Cartographie et navigation simultanée avec un capteur de vision

Résumé La cartographie et localisation simultanée (ou Simultaneous Localisation and Mapping, SLAM) est la construction d’une représentation appelée carte d’un environnement a priori inconnu à partir d’un ou plusieurs capteurs tout en estimant la position du ou des capteurs dans cette carte. Dans les années 80, il a été montré que localisation et cartographie devaient être réalisées de manière simultanée pour s’assurer d’une estimation correcte de la corrélation qui apparaı̂t entre éléments de la carte lorsque la position du capteur est incertaine. Ce domaine de recherche a été très actif depuis une vingtaine d’année dans le domaine de la robotique. Les résultats les plus convaincants ont été obtenus avec des capteurs donnant une mesure directe (angle et profondeur) de l’environnement tels que des sonars ou des télémètres laser. Néanmoins les cartes obtenues sont souvent limitées au 2D et manquent de richesse perceptuelle. Le SLAM visuel permet au contraire de réaliser des cartes 3D riches en information. A travers cet article nous explorerons certains défis soulevés par l’utilisation de tels capteurs. Nous aborderons les problèmes de la représentation de l’information (carte denses, grilles d’occupation, ...) et des amers visuels (points, droites, plans,...) pouvant faciliter la création de cartes. Nous discuterons des différents capteurs visuels (monoculaires, grands-angles et stéréo) avec leurs avantages et inconvénients. Finalement nous traiteront des problèmes importants d’association de données et de fermeture de boucle. Mots-clés cartographie, localisation, slam, vision, filtrage