. The conclusion will provide an evaluation of all findings.

Keywords

ArUco marker, AprilTag marker, STag marker, detekce fiduciální značky, kalibrace kamery, odhad polohy z obrazových dat, transformace 3D souřadných systémů

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 8. 2023

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Miroslav Flídr, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Bachelor programme / field:
Cybernetics and Control Engineering / Automatic Control and Robotics