• 제목/요약/키워드: 3D object

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혼재된 환경에서의 효율적 로봇 파지를 위한 3차원 물체 인식 알고리즘 개발 (Development of an Efficient 3D Object Recognition Algorithm for Robotic Grasping in Cluttered Environments)

  • 송동운;이재봉;이승준
    • 로봇학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.255-263
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    • 2022
  • 3D object detection pipelines often incorporate RGB-based object detection methods such as YOLO, which detects the object classes and bounding boxes from the RGB image. However, in complex environments where objects are heavily cluttered, bounding box approaches may show degraded performance due to the overlapping bounding boxes. Mask based methods such as Mask R-CNN can handle such situation better thanks to their detailed object masks, but they require much longer time for data preparation compared to bounding box-based approaches. In this paper, we present a 3D object recognition pipeline which uses either the YOLO or Mask R-CNN real-time object detection algorithm, K-nearest clustering algorithm, mask reduction algorithm and finally Principal Component Analysis (PCA) alg orithm to efficiently detect 3D poses of objects in a complex environment. Furthermore, we also present an improved YOLO based 3D object detection algorithm that uses a prioritized heightmap clustering algorithm to handle overlapping bounding boxes. The suggested algorithms have successfully been used at the Artificial-Intelligence Robot Challenge (ARC) 2021 competition with excellent results.

3D REID 시스템을 이용한 사물 인식 (Object Recognition Using 3D RFID System)

  • 노세곤;이영훈;최혁렬
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제11권12호
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    • pp.1027-1038
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    • 2005
  • Object recognition in the field of robotics generally has depended on a computer vision system. Recently, RFID(Radio Frequency IDentification) has been suggested as technology that supports object recognition. This paper, introduces the advanced RFID-based recognition using a novel tag which is named a 3D tag. The 3D tag was designed to facilitate object recognition. The proposed RFID system not only detects the existence of an object, but also estimates the orientation and position of the object. These characteristics allow the robot to reduce considerably its dependence on other sensors for object recognition. In this paper, we analyze the characteristics of the 3D tag-based RFID system. In addition, the estimation methods of position and orientation using the system are discussed.

Object detection and tracking using a high-performance artificial intelligence-based 3D depth camera: towards early detection of African swine fever

  • Ryu, Harry Wooseuk;Tai, Joo Ho
    • Journal of Veterinary Science
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    • 제23권1호
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    • pp.17.1-17.10
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    • 2022
  • Background: Inspection of livestock farms using surveillance cameras is emerging as a means of early detection of transboundary animal disease such as African swine fever (ASF). Object tracking, a developing technology derived from object detection aims to the consistent identification of individual objects in farms. Objectives: This study was conducted as a preliminary investigation for practical application to livestock farms. With the use of a high-performance artificial intelligence (AI)-based 3D depth camera, the aim is to establish a pathway for utilizing AI models to perform advanced object tracking. Methods: Multiple crossovers by two humans will be simulated to investigate the potential of object tracking. Inspection of consistent identification will be the evidence of object tracking after crossing over. Two AI models, a fast model and an accurate model, were tested and compared with regard to their object tracking performance in 3D. Finally, the recording of pig pen was also processed with aforementioned AI model to test the possibility of 3D object detection. Results: Both AI successfully processed and provided a 3D bounding box, identification number, and distance away from camera for each individual human. The accurate detection model had better evidence than the fast detection model on 3D object tracking and showed the potential application onto pigs as a livestock. Conclusions: Preparing a custom dataset to train AI models in an appropriate farm is required for proper 3D object detection to operate object tracking for pigs at an ideal level. This will allow the farm to smoothly transit traditional methods to ASF-preventing precision livestock farming.

AN AUTOMATED FORMWORK MODELING SYSTEM DEVELOPMENT FOR QUANTITY TAKE-OFF BASED ON BIM

  • Seong-Ah Kim;Sangyoon Chin;Su-Won Yoon;Tae-Hong Shin;Yea-Sang Kim;Cheolho Choi
    • 국제학술발표논문집
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    • The 3th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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    • pp.1113-1116
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    • 2009
  • The attempt to use a 3D model each field such as design, structure, construction, facilities, and estimation in the construction project has recently increased more and more while BIM (Building Information Modeling) that manages the process of generating and managing building data has risen during life cycle of a construction project. While the 2D Drawing based work of each field is achieved in the already existing construction project, the BIM based construction project aims at accomplishing 3D model based work of each field efficiently. Accordingly, the solution that fits 3D model based work of each field and supports plans in order to efficiently accomplish the relevant work is demanded. The estimation, one of the fields of the construction project, has applied BIM to calculate quantity and cost of the building materials used to construction works after taking off building quantity information from the 3D model by a item for a Quantity Take-off grouping the materials relevant to a 3D object. A 3D based estimation program has been commonly used in abroad advanced countries using BIM. The program can only calculate quantity related to one 3D object. In other words, it doesn't support the take-off process considering quantity of a contiguous object. In case of temporary materials used in the frame construction, there are instances where quantity is different by the contiguous object. For example, the formwork of the temporary materials quantity is changed by dimensions of the contiguous object because formwork of temporary materials goes through the quantity take-off process that deduces quantity of the connected object when different objects are connected. A worker can compulsorily adjust quantity so as to recognize the different object connected to the contiguous object and deduces quantity, but it mainly causes the confusion of work because it must complexly consider quantity of other materials related to the object besides. Therefore, this study is to propose the solution that automates the formwork 3D modeling to efficiently accomplish the quantity take-off of formwork by preventing the confusion of the work which is caused by the quantity deduction process between the contiguous object and the connected object.

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클러스터링 알고리즘에서 저비용 3D LiDAR 기반 객체 감지를 위한 향상된 파라미터 추론 (Improved Parameter Inference for Low-Cost 3D LiDAR-Based Object Detection on Clustering Algorithms)

  • 김다현;안준호
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.71-78
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    • 2022
  • 본 논문은 3D LiDAR의 포인트 클라우드 데이터를 가공하여 3D 객체탐지를 위한 알고리즘을 제안했다. 기존에 2D LiDAR와 달리 3D LiDAR 기반의 데이터는 너무 방대하며 3차원으로 가공이 힘들었다. 본 논문은 3D LiDAR 기반의 다양한 연구들을 소개하고 3D LiDAR 데이터 처리에 관해 서술하였다. 본 연구에서는 객체탐지를 위해 클러스터링 기법을 활용한 3D LiDAR의 데이터를 가공하는 방법을 제안하며 명확하고 정확한 3D 객체탐지를 위해 카메라와 융합하는 알고리즘 설계하였다. 또한, 3D LiDAR 기반 데이터를 클러스터링하기 위한 모델을 연구하였으며 모델에 따른 하이퍼 파라미터값을 연구하였다. 3D LiDAR 기반 데이터를 클러스터링할 때, DBSCAN 알고리즘이 가장 정확한 결과를 보였으며 DBSCAN의 하이퍼 파라미터값을 비교 분석하였다. 본 연구가 추후 3D LiDAR를 활용한 객체탐지 연구에 도움이 될 것이다.

스테레오 비젼 시스템에서 3차원정보와 광 상관기를 이용한 3차원 물체추적 방법 (3-D Object Tracking using 3-D Information and Optical Correlator in the Stereo Vision System)

  • 서춘원;이승현;김은수
    • 방송공학회논문지
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    • 제7권3호
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    • pp.248-261
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    • 2002
  • 본 논문에서는 스테레오 비젼 시스템의 3차원 정보에 의해 가변되는 윈도우 마스크와 광 BPEJTC(binary phase extraction joint transform correlator)를 이용하여 스테레오 카메라를 제어하는 새로운 3차원 물체추적 시스템을 제안하였다. 즉, 스테레오 비젼 시스템의 구성 요소에 의해 3차원 정보인 추적 물체까지의 거리 정보를 쉽게 구할 수 있고, 이 거리 정보로 윈도우 마스크를 가변 시켜 추적물체 영역을 추출할 수 있다. 이 추적물체 영역은 다음 기준영상으로 갱신하여 사용된다. 그리고 이 기준영상과 스테레오 입력 영상간에 광 BPEJTC를 실행하여 추적 물체의 위치 값을 구하고. 이 값으로 스테레오 카메라의 주시각과 팬/틸트를 제어하여 3차원 물체추적이 이루어진다. 실험 결과 제안한 알고리즘은 스테레오 입력 영상에서 배경잡음과 관계없이 추적 물체영역을 추출하여 3차원 물체추적이 가능하고, 이의 구현으로 3차원 원격작업 시스템이나 적응적인 3차원 물체 추적기 등의 구현 가능성을 제시하였다.

줌 카메라를 이용한 3차원 물체 재구성 (3 Dimensional Object Reconstruction Using Zoom Camera)

  • 주도완;김주영기수용고광식
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.927-930
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    • 1998
  • This paper presents a new method for reconstructing 3 dimensional object model using a zoom camera. The proposed method uses zoom images to find the distance(D) between camera and object. Also the method uses images obtained around the object to find an $angle(\theta)$ between two connected planes of the object. With the D and $\theta,$ we can reconstruct the real sized 3-D model of object with less errors without stereo camera or rangefinder.

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3차원 이동물체의 변위평가를 위한 스테레오 비젼시스템 설계에 관한 연구 (A Study on the Stereo Vision System Design for the Displacement Estimation of Three-Dimensional Moving Object)

  • 이주신
    • 한국통신학회논문지
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    • 제15권12호
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    • pp.1002-1016
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    • 1990
  • 본 논문은 스테레오비젼 시스템을 설계 제작하고, 제작된 시스템을 가지고 3차원 이동물체의 변위평가 방법을 제안하였다. 이동물체의 추출은 차영상 알고리즘에 의해 추출하고, 3차원 이동물체의 기하학적인 위치좌표는 2개의 2차원 물체의 면적중심을 합성시켜 구하였다. 3차원 이동물체의 범위평가는 합성된 3차원 좌표값에 의해서 물체의 이동속도 및 거리, 이동궤적, 카메라와 물체 사이의 공간거리를 산출하여 입증하였다.

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레이저 슬릿빔과 CCD 카메라를 이용한 3차원 영상인식 (3D image processing using laser slit beam and CCD camera)

  • 김동기;윤광의;강이석
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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    • pp.40-43
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    • 1997
  • This paper presents a 3D object recognition method for generation of 3D environmental map or obstacle recognition of mobile robots. An active light source projects a stripe pattern of light onto the object surface, while the camera observes the projected pattern from its offset point. The system consists of a laser unit and a camera on a pan/tilt device. The line segment in 2D camera image implies an object surface plane. The scaling, filtering, edge extraction, object extraction and line thinning are used for the enhancement of the light stripe image. We can get faithful depth informations of the object surface from the line segment interpretation. The performance of the proposed method has demonstrated in detail through the experiments for varies type objects. Experimental results show that the method has a good position accuracy, effectively eliminates optical noises in the image, greatly reduces memory requirement, and also greatly cut down the image processing time for the 3D object recognition compared to the conventional object recognition.

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다수의 카메라를 활용한 고해상도 3차원 객체 복원 시스템 (High-resolution 3D Object Reconstruction using Multiple Cameras)

  • 황성수;유지성;김희동;김수정;팽경현;김성대
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권10호
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    • pp.150-161
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    • 2013
  • 본 논문에서는 다수의 카메라들을 이용하여 3차원 공간상에 있는 물체에 대한 다중 시점 영상들을 획득하고, 그 영상들로부터 해당 3차원 물체에 대한 기하학적인 형상 및 질감 정보를 추정하여, 그 물체에 대한 고해상도 3차원 콘텐츠를 효율적으로 제작하는 새로운 시스템을 제안한다. 지금까지 다양한 다중 시점 영상 기반 3차원 객체 복원 시스템들이 제안되었지만 다중 시점 기반 3차원 객체 복원이 많은 메모리와 계산량을 필요로 하기 때문에 고해상도의 3차원 콘텐츠를 얻는 데에는 어려움이 있었다. 3차원 복원에 필요한 계산량 및 메모리량을 줄이기 위해 제안 시스템은 객체의 다중 시점을 촬영한 영상 내에서 객체가 존재할 수 있는 영역을 사전에 설정하여 객체 윤곽선 추출 과정을 빠르게 수행한다. 그리고 체인코드를 활용하여 실루엣 영상을 표현하고 3차원-2차원 투영 및 역투영 관계를 1차원 호모그래피를 통해 표현하여 객체의 비주얼 헐을 빠르게 계산한다. 복원된 3차원 객체의 기하정보는 3차원 선분 기반의 표현 기법인 DoCube를 활용하여 적은 데이터양으로 표현하였으며, 3차원 메시 생성 및 텍스쳐 맵핑을 수행하여 최종적인 3차원 객체를 생성한다. 실험 결과 제안 시스템이 $800{\times}800{\times}800$ 해상도의 3차원 객체 복원을 프레임 당 2.2초에 수행하는 것을 확인하였다.