Vision et filtrage particulaire pour le suivi tridimensionnel de mouvement humain : applications à la robotique

par Mathias Fontmarty

Thèse de doctorat en Automatique

Sous la direction de Patrick Danès et de Frédéric Lerasle.

Soutenue en 2008

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Un défi majeur de la Robotique aujourd'hui est sans doute celui du robot personnel. Un objectif sous-jacent est de permettre à un robot mobile de naviguer de manière autonome dans un environnement de grandes dimensions en présence de public. Lors de son évolution, le robot doit pouvoir détecter et prendre en compte la présence d'humains dans son voisinage, par exemple pour les éviter, leur céder le passage, faciliter ou sécuriser leurs déplacements. Cependant, pour une interaction active, le robot doit également être capable de percevoir et d'interpréter leurs postures, leurs démarches ou leurs gestes. Dans ce but, nous souhaitons mettre en place un système de suivi visuel des mouvements humains à partir des caméras embarquées sur le robot. Une représentation 3D fruste de l'enveloppe corporelle est proposée à partir de considérations biomécaniques et anthropomorphes. La démarche consiste alors à recaler ce modèle dans les images obtenues en exploitant plusieurs indices visuels 2D (contours, couleur, mouvements) complétés par une reconstruction 3D éparse de la scène. Pour estimer les paramètres de situation et de configuration du modèle 3D, nous exploitons les techniques de filtrage particulaire, bien connues en suivi visuel. Des évolutions de l'algorithme générique de filtrage sont cependant envisagées afin de répondre plus efficacement au problème posé et de satisfaire des contraintes temporelles cohérentes avec le contexte applicatif. Afin d'aborder les problèmes de manière graduelle, deux contextes sont étudiés. . .

  • Titre traduit

    Computer vision and particle filters for 3D human motion tracking : applications to robotics


  • Résumé

    A great robotic challenge today is the one of the personal robot. While moving in real environments, the robot must take into account the human presence in its neighborhood in order to avoid them or to facilitate their moves. However, for an active interaction, the robot must also be able to perceive their pose or their moves. To this end, we are willing to set up a human motion tracking system from embedded cameras on the robot. A rough 3D representation of the human body is proposed taking into account biomecanics and anthropomorphic constraints. The model projection is then fitted to the images by exploiting various 2D visual cues (edges, colors, motion) and 3D sparse reconstruction of the scene. In order to estimate the 3D configuration parameters, we use the well-known particle flters. Evolutions are considered in order to efficiently tackle the problem by satisfying strong temporal constraints due to the final application. To address issues step by step, two different contexts are proposed. The first one (ubiquist robotics) operate with fixed ambiance cameras proposing various and complementary view points. The second one (mobile robotics) exploits a stereo camera embedded on the robot.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (144 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 135-144

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2008TOU30162
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