Methode de localisation absolue d'un robot mobile evoluant en milieu exterieur fondee sur la recherche d'indices visuels PDF Download
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Author: Wilfrid Couroux
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Author: Wilfrid Couroux
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Author: Wilfrid Couroux
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Languages : fr
Pages : 197
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Les travaux présentés dans ce mémoire concernent la localisation absolue d'un robot mobile par vision artificielle. Le site d'expérimentation choisi est un parking d'environ 60 x 60 m. Des problèmes spécifiques au milieu extérieur apparaissent ici : changement d'ensoleillement, ombres portées, variabilité de la scène observée, occultation de certains objets recherchés, inclinaison du sol. Notre contribution se situe dans la recherche d'une méthode robuste d'identification et de reconnaissance de certains objets du site, les amers, et d'une technique de localisation précise qui utilise les informations provenant d'une carte du site. Les amers retenus, plus de 700, sont constitués de détails architecturaux des bâtiments. Nous avons tout particulièrement étudié la calibration du système de vision, l'extraction des amers de l'image et leur mise en correspondance avec des données de la carte. La recherche des amers dans l'image est vue comme un problème de détection de contours avec un chainage orienté suivant des directions privilégiées. La mise en correspondance, du type génération - propagation - validation d'hypothèses, s'appuie sur deux contraintes définies pour simplifier le problème combinatoire. La localisation se présente en deux parties, l'une simple, pour déterminer rapidement et grossièrement la position du robot, l'autre plus fine prend en compte l'ensemble des appariements formes pour réaliser un recalage précis. Nous avons été amené à établir un protocole de prises de vues garantissant l'acquisition d'images qui permet d'obtenir robustesse et précision dans les traitements. Les techniques présentées ont été testées et validées sur le démonstrateur ROMANE (robot mobile autonome pour la navigation extérieur). L’ensemble des expérimentations comportent plus d'une centaine d'images prises à différents endroits du site. La précision obtenue est d'environ 10 cm pour des distances de prises de vues supérieures à 50 m.
Author: Éric Brassart
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Languages : fr
Pages : 137
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CE TRAVAIL PROPOSE UNE METHODE ORIGINALE POUR LOCALISER UN ROBOT MOBILE AUTONOME DANS UN ENVIRONNEMENT D'INTERIEUR. LA TECHNIQUE DEVELOPPEE EST BASEE SUR L'UTILISATION CONJOINTE DE BALISES ACTIVES AVEC UN SYSTEME DE VISION MONOCULAIRE CE QUI NOUS PERMET DE RECUPERER DEUX TYPES DE DONNEES: - LE CODE IDENTIFICATEUR REPRESENTATIF D'UNE BALISE, - LES POINTS SINGULIERS CARACTERISANT UNE BALISE DANS L'IMAGE. A PARTIR DE CES DEUX INFORMATIONS, PAR TRIANGULATION, NOUS LOCALISONS LE ROBOT MOBILE DANS SON ENVIRONNEMENT D'EVOLUTION. PARALLELEMENT A CE TRAVAIL, NOUS AVONS MENE UNE ETUDE SUR L'ERREUR DE LOCALISATION COMMISE EN FONCTIONS DES DIVERS ELEMENTS CARACTERISANT LA CHAINE DE MESURE. L'ARCHITECTURE ET LES METHODES RETENUES POUR L'EXPERIMENTATION ONT ETE CONDITIONNEES PAR DES OBJECTIFS D'APPLICATIONS INDUSTRIELS.
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.
Author: Omar Ait Aider
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Languages : fr
Pages : 152
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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.
Author: Alex Lallement
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Languages : fr
Pages : 198
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Les travaux présentés dans ce mémoire portent sur l'étude et la mise au point d'une méthode de localisation absolue pour robot mobile autonome évoluant dans un environnement de type intérieur dynamique. Cette méthode est basée sur l'exploitation de la complémentarité des informations délivrées par un système de perception mixte formé d'un télémètre laser 2D et d'un capteur de vision monoculaire. Notre contribution se situe essentiellement sur le plan méthodologique avec notamment : la mise au point d'une stratégie de perception active, la préposition d'une technique robuste de segmentation, la recherche de techniques décisionnelles utilisant une approche de type fusion de primitives, l'étude d'une technique d'identification d'amers environnementaux (de type arête verticale) et enfin la mise au point d'une procédure de localisation. La phase d'identification des amers, nécessaire à la localisation du robot, nécessite le recours à une procédure d'appariements entre arêtes segmentées et amers de référence. Une transformation invariante en translation et en rotation, appliquée sur l'ensemble des primitives, conduit à une simplification notable de cette procédure. L'identification consiste alors à réaliser une mise en correspondance entre triplets d'amers et triplets d'arêtes sur la base de 12 descripteurs invariants, puis entre amers et arêtes observées à partir des hypothèses formées. La localisation absolue du mobile est obtenue en définissant l'ensemble des positions compatibles avec les amers observés et délimitée par un polygone d'incertitude.
Author: ELISABETH.. VERGNE CONNESSONS
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Languages : fr
Pages : 206
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UN ROBOT MOBILE AUTONOME DOIT ETRE CAPABLE DE SE SITUER DANS SON ENVIRONNEMENTS POUR EFFECTUER LES DEPLACEMENTS NECESSAIRES A L'ACCOMPLISSEMENT DES TACHES QUI LUI SONT CONFIEES. CETTE CAPACITE EST INHERENTE AU SYSTEME DE LOCALISATION. NOUS PROPOSONS UNE METHODE DE LOCALISATION ABSOLUE BASEE SUR L'EXTRACTION ET L'UTILISATION D'AMERS SUSCEPTIBLES DE NOUS LIBERER DES CONTRAINTES DE CONNAISSANCE A PRIORI DE L'ENVIRONNEMENT, AINSI QUE DE SON AMENAGEMENT SPECIFIQUE. DE PLUS, LE CAPTEUR EXTEROCEPTIF EST UN TELEMETRE ULTRASONORE ET LES DEPLACEMENTS DU ROBOT PEUVENT ETRE TOTALEMENT ALEATOIRES. LA LOCALISATION ABSOLUE DU ROBOT MOBILE PASSE ALORS PAR TROIS PHASES DISTINCTES ET INDISPENSABLES. LA PREMIERE EST LA RECONSTRUCTION PARTIELLE OU COMPLETE DE L'ENVIRONNEMENT, ELLE PERMET D'EXTRAIRE DES OBJETS CANDIDATS A LA QUALIFICATION EN TANT QU'AMERS. LA DEUXIEME EST UNE METHODE VERIFIANT LES PARTICULARITES DES OBJETS RECONSTRUITS AFIN DE LEUR AFFECTER UN ROLE PARTICULIER DANS LA LOCALISATION DU MOBILE. AINSI, CERTAINS DE CES OBJETS SERONT QUALIFIES EN TANT QU'AMERS DE MESURE (SERVANT A EXTRAIRE LES DISTANCES NECESSAIRES A LA TRIANGULATION), EN TANT QU'AMERS DE DIFFERENTIATION (SERVANT A LEVER LES AMBIGUITES FORTES DUES A LA NON UNICITE OU A LA SYMETRIE DU SYSTEME D'AMERS) OU REJETES LORSQU'ILS NE REPONDENT PAS SUFFISAMMENT AUX CRITERES DE VISIBILITE, D'IDENTIFICATION OU SI LEURS POSITION ET ORIENTATION N'ONT PAS ETE ETABLIES CORRECTEMENT. ENFIN, LA TROISIEME ETAPE CONSISTE A REGROUPER LES AMERS AFIN DE QUALIFIER CES GROUPES EN TANT QUE SYSTEMES D'AMERS. LORSQUE PLUSIEURS SYSTEMES SONT DISPONIBLES, LE ROBOT PEUT SE DEPLACER SANS RISQUE DE SE PERDRE ET SANS AVOIR NECESSAIREMENT RECOURS A SES DONNEES ODOMETRIQUES.
Author: Fernández-Madrigal, Juan-Antonio
Publisher: IGI Global
ISBN: 1466621052
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 497
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As mobile robots become more common in general knowledge and practices, as opposed to simply in research labs, there is an increased need for the introduction and methods to Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) and its techniques and concepts related to robotics. Simultaneous Localization and Mapping for Mobile Robots: Introduction and Methods investigates the complexities of the theory of probabilistic localization and mapping of mobile robots as well as providing the most current and concrete developments. This reference source aims to be useful for practitioners, graduate and postgraduate students, and active researchers alike.
Author: Laurent Delahoche
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 180
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LES TRAVAUX PRESENTES DANS CE MEMOIRE TRAITE DE LA LOCALISATION D'UN ROBOT MOBILE DANS UN ENVIRONNEMENT INTERIEUR NON BALISE. TROIS TYPES DE CAPTEURS SONT UTILISES POUR DETERMINER LA POSITION DU ROBOT : UN ODOMETRE, UN SYSTEME DE VISION OMNIDIRECTIONNELLE ET UN SYSTEME TELEMETRIQUE ROTATIF. L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST DE PERMETTRE A UN ROBOT DE SE DEPLACER EN TOUTE SECURITE D'UNE CONFIGURATION INITIALE A UNE CONFIGURATION FINALE DANS UN ENVIRONNEMENT PARTIELLEMENT CONNU. POUR CELA DEUX APPROCHES ONT ETE UTILISEES : LA FUSION DES DONNEES PROPRIOCEPTIVES ET EXTEROCEPTIVES ET LA COOPERATION ENTRE LES CAPTEURS EXTEROCEPTIFS. DANS UN PREMIER TEMPS UNE METHODE DE LOCALISATION BASEE SUR LA FUSION DES DONNEES ODOMETRIQUES ET DES DONNEES TELEMETRIQUES A ETE DEVELOPPEE ET TESTEE. L'ESTIMATION DE LA POSITION ET DE SON INCERTITUDE ASSOCIEE EST OBTENUE PAR FILTRAGE DE KALMAN. LES AMERS UTILISES POUR CETTE APPROCHE SONT LES PAROIS DU MILIEU D'EVOLUTION. DANS UN DEUXIEME TEMPS UNE METHODE DE LOCALISATION UTILISANT LA VISION OMNIDIRECTIONNELLE ET L'ODOMETRIE A ETE ELABOREE. LES ANGLES D'AZIMUT DES DIFFERENTS AMERS VERTICAUX DE L'ENVIRONNEMENT SONT EXTRAITS DU MODELE SENSORIEL POUR CALCULER LA CONFIGURATION DU ROBOT. CONTRAIREMENT A L'APPROCHE ADOPTEE PRECEDEMMENT POUR LA FUSION DES DONNEES, LE FILTRAGE DE KALMAN ETENDU EST DANS CE CAS EMPLOYE, A CAUSE DE LA NON LINEARITE DES EQUATIONS D'OBSERVATION. FINALEMENT, DANS UN TROISIEME TEMPS, UNE STRATEGIE VISANT A FAIRE COOPERER DEUX CAPTEURS EXTEROCEPTIFS, UN TELEMETRE LASER ROTATIF ET LE SYSTEME DE VISION OMNIDIRECTIONNELLE, A ETE MISE EN OEUVRE. CETTE METHODE PERMET D'OBTENIR UNE ESTIMATION ABSOLUE DE LA CONFIGURATION DU ROBOT QUI EST D'UNE PART PRECISE ET D'AUTRE PART ROBUSTE. EN OUTRE, UN ALGORITHME PERMETTANT DE METTRE A JOUR LA CARTE DE L'ENVIRONNEMENT DU ROBOT AU COURS DE SON DEPLACEMENT A ETE ELABOREE ET TESTE. CE MODULE D'INSERTION DE BALISES NATURELLES NON REPERTORIEES, PERMET AINSI AU ROBOT DE SE LOCALISER DANS DES ZONES DE L'ENVIRONNEMENT QUI NE SONT QUE PARTIELLEMENT CONNUES. CE SYSTEME DE LOCALISATION, BASE SUR UNE APPROCHE COOPERATIVE, PERMET A UN ROBOT DE MENER A BIEN DES MISSIONS DANS UN ENVIRONNEMENT INTERIEUR NON BALISE QUI N'EST QUE PARTIELLEMENT CONNU.
Author: Bruno Marhic
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 160
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Book Description
LES TRAVAUX EFFECTUES DANS CE MEMOIRE CONCERNENT LA LOCALISATION ABSOLUE DE ROBOTS MOBILES DANS UN ENVIRONNEMENT INTERIEUR NON BALISE. LA LOCALISATION EST EFFECTUEE UNIQUEMENT A L'AIDE DE SYCLOP. SYCLOP EST UN CAPTEUR DE VISION OMNIDIRECTIONNELLE, QUI EST CONSTITUE D'UNE CAMERA MATRICIELLE CCD ET D'UN MIROIR CONIQUE PERMETTANT D'OBTENIR UNE IMAGE OMNIDIRECTIONNELLE (360\) DE L'ENVIRONNEMENT. LES TRAITEMENTS QUE NOUS AVONS ETABLIS SERVENT A EXTRAIRE LES PRIMITIVES CORRESPONDANT A DES AMERS VERTICAUX, QUE L'ON DOIT ENSUITE METTRE EN CORRESPONDANCE AVEC LA CARTE DE L'ENVIRONNEMENT. ENSUITE, LA POSITION ET L'ORIENTATION DU ROBOT MOBILE SONT ESTIMES. DANS CE PROCESSUS, C'EST LA PHASE D'APPARIEMENT QUI DEMEURE LA PLUS DIFFICILE A METTRE EN UVRE A CAUSE DES IMPRECISIONS ET DE L'IMPERFECTION DES MESURES. NOUS AVONS ORIENTE NOS RECHERCHES SUR LA MISE EN CORRESPONDANCE VERS DEUX AXES : (A) - L'UTILISATION D'UN INVARIANT PROJECTIF (BIRAPPORT) ET (B) - UN ALGORITHME GEOMETRIQUE. LES DIFFERENTES METHODES DE LOCALISATION PROPOSEES SONT VALIDEES PAR UNE IMPLANTATION SUR UN DEMONSTRATEUR MOBILE.
