旋转速度是要测量的重要指标之一,用于校准制造中的电动机,在汽车维修期间监视发动机,电气设备上的故障等。或在现实世界应用程序方案中使用不便。在本文中,我们提出了通过在移动设备上有效的动态视觉传感的基于事件的转速表。通过将动态视觉传感器作为一种新的传感模式引入动态视觉传感器,将EV-TACH设计为高保真和方便的转速表,以在各种现实世界中精确地捕获高速旋转。通过设计一系列的信号处理算法定制,用于移动设备上的动态视觉感测,EV-TACH能够从旋转目标上的动态视觉传感产生的事件流中准确提取旋转速度。根据我们的广泛评估,EV-TACH的相对平均绝对误差(RMAE)高达0.03%,在固定测量模式下与最先进的激光转速计相当。此外,EV-TACH对于用户手的微妙运动具有鲁棒性,因此可以用作手持设备,在该设备中,激光转速计无法产生合理的结果。
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在这项工作中,我们呈现了DCC(更深层兼容的压缩),用于实时无人机的辅助边缘辅助视频分析的一个启用技术,内置于现有编解码器之上。DCC解决了一个重要的技术问题,以将流动的视频从无人机压缩到边缘,而不会严格地在边缘执行的视频分析任务的准确性和及时性。DCC通过流式视频中的每一位对视频分析同样有价值,这是对视频分析的同样有价值,这在传统的分析透视技术编解码器技术上打开了新的压缩室。我们利用特定的无人机的上下文和中级提示,从物体检测中追求保留分析质量所需的自适应保真度。我们在一个展示车辆检测应用中有原型DCC,并验证了其代表方案的效率。DCC通过基线方法减少9.5倍,在最先进的检测精度上,19-683%的速度减少了9.5倍。
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可靠地定量自然和人为气体释放(例如,从海底进入海洋的自然和人为气体释放(例如,Co $ _2 $,甲烷),最终是大气,是一个具有挑战性的任务。虽然船舶的回声探测器允许在水中检测水中的自由气,但是即使从较大的距离中,精确量化需要诸如未获得的升高速度和气泡尺寸分布的参数。光学方法的意义上是互补的,即它们可以提供从近距离的单个气泡或气泡流的高时和空间分辨率。在这一贡献中,我们介绍了一种完整的仪器和评估方法,用于光学气泡流特征。专用仪器采用高速深海立体声摄像机系统,可在部署在渗透网站以进行以后的自动分析时录制泡泡图像的Tbleabytes。对于几分钟的短序列可以获得泡特性,然后将仪器迁移到其他位置,或者以自主间隔模式迁移到几天内,以捕获由于电流和压力变化和潮汐循环引起的变化。除了报告泡沫特征的步骤旁边,我们仔细评估了可达准确性并提出了一种新颖的校准程序,因为由于缺乏点对应,仅使用气泡的剪影。该系统已成功运营,在太平洋高达1000万水深,以评估甲烷通量。除了样品结果外,我们还会报告在开发期间汲取的故障案例和经验教训。
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该制造业目前目前目睹了与工业机器人前所未有的采用的范式转变,机器愿景是一种关键的感知技术,使这些机器人能够在非结构化环境中进行精确的操作。然而,传统视觉传感器对照明条件和高速运动的灵敏度为生产线的可靠性和工作速率设定了限制。神经形态视觉是最近的技术,有可能解决传统视觉的挑战,其具有高颞率,低延迟和宽动态范围。在本文中,我们首次提出了一种新型神经形态视觉的基于峰值的控制器,用于更快,更可靠的加工操作,并具有能够进行具有亚毫米精度的钻井任务的完整机器人系统。我们所提出的系统使用我们专为神经形态摄像机的异步输出开发的两种感知阶段为3D定位了目标工件。第一阶段执行用于初始估计工件的姿势的多视图重建,并且第二阶段使用圆孔检测对工件的局部区域进行这种估计。然后,机器人精确地定位钻孔末端执行器并使用基于组合的位置和基于图像的视觉伺服方法钻取工件上的目标孔。所提出的解决方案是通过实验验证的用于在具有不受控制的照明的非结构环境中任意地放置的工件上的工件上钻出螺母孔。实验结果证明了我们的溶液的有效性小于0.1mm的平均位置误差,并证明了神经形态视觉的使用克服了传统相机的照明和速度限制。
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事件摄像机是运动激活的传感器,可捕获像素级照明的变化,而不是具有固定帧速率的强度图像。与标准摄像机相比,它可以在高速运动和高动态范围场景中提供可靠的视觉感知。但是,当相机和场景之间的相对运动受到限制时,例如在静态状态下,事件摄像机仅输出一点信息甚至噪音。尽管标准相机可以在大多数情况下,尤其是在良好的照明条件下提供丰富的感知信息。这两个相机完全是互补的。在本文中,我们提出了一种具有鲁棒性,高智能和实时优化的基于事件的视觉惯性镜(VIO)方法,具有事件角度,基于线的事件功能和基于点的图像功能。提出的方法旨在利用人为场景中的自然场景和基于线路的功能中的基于点的功能,以通过设计良好设计的功能管理提供更多其他结构或约束信息。公共基准数据集中的实验表明,与基于图像或基于事件的VIO相比,我们的方法可以实现卓越的性能。最后,我们使用我们的方法演示了机上闭环自动驾驶四极管飞行和大规模室外实验。评估的视频在我们的项目网站上介绍:https://b23.tv/oe3qm6j
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使用增强现实(AR)用于导航目的,这表明在手术手术过程中协助医生有益。这些应用通常需要知道外科手术工具和患者的姿势,以提供外科医生在任务执行过程中可以使用的视觉信息。现有的医学级跟踪系统使用放置在手术室内的红外摄像头(OR)来识别感兴趣的对象附加并计算其姿势的复古反射标记。一些市售的AR头式显示器(HMD)使用类似的摄像头进行自定位,手动跟踪和估算对象的深度。这项工作提出了一个使用AR HMD的内置摄像机来准确跟踪复古反射标记的框架,例如在手术过程中使用的标记,而无需集成任何其他组件。该框架还能够同时跟踪多个工具。我们的结果表明,横向翻译的准确度为0.09 +-0.06毫米,可以实现标记的跟踪和检测,纵向翻译的0.42 +-0.32 mm,绕垂直轴旋转的0.80 +-0.39 ver。此外,为了展示所提出的框架的相关性,我们在手术程序的背景下评估了系统的性能。该用例旨在在骨科过程中复制K-Wire插入的场景。为了进行评估,为两名外科医生和一名生物医学研究人员提供了视觉导航,每次都进行了21次注射。该用例的结果提供了与基于AR的导航程序报告的相当精度。
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该研究使用数学建模和人类对象实验,探讨了新兴网络摄像头可能在多大程度上泄漏了可识别的文本和图形信息,从网络摄像头捕获的眼镜反射中闪闪发光。我们工作的主要目标是衡量,计算和预测随着网络摄像头技术在未来发展的可识别性因素,限制和阈值。我们的工作探索并表征了基于光学攻击的可行威胁模型,该模型使用视频帧序列上的多帧超级分辨率技术。我们在受控实验室设置中的模型和实验结果表明,可以重建和识别超过75%的屏幕文本,其高度高达10毫米,并使用720p网络摄像头进行重建和识别。我们进一步将此威胁模型应用于具有不同攻击者功能的Web文本内容,以找到可以识别文本的阈值。我们与20名参与者的用户研究表明,当今的720p网络摄像头足以让对手在大芬特网站上重建文本内容。我们的模型进一步表明,向4K摄像机的演变将使文本泄漏的阈值倾斜到流行网站上大多数标题文本的重建。除文本目标外,还针对具有720p网络摄像头的Alexa前100个网站的封闭世界数据集的案例研究显示,即使没有使用机器学习模型,也没有10个参与者的最高识别精度为94%。我们的研究提出了近期缓解,包括用户可以用来模糊视频流的眼镜区域的软件原型。对于可能的长期防御,我们主张采用个人反思测试程序来评估各种环境下的威胁,并证明遵循最少特权原则对隐私敏感的情况的重要性。
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Event-based vision has been rapidly growing in recent years justified by the unique characteristics it presents such as its high temporal resolutions (~1us), high dynamic range (>120dB), and output latency of only a few microseconds. This work further explores a hybrid, multi-modal, approach for object detection and tracking that leverages state-of-the-art frame-based detectors complemented by hand-crafted event-based methods to improve the overall tracking performance with minimal computational overhead. The methods presented include event-based bounding box (BB) refinement that improves the precision of the resulting BBs, as well as a continuous event-based object detection method, to recover missed detections and generate inter-frame detections that enable a high-temporal-resolution tracking output. The advantages of these methods are quantitatively verified by an ablation study using the higher order tracking accuracy (HOTA) metric. Results show significant performance gains resembled by an improvement in the HOTA from 56.6%, using only frames, to 64.1% and 64.9%, for the event and edge-based mask configurations combined with the two methods proposed, at the baseline framerate of 24Hz. Likewise, incorporating these methods with the same configurations has improved HOTA from 52.5% to 63.1%, and from 51.3% to 60.2% at the high-temporal-resolution tracking rate of 384Hz. Finally, a validation experiment is conducted to analyze the real-world single-object tracking performance using high-speed LiDAR. Empirical evidence shows that our approaches provide significant advantages compared to using frame-based object detectors at the baseline framerate of 24Hz and higher tracking rates of up to 500Hz.
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Event cameras that asynchronously output low-latency event streams provide great opportunities for state estimation under challenging situations. Despite event-based visual odometry having been extensively studied in recent years, most of them are based on monocular and few research on stereo event vision. In this paper, we present ESVIO, the first event-based stereo visual-inertial odometry, which leverages the complementary advantages of event streams, standard images and inertial measurements. Our proposed pipeline achieves temporal tracking and instantaneous matching between consecutive stereo event streams, thereby obtaining robust state estimation. In addition, the motion compensation method is designed to emphasize the edge of scenes by warping each event to reference moments with IMU and ESVIO back-end. We validate that both ESIO (purely event-based) and ESVIO (event with image-aided) have superior performance compared with other image-based and event-based baseline methods on public and self-collected datasets. Furthermore, we use our pipeline to perform onboard quadrotor flights under low-light environments. A real-world large-scale experiment is also conducted to demonstrate long-term effectiveness. We highlight that this work is a real-time, accurate system that is aimed at robust state estimation under challenging environments.
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培训和测试监督对象检测模型需要大量带有地面真相标签的图像。标签定义图像中的对象类及其位置,形状以及可能的其他信息,例如姿势。即使存在人力,标签过程也非常耗时。我们引入了一个新的标签工具,用于2D图像以及3D三角网格:3D标记工具(3DLT)。这是一个独立的,功能丰富和跨平台软件,不需要安装,并且可以在Windows,MacOS和基于Linux的发行版上运行。我们不再像当前工具那样在每个图像上分别标记相同的对象,而是使用深度信息从上述图像重建三角形网格,并仅在上述网格上标记一次对象。我们使用注册来简化3D标记,离群值检测来改进2D边界框的计算和表面重建,以将标记可能性扩展到大点云。我们的工具经过最先进的方法测试,并且在保持准确性和易用性的同时,它极大地超过了它们。
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自动化驾驶系统(广告)开辟了汽车行业的新领域,为未来的运输提供了更高的效率和舒适体验的新可能性。然而,在恶劣天气条件下的自主驾驶已经存在,使自动车辆(AVS)长时间保持自主车辆(AVS)或更高的自主权。本文评估了天气在分析和统计方式中为广告传感器带来的影响和挑战,并对恶劣天气条件进行了解决方案。彻底报道了关于对每种天气的感知增强的最先进技术。外部辅助解决方案如V2X技术,当前可用的数据集,模拟器和天气腔室的实验设施中的天气条件覆盖范围明显。通过指出各种主要天气问题,自主驾驶场目前正在面临,近年来审查硬件和计算机科学解决方案,这项调查概述了在不利的天气驾驶条件方面的障碍和方向的障碍和方向。
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基于相机的非接触式光电子溶血性描绘是指一组流行的非接触生理测量技术。目前的最先进的神经模型通常以伴随金标准生理测量的视频以监督方式培训。但是,它们通常概括域名差别示例(即,与培训集中的视频不同)。个性化模型可以帮助提高型号的概括性,但许多个性化技术仍然需要一些金标准数据。为了帮助缓解这一依赖性,在本文中,我们展示了一种名为Mobilememon的新型移动感应系统,该系统是第一个移动个性化远程生理传感系统,它利用智能手机上的前后相机,为培训产生高质量的自我监督标签个性化非接触式相机的PPG模型。为了评估MobilemeLephys的稳健性,我们使用39名参与者进行了一个用户学习,他们在不同的移动设备下完成了一组任务,照明条件/强度,运动任务和皮肤类型。我们的研究结果表明,Mobilephys显着优于最先进的设备监督培训和几次拍摄适应方法。通过广泛的用户研究,我们进一步检查了Mobilephys如何在复杂的真实环境中执行。我们设想,从我们所提出的双摄像机移动传感系统产生的校准或基于相机的非接触式PPG模型将为智能镜,健身和移动健康应用等许多未来应用打开门。
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人类身份是对日常生活中许多应用的关键要求,例如个性化服务,自动监视,连续身份验证和大流行期间的接触跟踪等。这项工作研究了跨模式人类重新识别(REID)的问题,对跨摄像机允许区域(例如街道)和摄像头限制区域(例如办公室)的常规人类运动的反应。通过利用新出现的低成本RGB-D摄像机和MMWave雷达,我们提出了同时跨模式多人REID的首个视觉RF系统。首先,为了解决基本模式间差异,我们提出了一种基于人体观察到的镜面反射模型的新型签名合成算法。其次,引入了有效的跨模式深度度量学习模型,以应对在雷达和相机之间由非同步数据引起的干扰。通过在室内和室外环境中进行的广泛实验,我们证明了我们所提出的系统能够达到约92.5%的TOP-1准确性,而在56名志愿者中,〜97.5%的前5位精度。我们还表明,即使传感器的视野中存在多个主题,我们提出的系统也能够重新识别受试者。
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我们提出了一种基于事件的降雪算法,称为EBSNOR。我们开发了一种技术,可以使用基于事件的相机数据来测量像素上雪花的停留时间,该数据用于进行Neyman-Pearson假设测试,以将事件流分为雪花和背景事件。在一个名为udayton22ebsnow的新数据集上验证了拟议的EBSNOR的有效性,该数据集由前面事件的摄像机组成,该相机在汽车中驾驶雪中,并在周围车辆周围手动注释的边界盒。在定性上,Ebsnor正确地标识了与雪花相对应的事件;并且在定量上,EBSNOR预处理的事件数据改善了基于事件的CAR检测算法的性能。
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折射率是最常见的眼睛障碍,是可更正视觉障碍的关键原因,造成了美国近80%的视觉障碍。可以使用多种方法诊断折射误差,包括主观折射,视网膜镜检查和自动磨蚀器。尽管主观折射是黄金标准,但它需要患者的合作,因此不适合婴儿,幼儿和发育迟缓的成年人。视网膜镜检查是一种客观折射方法,不需要患者的任何输入。但是,视网膜镜检查需要镜头套件和训练有素的检查员,这限制了其用于大规模筛查的使用。在这项工作中,我们通过将智能手机连接到视网膜镜和录制视网膜镜视频与患者戴着定制的纸框架来自动化自动化。我们开发了一个视频处理管道,该管道将视网膜视频视为输入,并根据我们提出的视网膜镜检查数学模型的扩展来估算净屈光度错误。我们的系统减轻了对镜头套件的需求,可以由未经培训的检查员进行。在一项185只眼睛的临床试验中,我们的灵敏度为91.0%,特异性为74.0%。此外,与主观折射测量相比,我们方法的平均绝对误差为0.75 $ \ pm $ 0.67D。我们的结果表明,我们的方法有可能用作现实世界中医疗设置中的基于视网膜镜检查的折射率筛选工具。
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基于事件的视觉传感器基于视觉场景的变化产生具有高时间分辨率的异步事件流。随着事件的生成,这些传感器的特性允许精确快速地计算光学流量。对于从事件数据计算光学流的现有解决方案未能由于孔径问题而无法捕获真正的运动方向,请勿使用传感器的高时间分辨率,或者在嵌入式平台上实时运行太昂贵。在这项研究中,我们首先提供了我们之前的算法,武器(光圈稳健的多尺度流)的更快版本。新的优化软件版本(农场)显着提高了传统CPU的吞吐量。此外,我们呈现危害,一种农场算法的硬件实现,允许实时计算低功耗,嵌入式平台上的真实流量。建议的危害架构针对混合系统的片上器件,旨在最大限度地提高可配置性和吞吐量。硬件架构和农场算法是用异步的神经形态处理而开发的,放弃了事件帧的常用使用,而是仅使用不同事件的小历史运行,允许独立于传感器分辨率进行缩放。与现有方法相比,处理范例的这种变化将流量方向的估计变为高达73%,并在选择的基准配置上显示出危害最高为1.21 Mevent / s的危害。此吞吐量使实时性能能够实现迄今为止迄今为止最快速的基于活动的事件的光流的实现。
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This paper proposes the use of an event camera as a component of a vision system that enables counting of fast-moving objects - in this case, falling corn grains. These type of cameras transmit information about the change in brightness of individual pixels and are characterised by low latency, no motion blur, correct operation in different lighting conditions, as well as very low power consumption. The proposed counting algorithm processes events in real time. The operation of the solution was demonstrated on a stand consisting of a chute with a vibrating feeder, which allowed the number of grains falling to be adjusted. The objective of the control system with a PID controller was to maintain a constant average number of falling objects. The proposed solution was subjected to a series of tests to determine the correctness of the developed method operation. On their basis, the validity of using an event camera to count small, fast-moving objects and the associated wide range of potential industrial applications can be confirmed.
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现代目光跟踪系统中的相机具有基本的带宽和功率限制,实际上将数据采集速度限制为300 Hz。这会阻碍使用移动眼镜手术器的使用,例如低潜伏期预测性渲染,或者在野外使用头部安装的设备来快速而微妙的眼动运动,例如微扫视。在这里,我们提出了一个基于混合框架的近眼凝视跟踪系统,可提供超过10,000 Hz的更新速率,其准确性与在相同条件下评估时相匹配的高端台式机商业跟踪器。我们的系统建立在新兴事件摄像机的基础上,该摄像头同时获得定期采样框架和自适应采样事件。我们开发了一种在线2D学生拟合方法,该方法每一个或几个事件都会更新参数模型。此外,我们提出了一个多项式回归器,用于实时估算参数学生模型的凝视点。使用第一个基于事件的凝视数据集,可在https://github.com/aangelopoulos/event_based_gaze_tracking上获得,我们证明我们的系统可实现0.45度 - 1.75度的准确度,用于从45度到98度的视野。借助这项技术,我们希望能够为虚拟和增强现实提供新一代的超低延迟凝视呈现和展示技术。
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事件摄像机最近在高动力或具有挑战性的照明情况下具有强大的常规摄像头的潜力,因此摄影机最近变得越来越受欢迎。通过同时定位和映射(SLAM)给出了可能受益于事件摄像机的重要问题。但是,为了确保在包含事件的多传感器大满贯上进展,需要新颖的基准序列。我们的贡献是使用包含基于事件的立体声摄像机,常规立体声摄像机,多个深度传感器和惯性测量单元的多传感器设置捕获的第一组基准数据集。该设置是完全硬件同步的,并且经过了准确的外部校准。所有序列都均均均均由高度准确的外部参考设备(例如运动捕获系统)捕获的地面真相数据。各个序列都包括小型和大型环境,并涵盖动态视觉传感器针对的特定挑战。
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低成本毫米波(MMWAVE)通信和雷达设备的商业可用性开始提高消费市场中这种技术的渗透,为第五代(5G)的大规模和致密的部署铺平了道路(5G) - 而且以及6G网络。同时,普遍存在MMWAVE访问将使设备定位和无设备的感测,以前所未有的精度,特别是对于Sub-6 GHz商业级设备。本文使用MMWAVE通信和雷达设备在基于设备的定位和无设备感应中进行了现有技术的调查,重点是室内部署。我们首先概述关于MMWAVE信号传播和系统设计的关键概念。然后,我们提供了MMWaves启用的本地化和感应方法和算法的详细说明。我们考虑了在我们的分析中的几个方面,包括每个工作的主要目标,技术和性能,每个研究是否达到了一定程度的实现,并且该硬件平台用于此目的。我们通过讨论消费者级设备的更好算法,密集部署的数据融合方法以及机器学习方法的受过教育应用是有前途,相关和及时的研究方向的结论。
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