Estimation de mouvement de caméras et reconstruction de structure 3D à partir de points et droites

L estimation de mouvement de caméras et la reconstruction de structure 3D (Structure from Motion ou SfM) ont déjà beaucoup étudiées. Il existe de nombreuses méthodes de SfM qui diffèrent en fonction du type de capteurs et de primitives utilisés. La plupart de ces approches ont été développées pour la vision perspective ou omnidirectionnelle mais très peu pour les deux. Une combinaison de la bonne résolution fournie par les caméras perspectives et le large champ de vue des caméras omnidirectionnelles devient très utile dans plusieurs applications comme la surveillance, la reconstruction de scène, la navigation d un robot mobile, etc. C est la raison pour laquelle nous recherchons une méthode qui est applicable à ces deux systèmes de vision. Nous proposons une technique de SfM basée droites qui possèdent de nombreuses caractéristiques avantageuses, particulièrement en milieu urbain. Cette méthode se compose de l estimation de mouvement en deux étapes (calcul des rotations à partir de points de fuite de droites parallèles dans la scène et calcul des translations à partir de ces mêmes droites), la reconstruction de structure 3D et l ajustement de faisceaux afin de raffiner les paramètres de caméras et de structure 3D. De plus, les points peuvent être intégrés dans l estimation de translations pour améliorer le résultat. Ainsi, nous avons développé dans cette thèse une approche originale qui permet d estimer le mouvement et de reconstruire la scène avec tout type de caméras centrales ou fish-eye et en utilisant deux types de primitives (les droites et les points).Structure from motion is a widely studied problem in computer vision. It refers to the estimation of camera motion and three-dimensional structure of the scene. There exist numerous solutions to structure from motion problems, varying in types of vision equipment, kinds of image feature and estimation process. Most of them coped with perspective or omnidirectional vision but very few with both. Combining the good resolution provided by perspective cameras and the wide field of view of omnidirectional ones has become an attractive trend. For this reason, we seek for an approach that is applicable to both of these vision sensors. We propose a structure from motion algorithm using lines as this feature possesses many advantageous characteristics over points, especially in urban environment. This method consists of linear motion estimation based on line correspondences, 3D reconstruction and bundle adjustment to refine the camera and structure parameters. Besides lines, points can be integrated in our translation estimation to improve its performance. The contributions of this thesis concern the applicability of the proposed method to any type of central projection cameras including fish-eye ones, the advantage of using line images, and the exploitation of both point and line features.AMIENS-BU Sciences (800212103) / SudocSudocFranceF