Vision panoramique pour la robotique mobile : stéréovision et localisation par indexation d'images

摘要

La navigation autonome d'un robot dans un environnement a priori mal connu requiert la construction, a partir des donnees percues par le robot, de modeles de cet environnement, qui sont dedies a differentes fonctionnalites. Pour cela, la vision panoramique est un capteur recemment introduit dans la communaute robotique, qui connait actuellement un fort developpement. L'objectif de cette these est de developper des fonctions exploitant ce type de capteur pour la navigation autonome d'un robot. Dans la premiere partie de la these, nous nous interessons au probleme de la localisation des robots mobiles dans des environnements naturels a l'aide d'une camera panoramique, en exploitant des techniques d'indexation d'image. Nous proposons un moyen d'indexer les images acquises lors des deplacements par des histogrammes de caracteristiques locales, et de reconnaitre des lieux prealablement explores en comparant ces histogrammes, permettant ainsi de localiser le robot par rapport a des positions par lesquelles il est deja passe. Des resultats experimentaux sont presentes. Dans la seconde partie, nous proposons une approche permettant d'effectuer de la stereovision a partir d'une paire de cameras panoramiques. Nous introduisons un moyen de rectifier les images d'un banc stereoscopique panoramique, de sorte que les lignes epipolaires deviennent paralleles, permettant de ce fait l'execution d'un algorithme optimise de stereovision par correlation de pixels. Pour cela, nous presentons une modelisation complete de deux types de cameras panoramiques, qui comprend les parametres intrinseques du systeme (surface du miroir et parametres intrinseques de la camera), les erreurs d'alignement entre le miroir et la camera, et la distorsion optique radiale. Une methode d'estimation de ces parametres est developpee, et des resultats de stereovision sont presentes.