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画像からのビジュアルオドメトリを行ってみる(GitHub の uoip/monoVO-python を使用)

Visual Odometry (ビジュアル・オドメトリ)とは、撮影された動画像から,撮影者の動きを推定する技術のこと。 (動きと出発地が分かれば,どこに動いたかも分かる)。

公開されているソフトウェアとデータを用いて,ビジュアル・オドメトリの体験を行う.先人に感謝.

参考Webページ: https://github.com/uoip/monoVO-python

参考Webページ: http://avisingh599.github.io/vision/monocular-vo/

参考Webページ: http://avisingh599.github.io/vision/visual-odometry-full/

前準備

Python 64 ビット版のインストール,pip と setuptools の更新(Windows 上)

Windows での Python 3.10 のインストール,pip と setuptools の更新: 別ページで説明している.

Python の公式ページ: http://www.python.org/

Python 開発環境のインストール

FFmpeg,ImageMagick のインストール

インストール(Windows 上)

ここでの作業に使っているディレクトリ

  1. Windows で,コマンドプロンプト管理者として実行

    コマンドプロンプトを管理者として実行: 別ページで説明している.

  2. Python 用 OpenCV のインストール
    python -m pip install -U pip setuptools
    python -m pip install -U opencv-python opencv-contrib-python
    

  3. GitHub の uoip/monoVO-python で公開されているプログラムのダウンロードと展開(解凍)

    作者に感謝します.

    1. uoip / monoVO-python の Web ページを開き,プログラムをダウンロードする.

      https://github.com/uoip/monoVO-python

    2. 「Clone or download」を展開.「Download ZIP」をクリック

    3. uoip / monoVO-python で公開されているプログラム の .zip ファイルのダウンロードが始まるので確認する.
    4. ダウンロードしたを展開(解凍)し,分かりやすいディレクトリに置く.

      Windows での展開(解凍)のためのソフトには,「7-Zip」などがある.

      この .zip ファイルは,c:\pytools\monoVO-python-master に展開(解凍)したものとして,説明を続けるので,適切に読み替えてください.

モノクロのビデオを用いたビジュアル・オドメトリ

KITTY オドメトリデータセット(KITTY odometry data set) のダウンロード

  1. テスト用の画像データのダウンロードと展開(解凍)

    テスト画像データをダウンロードしたい.再度,uoip / monoVO-python の Web ページを開く

    https://github.com/uoip/monoVO-python

  2. KITTY odometry data set (grayscale, 22 GB)」をクリック.

  3. 濃淡 (grayscale) 画像が欲しいので,「Download odometry data set (grayscale, 22GB)」をクリック.

    これは,画像データの .zip ファイルである(多数の .png形式の画像ファイルを zip 形式に固めたものである).

  4. メールアドレスを登録し,「Request Download Link」をクリック.

  5. 電子メールで通知が送られてくるので確認の上,電子メールの中のリンクをクリックする.
  6. リンクをクリックするので、ダウンロードが始まるので確認する.

    ※ ダウンロードには時間がかかる

  7. いまダウンロードしたテスト用画像データの .zip ファイルを,分かりやすいディレクトリ(日本語を含まないこと)に展開(解凍)する.

    Windows での展開(解凍)のためのソフトには,「7-Zip」などがある.

    この .zip ファイルは,C:\data_odometry_gray\dataset に展開(解凍)したものとして,説明を続けるので,適切に読み替えてください.

  8. 展開(解凍)してできたファイルを確認する.

テスト用の ground truth データのダウンロードと展開(解凍)

  1. 次に,テスト用の ground truth データをダウンロードしたい.再度,uoip / monoVO-python の Web ページを開く

    https://github.com/uoip/monoVO-python

  2. 再度,「KITTY odometry data set (grayscale, 22 GB)」をクリック.

    これは,画像データの .zip ファイルである(多数の .png形式の画像ファイルを zip 形式に固めたものである).

  3. 今度は,テスト用の ground truth データが欲しいので,「Download odometry ground truth poses (4 MB)」をクリック.

  4. メールアドレスを登録し,「Request Download Link」をクリック.

  5. 電子メールで通知が送られてくるので確認の上,電子メールの中のリンクをクリックする.
  6. リンクをクリックするので、ダウンロードが始まるので確認する.

  7. いまダウンロードしたテスト用の ground truth データの .zip ファイルを,分かりやすいディレクトリ(日本語を含まないこと)に展開(解凍)する.

    Windows での展開(解凍)のためのソフトには,「7-Zip」などがある.

    この .zip ファイルは,C:\data_odometry_poses\dataset に展開(解凍)したものとして,説明を続けるので,適切に読み替えてください.

  8. 展開(解凍)してできたファイルを確認する.

設定とテスト実行

  1. プログラムファイルがあるディレクトリの確認

    先ほど,uoip / monoVO-python の .zip ファイルは、 c:\pytools\monoVO-python-master(適切に読み替えること)のようなディレクトリに展展(解凍)したはずである.

  2. Windows でコマンドプロンプトを開く.
  3. 2to3 -w の実行
    cd c:\pytools\monoVO-python-master
    2to3 -w -w test.py
    2to3 -w -w visual_odometry.py
    
  4. プログラムファイル内の設定のため, test.pyエディタで開く

  5. 「/home/xxx/datasets/KITTI_odometry_pose」のようにディレクトリ名(フォルダ名)が書いてある.

  6. C:/data_odometry_poses/dataset/poses」のように書き換える. 先ほどダウンロードした「画像の .zip」ファイルの展開(解凍)先のディレクトリ書き換える

  7. 「/home/xxx/datasets/KITTI_odometry_gray」のようにディレクトリ名(フォルダ名)が書いてある.

  8. C:/data_odometry_gray/dataset/sequences」のように書き換える. 先ほどダウンロードした「画像の .zip」ファイルの展開(解凍)先のディレクトリ書き換える

  9. test.py を実行する.
    python test.py
    

    ※ 次のような表示が出たときは, 「画像の .zip」ファイルの展開(解凍)先のディレクトリが正しく test.py に設定されているかを確認し、やり直す

  10. 結果が画面に表示されるので確認する.これは推定された自己位置と正解である.移動軌跡である.