خوارزمية ضبط حزمة جديدة بالاعتماد على أمثلة أسراب الجسيمات متعددة الأهداف الهجينة

Other Title(s)

Novel bundle adjustment algorithm based on hybrid multi-objective particles swarm optimization

Joint Authors

النديوي، ماهر
محايري، محمد مازن
حمدان، رانوف

Source

مجلة جامعة دمشق للعلوم الهندسية

Issue

Vol. 38, Issue 3 (30 Sep. 2022), pp.461-475, 15 p.

Publisher

Damascus University

Publication Date

2022-09-30

Country of Publication

Syria

No. of Pages

15

Main Subjects

Engineering & Technology Sciences (Multidisciplinary)

Abstract AR

تطورت عملية بناء البنى ثلاثية الأبعاد خلال العقدين الأخيرين، وسواء كانت على النطاقات الصغيرة أو المتوسطة أو الكبيرة, فإن عملية ضبط الحزمة (Bundle Adjustment) تلعب دورا مهما في هذه العملية، خاصة في البنية من الحركة (SfM) , والتموضع ووضع الخرائط المتواقت (SLAM).

على الرغم من أن ضبط الحزمة تعمل على تحسين معاملات الكاميرا والنقاط ثلاثية الأبعاد كخطوة نهائية مهمة جدا، فإنها تعاني من متطلبات الذاكرة والكفاءة في إعادة البناء ضمن النطاقات الواسعة جدا.

يستخدم التحسين متعدد الأهداف (MOO) في مجالات شتى لحل مختلف مشاكل الحياة الواقعية الهندسية.

تعد خوارزمية MOPSO من أهم الخوارزميات التطورية المستخدمة في الأمثلة متعددة الأهداف, تعتمد خوارزمية MOPSO بشكل أساسي على قياس مسافة الحشد (crowding distance) للمفاضلة بين الحلول حيث أنها تساعد في قياس توزع الحلول على كامل فضاء البحث مما يساعد في زيادة قدرة الخوارزمية على الاستكشاف (exploration ), لكنها لا تسمح للخوارزمية الاستكشاف بشكل كافي كونها لا تأخذ اتجاه الاستكشاف بعين الاعتبار.

وكذلك فإن MOPSO تبدأ بحثها بشكل عشوائي دون أخذ أي معرفة مسبقة عن فضاء البحث وهو ما يعد غير عملي في بعض التطبيقات التي نستطيع فيها تخمين قيم ابتدائية للحلول مثل ضبط الحزمة.

في هذا البحث، تم تقديم خوارزمية جديدة لضبط الحزمة تعتمد على خوارزمية MOPSO هجينة, حيث أنها تستثمر التقنيات المستخدمة في خوارزميات التحسين التقليدية مثل RADAM وتقنيات تخمين الخطأ الأصغر ((LSE الأخرى لتحسين حركة حلول MOPSO، وأظهرت النتائج أن الخوارزمية المقترحة يمكن أن تساعد في تحسين الدقة بالإضافة للكفاءة في كل من الذاكرة والوقت لعملية ضبط الحزمة .

Abstract EN

3D reconstruction has been developing during the last two decades, from moderate to medium and to large scale.

It’s well known that bundle adjustment plays an important role in 3D reconstruction, mainly in Structure from Motion (SfM) and Simultaneously Localization and Mapping(SLAM).

While bundle adjustment optimizes camera parameters and 3D points as a non-negligible final step, it suffers from memory and efficiency requirements in very large-scale reconstruction.

Multi-objective optimization (MOO) is widely used for solving various engineering real-life problems.

MOPSO is regarded as one of the states of the art for metaheuristic MOO.

MOPSO has adopted the concept of crowding distance as a measure that can leverage the characteristics of the distribution of solutions in the search space and provide a high level of exploration.

However, this method is not sufficient to effectively explore the search space because it ignores the direction of the exploration.

In addition, MOPSO starts the search from a fully randomly initialized swarm without taking any prior knowledge about the searching space into account which is considered impractical in applications where we can estimate initial values for solutions like bundle adjustment.

In this paper, we introduced a novel bundle adjustment algorithm based on hybrid MOPSO that takes advantage of the traditional optimization algorithms like ADAM and other LSE solvers to improve the mobility of MOPSO solutions, the results showed that our algorithm can help to improve the accuracy and the efficiency in both memory and time of BA.

American Psychological Association (APA)

النديوي، ماهر ومحايري، محمد مازن وحمدان، رانوف. 2022. خوارزمية ضبط حزمة جديدة بالاعتماد على أمثلة أسراب الجسيمات متعددة الأهداف الهجينة. مجلة جامعة دمشق للعلوم الهندسية،مج. 38، ع. 3، ص ص. 461-475.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1529829

Modern Language Association (MLA)

النديوي، ماهر....[و آخرون]. خوارزمية ضبط حزمة جديدة بالاعتماد على أمثلة أسراب الجسيمات متعددة الأهداف الهجينة. مجلة جامعة دمشق للعلوم الهندسية مج. 38، ع. 3 (2022)، ص ص. 461-475.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1529829

American Medical Association (AMA)

النديوي، ماهر ومحايري، محمد مازن وحمدان، رانوف. خوارزمية ضبط حزمة جديدة بالاعتماد على أمثلة أسراب الجسيمات متعددة الأهداف الهجينة. مجلة جامعة دمشق للعلوم الهندسية. 2022. مج. 38، ع. 3، ص ص. 461-475.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1529829

Data Type

Journal Articles

Language

Arabic

Notes

يتضمن مراجع ببليوجرافية : ص. 475

Record ID

BIM-1529829