9 réponses à ce sujet

[Sandro]

Bonjour,

 

Au boulot, on a un robot équipé d'une caméra stéréo, qui nous fournit un nuage de points 3D (et une image de profondeur).

 

On s'en sert déjà pour détecter les obstacles "positifs" (ie qui dépassent du sol), ce qui marche assez bien.

 

Je voudrais maintenant faire l'inverse : détecter les obstacles négatifs, ie les "trous" dans le sol, pour que le robot s'arrête avant de tomber dans un escalier ou une marche ou une tranchée, ...

 

A première vue c'est facile : tous les points 3D qui sont en dessous du niveau du sol sont des trous.

En pratique, en tout cas avec ma caméra à 90cm de hauteur, ça ne marche pas bien du tout : j'ai énormément de faux positifs dues aux oscillations du robot.

 

Est-ce que vous avez une idée de comment identifier les trous dans ces conditions?

(si c'est une solution ROS, alors j'ai a disposition une depth image et un poincloud2, si c'est une idée d'algo,alors il "suffit" de l'implémenter)

 

Merci d'avance

Sandro

[Laurent42]

pourquoi ce robot oscille t il autant ? les roues sont toutes petites et le terrain très abimé ? une photo serait la bien venue

Laurent

[Sandro]

Bonsoir,

Pour les photos, je suis pas sur que le patron soit d'accord.

Mais voici quelques éléments :

- le robot est assez haut (environ 1m), et pas très long (environ 0.8m), avec des roues de quad de 23 cm de diamètre si je me souviens bien.

- le centre de masse est malheureusement  assez haut, surtout si le robot est chargé à fond

- la caméra est à 90cm du sol, et a un angle de vision vertical de 70° (donc -35° à +35°)

- on cherche a détecter de manière fiable les trous situés à moins de 3m du robot (ceux qui sont au delà, on les ignore, donc les faux positifs à plus de 3m ne sont plus un problème)

- les accélérations du robot provoquent des oscillations (nos moteurs étant très puissants, on doit limiter les accélérations/décélérations, sinon le robot se renverserait). Un sol pas plat en ajoute.

 

Pour l'instant j'ai fait les tests sur des terrains assez plats, mais au final, c'est aussi sensé marcher sur des terrains plus accidentés.

 

 

Pour finir, même si le robot n'oscille pas énormément, vu les distances en jeu, ça fait vite de grandes erreurs de hauteur.

Par exemple, si le robot oscille de 1°, à 3m de distance, ça fait une différence de hauteur de 5cm.

Donc si je veux par exemple pouvoir détecter des marches/trous de 10cm de profondeur, alors avec la solution "naive" (ie z<-10cm égal trou), il suffit d'une oscillation de 2° vers l'avant pour déclencher un faux positif ( sans même compter l'erreur de la caméra de profondeur elle même qui rajoute 2-3cm)

[Mike118]

Je ne comprend pas pourquoi tu as des faux positifs pour la détection de trou et pas pour la détection des bosses en appliquant la même méthode  ...

Sinon sur le principe tu peux faire une dérivée spatiale. Quelque soit l'inclinaison de ton robot, la dérivé sera à peut près la même. Un trou ou une bosse provoqueront un grand écart de valeur en négatif ou en positif. 

[Laurent42]

Je ne comprend pas pourquoi tu as des faux positifs pour la détection de trou et pas pour la détection des bosses en appliquant la même méthode  ...
 

c'est également la question que je me pose

[Sandro]

Pour les obstacles, j'ai probablement le même problème, sauf que je les traites différemment : pour les obstacles "positifs", vu que j'ai des capteurs ultrasons en plus qui détectent les obstacles même quand ils sont proche du robot, je peux me permettre d'être beaucoup moins "prudent" : je ne prends en compte les obstacles que s'ils sont à moins de 2.2m (voir plus proche encore si la vitesse est faible), et je me contente de réduire la vitesse en fonction de la distance de l'obstacle (donc un faux positif sur une frame n'aura qu'un impact très faible).

 

Pour les trous, en revanche, on voudrait ne pas ajouter de capteurs suplémentaires (c'est une fonctionnalité "mineure"). Mais comme la caméra est placée assez haut, on a une grosse zone morte (1.3m) devant le robot où les trous ne sont plus visibles : il faut donc les détecter de bien plus loin. De plus, vu que le robot est sensé s'arrêter, on prévient l'utilisateur : on aurait l'air con si le robot dit "je m’arrête à cause d'un trou" alors qu'il n'y a pas le moindre trou.

 

 

Pour la dérivée spatiale, j'ai fait quelques essais (enfin juste la différence en z entre deux points voisins) : ça marche pas trop mal, sauf que ça détecte régulièrement la bordure des obstacles comme étant des trous (je n'ai pas encore trouvé de solution à ce problème).

[Mike118]

Perso voilà le genre de traitement que j'ai réalisé avec ce genre de caméra. 

 acquisition ok.JPG   78,58 Ko   1 téléchargement(s)

 acquisition exterieur.JPG   68,76 Ko   0 téléchargement(s)

 

L'espèce de ligne c'est une représentation 2D avec en abscisse un angle et en ordonnée une distance ... Avec ce genre d'affichage la " déformation observée est normale ... ce n'est pas une représentation x,y ..

[Oracid]

Il a très longtemps, j'avais imaginé un mécanisme de détection.

Tu projettes le dessin dune ligne sur le sol, en avant du robot. La ligne subira des petites déformations dû à la non planéité du sol.

En raison de l'angle de projection, la ligne forme une section de cercle. Mais si la ligne forme subitement une section de cercle beaucoup plus grande, alors, c'est qu'il y a une pente descendante, montante, un trou ou une bosse.

[Mike118]

Il a très longtemps, j'avais imaginé un mécanisme de détection.

Tu projettes le dessin dune ligne sur le sol, en avant du robot. La ligne subira des petites déformations dû à la non planéité du sol.

En raison de l'angle de projection, la ligne forme une section de cercle. Mais si la ligne forme subitement une section de cercle beaucoup plus grande, alors, c'est qu'il y a une pente descendante, montante, un trou ou une bosse.

 

c'est déjà utilisé et ça marche très bien comme méthode

la représentation de la variation de la ligne que tu vois est justement " l'affichage " de la dérivée spatiale. 
Une ligne droite représente un sol plat / une dérivée spatiale nulle. 
Un saut dans la ligne représente un creux ou une bosse ( Dérivé spatiale positive ou négative ) 

[Oracid]

c'est déjà utilisé et ça marche très bien comme méthode

J'me suis encore fait piquer une idée . . .