Construction Incrementale De Modele Geometrique D Objets Dans Un Contexte Robotique
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CONSTRUCTION INCREMENTALE DE MODELE GEOMETRIQUE D'OBJETS DANS UN CONTEXTE ROBOTIQUE
LES CAPACITES DE PERCEPTION SONT NECESSAIRES A L'AUTONOMIE D'UN ROBOT. LE TRAITEMENT DES DONNEES PERCEPTUELLES EST UNE OPERATION TRES COMPLEXE, LES CAPTEURS EMPLOYES POUVANT ETRE NOMBREUX ET HETEROGENES. LA GENERATION D'UN MODELE SYNTHETISANT CES INFORMATIONS EST DONC NECESSAIRE POUR LES SIMPLIFIER ET LES CLASSER. LES TRAVAUX EXPOSES DANS CE MEMOIRE PORTENT SUR LA GENERATION DE MODELES GEOMETRIQUES, AINSI QUE SUR LEUR RECALAGE ET LEUR FUSION. CES MODELES SERONT UTILISES PAR DIVERSES FONCTIONS PERCEPTUELLES, TELS LA RECONNAISSANCE D'AMERS POUR LA NAVIGATION EN MILIEU NATUREL OU LA MANIPULATION D'OBJETS. LES DEUX PREMIERS CHAPITRES PRESENTENT LES DIFFERENTS TYPES DE CAPTEURS UTILISES, LES TECHNIQUES DE MODELISATION CLASSIQUES AINSI QUE LES CONTRAINTES IMPOSEES PAR UNE APPLICATION ROBOTIQUE EMBARQUEE. L'AUTEUR TRAITE ENSUITE DE LA GENERATION D'UN MODELE HIERARCHIQUE GEOMETRIQUE, A BASE DE MAILLAGE TRIANGULAIRE IRREGULIER. CE MODELE ADAPTATIF EST REALISE PAR UN PROCESSUS DE SPLIT & MERGE, PUIS SIMPLIFIE POUR LIMITER SA TAILLE SANS PERTE DE PRECISION. CETTE PRESENTATION INCLUT DES RESULTATS EXPERIMENTAUX OBTENUS GRACE A DE NOMBREUX TYPES DE CAPTEURS (CAMERA LASER, STEREO-CORRELATION, VISION AVEC LUMIERE STRUCTUREE OU NAPPE LASER A DEFILEMENT) EN ENVIRONNEMENTS INTERIEURS ET EXTERIEURS. LA DERNIERE PARTIE DU MEMOIRE PRESENTE UN MECANISME DE RECALAGE ENTRE MODELES PAR UNE METHODE DERIVEE DE L'ALGORITHME ICP, AINSI QUE LA FUSION DE MAILLAGES TRIANGULAIRES IRREGULIERS. ELLE RECENSE EN PARTICULIER LES PROBLEMES SOULEVES PAR L'UTILISATION DE DONNEES BRUITEES ET PAR LES INSTABILITES NUMERIQUES PUIS PROPOSE UN ENSEMBLE DE SOLUTIONS. DES EXEMPLES D'APPLICATIONS DE CES METHODES DE MODELISATION DANS UN CADRE ROBOTIQUE SONT PRESENTES, PAR DES EXPERIMENTATIONS SUR LA GENERATION DE MODELES INCREMENTAUX DE SCENES OU D'OBJETS. LES MODELES SONT CONSTRUITS A PARTIR DE NUAGES DE POINTS ACQUIS PAR CAMERA LASER, STEREOVISION ET LUMIERE STRUCUREE.
Modelisation d'objets 3D par construction incrémentale d'un maillage triangulaire, dans un contexte robotique
Pour modéliser un objet 3D, plusieurs images doivent être acquises depuis différents points de vue. Les problèmes sont: recalage les vues. Fusion dans une seule représentation. Optimisation par un choix des points de vue. Les images 3D sont recalées par un algorithme appelé “ICP”. Afin de réduire le temps de calcul et améliorer la précision, des variantes de la méthode sont évaluées: points de contrôle, recalage des images ou entre image et modèle courant. Les vues recalées sont fusionnées dans une représentation de maillage triangulaire, qui est construit par une version adaptée de l'algorithme “BPA”, qui peut traiter un nuage de points 3D de distribution non uniformes. Notre méthode peut effectuer la segmentation simultanée du maillage en surfaces planes, de façon globale ou incrémentale. Dans un contexte robotique, on étudie la planification des positions du capteur pour l'acquisition des données ou le but est la minimisation du nombre de vues, tout en favorisant la convergence du recalage.
Modélisation géometrique d'objets en environnement robotique
Développement des principes de construction de modèles géométriques d'objets en environnement robotique. On présente la construction du modèle du monde, composé d'une collection d'objets rigides distincts, comme étant la détermination d'attitude (orientation position) des modèles géométriques descriptifs des objets présents par rapport au repère de référence du système.