Realisation Et Calibration D Un Systeme Experimental De Vision Compose D Une Camera Mobile Embarquee Sur Un Robot Manipulateur Design And Calibration Of An Experimental Vision System Based On A Mobile Camera Mounted On A Robot Arm
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Realisation et calibration d'un systeme experimental de vision compose d'une camera mobile embarquee sur un robot-manipulateur [Design and calibration of an experimental vision system based on a mobile camera mounted on a robot-arm].
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In this report, one shows how the information given by the camera can greatly help in solving the first subproblem. The identification problem of the camera model is twofold. First, the solving of a system of linear equation yields approximate values for the parameters; however, these are corrupted in the presence of noise. They are thus used as initial estimates in a robust non-linear minimization. The third problem is solved using at least three displacements of the robot."
Vision pour la robotique de manipulation
LE RETOUR D'INFORMATIONS DE CAPTEURS EXTERNES PEUT ETRE UNE NECESSITE POUR LA LOCALISATION ET LA SAISIE D'OBJETS STATIQUES, PAR UN ROBOT MANIPULATEUR ; NOTAMMENT SI LA CONNAISSANCE DE LA SITUATION DE L'OBJET ET LE POSITIONNEMENT ABSOLU DU ROBOT NE SONT PAS SUFFISAMMENT PRECIS. NOUS PROPOSONS L'UTILISATION D'UNE CAMERA MONOCULAIRE PLACEE SUR L'EXTREMITE DU BRAS MANIPULATEUR POUR UN ASSERVISSEMENT EN POSITION STATIQUE A PARTIR DE CONNAISSANCES 3D. NOUS TRAITONS D'ABORD LA CALIBRATION DE CAMERAS QUI INCLUT LA LOCALISATION D'OBJETS POLYEDRIQUES, LES ALGORITHMES DE RESOLUTION ET L'ETUDE DE LA PRECISION DE LOCALISATION. NOUS PROPOSONS DE NOUVELLES METHODES DE CALIBRATION ET COMPARONS ENSUITE DES ALGORITHMES DE RESOLUTION PROPAGEANT LES IMPRECISIONS DE PRIMITIVES ISSUES DES MODELES D'OBJETS OU DE METHODES D'EXTRACTION DANS L'IMAGE. DES CRITERES DE COMPARAISON DES METHODES DE LOCALISATION SONT PRESENTES ET UNE METHODE D'EVALUATION DE LA PRECISION REELLE DE LOCALISATION EST PROPOSEE AVEC DES RESULTATS. LA SECONDE PARTIE ABORDE LA VISION APPLIQUEE A LA MANIPULATION. NOUS DETAILLONS LA MODELISATION DU SITE EXPERIMENTAL ET PROPOSONS UNE AMELIORATION DES METHODES D'IDENTIFICATION DE LA SITUATION DE LA PINCE ET DE LA CAMERA SUR LE ROBOT. NOUS UTILISONS LA REPRESENTATION DE TRANSFORMATIONS EN VISAGES POUR L'IDENTIFICATION D'AXES DE ROTATION. NOUS PROPOSONS ENSUITE DES PRINCIPES ET UN SCENARIO, QUI UTILISENT LES POINTS PRECEDENTS ET UNE RECONNAISSANCE LOCALE D'OBJETS POUR EFFECTUER LA SAISIE D'OBJETS. DES RESULTATS DE SAISIE SONT PRESENTES. NOUS PRESENTONS ENFIN L'ARCHITECTURE D'UN SYSTEME DE VISION POUR LA MANIPULATION ET SON UTILISATION POUR LES PRINCIPALES EXPERIMENTATIONS DE VALIDATION DES PRINCIPES, METHODES ET ALGORITHMES PROPOSES DANS CETTE THESE. CES TRAVAUX ONT ETE MENES SUR LES SITES DU LAAS ET DU CNES, RESPECTIVEMENT DANS LE CADRE D'UN PROJET SCIENTIFIQUE INTERNE A L'EQUIPE RIA ET D'UN PROJET APPLICATIF INTERNE AU CNES
Calibration of a Zoom Lens Camera with Pan-tilt Movement for Robotics
L'objectif de la présente thèse vise à déterminer un nouveau modèle optique d'une caméra équipée d'un ojectif zoom afin d'améliorer le modèle de formation des images pour cette classe d'objectifs. Le travail est basé sur une étude photogrammétrique, étendue aux différentes lentilles composant un zoom, en tenant compte des caractéristiques physiques du mécanisme. Après une phase d'analyse, le document propose un nouveau modèle de zoom basé sur les caractéristiques géométriques de l'ensemble complet : le capteur et la lentille couplée au phénomène zoom. Les résultats obtenus avec ce modèle ont été analysés et comparés avec d'autres méthodes traditionnelles de calibrage. Le système de vision a été complété avec un système de mouvement pan-tilt (caméra zoom sur tourelle) et le document décrit alors une étude complète sur le calibrage géométrique de l'ensemble robotique : caméra zoom et tourelle pan-tilt. Nous démontrons que les formalismes classiques sont très mal adaptés à la résolution du problème de calibrage géométrique de cet ensemble, et la thèse propose une solution alternative en recourant à une caméra supplémentaire découplée de l'ensemble robotique mais permettant un calcul des paramètres du modèle géométrique beaucoup plus robuste car mathématiquement mieux contraint.