Aportaciones a la computación de atención visual y aplicación al control de un robot humanoide

Résumé

El propósito de esta tesis es implementar un modelo de atención visual en una plataforma robótica con el fin de llevar a cabo el control de la misma mediante dicho modelo. La atención visual, presente de igual modo en animales y seres humanos, permite reducir la cantidad de información procesada, limitando las regiones del campo visual a analizar a aquellas que resultan más relevantes. De igual modo, hace posible una mayor precisión en la realización de tareas, restringiendo las acciones disponibles a las aplicables sobre los objetos localizados en el interior de las regiones anteriormente seleccionadas. A lo largo de este trabajo se describen los modelos de atención más relevantes hasta la fecha, tomando finalmente como referencia el modelo de atención visual basada en saliencia para análisis rápido de escenas, de L. Itti, que computa la atención visual a partir de mapas de llamatividad que recogen información de intensidad, color y orientación de la escena observada. En primer lugar, se solventan las mayores de ciencias cualitativas del modelo previo, las cuales afectan principalmente a una obtención incorrecta de la saliencia de color en determinadas situaciones y al método de normalización, utilizado para combinar los mapas, demasiado pesado. También se mejoran las necesidades computacionales del modelo original, con el fin de permitir su funcionamiento en un entorno hardware limitado. Para facilitar los objetivos propios de la atención, se implementa además una fóvea virtual cuyo funcionamiento se inspira en la región del mismo nombre presente en la retina del ojo humano. Finalmente, se muestra la validez del modelo creado para el control del robot Nao, y se muestra la resolución mediante el mismo de unos de los retos planteados durante la RoboCup 2009 en Graz: el reto any ball de la liga de fútbol robótico SPL, en el que el robot debe anotar el mayor número de goles posible utilizando pelotas cuyo color, tamaño y textura es a priori desconocido