Exploration autonome et construction de cartes topologiques référencées vision omnidirectionnelle - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2014

Autonomous exploration and topological map building using omnidirectional vision

Exploration autonome et construction de cartes topologiques référencées vision omnidirectionnelle

Résumé

In this work, we address the problem of autonomous exploration and topological map building in totally unknown environments for a mobile robot equipped with a sole catadioptric sensor. Multiple local representations for spatial knowledge are built upon visual information only. First, we develop an adapted skeletonization algorithm. Applied on the extracted free space in the image, it carries the topological properties of the observed scene, and describes safe trajectories in the environment. Second, we propose a visual signature using the complement of the free space in the image, so that only the most relevant photometric information is considered. Using this representation, the robot can map the environment into a collection of places, and use them to keep track of its localization. The built representations are then organized in a topological map of the environment, which allows the robot to handle high-level behaviors (leading for instance to a structured exploration and coverage of the environment).
Dans ce travail, nous abordons l’exploration autonome d’un robot mobile terrestre et la construction de carte topologique en environnement inconnu, à partir d’un capteur de vision catadioptrique. L’image acquise à chaque instant permet de générer différentes représentations locales, qui offrent au robot une interprétation de la scène dans laquelle il évolue. D’un côté, un algorithme de squelettisation original est appliqué à l’espace navigable extrait dans l’image, et permet de caractériser la topologie de l’espace libre proximal. Il décrit des trajectoires sures, et guide le robot dans l’environnement. De l’autre, une signature de lieu est construite à partir du complément de l’espace navigable, afin de ne considérer que l’information photométrique la plus riche. Cette seconde représentation permet au robot d’indexer l’environnement en un ensemble de lieux, et de se localiser tout au long de sa mission. Ces représentations sont ensuite structurées sous la forme d’une carte topologique, qui, en fournissant un modèle de l’environnement, offre des possibilités comportementales élaborées (permettant notamment de répondre aux problématiques de couverture de l’espace).
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Dates et versions

tel-04515697 , version 1 (21-03-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04515697 , version 1

Citer

Romain Marie. Exploration autonome et construction de cartes topologiques référencées vision omnidirectionnelle. Sciences de l'ingénieur [physics]. Picardie Jules Verne University, 2014. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-04515697⟩

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