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Vision dynamique pour la navigation d'un robot mobile

Marin Hernandez, Antonio (2004) Vision dynamique pour la navigation d'un robot mobile. (Dynamic vision for mobile robot navigation.)

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Abstract

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. ABSTRACT : The work presented on this thesis concerns the study of visual functionalities over dynamic scenes and their applications to mobile robotics. These visual functionalities consist on visual tracking of objects on image sequences. Four methods of visual tracking has been studied, from which tree of them has been developed specifically for the context of this thesis. These methods are: (1) snakes contours tracking, with two variants, the former, to be able to applying it to a sequence of color images and the latter to consider form constraints of the followed object, (2) the tracking of regions by templates differences, (3) contour tracking by 1D correlation, and (4) the tracking method of a set of points, based on Hausdorff distance, developed on a previous thesis. These methods have been analyzed for different tasks, relatives to mobile robot’s navigation. A comparison for different contexts has been done, given to a characterization of objects and conditions for which each method gives the best results. Results from this analysis has been take into account on a perceptual planification module, that determines which objects (plane landmarks) must be tracked by the robot, to drive it over a trajectory. In order to control the execution of perceptual plan, a lot of collaboration or chaining protocols have been proposed between methods. Finally, these methods and a control module of an active camera (pan, tilt, zoom), has been integrated on a robot. Three experiments have been done: a) road tracking over natural environments, b) primitives tracking for visual navigation over human environments and c) landmark tracking for navigation based on explicit localization of robot

Department or laboratory:Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes - LAAS (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Devy, Michel
Uncontrolled Keywords:Robotique mobile - Navigation visuelle - Vision dynamique - Vision active - Suivi visuel. KEYWORDS : Mobile robotics - Visual navigation - Dynamic vision - Active vision - Visual tracking
Subjects:Electronics > Signals, images and telecommunications
Deposited On:23 September 2004

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