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Circular Laser/Camera-based attitude and altitude estimation: minimal and robust solutions

Authors :
Peter Sturm
Rémi Boutteau
Cédric Demonceaux
Pascal Vasseur
Institut de Recherche en Systèmes Electroniques Embarqués ( IRSEEM )
Université de Rouen Normandie ( UNIROUEN )
Normandie Université ( NU ) -Normandie Université ( NU ) -École Supérieure d’Ingénieurs en Génie Électrique ( ESIGELEC )
Sustainability transition, environment, economy and local policy ( STEEP )
Inria Grenoble - Rhône-Alpes
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique ( Inria ) -Laboratoire Jean Kuntzmann ( LJK )
Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 ( UPMF ) -Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA )
Laboratoire d'Informatique, de Traitement de l'Information et des Systèmes ( LITIS )
Université Le Havre Normandie ( ULH )
Normandie Université ( NU ) -Normandie Université ( NU ) -Université de Rouen Normandie ( UNIROUEN )
Normandie Université ( NU ) -Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie ( INSA Rouen Normandie )
Normandie Université ( NU )
Laboratoire d'Electronique, d'Informatique et d'Image UMR CNRS 6306 ( Le2i )
Université de Technologie de Belfort-Montbeliard ( UTBM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers ( ENSAM ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
European Masters in Computer Vision and Robotics [VIBOT] ( VIBOT )
Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Pôle Instrumentation, Informatique et Systèmes
Institut de Recherche en Systèmes Electroniques Embarqués (IRSEEM)
Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Supérieure d’Ingénieurs en Génie Électrique (ESIGELEC)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Supérieure d’Ingénieurs en Génie Électrique (ESIGELEC)
Sustainability transition, environment, economy and local policy (STEEP )
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK )
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Laboratoire d'Informatique, de Traitement de l'Information et des Systèmes (LITIS)
Université Le Havre Normandie (ULH)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN)
Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Laboratoire d'Electronique, d'Informatique et d'Image [EA 7508] (Le2i)
Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université de Bourgogne (UB)-École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)
Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
VIsion pour la roBOTique [VIBOT CNRS ERL 6000] (VIBOT)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire d'Electronique, d'Informatique et d'Image [EA 7508] (Le2i)
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université de Bourgogne (UB)-École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Technologie de Belfort-Montbeliard (UTBM)-Université de Bourgogne (UB)-École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)
Source :
Journal of Mathematical Imaging and Vision, Journal of Mathematical Imaging and Vision, Springer Verlag, 2018, 60 (3), pp.382-400. 〈10.1007/s10851-017-0764-y〉, Journal of Mathematical Imaging and Vision, Springer Verlag, 2018, 60 (3), pp.382-400. ⟨10.1007/s10851-017-0764-y⟩, Journal of Mathematical Imaging and Vision, 2018, 60 (3), pp.382-400. ⟨10.1007/s10851-017-0764-y⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

International audience; This paper proposes a basic structured light system for pose estimation. It consists of a circular laser pattern and a camera rigidly attached to the laser source. We develop a geometric modeling that allows to efficiently estimate the pose at scale of the system, relative to a reference plane onto which the pattern is projected. Three different robust estimation strategies, including two minimal solutions are also presented with this geometric formulation. Synthetic and real experiments are performed for a complete evaluation, both quantitatively and qualitatively, according to different scenarios and environments. We also show that the system can be embedded for UAV experiments.

Details

Language :
English
ISSN :
09249907 and 15737683
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Mathematical Imaging and Vision, Journal of Mathematical Imaging and Vision, Springer Verlag, 2018, 60 (3), pp.382-400. 〈10.1007/s10851-017-0764-y〉, Journal of Mathematical Imaging and Vision, Springer Verlag, 2018, 60 (3), pp.382-400. ⟨10.1007/s10851-017-0764-y⟩, Journal of Mathematical Imaging and Vision, 2018, 60 (3), pp.382-400. ⟨10.1007/s10851-017-0764-y⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....77e6ca2ae4444a09b4439bd8f8bdae2f
Full Text :
https://doi.org/10.1007/s10851-017-0764-y〉