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Dissertação

FPGA-Accelerated ORB System for Real-time 3D Mapping Applications EVALUATED

Detalhes: Esta dissertação propõe uma nova arquitetura de acelerador para o algoritmo Oriented FAST and Rotated BRIEF (ORB), especialmente desenhada para Sistemas em Chip (SoCs) embutidos de baixa potência, respondendo às necessidades de eficiência computacional e energética na extracção de características de imagens em tempo real, no contexto de aplicações de visão por computador. O acelerador conta com uma arquitetura parametrizável, equilibrando a exatidão das características extraídas e a complexidade computacional, oferecendo compromissos específicos para cada aplicação. A arquitetura proposta foi também implementada num SoC FPGA embebido, integrando o acelerador desenvolvimento na lógica programável e implementando uma instância do Robot Operating System (ROS) em execução no processador, formando um dispositivo completo de extração de características de imagens. A integração desenvolvida com o ROS facilita a implementação em aplicações modulares de visão por computador. Foi realizada uma avaliação experimental do acelerador proposto, utilizando imagens do conjunto de dados TUM-VI para avaliar a sua exatidão, robustez à rotação e eficiência energética. Os resultados obtidos mostram as vantagens da arquitetura de extração de características proposta, atingindo níveis de desempenho de outras soluções do estado-da-arte, obtendo ganhos de eficiência energética entre 6,7x e 16,2x quando comparado com as mesmas soluções. Por fim, o dispositivo foi também validado com um conjunto de imagens reais de grutas subaquáticas numa demonstração em tempo real de sobreposição de características num vídeo transmitido para o dispositivo proposto, reforçando, assim, o potencial deste trabalho como solução viável para diversos conjuntos de aplicações.
Keywords: Acelerador em Hardware, SoC Embebido, Extração de Características ORB, ROS, Visão por Computador

Discussão: dezembro 4, 2024, 9:0

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