Contributions a la modelisation et a la commande en asservissement visuel

Contributions to modelling and control in visual servoing

• Auteur / Autrice : Ezio Malis
• Direction : François Chaumette
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement du signal et télécommunications
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Rennes 1

Résumé

Notre travail se situe dans le domaine de la vision robotique, et plus precisement celui de l'asservissement visuel. Il a consiste a concevoir des methodes qui ne necessitent ni la connaissance du modele de l'objet observe, ni une calibration precise du systeme. Nous avons tout d'abord etudie le probleme de la reconstruction euclidienne (a un facteur d'echelle pres) a partir de deux images d'un objet statique dont le modele est inconnu. Nous avons mis en evidence que la meilleure solution lineaire pour obtenir une reconstruction robuste du deplacement de la camera est d'utiliser une matrice d'homographie. Un algorithme pour l'estimation lineaire de celle-ci a ete alors propose. Ensuite, nous avons propose deux nouvelles methodes d'asservissement visuel basees sur la reconstruction euclidienne partielle. Nous avons etudie le systeme en boucle fermee afin de determiner analytiquement la robustesse des lois de commande aux incertitudes sur la calibration du systeme. Ensuite, nous avons montre que, grace a la forme decouplee des systemes consideres, il est possible d'augmenter nettement le domaine de robustesse avec une adaptation des gains de la commande. Les nouvelles methodes ont ete testees sur un robot cartesien et un robot redondant, et comparees aux methodes classiques. Les resultats obtenus confirment que nos schemas d'asservissement apportent une amelioration importante du domaine de convergence. Enfin, nous avons etendu les schemas d'asservissement a l'utilisation de plusieurs cameras n'observant pas la meme partie de la scene. Nous avons modelise l'asservissement multi-cameras dans le cadre de la commande referencee capteur. Le choix particulier de la fonction de tache nous a permis de simplifier la conception de la commande et l'analyse de la stabilite. Nous avons finalement realise une tache de positionnement d'un objet encombrant en utilisant deux cameras embarquees sur un robot manipulateur.