Le dispositif de vision
est composé d'une caméra suspendue en "pendule optique" au-dessus
d'une scène constituée de quelques objets posés sur le banc de
mesures. La caméra Guppy firewire possède un objectif de focale
16mm, la scène se trouve à ~30cm de l'objectif, et le relief est de
l'ordre du centimètre. Une image est prise
au repos , puis 90 images à recaler projectivement sont
acquises lorsque le pendule oscille.
La caméra suspendue subit une oscillation amortie. Le problème
consiste à estimer le mouvement de la caméra pour chacune des 90
images, par rapport à l'image prise au repos du pendule.
La démonstration comporte
deux animations et deux images statiques. Il est présenté l'image au
repos et le film des 90 images qui vont permettre l'estimation du
mouvement de la caméra. Une animation présente les différentes mosaïques provenant du
recalage des 90 images en mouvement. Le
document (qui comporte des graphes) montre l'évolution du
coefficient global de corrélation entre les images une fois le
recalage projectif effectué (en bleu). En abscisse des graphes est
représenté le numéro d'image (de 1 à 90). En ordonnée est représenté
en bleu le coefficient de corrélation (de 0 à 100%). Il est aussi
présenté les paramètres de translation horizontaux, verticaux et en
profondeur (x, y et z en pixels et en rouge), ainsi que les
rotations selon les trois axes : roulis, tangage et lacet (en degrés
et en rouge).
La première constatation
est que le coefficient de corrélation (représentant la qualité de
l'appariement d'images) est très élevé. Il se situe en effet au
dessus de 50%, dès que la caméra-pendule se stabilise suffisamment.
La deuxième constatation est que la valeur de ce coefficient de
corrélation est liée aux oscillations du pendule. La caméra subit 10
oscillations qui se retrouvent dans la courbe du coefficient de
corrélation qui oscille à cadence double (20 fois). La troisième
constatation est que plus le mouvement de la caméra est important
moins bonne est la qualité du recalage projectif. En effet, les
paramètres de translation et de rotation sont représentés (en
rouge), et à un extremum de ces paramètres correspond un minimum de
la corrélation (en bleu).
Les images traitées ont
une dimension de 480x480 pixels. Un fichier de résultats accompagne
la démonstration qui présente pour chacune des images les 6
paramètres du calcul de la trajectoire, et l'évolution numérique du
coefficient de corrélation au cours des différentes étapes.
L'algorithme pyramidal de
mise en correspondance comporte 4 étages (les sous-résolutions sont
1/8, 1/4, 1/2 et 1) pour prendre en compte de larges mouvements du
pendule. Les valeurs numériques des paramètres du mouvement
de la caméra sont donnés.
Par exemple :
Angle = 0.430000 degrés (Lacet) Lambda = -0.930000 degrés (Tangage) Mu = -0.960000 degrés
(Roulis) Delta x = -4.400000 pixels (Translation x) Delta y = 4.800000 pixels (Translation y) Delta z = -0.300000 pixels (Translation z) Cx
= 240.000000 (Centre de
la transformation) Cy
= 240.000000 (Centre de
la transformation) Correlation = 0.932133
veut dire que l'angle de lacet est de 0.43 degré, que l'angle de
tangage est de -0.93 degré, que l'angle de roulis est de -0.96
degré, et que la translation est de (-4.4,4.8,-0.3) pixels selon
(x,y,z). Le centre de la transformation se trouve au centre de
l'image. Le coefficient de corrélation est de 93.21%.
