co-encadrement :Samia Bouchafa ; Didier AUBERT (LIVIC)

Sujet : Coopération Stéréo-Mouvement - Détection des Objets Dynamiques

Début : 10/08 ; Soutenance le  14/10/11

Composition du jury :
Madame Sylvie LE HÉGARAT        Présidente du Jury
Monsieur Jack-Gérard POSTAIRE     Rapporteur
Monsieur Fawzi NASHASHIBI         Rapporteur
Monsieur Vincent FRÉMONT         Examinateur
Monsieur Frédéric LARGE         Membre Invité
Monsieur Didier AUBERT         Directeur de Thèse
Madame Samia BOUCHAFA         Encadrante

Financement DIM'08 Projet

Résumé : Un grand nombre d'applications de robotique embarquées pourrait bénéficier d'une détection explicite des objets mobiles. La majorité des approches repose sur la classification, ou sur une analyse structurelle de la scène (la V-Disparité est un bon exemple de ces approches). Depuis quelques années, il existe un intérêt croissant pour les méthodes faisant collaborer activement l'analyse structurelle et l'analyse du mouvement. Ces deux processus sont en effet étroitement liés. Ce travail de thèse propose deux approches différentes : la première fait appel à l'intégralité de l'information stéréo/mouvement ; la seconde utilise des capteurs monoculaires, et permet de retrouver une information partielle.

La première approche présentée consiste en un système innovant d'odométrie visuelle. Nous montrons que le problème d'odométrie visuelle peut être posé de façon linéaire, alors que l'immense majorité des auteurs sont contraints de faire appel à des méthodes d'optimisation non-linéaires. Notre approche permet d'atteindre, voire de dépasser le niveau de performances présenté par des système matériels haut de gamme (type centrale inertielle). A partir de ce système d'odométrie visuelle, nous définissons une procédure permettant de détecter les objets mobiles. Cette procédure repose sur une compensation de l'influence de l'égo-mouvement, puis une mesure du mouvement résiduel. Nous avons ensuite mené une réflexion de fond sur les limitations et les sources d'amélioration de ce système. Il nous est apparu que les principaux paramètres du système de vision (base, focale) ont un impact de premier plan sur les performances du détecteur. A notre connaissance, cet impact n'a jamais été décrit dans la littérature. Nos conclusions peuvent constituer un ensemble de recommandations utiles à tout concepteur de système de vision intelligent.

La seconde partie de ce travail porte sur les systèmes de vision monoculaire, et plus précisément sur le concept de C-Vélocité. Alors que la V-Disparité a défini une transformée de la carte de disparité permettant de mettre en avant certains plans de l'image, la C-Vélocité défini une transformée du champ de flot optique, qui utilise la position du FoE et permet une détection facile de certains plans spécifiques de l'image. Ce travail présente une modification de la C-Vélocité. Au lieu d'utiliser un a priori sur l'égo-mouvement (la position du FoE) afin d'inférer la structure de la scène, nous utilisons un a priori sur la structure de la scène afin de localiser le FoE, donc d'estimer l'égo-mouvement translationnel. Les premiers résultats de ce travail sont encourageants et nous permettent d'ouvrir plusieurs pistes de recherches futures.

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