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Traitement du Signal

0765-0019
Signal, Image, Parole
 

 ARTICLE VOL 31/1-2 - 2014  - pp.197-219  - doi:10.3166/ts.31.197-219
TITRE
Estimation des cartes du temps de collision (TTC) basée sur le flot optique en vision para-catadioptrique

TITLE
Time to collision (TTC) estimation maps based on optical flow in paracatadioptric vision

RÉSUMÉ

Cet article s’intéresse à l’estimation du temps de collision d’un robot mobile muni d’une caméra catadioptrique. Ce type de caméra est très utile en robotique car il permet d’obtenir un champ de vue panoramique à chaque instant. Le temps de collision a été largement étudié dans le cas des caméras perspectives. Cependant, ces méthodes ne sont pas directement applicables et nécessitent d’être adaptées, à cause des distorsions des images obtenues par les caméras omnidirectionnelles. Dans ce travail, nous proposons de tirer parti du flot optique calculé sur les images omnidirectionnelles pour en déduire le temps de collision (TTC) entre le robot et l’obstacle. Nous verrons que la double projection d’un point 3D sur le miroir puis sur le plan caméra aboutit à une nouvelle formulation du TTC pour les caméras catadioptriques. Cette formulation nous permet de connaître à chaque instant et sur chaque pixel de l’image le TTC à partir du flot optique en ce point. Notre approche est validée sur des données de synthèse et des expérimentations réelles. Enfin, nous montrons que ce calcul permet de détecter les obstacles situés dans l’axe du mouvement du robot.



ABSTRACT

The present paper deals with time to collision (TTC) for a mobile robot equipped with a catadioptric camera. This type of cameras is very useful in robotics because it provides a panoramic view field. The time to collision has been extensively studied in the case of perspective cameras. Nevertheless, the methods used are not directly applicable due to strong distortions in the images produced by the omnidirectional camera and they, therefore, need to be adapted. In this work, we propose to compute the TTC thanks to the estimation of the optical flow on omnidirectional images between the robot and the obstacle. We see that the double projection of a 3D point on the mirror and then on the camera plane leads to a new formulation of the TTC for catadioptric cameras. This formulation enables us to know, at each moment and at each pixel of the image, the TTC from the optical flow at this point. Our approach is validated on synthetic data and real experiments. Finally, we show that this calculation can detect obstacles in the motion direction of the robot.



AUTEUR(S)
Fatima Zahra BENAMAR, Sanaa EL FKIHI, Cédric DEMONCEAUX, El Mustapha MOUADDIB, Driss ABOUTAJDINE

MOTS-CLÉS
TTC, temps de collision, vision omnidirectionnelle, évitement d’obstacles

KEYWORDS
TTC, time to collision, omnidirectional vision, obstacle avoidance

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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