De la localisation et du suivi par vision monoculaire d'objets polyedriques articules modelises

Pose estimation and tracking of an articulated object by monocular vision

• Auteur / Autrice : ALI YASSINE
• Direction : Marc Richetin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2

Résumé

La recherche d'une methode de localisation dediee aux objets polyedriques articules a partir d'une image de luminance, forme la partie fondamentale du travail envisage dans le cadre de cette these. L'autre partie consiste a mettre en application cette methode afin de suivre l'evolution d'un objet articule a travers une sequence d'images monoculaires. La localisation d'un objet articule revient a determiner des informations 3d a partir des donnees 2d. Un manque d'informations, du a la projection de l'objet observe, subsiste. Nous remedions a ce manque par une connaissance a priori d'un modele geometrique de l'objet a localiser. L'estimation de l'attitude spatiale d'un objet articule a m degres de liberte internes se traduit par l'evaluation de m parametres relatifs a ces degres de liberte et de six autres parametres relatifs au positionnement d'une partie rigide de l'objet articule. Nous avons formalise le probleme de la localisation, pour en deriver des equations non-lineaires en fonction des parametres de position, reliant des primitives 2d de l'image etudiee aux elements 3d correspondant du modele. Ces equations representent les distances euclidiennes entre des points 3d du modele et les plans d'interpretations lies aux segments dans l'image. Pour obtenir l'attitude du modele conformement a celle de l'objet dans l'image, nous effectuons un calcul de minimisation d'un critere de distance. Ce dernier etant fonction des equations non-lineaires etablies, est optimise a l'aide de la methode iterative de levenberg-marquardt. La validite de cette approche a ete demontree a travers l'analyse d'images reelles d'un robot manipulateur en milieu industriel. De plus, par un calcul theorique, nous avons deduit l'erreur relative a la position estimee de l'objet articule. Pour suivre l'evolution d'un objet articule, nous avons elabore un algorithme permettant l'enchainement de la localisation entre deux images successives d'une sequence donnee. Cet algorithme procure d'une maniere automatique les appariements utiles a la methode de localisation entre les primitives 2d et les elements correspondant du modele. A cet algorithme, nous avons ajoute une procedure de prediction qui rend ce dernier plus efficace face a un fort deplacement de l'objet entre deux images. De meme, cette technique de suivi a ete validee sur une sequence d'images prise du robot manipulateur lors d'une manipulation