Research Article

COMPARISON OF DEEP LEARNING TECHNIQUES FOR DETECTION OF DOORS IN INDOOR ENVIRONMENTS

Volume: 29 Number: 3 December 31, 2021
TR EN

IÇ ORTAMLARDA KAPILARIN TESPİTİ İÇİN DERİN ÖĞRENME TEKNİKLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

Öz

İç ortamlarda kapıların (açık, yarı açık ve kapalı) tespit edilmesi robotik, bilgisayarlı görü ve mimari gibi çok çeşitli uygulama alanlarında kritik bir görevdir. Kapı tespiti problemine çözüm bulmaya çalışan çalışmalar üç temel kategoriye ayrılabilir: 1) görsel veri ile kapalı kapılar, 2) mesafe verisi ile açık kapılar ve 3) nokta bulutu verisi ile açık, yarı açık ve kapalı kapılar. Kapıları görsel ve mesafe verisi ile bazı belirli şartlar altında başarılı bir şekilde bulan yöntemler önerilmiş olsa da bu çalışmada sahnelerin 3B karakteristiğini anlatma kabiliyeti sebebiyle nokta bulutu verisi kullanılmıştır. Bu çalışmanın iki temel katkısı bulunmaktadır. Birincisi, kapının tipi ve verinin karakteristiğine bağlı olarak genellikle bir kurallar kümesi tanımlayan önceki çalışmalardan farklı olarak PointNet, PointNet++, Dinamik Çizge Erişimsel Sinir Ağları (DGCNN), PointCNN ve Point2Sequence gibi nokta tabanlı derin öğrenme mimarilerinin potansiyelinin keşfedilmesini amaçlanmıştır. İkincisi, GAZEBO benzetim ortamında farklı robot konum ve yönelimleriden elde edilen nokta bulutlarından oluşan OGUROB DOORS veri kümesi oluşturulmuştur. Bu mimarilerin olumlu ve olumsuz yönlerini analiz etmek için kesinlik, duyarlılık ve F1 skor ölçütlerini kullandık. Buna ek olarak, mimarilerin karakteristiklerini ortaya koymak amacıyla bazı görsel sonuçlar verilmiştir. Test sonuçları bütün mimarilerin açık, yarı açık ve kapalı kapıları %98 üzerinde bir başarı ile sınıflandırabildiğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Kapı Bulma , Nokta Bulutu Verisi , Derin Öğrenme , Kapı Veri Kümesi

References

  1. Andreopoulos, A. & Tsotsos, J. K. (2008). Active vision for door localization and door opening using playbot: A computer controlled wheelchair for people with mobility impairments. In 2008 Canadian Conference on Computer and Robot Vision, 3-10, Windsor, Canada.
  2. Arduengo, M., Torras, C. & Sentis, L. (2019). Robust and Adaptive Door Operation with a Mobile Robot, arXiv, 1902.09051.
  3. Bayram, K., Kolaylı, B., Solak, A., Tatar, B., Turgut, K. ve Kaleci, B. (2019). 3B Nokta Bulutu Verisi ile Bölge Büyütme Tabanlı Kapı Bulma Uygulaması. Türkiye Robotbilim Konferansı, 139-145, İstanbul, Turkiye.
  4. Beraldo G., Termine E., Menegatti E. (2019). Shared-Autonomy Navigation for Mobile Robots Driven by a Door Detection Module. In: Alviano M., Greco G., Scarcello F. (eds) AI*IA 2019 – Advances in Artificial Intelligence. AI*IA 2019. Lecture Notes in Computer Science, vol 11946. Springer, Cham. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-35166-3_36
  5. Bersan, D., Martins, R., Campos M. & Nascimento, E. R. (2018). Semantic Map Augmentation for Robot Navigation: A Learning Approach Based on Visual and Depth Data, 2018 Latin American Robotic Symposium, 2018 Brazilian Symposium on Robotics (SBR) and 2018 Workshop on Robotics in Education (WRE), João Pessoa, Brazil, 45-50. doi: 10.1109/LARS/SBR/WRE.2018.00018
  6. Borgsen, S. M. Z., Schöpfer, M., Ziegler, L. & Wachsmuth, S. (2014). Automated Door Detection with a 3D-Sensor. Canadian Conference on Computer and Robot Vision, 276-282, Montreal, QC, Canada.
  7. Budroni, A. & Böhm, J. (2010). Automatic 3D modelling of indoor manhattan-world scenes from laser data. Proceedings of the International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 38(Part 5), 115-120.
  8. Burhanpurkar, M., Labbe, M., Guan, C., Michaud, F. & Kelly, J. (2017). Cheap or Robust? The practical realization of self-driving wheelchair technology. IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics (ICORR), 1079–1086, London, UK.
  9. Chao, P., Kao, C. Y., Ruan, Y. S., Huang, C. H. & Lin, Y. L. (2019). Hardnet: A low memory traffic network, ArXiv, vol. abs/1909.00948.
  10. Chen, W., Qu, T., Zhou, Y., Weng, K., Wang, G. & Fu, G. (2014). Door recognition and deep learning algorithm for visual based robot navigation. In 2014 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO 2014), 1793-1798, Bali, Indonesia.
APA
Kaleci, B., & Turgut, K. (2021). COMPARISON OF DEEP LEARNING TECHNIQUES FOR DETECTION OF DOORS IN INDOOR ENVIRONMENTS. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 29(3), 396-412. https://doi.org/10.31796/ogummf.889095
AMA
1.Kaleci B, Turgut K. COMPARISON OF DEEP LEARNING TECHNIQUES FOR DETECTION OF DOORS IN INDOOR ENVIRONMENTS. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021;29(3):396-412. doi:10.31796/ogummf.889095
Chicago
Kaleci, Burak, and Kaya Turgut. 2021. “COMPARISON OF DEEP LEARNING TECHNIQUES FOR DETECTION OF DOORS IN INDOOR ENVIRONMENTS”. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Ve Mimarlık Fakültesi Dergisi 29 (3): 396-412. https://doi.org/10.31796/ogummf.889095.
EndNote
Kaleci B, Turgut K (December 1, 2021) COMPARISON OF DEEP LEARNING TECHNIQUES FOR DETECTION OF DOORS IN INDOOR ENVIRONMENTS. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi 29 3 396–412.
IEEE
[1]B. Kaleci and K. Turgut, “COMPARISON OF DEEP LEARNING TECHNIQUES FOR DETECTION OF DOORS IN INDOOR ENVIRONMENTS”, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol. 29, no. 3, pp. 396–412, Dec. 2021, doi: 10.31796/ogummf.889095.
ISNAD
Kaleci, Burak - Turgut, Kaya. “COMPARISON OF DEEP LEARNING TECHNIQUES FOR DETECTION OF DOORS IN INDOOR ENVIRONMENTS”. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi 29/3 (December 1, 2021): 396-412. https://doi.org/10.31796/ogummf.889095.
JAMA
1.Kaleci B, Turgut K. COMPARISON OF DEEP LEARNING TECHNIQUES FOR DETECTION OF DOORS IN INDOOR ENVIRONMENTS. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021;29:396–412.
MLA
Kaleci, Burak, and Kaya Turgut. “COMPARISON OF DEEP LEARNING TECHNIQUES FOR DETECTION OF DOORS IN INDOOR ENVIRONMENTS”. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol. 29, no. 3, Dec. 2021, pp. 396-12, doi:10.31796/ogummf.889095.
Vancouver
1.Burak Kaleci, Kaya Turgut. COMPARISON OF DEEP LEARNING TECHNIQUES FOR DETECTION OF DOORS IN INDOOR ENVIRONMENTS. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021 Dec. 1;29(3):396-412. doi:10.31796/ogummf.889095