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Estimation de Pose et Asservissement de robot par Vision Omnidirectionnelle

15 Novembre 2010


Catégorie : Soutenance de thèse


Guillaume Caron

A Amiens, le 30 novembre 2010 à 10h dans l'amphithéâtre Figlarz au bâtiment des
minimes du pôle scientifique (Rue des minimes 80000 Amiens)

Jury :

Rapporteurs : Nicolas Andreff (Université de Franche-Comté) - Michel Devy (LAAS)

Examinateurs : Driss Aboutajdine (Université Mohammed V de Rabat) - Michel De Mathelin (Université de Strasbourg) - Ouiddad Labbani-Igbida (Université de Picardie Jules Verne) - Eric Marchand (Université de Rennes 1) - Claude Pégard (Université de Picardie Jules Verne)

Directeur de thèse : Examinateurs : El Mustapha Mouaddib

Résumé :

Ce travail s’inscrit dans le cadre d’un programme de recherche sur la vision omnidirectionnelle, monoculaire et stéréoscopique. L’estimation de position et d’orientation de robot par ce type de vision artificielle repose sur le même formalisme de base que l’asservissement visuel. Cette technique consiste à commander le mouvement d’un robot en utilisant l’information visuelle apportée par une ou plusieurs caméras. Ce mouvement est virtuel dans le cas d’une estimation de pose.

Utiliser le large champ de vue apporté par la vision omnidirectionnelle a généralement une bonne influence sur le comportement du robot mais les informations visuelles, et en particulier leur représentation, ont un impact important sur ce comportement. Un choix inadéquat de représentation d’information peut engendrer l’échec de l’asservissement ou du calcul de pose.
Cette thèse vise à étudier et comparer différentes primitives visuelles et leurs représentations en vision omnidirectionnelle. Même si un modèle de projection stéréographique impliquant une sphère a été défini pour les caméras omnidirectionnelles centrales, un point, une droite ou un plan sont presque toujours représentés dans le plan image. Quelques travaux ont certes formulé l’estimation de pose ou l’asservissement visuel à partir de primitives définies sur la sphère mais sans montrer, en pratique, quelle est le meilleur lieu de définition : le plan image ou la sphère. C’est une des motivations de cette étude.

Ce travail propose aussi d’utiliser les intensités des pixels d’une image omnidirectionnelle comme primitive visuelle pour l’asservissement de robot, permettant ainsi de s’affranchir du traitement d’image nécessaire à la détection de points, de droites, etc. La validation expérimentale montre une très grande précision de positionnement. Cette constatation a servi de base à l’utilisation de voisinage photométrique inclus dans une région pour le suivi de plan
ou avoisinant un segment pour le suivi de droites verticales. Ce dernier point est une des contributions les plus importantes de cette thèse car cela permet de reconstruire une droite verticale par ajustement photométrique des voisinages de ses projections dans les images de stéréovision omnidirectionnelle. Ceci peut, de plus, être étendu à l’estimation de mouvement et à toute primitive géométrique.