Vision and SLAM on a highly dynamic mobile two-wheeled robot

Abstract

This thesis examines a sparse feature based visual monocular simultaneous localization and mapping (SLAM) approach with the intension of stabilizing a two-wheeled balancing robot. The first part introduces the basics like camera geometry, image processing and filtering. Further on, the thesis treats the details of a monocular SLAM system and shows some specialties to keep the computational effort low. The last part deals with Andrew Davison's "SceneLib" library and how it can be used to obtain the camera state vector.

Die vorliegende Arbeit gibt einen Einblick in das Thema der auf wenigen Bildfeatures basierenden simultanen Lokalisierung und Karten Erstellung (SLAM) mittels monokularer Kamera zum Zwecke der Regelung eines zweirädrigen balancierenden Roboters. Im ersten Teil werden grundlegende Themen wie die Kamerageometrie, Bildverarbeitung und Filtertechniken besprochen. Darauf aufbauend werden im zweiten Abschnitt Details und effizienzsteigernde Maßnahmen erläutert, die ein monokulares Echtzeit-Kamera-SLAM System möglich machen. Im letzten Teil der Arbeit wird beschrieben wie mittels Andrew Davisons "SceneLib" Bibliothek die aktuelle Kamera Pose bestimmt werden kann.