Gyroscope visuel sphérique basé mélange de potentiels photométriques

Guillaume Caron (1) , Fabio Morbidi (1)

1 MIS - Modélisation, Information et Systèmes - UR UPJV 4290

In this paper, we present a new direct omnidirectional visual gyroscope for mobile and flying robots. The gyroscope estimates the 3D orientation of a robot embedding a spherical camera by comparing the current image with that acquired at a reference pose. Comparison is done thanks to a new image-similarity measure : the Mixture of Photo-metric Potentials. Considered in a classical nonlinear optimization , the latter measure offers an extended convergence domain and provides accurate and robust attitude estimates, as shown by results got for a twin-fisheye camera mounted on the end-effector of a robot arm and on a fixed-wing flying robot.

Dans cet article, nous présentons un nouveau gyroscope visuel omnidirectionnel pour robot mobile et volant. Le gyroscope estime l'orientation 3D d'un robot embarquant une caméra sphérique en comparant l'image courante avec celle acquise à une pose de référence. Cette comparaison se fait à l'aide d'une nouvelle mesure de similarité entre images : le Mélange de Potentiels Photométriques. Consi-dérée au sein d'une optimization non-linéaire classique, cette mesure offre un domaine de convergence étendu et estime l'attitude précisément et de façon robuste, comme le montrent les résultats pour une caméra à deux lentilles fisheye montée sur l'effecteur d'un bras robotique et un drone à voilure fixe.

Mots clés: Omnidirectional vision; gyroscope; direct registration

Domaines: Robotique [cs.RO]; Vision par ordinateur et reconnaissance de formes [cs.CV]

Guillaume Caron, Fabio Morbidi. Gyroscope visuel sphérique basé mélange de potentiels photométriques. Reconnaissance des Formes, Image, Apprentissage et Perception, RFIAP, Jun 2018, Marne-la-vallée, France. ⟨hal-01836032⟩