Thèse soutenue

Recalage automatique d'objets 3D de forme libre en utilisant la clinométrie
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Auteur / Autrice : Fakhr-Eddine Ababsa
Direction : Malik Mallem
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur. Robotique
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne

Mots clés

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Résumé

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La reconnaissance d'objets 3D de forme libre est un problème qui est loin d'être résolu en vision par ordinateur. Nous nous sommes intéressés dans cette thèse au problème particulier de recalage automatique de ce type d'objets dans le contexte de la vision monoculaire associée à une lumière non structurée ainsi que celui de la stéréovision active. Le but recherché dans le cadre de notre étude est de démontrer que l'utilisation de la clinométrie de l'objet de forme libre, sous certaines conditions, est suffisante pour réaliser un système de recalage automatique simple et précis. Nous avons ainsi élaboré deux approches : La première approche, que nous avons appelé approche photoclinométrique, exploite une seule image de luminance de l'objet à partir de laquelle elle extrait un invariant projectif de type photométrique (non géométrique) qu'elle utilise pour apparier des zones de l'image de l'objet avec celles du modèle. Nous proposons une méthode originale basée sur ce que nous avons appelé les aspects photométriques pour construire une base de données discriminantes du modèle 3D de l'objet. Par ailleurs, nous avons élaboré une méthode de mise en correspondance qui s'inspire de la technique de prédiction/vérification d 'hypothèses pour réaliser les appariements image/modèle. Ces derniers sont exploités par l'algorithme de l'itération orthogonale (IO) pour calculer la transformation rigide qu'a subi l'objet. La deuxième approche, nommée approche clinométrique, utilise des points 3D acquis de la surface visible de l'objet grâce à un capteur stéréo actif (caméra CDD + projecteur d'une grille laser) que nous avons conçu. A partir de ces points 3D, elle construit un invariant géométrique local pour identifier, dans une table d'indexation du modèle, la région (patch) de l'objet ainsi reconstruite. L'indexation permet d'établir des appariements entre des zones de l'objet détecté dans la scène avec celles du modèle de la base de données. Nous formulons d'une manière différente le problème du recalage 3D car dans ce cas nous utilisons des appariements de type 3D/3D. Les deux approches élaborées sont testés sur des images synthétiques pour la première et réelles pour la deuxième, nous avons évalué les performances de chacune d'elles et donné leurs limites d'utilisation. Finalement, nous avons essayé de mener une étude critique sur les méthodes implantées et les résultats obtenus afin d'exposer les perspectives et améliorations à développer dans le futur.