Précédent : Résultats nouveaux Remonter : Projet VISTA, Vision Spatio-Temporelle et Suivant : Actions régionales, nationales et internationales
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Participants : François Chaumette , Ezio Malis
No. 1 95 C 418, durée 36 mois.
Cette étude sur trois ans, liée au doctorat de E. Malis, porte sur la généralisation des techniques d'asservissement visuel à l'emploi, dans la même fonction de tâche, de mesures 2D provenant directement de l'image et de mesures 3D obtenues par estimation de l'homographie qui relie l'image de points coplanaires. La combinaison de ces informations permet d'aboutir à des solutions aux propriétés particulièrement intéressantes, évitant notamment les problèmes parfois rencontrés en asservissement visuel 2D pour des positions initiales de la caméra très éloignées de la position désirée. Nous obtenons en effet un fort découplage de la loi de commande, un contrôle partiel dans l'image permettant de conserver l'objet en permanence dans le champ de vision de la caméra, et une étude assez aisée de la stabilité et du domaine de convergence de la loi de commande, [48]. Nous avons, cette année, généralisé cette approche, qui n'était jusqu'alors valide que pour des points appartenant à un plan, à l'utilisation de droites coplanaires, et surtout à l'utilisation de points appartenant à un objet quelconque. Pour ce faire, une nouvelle méthode d'estimation de l'homographie a été développée, qui a l'avantage d'éviter l'estimation conjointe de la position de l'épipole et qui conduit à des résultats plus robustes et exempts de cas dégénérés. Les méthodes développées ont été validées sur la cellule de vision robotique de l'Irisa ainsi que sur le robot Mitsubishi dont dispose la DER-EDF à Chatou. Les expérimentations effectuées ont permis de montrer la robustesse de l'asservissement visuel 2D 1/2 par rapport aux erreurs de calibration. De plus, des positionnements corrects ont pu être réalisés à partir de positions initiales très éloignées de la position désirée.
Participants : Nathalie Giordana , Patrick Bouthemy ,
François Chaumette , Fabien Spindler
No. 1 97 C 234, durée 30 mois.
Cette étude sur 30 mois fait suite à une première convention sur le suivi 2D de formes complexes correspondant à des pièces métalliques. Cette première version du suivi combine une étape d'appariement local de primitives (éléments de contour), et une phase d'estimation d'un modèle affine 2D global de mouvement par une méthode robuste et d'un modèle déformable 2D local par minimisation d'une fonction d'énergie issue d'une approche markovienne. La solution proposée avait été évaluée en boucle ouverte sur des exemples réels comportant notamment peu de contraste et la présence d'occultations partielles. L'objectif de la présente convention est de valider cette technique de suivi dans un contexte de commande référencée vision (CRV) pour la réalisation d'opérations de maintenance industrielle, d'alléger le rôle de l'opérateur dans la phase d'initialisation du suivi, et d'améliorer la méthode de suivi elle-même par l'exploitation de la connaissance du modèle CAO de la pièce manufacturée.
Les travaux de l'année ont porté sur les deux premiers points, [65]. Nous avons montré que l'algorithme de suivi défini pouvait être effectivement exploité en asservissement visuel. Pour cela, nous avons retenu une tâche de positionnement sur un objet métallique, en l'occurrence une vis grand format présentant des caractéristiques difficiles comme zone brillante sur zone brillante, ombres portées, arêtes arrondies, occultations partielles, éclairage variable, .... Nous avons dû spécifier la paramétrisation de la tâche. Une démonstration effective a été élaborée et réalisée sur la cellule expérimentale de l'Irisa. Nous avons par ailleurs proposé deux améliorations de la phase d'acquisition de la forme modèle (polygonale) 2D. La première s'appuie sur le modeleur 3D Candide, exploite le modèle CAO de la pièce et, par le développement d'une interface appropriée, permet un positionnement interactif du modèle filaire 3D sur l'image et ensuite la récupération directe du modèle 2D de la forme à suivre. La seconde exploite toujours le modèle CAO, mais à partir de la désignation manuelle d'un petit nombre de points dans l'image et de leur appariement avec les points correspondants du modèle CAO, calcule, à l'aide d'un calibrage approximatif, la transformation 3D-2D permettant de projeter l'ensemble du modèle 3D sur l'image et de récupérer ainsi la forme polygonale 2D nécessaire au suivi.
Figure: Suivi 2D d'objets
polyédriques, application en commande référencée vision.
Participants : Patrick Bouthemy , Christophe Papin
No. 1 97 C 818, durée 36 mois.
Nous menons une collaboration avec Météo-France, et plus précisément avec ses établissements implantés en Bretagne, le CMS (Centre de Météorologie Spatiale) de Lannion et la DIRO de Rennes (centre de prévisions météorologiques) sur trois ans correspondant au doctorat de C. Papin. Elle vise à améliorer les méthodes d'analyse d'images satellitales exploitées dans ce contexte, afin d'accroître qualitativement et numériquement l'ensemble des informations fournies aux prévisionnistes dans l'analyse de certaines configurations météorologiques critiques. Nous concentrons nos efforts sur l'étude de deux situations importantes. Elles concernent la détection des nuages bas (et des brouillards), et l'analyse temporelle des nuages convectifs. Les deux objectifs fixés sont : i) une segmentation et une identification des nuages bas, ii) une estimation de l'évolution temporelle des nuages convectifs associés à une perturbation. Le travail de cette année a permis de définir une méthode de classification nuageuse en trois classes (nuages bas, ciel clair, autres nuages) par étiquetage statistique contextuel s'appuyant sur une approche markovienne-bayésienne. Une première validation sur images réelles a été réalisée.
Participants : Fabien Spindler , Patrick Bouthemy
No. 1 97 C 036, durée 7 mois.
L'objet de cette étude a été le portage dans l'environnement expérimental de l'Ifremer Toulon d'un applicatif basé sur une méthode d'estimation de modèles paramétrés de mouvement 2D dans une séquence d'images préalablement développée dans l'équipe [7]. Dans un précédent contrat, une évaluation de cette méthode, appliquée à la mesure du mouvement global perçu dans l'image, avait été réalisée sur un lot représentatif de séquences d'images vidéo sous-marines. Une optimisation du logiciel correspondant avait été menée. Il s'agit en fait de mesurer le mouvement dans l'image dû au déplacement du véhicule sous-marin. Cette mesure peut ensuite être utilisée pour réaliser différentes tâches, comme par exemple l'asservissement de la caméra sur une zone d'intérêt lors d'une campagne d'étude scientifique (tâche de positionnement dynamique). Plusieurs mouvements secondaires ou phénomènes ``parasites'' peuvent venir compliquer cette phase d'estimation.
Le travail mené dans le cadre de cette convention a consisté à développer une interface de pilotage du logiciel d'estimation du mouvement, sur station de travail Sun équipée d'une carte d'acquisition SunVideo, [69]. Elle permet de spécifier un certain nombre d'options du logiciel, de gérer des opérations d'acquisition et de stockage de séquences d'images sources ou traitées, de visualiser, en ligne ou en différé et sous diverses formes (séquences stabilisées et trajectoires apparentes virtuelles), les résultats du traitement. Une librairie d'estimation du mouvement 2D permettant, au besoin, l'interfaçage avec d'autres environnements ou d'autres cartes d'acquisition d'images a également été développée. Ces fournitures permettent de réaliser une estimation temps-réel application (2Hz à 3Hz environ suivant les options choisies) du mouvement dominant dans des séquences d'images sous-marines.
Participants : Patrick Bouthemy , Fabien Spindler , Marc
Gelgon
No. 1 97 A 793, durée 6 mois.
Cette convention, d'une durée de 6 mois, avec Alcatel - AAR réunit également deux autres projets de l'Inria (le projet Syntim de l'Inria Rocquencourt et le projet Movi de l'Inria Rhône-Alpes). Elle englobe des aspects d'indexation d'images fixes et de vidéo. Pour ce qui nous concerne, elle consiste premièrement dans le transfert de quatre logiciels réalisant, respectivement, le calcul du mouvement dominant dans l'image par l'estimation robuste multirésolution d'un modèle global affine du mouvement apparent 2D, [7], le partitionnement d'une vidéo en plans par détection des changements de plans, la caractérisation du mouvement de la caméra par plan, la détection et l'extraction des entités mobiles pertinentes dans chaque plan, et deuxièmement dans leur intégration à un environnement interactif d'indexation vidéo. Nous participons également à l'élaboration d'un démonstrateur de vidéo cliquable exploitant entre autres ces logiciels.
Participants : François Chaumette , Patrick Bouthemy
No. 1 97 C 037, durée 6 mois.
Cette convention concerne une étude de conseil et d'expertise effectuée pour la société EDIXIA dans le cadre d'un contrat de la DER-EDF. Il fait suite à un transfert technologique qui a permis de valoriser les recherches effectuées dans le projet en asservissement visuel. Les applications traitées concernent des tâches de manutention automatique (préhension, vissage) à l'intérieur des bols de générateur de vapeur des centrales nucléaires. Après l'utilisation d'objets marqués facilement détectables par traitement d'images, nous nous intéressons à l'application des techniques d'asservissement visuel sur des objets réels à l'aide d'algorithmes d'analyse du mouvement et de suivi développés dans le projet. L'objet considéré dans cette étude est un écrou à six pans dont il faut extraire les informations visuelles nécessaires à la réalisation d'une liaison rigide (pour en effectuer la préhension). L'algorithme de suivi d'un segment basé sur l'extraction et l'appariement d'un sous-ensemble de ses points contours, qui avait été développé dans le projet en 1993, a été généralisé au suivi de plusieurs segments. L'implantation de cet algorithme sur la carte Edixia IA 512 a permis son exécution à une cadence (de l'ordre de 5 Hz) compatible avec la cadence nécessaire à une bonne stabilité des lois de commande par asservissement visuel. Concernant les aspects d'asservissement visuel, nous avons développé, et intégré au logiciel existant, une loi de commande utilisant comme informations visuelles les paramètres représentant les droites correspondant aux supports des segments extraits, la position de leur points extrémités étant trop peu stable pour utiliser une loi de commande à base de coordonnées de points. L'ensemble de ces développements ont été testés et validés sur la cellule de vision robotique de l'Irisa avant portage sur le site de la DER-EDF de Chatou.
Participant : Jean-Pierre Le Cadre , Hervé Gauvrit
No. C 95 50 554 000, durée 12 mois.
Ce contrat a été notifié par la DCN/Ingéniérie/Sud. Il s'agit d'un contrat reconductible, dont c'est le premier avenant. Les trois thèmes dominants sont :
Ces trois thèmes présentent des interactions évidentes. La prise en compte de la dynamique des évolutions temporelles des observations constitue un point commun, essentiel. Dans tous les cas, les problèmes sont très largement compliqués par le caractère (très) partiel des observations et la multiplicité des processus d'engendrement de celles-ci. Cela signifie, en particulier, que les problèmes d'optimisation combinatoire jouent un rôle central. Un autre point fondamental est constitué par les actions de (ou des) l'observateur(s). Ces actions se rencontrent aussi bien au niveau des manoeuvres de l'observateur que des prises de décision d'un système de détection répartie. Cet avenant a fait l'objet de la fourniture de deux rapports (``Optimisation de tactiques'' et ``Extraction multipistes''), [67,62]. Ils devraient être suivis de deux autres rapports (``Méthodes de surveillance'' et ``Fusion d'informations en détection et pistage'').
Participant : Patrick Bouthemy
(durée 30 mois)
Nous participons (avec le projet Sigma-2) au projet européen DiVAN (``Distributed audio-Visual Archives Network"), relevant du programme Esprit R&D Multimedia Systems, qui a débuté au 1er septembre 97. Le maître d'oeuvre en est la société Intracom (Gr.), les autres partenaires sont Tecmath (All.), la RAI (It.), l'ERT (Gr.), Forth-ICS (Gr.), THD-ITO (All.), l'Ina et l'Inria. Nous interviendrons sur des questions d'indexation de vidéo par leur contenu image (aspects dynamiques). Une présentation du projet DiVAN peut être consultée à l'adresse Web suivante http://divan.intranet.gr/info.
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Projet VISTA, Vision
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