With the emergence of low-cost robotic systems, such as unmanned aerial vehicle, the importance of embedded high-performance image processing has increased. For a long time, FPGAs were the only processing hardware that were capable of high-performance computing, while at the same time preserving a low power consumption, essential for embedded systems. However, the recently increasing availability of embedded GPU-based systems, such as the NVIDIA Jetson series, comprised of an ARM CPU and a NVIDIA Tegra GPU, allows for massively parallel embedded computing on graphics hardware. With this in mind, we propose an approach for real-time embedded stereo processing on ARM and CUDA-enabled devices, which is based on the popular and widely used Semi-Global Matching algorithm. In this, we propose an optimization of the algorithm for embedded CUDA GPUs, by using massively parallel computing, as well as using the NEON intrinsics to optimize the algorithm for vectorized SIMD processing on embedded ARM CPUs. We have evaluated our approach with different configurations on two public stereo benchmark datasets to demonstrate that they can reach an error rate as low as 3.3%. Furthermore, our experiments show that the fastest configuration of our approach reaches up to 46 FPS on VGA image resolution. Finally, in a use-case specific qualitative evaluation, we have evaluated the power consumption of our approach and deployed it on the DJI Manifold 2-G attached to a DJI Matrix 210v2 RTK unmanned aerial vehicle (UAV), demonstrating its suitability for real-time stereo processing onboard a UAV.


翻译:随着无人驾驶飞行器等低成本机器人系统的出现,嵌入高性能图像处理的重要性有所提高。长期以来,FPGA系统是唯一能够高性能计算、同时保持低电耗的处理硬件,对嵌入系统至关重要。然而,最近,内嵌的GPU系统,如NVIDIA Jetson系列,由ARM CPU和NVIDIA Tegra GPU组成的内嵌GPU系统越来越多,因此可以在图形硬件上进行大规模平行的计算。考虑到这一点,我们建议对ARM和CUDA辅助设备进行实时嵌入立式立体处理,这是基于流行和广泛使用的半全球匹配算法。在此,我们建议优化嵌入的嵌入GPU的GPU系统,例如NVDIA Jetson系列,以及利用近地天体内嵌入的SIMD GPU的内置算法,使我们在两个公共立体基准数据集上采用不同配置的方法,以显示其真实的RIV 和DR(我们最终的RIA ) 的 Ral-S-S-S-S-I-I-I-IL 直压方法的准确度,我们最后的D-IA-S-IL-I-I-I-I-IL-S-IL-IL-S-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I

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