LA VISION EN ROBOTIQUE MOBILE

LA VISION EN ROBOTIQUE MOBILE PDF Author: Ryad Chellali
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Languages : fr
Pages : 271

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CETTE THESE PORTE SUR L'UTILISATION DE LA VISION EN ROBOTIQUE MOBILE. DEUX PRINCIPAUX THEMES SONT ABORDES. D'UNE PART NOUS TRAITONS DU PROBLEME DE LA RECONSTRUCTION GEOMETRIQUE D'UNE SCENE POLYEDRIQUE EN UTILISANT L'ANALYSE DE SEQUENCE D'IMAGES (L'EXTRACTION DES DROITES 3D DE LA SCENE ANALYSEE). D'AUTRE PART, NOUS UTILISONS LA RECONNAISSANCE D'OBJETS SIMPLES POUR L'AIDE A LA NAVIGATION DES ROBOTS MOBILES (LA LOCALISATION ET L'EXECUTION DE TACHES REFERENCEES PAR RAPPORT A DES INDICES VISUELS). DANS LE CHAPITRE 3 NOUS PROPOSONS UNE METHODE BASEE SUR LA TRANSFORMEE DES PLANS DE VUE AFIN D'EXTRAIRE LES DROITES 3D D'UNE SCENE A PARTIR D'UNE SEQUENCE D'IMAGES EN CONTOURNANT LE PROBLEME DE LA MISE EN CORRESPONDANCE. CETTE TRANSFORMEE EST BASEE SUR LE PRINCIPE DE DUALITE EN GEOMETRIE PROJECTIVE: UN FAISCEAU DE PLANS A POUR IMAGE, DANS L'ESPACE DES PARAMETRES UNE DROITE. IL SUFFIT DONC DE TROUVER LES DROITES DE CET ESPACE POUR RECONSTRUIRE LES DROITES 3D DE LA SCENE. CETTE CONDITION N'ETANT QUE NECESSAIRE, IL FAUT RETROPROJETER LES DROITES DETECTEES SUR LES IMAGES ET VERIFIER LEUR EXISTENCE. DANS LE MEME ORDRE D'IDEES, NOUS PROPOSONS DANS LE CHAPITRE 4 DE RESOUDRE LE MEME PROBLEME DE L'EXTRACTION EN LE FORMULANT COMME UN PROBLEME D'OPTIMISATION. IL S'AGIT DE MAXIMISER UN CRITERE REPOSANT SUR LA DISTANCE DES POINTS DE CONTRASTE AUX PROJECTIONS DES DROITES 3D. DANS LE PROCESSUS D'OPTIMISATION, ON MODIFIE LES PARAMETRES DE LA DROITE 3D DE FACON A CE QUE SES PROJECTIONS PASSENT PAR UN MAXIMUM DE POINTS DE CONTRASTE. DANS LE CHAPITRE 5, NOUS PRESENTONS DEUX EXPERIENCES UTILISANT LA VISION COMME OUTIL D'AIDE A LA NAVIGATION DES ROBOTS MOBILES. ON S'APPUIE ICI SUR LA NOTION DE BALISE VISUELLE. EN RECONNAISSANT ET EN LOCALISANT CES BALISES, LE SYSTEME DE VISION EMBARQUE PERMET AU ROBOT MOBILE DE SIMULER UN PASSAGE DE PORTE ET SA LOCALISATION ABSOLUE PAR RAPPORT A SON ENVIRONNEMENT

LA VISION EN ROBOTIQUE MOBILE

LA VISION EN ROBOTIQUE MOBILE PDF Author: Ryad Chellali
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Languages : fr
Pages : 271

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CETTE THESE PORTE SUR L'UTILISATION DE LA VISION EN ROBOTIQUE MOBILE. DEUX PRINCIPAUX THEMES SONT ABORDES. D'UNE PART NOUS TRAITONS DU PROBLEME DE LA RECONSTRUCTION GEOMETRIQUE D'UNE SCENE POLYEDRIQUE EN UTILISANT L'ANALYSE DE SEQUENCE D'IMAGES (L'EXTRACTION DES DROITES 3D DE LA SCENE ANALYSEE). D'AUTRE PART, NOUS UTILISONS LA RECONNAISSANCE D'OBJETS SIMPLES POUR L'AIDE A LA NAVIGATION DES ROBOTS MOBILES (LA LOCALISATION ET L'EXECUTION DE TACHES REFERENCEES PAR RAPPORT A DES INDICES VISUELS). DANS LE CHAPITRE 3 NOUS PROPOSONS UNE METHODE BASEE SUR LA TRANSFORMEE DES PLANS DE VUE AFIN D'EXTRAIRE LES DROITES 3D D'UNE SCENE A PARTIR D'UNE SEQUENCE D'IMAGES EN CONTOURNANT LE PROBLEME DE LA MISE EN CORRESPONDANCE. CETTE TRANSFORMEE EST BASEE SUR LE PRINCIPE DE DUALITE EN GEOMETRIE PROJECTIVE: UN FAISCEAU DE PLANS A POUR IMAGE, DANS L'ESPACE DES PARAMETRES UNE DROITE. IL SUFFIT DONC DE TROUVER LES DROITES DE CET ESPACE POUR RECONSTRUIRE LES DROITES 3D DE LA SCENE. CETTE CONDITION N'ETANT QUE NECESSAIRE, IL FAUT RETROPROJETER LES DROITES DETECTEES SUR LES IMAGES ET VERIFIER LEUR EXISTENCE. DANS LE MEME ORDRE D'IDEES, NOUS PROPOSONS DANS LE CHAPITRE 4 DE RESOUDRE LE MEME PROBLEME DE L'EXTRACTION EN LE FORMULANT COMME UN PROBLEME D'OPTIMISATION. IL S'AGIT DE MAXIMISER UN CRITERE REPOSANT SUR LA DISTANCE DES POINTS DE CONTRASTE AUX PROJECTIONS DES DROITES 3D. DANS LE PROCESSUS D'OPTIMISATION, ON MODIFIE LES PARAMETRES DE LA DROITE 3D DE FACON A CE QUE SES PROJECTIONS PASSENT PAR UN MAXIMUM DE POINTS DE CONTRASTE. DANS LE CHAPITRE 5, NOUS PRESENTONS DEUX EXPERIENCES UTILISANT LA VISION COMME OUTIL D'AIDE A LA NAVIGATION DES ROBOTS MOBILES. ON S'APPUIE ICI SUR LA NOTION DE BALISE VISUELLE. EN RECONNAISSANT ET EN LOCALISANT CES BALISES, LE SYSTEME DE VISION EMBARQUE PERMET AU ROBOT MOBILE DE SIMULER UN PASSAGE DE PORTE ET SA LOCALISATION ABSOLUE PAR RAPPORT A SON ENVIRONNEMENT

Vision dynamique pour la navigation d'un robot mobile

Vision dynamique pour la navigation d'un robot mobile PDF Author: Antonio Marin Hernandez
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Languages : fr
Pages : 141

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Les travaux présentés dans cette thèse concernent l'étude des fonctionnalités visuelles sur des scènes dynamiques et ses applications à la robotique mobile. Ces fonctionnalités visuelles traitent plus précisément du suivi visuel d'objets dans des séquences d'images. Quatre méthodes de suivi visuel ont été étudiées, dont trois ont été développées spécifiquement dans le cadre de cette thèse. Ces méthodes sont : (1) le suivi de contours par un snake, avec deux variantes permettant son application à des séquences d'images couleur ou la prise en compte de contraintes sur la forme de l'objet suivi, (2) le suivi de régions par différences de motifs, (3) le suivi de contours par corrélation 1D, et enfin (4) la méthode de suivi d'un ensemble de points, fondée sur la distance de Hausdorff, développée lors d'une thèse précédente. Ces méthodes ont été analysées pour différentes tâches relatives à la navigation d'un robot mobile; une comparaison dans différents contextes a été effectuée, donnant lieu à une caractérisation des cibles et des conditions pour lesquelles chaque méthode donne de bons résultats. Les résultats de cette analyse sont pris en compte dans un module de planification perceptuelle, qui détermine quels objets (amers plans) le robot doit suivre pour se guider le long d'une trajectoire. Afin de contrôler l'exécution d'un tel plan perceptuel, plusieurs protocoles de collaboration ou d'enchaînement entre méthodes de suivi visuel ont été proposés. Finalement, ces méthodes, ainsi qu'un module de contrôle d'une caméra active (site, azimut, zoom), ont été intégrées sur un robot. Trois expérimentations ont été effectuées: a) le suivi de route en milieu extérieur, b) le suivi de primitives pour la navigation visuelle en milieu intérieur, et c) le suivi d'amers plans pour la navigation fondée sur la localisation explicite du robot.

MISE EN OEUVRE DE TECHNIQUES DE VISION ARTIFICIELLE POUR L'AIDE A LA MODELISATION GEOMETRIQUE INTERACTIVE DE L'ENVIRONNEMENT

MISE EN OEUVRE DE TECHNIQUES DE VISION ARTIFICIELLE POUR L'AIDE A LA MODELISATION GEOMETRIQUE INTERACTIVE DE L'ENVIRONNEMENT PDF Author: Patrick Bonneau
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Languages : fr
Pages : 238

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CETTE THESE PORTE SUR L'UTILISATION DE LA VISION EN TELEOPERATION ET ROBOTIQUE MOBILE. DEUX PRINCIPAUX THEMES SONT ABORDES. NOUS TRAITONS DU PROBLEME DE LA RECONSTRUCTION INTERACTIVE GEOMETRIQUE D'UN ENVIRONNEMENT STRUCTURE EN UTILISANT LA VUE PERSPECTIVE D'UNE CAMERA CCD ET NOUS UTILISONS LES METHODES PROPOSEES POUR RESOUDRE LES PROBLEMES DE POURSUITE, DE LOCALISATION ET DE STEREOVISION. DANS LA PREMIERE PARTIE, APRES AVOIR PRESENTE PYRAMIDE, MODELEUR INTERACTIF GEOMETRIQUE DE L'ENVIRONNEMENT ET DEFINI LE CAHIER DES CHARGES DE LA THESE, NOUS PRESENTONS LES TRAVAUX EFFECTUES DANS LE DOMAINE DES OUTILS DE VISION UTILISES. CES ETUDES SONT PRESENTEES EN TROIS POINTS PRINCIPAUX: LA RECHERCHE DES PARAMETRES DE L'ETALONNAGE DE LA CAMERA POUR PERMETTRE UNE MEILLEURE CONNAISSANCE DE LA LIAISON 3D-2D, PUIS L'EXTRACTION PRECISE DES CONTOURS PRESENTS DANS L'IMAGE ET ENFIN LA PROJECTION DE MODELES 3D DONNES SUR LE PLAN IMAGE DE LA CAMERA. DANS LA DEUXIEME PARTIE, NOUS EVALUONS LES POSSIBILITES DE RECONSTRUCTION GEOMETRIQUE DE L'ENVIRONNEMENT OBSERVE VIA UNE CAMERA CCD. NOUS SCINDONS L'ETUDE EN DEUX POINTS: LE PROBLEME DE LA PERSPECTIVE INVERSE ET L'OBTENTION D'UNE MODELISATION FINE. POUR CHACUN, NOUS PRESENTONS SUCCESSIVEMENT LES METHODES EXISTANTES, NOTRE CONTRIBUTION, LES RESULTATS ET ETUDES. DANS LA TROISIEME PARTIE, NOUS APPLIQUONS LES METHODES PROPOSEES SUR DIFFERENTS PROBLEMES CRUCIAUX DE LA ROBOTIQUE MOBILE ET DE LA TELEOPERATION: LA LOCALISATION D'UNE CAMERA DANS SON ENVIRONNEMENT, LA POURSUITE D'OBJETS PAR UNE CAMERA ET L'APPORT D'UNE DEUXIEME CAMERA POUR PERMETTRE UNE PLUS COMPLETE ET PLUS PRECISE RECONSTRUCTION

Reconstruction tridimensionnelle de l'environnement d'un robot mobile, à partir d'informations de vision omnidirectionnelle, pour la préparation d'interventions

Reconstruction tridimensionnelle de l'environnement d'un robot mobile, à partir d'informations de vision omnidirectionnelle, pour la préparation d'interventions PDF Author: Rémi Boutteau (enseignant-chercheur en génie informatique, automatique et traitement du signal).)
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Languages : fr
Pages : 0

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Les travaux présentés dans cette thèse concernent la reconstruction tridimensionnelle de l'environnement d'un robot mobile, à partir d'informations de vision omnidirectionnelle, pour la préparation d'interventions. Nous nous intéressons dans un premier temps à la conception d'une architecture matérielle adaptée aux problématiques de la reconstruction 3D et de la navigation autonome. Le calibrage d'un système de vision est une étape indispensable dès lors que celui-ci est destiné à effectuer des mesures sur son environnement. Cette phase consiste à modéliser le système pour établir la relation mathématique liant les points 3D et leurs projections dans les images. Après une discussion sur le choix du modèle, nous présentons une méthodologie pour estimer les paramètres du modèle retenu. La structure stéréoscopique du capteur que nous avons développé rend possible la reconstruction tridimensionnelle de l'environnement sans déplacement. Nous proposons donc des algorithmes permettant la reconstruction dense de l'environnement, ainsi que des algorithmes de détection de primitives dans les images omnidirectionnelles. Lorsque le capteur est en mouvement, nous exploitons ses déplacements pour enrichir le modèle 3D. Notre principale contribution porte sur le développement d'un algorithme d'ajustement de faisceaux pour les capteurs stéréoscopiques omnidirectionnels qui permet d'obtenir une estimation des déplacements en ne nécessitant que des données visuelles

Contrôle de tâches référencées

Contrôle de tâches référencées PDF Author: Ricardo Swain Oropeza
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Languages : fr
Pages : 128

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Ce mémoire traite le problème du contrôle et de la réalisation de taches référencées vision pour la navigation d'un robot mobile. Le contrôle d'un robot mobile par asservissement visuel 2D (positionnement ou suivi par rapport à un objet) nous permet d'affranchir de la reconstruction globale de l'environnement afin de déplacer le robot. Nous présentons une étude sur le comportement de l'asservissement visuel 2D, notamment pour empêcher que la cible sorte du champ de vue de la caméra. Nous avons abordé ce problème dans l'espace image et dans l'espace articulaire du robot. Nous décrivons deux approches pour effectuer l'évitement d'obstacles lors de l'exécution d'un asservissement visuel 2D. La première est basée sur la méthode de potentiels classiques. La deuxième est inspirée des méthodes du vortex et du suivi de chemins pour éviter les puits de potentiels. Avec ces approches nous pouvons exécuter l'asservissement visuel 2D sans avoir de problèmes si des obstacles se présentent. Nous illustrons la possibilité d'exprimer l'exécution d'un plan à partir de commandes d'asservissement visuel 2D. Nous décrivons seulement la nature du modèle nécessaire pour planifier une trajectoire sous la forme d'une séquence d'actions. L'évaluation de plusieurs méthodes nous a permis de réaliser une tâche hybride, puis nous proposons une méthode d'enchaînement de commande successive du plan lors du déplacement d'un robot mobile. Les méthodes que nous avons développées ont été partiellement mises en œuvre sur un des robots de la famille Hilare du LAAS CNRS. Tout d'abord, nous avons intégré le suivi de segments nécessaires pour réaliser la tache aller vers 4 points. Dans le but d'utiliser l'asservissement visuel 2D pour des cibles dynamiques, nous avons intégré sur le robot la méthode de Hausdorff qui permet de s'asservir sur une cible et de la centrer dans l'image.

Perception par cartographie locale de l'environnement pour une navigation réactive d'un robot mobile

Perception par cartographie locale de l'environnement pour une navigation réactive d'un robot mobile PDF Author: Joseph Canou
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Languages : fr
Pages : 280

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Ce travail porte sur une méthode modulaire de perception par cartographie locale de l'environnement d'un robot mobile autorisant une navigation réactive en milieu inconnu. La première partie est consacrée à l'étude bibliographique des méthodes de représentation de l'environnement utilisées en robotique mobile et aborde également le domaine de la navigation. L'auteur détaille ensuite dans un second chapitre les différents modules de la méthode qu'il propose, à savoir : le traitement des mesures issues des capteurs (télémètres, goniomètre et odomètre), l'agrégation en ensembles de points correspondant à des obstacles, la segmentation et la fusion dans le temps des différentes cartes. Chaque module est construit de façon à minimiser les calculs permettant ainsi d'optimiser le temps de reconstruction de l'environnement. Une troisième partie illustre les résultats de cartographie obtenus dans des environnements statiques puis parcourus d'obstacles mobiles. Le dernier chapitre est consacré à la validation de la méthode de perception proposée par son application à la navigation d'un robot mobile. Cette navigation est de type évitement d'obstacle et utilise un système de partitionnement en zones de risque de l'environnement proche du robot. L'intrusion d'un obstacle dans une de ces zones implique la recherche d'une nouvelle direction libre dans la représentation de l’environnement puis une modification de la trajectoire du robot. Les résultats obtenus lors de la navigation mettent en évidence la fidélité de la représentation de l'environnement ainsi que la capacité de la méthode de perception à interpréter très rapidement les évolutions de cet environnement totalement inconnu.

Vision Techniques and Autonomous Navigation for an Unmanned Mobile Robot

Vision Techniques and Autonomous Navigation for an Unmanned Mobile Robot PDF Author: Jin Cao
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Category :
Languages : en
Pages : 212

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Localisation référencée modèle d'un robot mobile d'intérieur par vision monoculaire

Localisation référencée modèle d'un robot mobile d'intérieur par vision monoculaire PDF Author: Omar Ait Aider
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Category :
Languages : fr
Pages : 152

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Book Description
Le présent travail porte sur la localisation incrémentale et absolue d'un robot mobile dans un environnement d'intérieur partiellement modélisé en utilisant la vision monoculaire. L'environnement de navigation du robot est à base de primitives géométriques (segments). Il intègre la notion d'occultation grâce à un découpage de l'espace 2-D navigable en Régions d'Invariance Visuelle. Le modèle de caméra à perspective pleine est obtenu grâce au calibrage par la méthode de Zhang. L'approche adoptée est composée de quatre étapes : acquisition d'une image à partir de la position courante du robot, extraction des primitives observées, mise en correspondance des primitives de l'image avec celle du modèle et calcul de la position et de l'orientation de la caméra. Deux méthodes numériques de calcul de la position et de l'orientation de la caméra grâce à des correspondances de droites sont présentées et adaptées au cas spécifique de la robotique mobile. Enfin, un algorithme de mise en correspondance des segments de l'image avec ceux du modèle est défini. Il est basé sur la recherche dans un arbre d'interprétation. Les Régions d'Invariance Visuelle et la configuration du système sont utilisées pour réduire l'espace des correspondances. Des contraintes géométriques d'ordre un et deux sont définies pour assurer l'élagage rapide de l'arbre. Une nouvelle fonction de vérification de la cohérence globale permet de sélectionner l'hypothèse de correspondance la plus cohérente.

Vision Methods for Outdoor Mobile Robot Navigation

Vision Methods for Outdoor Mobile Robot Navigation PDF Author: Haifeng Yang
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ISBN: 9789512228249
Category :
Languages : en
Pages : 66

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DE L'INTERACTION PERCEPTION-NAVIGATION EN ROBOTIQUE MOBILE

DE L'INTERACTION PERCEPTION-NAVIGATION EN ROBOTIQUE MOBILE PDF Author: PIERRE.. NOVIKOFF
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Category :
Languages : fr
Pages : 152

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CETTE THESE TRAITE DE LA PERCEPTION DES ROBOTS MOBILES ET DE SON INTEGRATION DANS LES COUCHES DE NAVIGATION. TROIS CONTRAINTES NOUS SONT IMPOSEES: UTILISER LA VISION MONOCULAIRE STATIQUE, METTRE EN EVIDENCE LES RELATIONS PERCEPTION-NAVIGATION, SPECIFIER L'INFORMATION NECESSAIRE AU BON FONCTIONNEMENT D'UNE COUCHE DE NAVIGATION. POUR REPONDRE A CES PROBLEMES, NOUS AVONS SEPARE LA NAVIGATION EN DEUX FONCTIONS: L'EVITEMENT D'OBSTACLES ET LA NAVIGATION EN PRESENCE D'AMERS. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS EFFECTUE UNE EXPERIENCE D'EVITEMENT D'OBSTACLES. NOUS AVONS ELABORE UN ALGORITHME DE DETECTION D'OBSTACLES AU SEIN DUQUEL NOUS ESSAYONS DE DIFFERENCIER DIVERS TYPES DE CONTOURS GRACE A LA CONNAISSANCE DE CARACTERISTIQUES TRES GENERALES SUR LE MONDE ENVIRONNANT. CET ALGORITHME EST ENSUITE INTEGRE DANS UNE BOUCLE COMPLETE D'EVITEMENT D'OBSTACLE. L'APPLICATION EST OPERATIONNELLE. DANS UN SECOND TEMPS, NOUS MONTRONS QU'UNE FACON EFFICACE DE POUVOIR DECRIRE UNE TRAJECTOIRE EST DE LA SPECIFIER, NON PAS DANS L'ESPACE DE CONFIGURATION, MAIS DANS L'ESPACE DES MESURES EXTEROCEPTIVES QUE LE ROBOT PEUT EFFECTUER. ON PEUT ALORS DECRIRE LA TRAJECTOIRE DE FACON QUALITATIVE. MALHEUREUSEMENT, ON SOUS-ENTEND UNE PERCEPTION EFFICACE ET DE QUALITE. C'EST POURQUOI, POUR PALLIER A CE DEFAUT, NOUS PRESENTONS ENSUITE UNE METHODE DE RECONNAISSNCE DE BALISES PASSIVES UTILISANT DES RESEAUX DE NEURONES; NOUS MONTRONS QUE CES DERNIERS SONT BIEN ADAPTES A LA ROBOTIQUE MOBILE. ENFIN, NOUS PRESENTONS DEUX METHODES DE DETECTION ET DE CORRECTION D'ERREURS DE MESURE