Object tracking using a many-core embedded system

Object localization and tracking is essential for many practical applications, such as mancomputer interaction, security and surveillance, robot competitions, and Industry 4.0. Because of the large amount of data present in an image, and the algorithmic complexity involved, this task can be computationally demanding, mainly for traditional embedded systems, due to their processing and storage limitations. This calls for investigation and experimentation with new approaches, as emergent heterogeneous embedded systems, that promise higher performance, without compromising energy e ciency. This work explores several real-time color-based object tracking techniques, applied to images supplied by a RGB-D sensor attached to di erent embedded platforms. The main motivation was to explore an heterogeneous Parallella board with a 16-core Epiphany coprocessor, to reduce image processing time. Another goal was to confront this platform with more conventional embedded systems, namely the popular Raspberry Pi family. In this regard, several processing options were pursued, from low-level implementations specially tailored to the Parallella, to higher-level multi-platform approaches. The results achieved allow to conclude that the programming e ort required to e - ciently use the Epiphany co-processor is considerable. Also, for the selected case study, the performance attained was bellow the one o ered by simpler approaches running on quad-core Raspberry Pi boards.A localização e o seguimento de objetos são essenciais para muitas aplicações práticas, como interação homem-computador, segurança e vigilância, competições de robôs e Industria 4.0. Devido `a grande quantidade de dados presentes numa imagem, e a` complexidade algorítmica envolvida, esta tarefa pode ser computacionalmente exigente, principalmente para os sistemas embebidos tradicionais, devido às suas limitações de processamento e armazenamento. Desta forma, ´e importante a investigação e experimentação com novas abordagens, tais como sistemas embebidos heterogéneos emergentes, que trazem consigo a promessa de melhor desempenho, sem comprometer a eficiência energética. Este trabalho explora várias t´técnicas de seguimento de objetos em tempo real baseado em imagens a cores adquiridas por um sensor RBD-D, conectado a diferentes sistemas em- bebidos. A motivação principal foi a exploração de uma placa heterogénea Parallella com um co-processador Epiphany de 16 núcleos, a fim de reduzir o tempo de processamento das imagens. Outro objetivo era confrontar esta plataforma com sistemas embebidos mais convencionais, nomeadamente a popular família Raspberry Pi. Nesse sentido, foram prosseguidas diversas opções de processamento, desde implementações de baixo nível, específicas da placa Parallella, até abordagens multi-plataforma de mais alto nível. Os resultados alcançados permitem concluir que o esforço de programação necessário para utilizar eficientemente o co-processador Epiphany é considerável. Adicionalmente, para o caso de estudo deste trabalho, o desempenho alcançado fica aquém do conseguido por abordagens mais simples executando em sistemas Raspberry Pi com quatro núcleos