Conception et realisation d'un telemetre laser haute resolution. Application en robotique a la perception de l'environnement

par GILLES ALLEGRE

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de Henri Clergeot.

Soutenue en 1993

à Paris 11 .

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  • Résumé

    La mesure de distance sans contact trouve ses applications industrielles principalement dans le domaine monodimensionnel avec frequemment une orientation metrologie de precision. Le domaine multidimensionnel est par contre souvent du domaine du laboratoire. Il doit sacrifier la precision au profit de la rapidite qui reste limitee, selon la methode choisie, soit par les traitements d'images lourds soit par un systeme de deviation mecanique lent. Une presentation des procedes optiques de mesure de distance pose le cadre d'une synthese originale des limitations theoriques des procedes par triangulation, mesure d'intensite, mesure directe de temps de vol, interferometrie et mesure de dephasage sur modulation sinusoidale uhf. Ce dernier est ainsi mis en avant comme un bon compromis. Ce procede est analyse en detail ainsi que ses limitations sur une realisation a 300 mhz. Le compromis de base oppose la precision (proportionnelle a la frequence) au modulo induit sur la distance (inversement proportionnel). A faible signal, les limitations pratiques sont essentiellement dues aux couplages entre voies et entre oscillateurs. Pour accroitre les performances, une etude est faite et pose les bases de la conception de systemes telemetriques haute resolution. La mesure de phase n'est pas remise en question et une deuxieme frequence de modulation est utilisee pour lever l'indetermination jusqu'a 10 m, la precision etant alors preservee. Les resultats des realisations industrielles developpees sont presentes dans des articles. Les performances de ce capteur en font la base ideale d'un systeme de perception multidimensionnelle. L'adjonction d'un systeme de deviation autorise la realisation d'un telemetre polaire ou spherique. Un modele d'univers presque vertical(2d) et un modele fidele du systeme de perception ont permis d'aborder des applications dans le domaine de la robotique mobile. L'information intensite lumineuse recue permet un traitement optimise d'une coupe de l'environnement. Une approche de la texture grace a la fusion de l'image d'intensite et de celle de distance est amorcee (toujours en 2d). Elle permet de donner a la machine deux sens supplementaires issus de ce meme capteur


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Informations

  • Détails : 278 P.
  • Annexes : 103

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-011561
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