Perception et sélection d'amers en environnement polaire pour la navigation d'un robot mobile
par Nicolas Vandapel
Thèse de doctorat en Systèmes automatiques
Sous la direction de Raja Chatila.
Soutenue en 2000
à Toulouse, INPT .
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Résumé
Ce manuscrit présente les résultats de trois années de recherche menées au LAAS-CNRS, France, et à Carnegie Mellon University, USA. Cette thèse s'inscrivait initialement dans le cadre d'un projet franco-italien visant à concevoir un robot mobile d'exploration polaire, notre contribution devant se situer au niveau de la réalisation d'un système de perception pour la navigation et l'accomplissement de tâches dans ce type d'environnement. Le manuscrit est organisé en cinq chapitres. Le premier chapitre présente plus en détail le contexte de travail. Il traite du problème de la navigation autonome en robotique mobile en environnement naturel et plus particulièrement en Antarctique. Dans le second chapitre nous nous intéressons à la perception en environnement polaire et en particulier à l'utilisation de lasers et de stéréocaméras dans ce type d'environnement. Dans le troisième chapitre nous présentons un état de l'art sur la notion d'amer en robotique mobile. Dans le chapitre suivant nous présentons trois méthodes différentes pour sélectionner et suivre des amers visuels en environnement naturel. Dans le premier cas la nature des amers est définie \textit{a priori}, ce sont des rochers, éléments structurants de l'environnement, que l'on cherche à segmenter et à classifier dans des images couleur. Dans la seconde méthode, que l'on qualifiera de "fonctionnelle", les amers sont définis comme des zones de l'image susceptibles d'être suivis selon un modèle affine. Dans la dernière méthode , méthode "attentionnelle", les amers sont des points d'intérêt. Pour chacune des approches des résultats ont été produits à partir de données acquises sur le site d'expérimentation du LAAS et sur le site de Patriot Hills, Antarctique. Ces trois approches pour la sélection d'amers en environnement polaire ne donnent pas des résultats satisfaisants. Le manque de structures naturelles, l'uniformité et l'homogénéi͏̈té du milieu nous ont conduit à nous intéresser dans le dernier chapitre aux approches attentionnelles. Ces méthodes, d'inspiration biologique, combinent des attributs visuels de bas niveau dans le but de mettre en évidence les zones "saillantes" dans une image.
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