KOLAR Anthony

PhD graduated
Team : SYEL
Departure date : 11/23/2009
https://lip6.fr/Anthony.Kolar

Supervision : Patrick GARDA

Co-supervision : GRANADO Bertrand, ROMAIN Olivier

Contribution à la conception et à la réalisation d'un capteur de vision 3D intégré

La nĂ©cessitĂ© d'avoir des systĂšmes capables de percevoir le relief est apparue dĂšs le dĂ©but de la photographie. Cette nĂ©cessitĂ© a conduit Ă  la rĂ©alisation de dispositifs macroscopiques qui avaient tous comme point commun la perception du relief de l'environnement humain. Ces systĂšmes utilisent diverses mĂ©thodes de reconstruction: stĂ©rĂ©oscopie passive ou active, temps de vols, etc... Les avancĂ©es technologiques laissent entrevoir la possibilitĂ© de rĂ©aliser des systĂšmes intĂ©grĂ©s de vision en trois dimensions sur puce. Cela ouvre de nouveaux champs applicatifs, comme la vision prĂ©cise en trois dimensions in vivo dans le corps humain lors d'examen de type endoscopique. A ce jour peu de travaux tendent Ă  concevoir un capteur intĂ©grĂ© polyvalent malgrĂ© les avantages Ă©vidents pour ces nouvelles applications. Jusque lĂ , la principale restriction Ă©tait due Ă  la taille, Ă  la vitesse de fonctionnement ou Ă  la consommation des appareils. Pour rĂ©pondre aux besoins d'applications Ă©mergentes telle que l'endoscopie 3D, le projet Cyclope Ă  Ă©tĂ© lancĂ©. Il s'agit d'une une action de recherche au sein de laquelle est Ă©tudiĂ©e la conception d’un capteur de vision 3D intĂ©grĂ© temps-rĂ©el avec des capacitĂ©s de communication sans fil basĂ© sur la stĂ©rĂ©oscopie active. Ce capteur est alors capable de fournir une reprĂ©sentation texturĂ© en trois dimension d'une scĂšne. Cette thĂšse traite de l'analyse des solutions envisageables pour la rĂ©alisation d'une instrumentation d'acquisition et de projection du motif et de sa mise en oeuvre. La principale contrainte de notre application consiste en l'acquisition quasi simultanĂ©e de la texture de l'image dans le spectre du visible et du motif projetĂ©. Ayant optĂ© pour un laser pulsĂ© dont sa longueur d'onde est dans le proche infrarouge, pour ne pas dĂ©naturer la scĂšne, plusieurs solution Ă©taient possible. Malheureusement, aucune d'entre elles n'Ă©taient pleinement satisfaisante. Dans ce contexte, j'ai optĂ© pour une approche d'acquisition Ă©nergĂ©tique et temporelle basĂ©e sur l'existence d'un gap Ă©nergĂ©tique entre la scĂšne et le motif projetĂ© Ă  cette longueur d'onde. Un dĂ©monstrateur macroscopique Ă  Ă©tĂ© rĂ©alisĂ© afin de valider notre approche et d'estimer ces performances. L'ensemble est composĂ© d'une camĂ©ra CMOS dotĂ©e de CAN 8 bits externe, d'un projecteur de motif infrarouge gĂ©nĂ©rant une matrice de 49 points, d'une carte FPGA Xilinx Virtex2Pro et d'un module de communication sans fils ZIGBEE. Sur le FPGA est mis en Ɠuvre les architectures de contrĂŽle et de synchronisation, de prĂ©-traitements, de reconstruction et de communication. Les performances du systĂšmes ont Ă©tĂ© Ă©valuĂ© selon trois axes distincts: les performances de la sĂ©paration motif/arriĂšre plan pour diffĂ©rentes condition d'utilisation, l'impact de la mĂ©thode sur la prĂ©cision de la reconstruction et enfin l'estimation de la consommation Ă©nergĂ©tique globale du systĂšme pour plusieurs cible.

Defence : 11/20/2009

Jury members :

Pr Michel Paindavoine [Rapporteur]
Mcf Gilles Sicard [Rapporteur]
Pr Patrick Garda
Pr Guillaume Morel
Pr Bertrand Granado
Mcf Olivier Romain
M. Andrea Pinna
M. Patrick Henri

Departure date : 11/23/2009

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