Localisation an mapping based on laser rangefinder and vision coupling for the autonomous navigation of a mobile robot - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2021

Localisation an mapping based on laser rangefinder and vision coupling for the autonomous navigation of a mobile robot

Localisation et cartographie basées sur le couplage télémètre laser et vision pour la navigation autonome d'un robot mobile

Abstract

During the exploration of an unknown environment, a mobile platform needs to know its location in order to accomplish its mission. Such a localization, however, is only possible using a map of the environment, which is unknown. This problem is typically solved through the joint estimation of the platform pose and the environment map. It is related to visual odometry and known in the robotics community under the acronym SLAM (Simultaneous Localization And Mapping). It is in this context that this research work is conducted, aiming at providing solutions to the problematics related to these topics. The main contributions of this thesis can hence be summarized in the following points : - Proposition of a feature initialization strategy for the estimation of the trajectory of a mobile platform equipped with a camera. - Using the scale-space image representation in order to enlarge the convergence domain of image alignment algorithms for projective and 3D transformations. - Integration of the proposed image alignment algorithm into a SLAM system for the fusion of a laser range finder scans and a camera images. The conducted experiments showed the benefits of the proposed approaches concerning the estimation precision and the robustness towards large transformations
Pour une plateforme mobile qui explore un environnement inconnu, la capacité de se localiser est primordiale pour mener à bien sa mission. Or, pour pouvoir se localiser, cette dernière a besoin d'une carte de l'environnement qui lui-même est inconnu. Afin de résoudre ce problème, l'approche communément adoptée consiste en l'estimation concurrente de la pose de la plateforme ainsi que la carte de l'environnement. Approche liée à l'odométrie visuelle, et connue dans la communauté robotique sous l'acronyme SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) – signifiant localisation et cartographie simultanées. C’est dans ce contexte que s'inscrit cette thèse, qui a pour objectif de proposer des solutions aux problématiques de SLAM et d'odométrie visuelle basées points et directes. Les contributions de la thèse peuvent ainsi se résumer dans les points suivants : - Proposition d'une stratégie d'initialisation de points d'intérêts pour l'estimation de la trajectoire d'une plateforme mobile munie d'une caméra. - Utilisation de la représentation des images dans l'espace d'échelles afin d'augmenter le domaine de convergence des algorithmes d'alignement d'images directes pour les transformations projectives et 3D. - Intégration de l'algorithme d'alignement d'images proposée à un système SLAM pour la fusion des données télémètre laser et vision. L'ensemble des expérimentations réalisées a ainsi permis de valider les approches proposées, montrant leur avantage en terme de précision d'estimation et de robustesse aux transformations importantes
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Dates and versions

tel-03766519 , version 1 (01-09-2022)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03766519 , version 1

Cite

Yassine Ahmine. Localisation an mapping based on laser rangefinder and vision coupling for the autonomous navigation of a mobile robot. Robotics [cs.RO]. Université de Picardie Jules Verne; Université de Laghouat (Algérie), 2021. English. ⟨NNT : 2021AMIE0021⟩. ⟨tel-03766519⟩
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