Conception dun capteur de stéréovision omnidirectionnelle: architecture, étalonnage et applications à la reconstruction de scènes 3DReportar como inadecuado




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1 IRSEEM EA 4353 - Institut de Recherche en Systèmes Electroniques Embarqués Saint Etienne du Rouvray

Abstract : The work presented in this thesis deals with the design and the evaluation of a vision sensor made of two catadioptric sensors, one above the other. To obtain a 3D model, it is necessary to calibrate the sensors, that is to say to estimate the relationships between the 3D space and the image plane. A parametric method has been implemented. It uses an ad hoc model and a cylindrical 3D pattern whose points of interest are light-emetting diodes. This method is based on the assumption that the sensor respects the single effective viewpoint constraint, but which is difficult to put into practice. Thus, we propose a non-parametric method which eliminate the problem of model restrictions. The relationships are defined for a finite number of points and numerical interpolation algorithms allow us to approximate the projection and back-projection functions for all pairs of 3D points-2D points. Then, we propose the implementation and the evaluation of a 3D volumetric reconstruction method which models the scene by a 3D array whose cells are voxels. A colorimetric similarity measure of the voxel projections estimate whether or not the voxel is an object in 3D. This method is evaluated on a 3D static reconstruction, that is a simultaneous image acquisition. Then, this method is studied for sensor displacements. This is a 3D dynamic reconstruction which is defined as the intersection of 3D static reconstructions made at successive times.

Résumé : Les travaux de thèse présentés dans ce mémoire ont pour objectif la conception et l-évaluation d-un système de vision 3D constitué de deux capteurs catadioptriques positionnés verticalement. Afin d-obtenir un modèle 3D, l-étalonnage des capteurs, c-est-à-dire l-estimation des relations entre l-espace 3D et le plan image, est un préalable indispensable. Une méthode, qualifiée de paramétrique a tout d-abord été implémentée. Elle utilise un modèle ad hoc et une mire 3D de forme cylindrique dont les points d-intérêt sont des diodes électroluminescentes. Cette méthode formule l-hypothèse d-un centre de projection unique qui peut s-avérer difficile à mettre oeuvre en pra- tique. Nous proposons donc une méthode non-paramétrique qui permet de s-affranchire des contraintes liées aux modèles. Les relations entre l-espace 3D et le plan image sont alors définies pour un nombre fini de points et des algorithmes d-interpolation numérique permettent d-approximer les fonctions de projection et rétro-projection pour tous les couples points 3D-points 2D. Nous proposons ensuite l-implémentation et l-évaluation d-une méthode de reconstruction 3D volumétrique qui modélise la scène sous forme d-un tableau 3D dont chaque cellule est un voxel. Une mesure de similarité colorimétrique des projections du voxel dans chaqu-une des images permet de statuer quant à l-appartenance du voxel à un objet de la scène. Cette méthode est évaluée pour une reconstruction statique de la scène 3D, c-est-à-dire pour une acquisition d-images simultanée. Puis cette méthode est étudiée pour des déplacements du capteur. Il s-agit d-une reconstruction dynamique définie comme l-intersection des reconstructions statiques réalisées à des instants successifs.

en fr

Keywords : omnidirectional vision catadioptric sensor parametric and non-parametric calibration 3D volumetric reconstruction

Mots-clés : vision omnidirectionnelle stéréovision capteur catadioptrique étalonnage paramétrique et nonparamétrique reconstruction 3D volumétrique





Autor: Nicolas Ragot -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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