Utilisation de Moments Photometriques en Asservissement visuel - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2015

Utilisation of Photometric Moments in Visual Servoing

Utilisation de Moments Photometriques en Asservissement visuel

Abstract

This thesis is concerned with visual servoing, a feedback control technique for controlling camera-equipped actuated systems like robots. For visual servoing, it is essential to synthesize visual information from the camera image in the form of visual features and establish the relationship between their variations and the spatial motion of the camera. This work proposes the strategy of capturing the image intensities not directly, but in the form of moments computed on the whole image plane. These global features have been termed photometric moments. Theoretical developments are made to derive the analytical model for the interaction matrix of the photometric moments. These moments enable to perform visual servoing on complex scenes without visual tracking or image matching procedures. A practical issue encountered in such dense VS methods is the appearance and disappearance of portions of the scene during the visual servoing. To handle this important practical problem, an improved modelling scheme for the moments that allows for inclusion of spatial weights is proposed. Then, spatial weighting functions with a specific structure are exploited such that an analytical model for the interaction matrix can be obtained as simple functions of the newly formulated moments. A part of this work proposes an approach to connect the design of the visual features such that the visual servoing is optimal with respect to specific criteria.
Cette thèse s'intéresse à l'asservissement visuel, une technique de commande à partir d'informations visuelles permettant de contrôler le mouvement de systèmes équipés de caméras tels que des robots. Pour l'asservissement visuel, il est essentiel de synthétiser les informations obtenues par une caméra et ainsi établir la relation entre l'évolution de ces informations et le déplacement de la caméra dans l'espace. Ce travail propose une stratégie de capture de l'intensité lumineuse de façon indirecte, par le biais des moments calculés sur toute l'image. Ces caractéristiques globales sont dénommées moments photométriques. Les développements théoriques établis dans cette thèse tendent à définir une modélisation analytique de la matrice d'interaction relative aux moments photométriques. Ces derniers permettent de réaliser une tâche d'asservissement visuel dans des scènes complexes sans suivi visuel ni appariement. Un problème pratique rencontré par cette méthode dense d'asservissement visuel est l'apparition et la disparition de portions d'image durant la réalisation de la tâche. Afin de résoudre ce problème, une modélisation incluant des poids spatiaux est proposée. Ainsi, la pondération spatiale, disposant d'une structure spécifique, est introduite de telle sorte qu'un modèle analytique de la matrice d'interaction peut être obtenu comme une simple fonction des moments photométriques. Une approche pour définir les informations visuelles de manière à ce que l'asservissement soit optimal par rapport à des critères spécifiques est également proposée.
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tel-01143907 , version 1 (20-04-2015)

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  • HAL Id : tel-01143907 , version 1

Cite

Manikandan Bakthavatchalam. Utilisation de Moments Photometriques en Asservissement visuel. Informatique [cs]. Université de Rennes 1, 2015. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01143907⟩
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