SLAM-6D terrestre - LaRA

SLAM-6D terrestre : cartographie et localisation
simultanées sur système mobile LiDAR / Caméra
Stage de Recherche
Ingénieur et / ou Master Recherche
CAOR / Mines ParisTech
2010-2011
Contexte et objectifs
Contexte général
La création de cartes 3D présente un intérêt considérable pour de
nombreuses applications : navigation routière et pédestre, planification d’itinéraires,
visites virtuelles, jeux, applications militaires, etc. Ceci entraîne depuis quelques
années un engouement, à la fois pour l’usage de ces cartes, et pour de nouvelles
méthodes d’acquisition plus performantes et moins coûteuses, à la fois par des
grandes entreprises (Google Maps, Microsoft Virtual Earth), et par des laboratoires
de recherche.
Contexte à Mines ParisTech
Le Centre de Robotique de Mines ParisTech (CAOR) a mis au point une
technique de numérisation 3D d’environnements urbains et routiers, utilisant une
plateforme de développement appelée LARA-3D. Il s’agit d’une voiture équipée d’un
système de localisation géographique précis (GPS, Centrale Inertielle), d’un
télémètre laser fixé à l’arrière du véhicule, et de caméras. Ce dispositif permet de
recueillir des nuages de points 3D décrivant avec une bonne précision les éléments
présents le long des trajets effectués (routes, ronds-points, façades, arbres,
voitures…), et après traitement d’avoir des modèles par facettes des scènes
numérisées. Il est utilisé dans le cadre de plusieurs projets de recherche du CAOR.
L’objectif des développements en cours est de rivaliser avec la précision de
systèmes d’acquisition « fixes », ceci demande une précision de localisation absolue
du véhicule de quelques centimètres. Or l’utilisation du système dans certaines
campagnes d’acquisitions a montré des discontinuités et des imprécisions dans les
modèles 3D construits. Le système de localisation actuel est basé sur de la fusion de
données temps réel par filtre de Kalman des informations GPS et Centrale Inertielle.
La caractérisation de la précision effectivement obtenue par le système actuel
est réalisée dans le cadre d’une thèse au laboratoire. Des améliorations sur le
système existant sont également prévues, ainsi que la mise au point d’un nouvel
équipement plus performant. Mais ces éléments ne seront pas suffisants pour
permettre d’arriver aux objectifs prévus.
Objectifs du stage
Dans le cadre de ce stage, on souhaite explorer des approches de localisation
et cartographie simultanée. Il s’agit de repenser l’architecture des traitements de
données réalisés sur le système actuel, qui distingue deux blocs logiciels :
localisation du système par fusion de données GPS / Centrale Inertielle / odométrie ;
géo-localisation des données laser et images sur la base des informations de
localisation. Nous pensons pertinent et prometteur d’utiliser les informations laser et
images dès l’étape de localisation. Ceci s’insère dans le cadre large des méthodes
de SLAM (Simultaneous Localisation and Mapping).
Plusieurs pistes pourront être explorées : extraction de points caractéristiques
dans les données laser et images pour utilisation dans la fonction de localisation ;
refonte de l’algorithme de localisation, en utilisant à la fois les nouvelles données
disponibles et éventuellement des approches non-linéaires. Des expérimentations
avec le véhicule sont à prévoir. Ces pistes feront l’objet de discussions avec les
encadrants, en fonction de l’avancement et des résultats obtenus.
Profil du candidat
Profil général
• Bon relationnel, rigueur et autonomie
• Qualités de rédaction et de présentation à l’oral
• Anglais parlé et écrit.
• Ingénieur Grande Ecole apprécié
Compétences demandées / appréciées
Connaissances scientifiques et technologiques utilisées :
• Traitement d’images
• Capteurs, mesure
• Automatique, fusion de données (filtrage de Kalman).
Les développements informatiques se feront sur PC sous Windows avec les
environnements Visual C++ et RTMAPS.
Informations
Modalités du stage
Stage entre 4 et 9 mois (à définir). Indemnités de stage.
Ce stage se réalisera en lien avec une équipe du CAOR travaillant au
développement de la plateforme LARA-3D. Participation à des campagnes
d’acquisition sur le terrain.
Laboratoire d’accueil
Centre de Robotique (CAOR) / Mines ParisTech
60 boulevard Saint Michel
75272 Paris Cedex 06
http://www.caor.mines-paristech.fr
Encadrement
Maîtres de stage :
François Goulette
Tél. : 01.40.51.92.35, E-mail : [email protected]
Silvère Bonnabel
Tél. : 01.40.51.90.94, E-mail : [email protected]
Renseignements administratifs
Mme Christine Vignaud
Tél : 01 40 51 92 55
Courriel : [email protected]