Reconstruction 3D volumétrique par vision omnidirectionnelle sur architecture massivement parallèle

Résumé : La reconstruction 3D d'une scène inconnue est un problème courant en vision par ordinateur. Les solutions classiques utilisant une paire de caméras en configuration stéréoscopique et un algorithme exploitant les disparités sur l'image ne permettent pas le calcul d'un modèle 3D dense régulièrement échantillonné. De plus, la réalisation de cette tâche en temps-réel est complexe et nécessite bien souvent une implémentation sur circuits spécialisés (FPGA ou DSP) puissants mais difficiles à mettre en oeuvre. Dans ces travaux, nous proposons une méthode volumétrique ayant pour objectif une reconstruction en temps-réel d'un modèle 3D haute-résolution de l'environnement d'un robot mobile. Une paire de caméras catadioptriques permet l'acquisition panoramique de la scène. L'algorithme de reconstruction, adapté pour l'architecture massivement parallèle d'un processeur graphique (GPU), très puissant et peu coûteux, limite au maximum les dépendances de données menant à une séquentialisation du code et pénalisant les performances. La méthode de reconstruction proposée ici permet en plus d'exploiter de nouvelles images obtenues au fur et à mesure du déplacement du robot dans la scène, améliorant ainsi incrémentalement le modèle volumétrique avec de nouvelles données. Les résultats obtenus sont qualitativement proche de ceux obtenus par les méthodes classiques sur des scènes simples, mais notre approche permet une résolution du modèle 3D bien supérieure à l'état de l'art (500x500x200 voxels) tout en conservant une bonne rapidité d'exécution (environ 5 secondes par reconstruction). La cadence temps-réel (2 reconstructions par seconde) peut même être atteinte pour une résolution de modèle plus faible (150x150x150 voxels). Une expérimentation sur une scène réelle permet de valider l'approche développée avec une mise en situation réaliste.
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Thèse
Vision par ordinateur et reconnaissance de formes [cs.CV]. Université de Rouen, 2011. Français
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Contributeur : Romain Rossi <>
Soumis le : mardi 3 février 2015 - 10:46:43
Dernière modification le : jeudi 7 décembre 2017 - 12:34:11
Document(s) archivé(s) le : mercredi 27 mai 2015 - 15:56:24

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Romain Rossi. Reconstruction 3D volumétrique par vision omnidirectionnelle sur architecture massivement parallèle. Vision par ordinateur et reconnaissance de formes [cs.CV]. Université de Rouen, 2011. Français. 〈tel-01112447〉

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