Navigation d'un robot mobile à l'aide de la stéréovision et de la triangulation de Delaunay

Navigation of a mobile robot, using the stereovision and the Delaunay triangulation

• Auteur / Autrice : Michel Buffa
• Direction : Olivier Faugeras
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Nice
• Jury : Président / Présidente : Peter Sander
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Dupourqué, Nicolas Franceschini
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : James L Crowley, Leila De Floriani

Mots clés

Mots clés contrôlés

Géométrie algorithmique

Vision par ordinateur

Mathématiques

Triangulation

Robots mobiles

Résumé

Muni de trois caméras, le système de stéréo vision qui équipe notre robot mobile extrait des segments de droites d'un ensemble d'images et les repositionne dans l'espace. Ces segments tridimensionnels correspondent soit aux arêtes des objets observés, soit à des lignes situées à leur surface. Le travail présenté se décompose en deux parties : 1) construction et mise à jour d'une carte de l'environnement par fusion temporelle des données stéréoscopiques projetées sur le sol. La méthode proposée accorde une attention particulière au traitement des incertitudes (sur l'estimation des mouvements des caméras, sur la mesure des segments). La carte obtenue demeure très concise et sa mise à jour s'effectue très rapidement (algorithmes dynamiques) ; 2) interprétation de cette carte à l'aide d'outils de géométrie algorithmique. Les primitives qui composent la carte ne sont en général pas suffisantes pour que le robot puisse évoluer sans rencontrer d'obstacles (la notion de surface est indispensable). Nous proposons de construire à partir des segments 2d de la carte une triangulation de Delaunay conforme. Cette structure géométrique possède des propriétés intéressantes : elle donne une partition régulière de l'espace et elle contient des polygones qui sont une bonne approximation des obstacles réels. A partir de cette triangulation, l'espace libre autour du robot s'obtient très simplement et il est possible d'engendrer des trajectoires sans collisions (plusieurs méthodes sont proposées). L'algorithme de calcul de la triangulation de Delaunay conforme présenté est entièrement dynamique, par conséquent le temps nécessaire à la mise à jour de la représentation triangulée est faible. L'aptitude de ce système d'assurer la navigation autonome d'un robot mobile a été démontrée lors de la revue finale du projet européen esprit P940