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Intelligent embedded camera for robust object tracking on mobile platform / Imane Salhi (2021)  

Public Titre : Intelligent embedded camera for robust object tracking on mobile platform Titre original : Caméra intelligente embarquée pour le suivi robuste d'objets sur plateforme mobile Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Imane Salhi, Auteur ; Valérie Gouet-Brunet , Directeur de thèse Editeur : Champs-sur-Marne [France] : Université Gustave Eiffel Année de publication : 2021 Importance : 177 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Doctoral Thesis Computer Science, Automation and Signal Processing, Ecole doctorale Mathématiques et STIC, Université Gustave Eiffel Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s) [Termes descripteurs IGN] Cartographie et localisation simultanées [Termes descripteurs IGN] centrale inertielle [Termes descripteurs IGN] chambre de prise de vue numérique [Termes descripteurs IGN] couplage caméra/INS [Termes descripteurs IGN] détection d'objet [Termes descripteurs IGN] instrument embarqué [Termes descripteurs IGN] méthode robuste [Termes descripteurs IGN] navigation inertielle [Termes descripteurs IGN] odomètre [Termes descripteurs IGN] système à couplage étroit [Termes descripteurs IGN] système de numérisation mobile Résumé : (auteur) Le suivi visuel-inertiel est une thématique d'actualité, difficile à traiter, notamment lorsqu’il s’agit de respecter les contraintes des systèmes embarqués, comme dans les drones autonomes (Unmanned Aerial Vehicles (UAVs)). Les questions relatives à la miniaturisation, la portabilité et la communication des systèmes électroniques s’inscrivent dans des problématiques actuelles en matière d'avancée technologique. Pour répondre de manière efficace à ces problématiques, il est nécessaire d’envisager des traitements complexes et des implémentations sur des supports contraignants en termes d’intégration et de consommation d’énergie, tels que les micro-véhicules aériens (MAVs), les lunettes et les caméras intelligentes. Au cours de cette dernière décennie, différents algorithmes performants de suivi ont été développés. En revanche, ils nécessitent des ressources calculatoires conséquentes, compte tenu des différentes formes d'utilisation possibles. Or, les systèmes embarqués imposent de fortes contraintes d'intégration, ce qui réduit leurs ressources, particulièrement en termes de capacité calculatoire. Ainsi, ce type de système nécessite de recourir à des approches efficaces avec moins de charge et de complexité calculatoire. L’enjeu de cette thèse réside dans cette problématique. L'objectif est d’apporter une solution embarquée de suivi qui permettrait d'assurer un fonctionnement robuste dans différents environnements de navigation. Une analyse des algorithmes pertinents de suivi, visuel et visuel-inertiel et des environnements de navigation ainsi qu’une étude de différentes architectures embarquées de calcul sont menées, afin de proposer notre solution nommée « système de suivi inertiel-visuel adaptatif à l'environnement de navigation~». Cette dernière consiste à alterner entre deux approches de suivi : KLT-ORB et EKF VI Tracking, selon les conditions de navigation du système, grâce au module de contrôle, tout en assurant la cohérence du système global en gérant le nombre de PoIs et l'occurrence de leur détection et en respectant les contraintes des systèmes embarqués. Tous nos expérimentations et tests ont été réalisées en utilisant le jeux de données EuRoC. Numéro de notice : 17632 Affiliation des auteurs : UGE-LaSTIG (2020- ) Thématique : IMAGERIE/POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse : Informatique, automatique et traitement du signal : Gustave Eiffel : 2021 Organisme de stage : LaSTIG (IGN) + Laboratoire L3A (CEA) nature-HAL : Thèse date de publication en ligne : 03/03/2021 En ligne : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-03150241 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97275

Urban Wi-Fi fingerprinting along a public transport route / Guenther Retscher in Journal of applied geodesy, vol 14 n° 4 (October 2020)  

Public [article]  inJournal of applied geodesy > vol 14 n° 4 (October 2020) . - pp 379 – 392 Titre : Urban Wi-Fi fingerprinting along a public transport route Type de document : Article/Communication Auteurs : Guenther Retscher, Auteur ; Aizhan Bekenova, Auteur Année de publication : 2020 Article en page(s) : pp 379 – 392 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement [Termes descripteurs IGN] accès sans fils à l'internet [Termes descripteurs IGN] Cartographie et localisation simultanées [Termes descripteurs IGN] empreinte [Termes descripteurs IGN] itinéraire [Termes descripteurs IGN] migration pendulaire [Termes descripteurs IGN] positionnement par WiFi [Termes descripteurs IGN] qualité du signal [Termes descripteurs IGN] service fondé sur la position [Termes descripteurs IGN] téléphone intelligent [Termes descripteurs IGN] transport collectif [Termes descripteurs IGN] zone urbaine Résumé : (auteur) The outreach of Wi-Fi localization is extended in this study for urban wide applications as they provide the high potential to employ them for numerous applications for localization and guidance in urban environments. The selected application presented in this paper is the localization and routing of public transport smartphone users. For the conducted investigations, Received Signal Strength Indicator (RSSI) values are collected for users who are travelling from home in a residential neighbourhood to work in the city centre and return along the same route. Special tramway trains are selected which provide two on-board Wi-Fi Access Points (APs). Firstly, the availability, visibility and RSSI stability of the Wi-Fi signal behavior of these APs and the APs in the surrounding environment along the routes is analyzed. Then the trajectories are estimated based on location fingerprinting. A first analyses reveals that significant differences exists between the six employed smartphones as well as times of the day, e. g. in the morning at peak hours or at off-peak hours. From the long-time observations it is seen that the two on-board APs show a high stability of the RSSI signals at the same times of the day and along the whole route. It is therefore currently investigated how they can confirm and validate user localization along the route and if they can contribute to constrain the overall positioning solution in combination with the inertial smartphone sensors. Moreover, the railway track can serve as a further constraint. As an outlook on future work, the development of a Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) solution with a fusion with the smartphone inertial sensors is proposed. Numéro de notice : A2020-676 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1515/jag-2020-0015 date de publication en ligne : 16/07/2020 En ligne : https://doi.org/10.1515/jag-2020-0015 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96168 [article]

Under-canopy UAV laser scanning for accurate forest field measurements / Eric Hyyppä in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 164 (June 2020)  

Public [article]  inISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing > vol 164 (June 2020) . - pp 41 - 60 Titre : Under-canopy UAV laser scanning for accurate forest field measurements Type de document : Article/Communication Auteurs : Eric Hyyppä, Auteur ; Juha Hyyppä, Auteur ; Teemu Hakala, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2020 Article en page(s) : pp 41 - 60 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Lasergrammétrie [Termes descripteurs IGN] balayage laser [Termes descripteurs IGN] canopée [Termes descripteurs IGN] Cartographie et localisation simultanées [Termes descripteurs IGN] densité du bois [Termes descripteurs IGN] diamètre à hauteur de poitrine [Termes descripteurs IGN] données lidar [Termes descripteurs IGN] erreur moyenne quadratique [Termes descripteurs IGN] Finlande [Termes descripteurs IGN] forêt boréale [Termes descripteurs IGN] hauteur à la base du houppier [Termes descripteurs IGN] hauteur des arbres [Termes descripteurs IGN] image captée par drone [Termes descripteurs IGN] inventaire forestier local [Termes descripteurs IGN] modèle de croissance végétale [Termes descripteurs IGN] semis de points [Termes descripteurs IGN] télédétection aérienne [Termes descripteurs IGN] télémètre laser terrestre [Termes descripteurs IGN] télémétrie laser aéroporté [Termes descripteurs IGN] tronc Résumé : (auteur) Surveying and robotic technologies are converging, offering great potential for robotic-assisted data collection and support for labour intensive surveying activities. From a forest monitoring perspective, there are several technological and operational aspects to address concerning under-canopy flying unmanned airborne vehicles (UAV). To demonstrate this emerging technology, we investigated tree detection and stem curve estimation using laser scanning data obtained with an under-canopy flying UAV. To this end, we mounted a Kaarta Stencil-1 laser scanner with an integrated simultaneous localization and mapping (SLAM) system on board an UAV that was manually piloted with the help of video goggles receiving a live video feed from the onboard camera of the UAV. Using the under-canopy flying UAV, we collected SLAM-corrected point cloud data in a boreal forest on two 32 m 32 m test sites that were characterized as sparse ( = 42 trees) and obstructed ( = 43 trees), respectively. Novel data processing algorithms were applied for the point clouds in order to detect the stems of individual trees and to extract their stem curves and diameters at breast height (DBH). The estimated tree attributes were compared against highly accurate field reference data that was acquired semi-manually with a multi-scan terrestrial laser scanner (TLS). The proposed method succeeded in detecting 93% of the stems in the sparse plot and 84% of the stems in the obstructed plot. In the sparse plot, the DBH and stem curve estimates had a root-mean-squared error (RMSE) of 0.60 cm (2.2%) and 1.2 cm (5.0%), respectively, whereas the corresponding values for the obstructed plot were 0.92 cm (3.1%) and 1.4 cm (5.2%). By combining the stem curves extracted from the under-canopy UAV laser scanning data with tree heights derived from above-canopy UAV laser scanning data, we computed stem volumes for the detected trees with a relative RMSE of 10.1% in both plots. Thus, the combination of under-canopy and above-canopy UAV laser scanning allowed us to extract the stem volumes with an accuracy comparable to the past best studies based on TLS in boreal forest conditions. Since the stems of several spruces located on the test sites suffered from severe occlusion and could not be detected with the stem-based method, we developed a separate work flow capable of detecting trees with occluded stems. The proposed work flow enabled us to detect 98% of trees in the sparse plot and 93% of the trees in the obstructed plot with a 100% correction level in both plots. A key benefit provided by the under-canopy UAV laser scanner is the short period of time required for data collection, currently demonstrated to be much faster than the time required for field measurements and TLS. The quality of the measurements acquired with the under-canopy flying UAV combined with the demonstrated efficiency indicates operational potential for supporting fast and accurate forest resource inventories. Numéro de notice : A2020-240 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.isprsjprs.2020.03.021 date de publication en ligne : 11/04/2020 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2020.03.021 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=94994 [article]

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A review of techniques for 3D reconstruction of indoor environments / Zhizhong Kang in ISPRS International journal of geo-information, vol 9 n° 5 (May 2020)  

Public [article]  inISPRS International journal of geo-information > vol 9 n° 5 (May 2020) . - 31 p. Titre : A review of techniques for 3D reconstruction of indoor environments Type de document : Article/Communication Auteurs : Zhizhong Kang, Auteur ; Juntao Yang, Auteur ; Zhou Yang, Auteur ; Sai Cheng, Auteur Année de publication : 2020 Article en page(s) : 31 p. Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques [Termes descripteurs IGN] apprentissage profond [Termes descripteurs IGN] Cartographie et localisation simultanées [Termes descripteurs IGN] classification par réseau neuronal convolutif [Termes descripteurs IGN] espace intérieur [Termes descripteurs IGN] image RVB [Termes descripteurs IGN] indoorGML [Termes descripteurs IGN] jeu de données localisées [Termes descripteurs IGN] modèle géométrique [Termes descripteurs IGN] modèle sémantique de données [Termes descripteurs IGN] modèle topologique de données [Termes descripteurs IGN] reconstruction 3D Résumé : (auteur) Indoor environment model reconstruction has emerged as a significant and challenging task in terms of the provision of a semantically rich and geometrically accurate indoor model. Recently, there has been an increasing amount of research related to indoor environment reconstruction. Therefore, this paper reviews the state-of-the-art techniques for the three-dimensional (3D) reconstruction of indoor environments. First, some of the available benchmark datasets for 3D reconstruction of indoor environments are described and discussed. Then, data collection of 3D indoor spaces is briefly summarized. Furthermore, an overview of the geometric, semantic, and topological reconstruction of the indoor environment is presented, where the existing methodologies, advantages, and disadvantages of these three reconstruction types are analyzed and summarized. Finally, future research directions, including technique challenges and trends, are discussed for the purpose of promoting future research interest. It can be concluded that most of the existing indoor environment reconstruction methods are based on the strong Manhattan assumption, which may not be true in a real indoor environment, hence limiting the effectiveness and robustness of existing indoor environment reconstruction methods. Moreover, based on the hierarchical pyramid structures and the learnable parameters of deep-learning architectures, multi-task collaborative schemes to share parameters and to jointly optimize each other using redundant and complementary information from different perspectives show their potential for the 3D reconstruction of indoor environments. Furthermore, indoor–outdoor space seamless integration to achieve a full representation of both interior and exterior buildings is also heavily in demand. Numéro de notice : A2020-299 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.3390/ijgi9050330 date de publication en ligne : 19/05/2020 En ligne : https://doi.org/10.3390/ijgi9050330 Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95139 [article]

Smoothing algorithms for navigation, localisation and mapping based on high-grade inertial sensors / Paul Chauchat (2020)  

Public Titre : Smoothing algorithms for navigation, localisation and mapping based on high-grade inertial sensors Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Paul Chauchat, Auteur ; Silvère Bonnabel, Directeur de thèse Editeur : Paris : Université Paris Sciences et Lettres Année de publication : 2020 Importance : 135 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse de Doctorat de l'Université Paris Sciences et Lettres, Informatique temps réel, robotique, automatique Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Informatique [Termes descripteurs IGN] algorithme de filtrage [Termes descripteurs IGN] algorithme de lissage [Termes descripteurs IGN] Cartographie et localisation simultanées [Termes descripteurs IGN] filtre de Kalman [Termes descripteurs IGN] itération [Termes descripteurs IGN] navigation inertielle [Termes descripteurs IGN] robotique Résumé : (auteur) Mobile systems need to locate themselves ever more accurately, and in ever more complex situations. This is in particular true for autonomous systems, for which controlling the position error is a critical safety issue. To this end, they are endowed with various sensors, the data of which are fused to obtain an estimate of the vehicle’s location, either globally (with the GPS for instance), or locally, with respect to its surroundings (with cameras for instance). This thesis investigates algorithms for localisation by sensor fusion, namely filtering and especially smoothing, when the mobile is equipped with high-grade inertial sensors. The first part deals with the nonlinear consequences of the use of high-grade inertial sensors, and demonstrates how the nonlinear structure of both filtering and smoothing algorithms may be improved by leveraging the invariant filtering framework. The second part deals with the problems incurred by the linear solvers that are used at each step of nonlinear smoothing algorithms as a result of having highly precise sensors. It introduces a novel least-squares linear solver that solves the issues. Note de contenu : Introduction I- From Invariant filtering to invariant smoothing II- Navigation with highly precise sensors Conclusion Numéro de notice : 28576 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : INFORMATIQUE Nature : Thèse française Note de thèse : thèse de Doctorat : Informatique temps réel, robotique, automatique : Paris Sciences et Lettres Organisme de stage : Centre de robotique (Paris) En ligne : https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-02887295/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97843

Enhanced 3D mapping with an RGB-D sensor via integration of depth measurements and image sequences / Bo Wu in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 85 n° 9 (September 2019)  

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Point clouds by SLAM-based mobile mapping systems: accuracy and geometric content validation in multisensor survey and stand-alone acquisition / Giulia Sammartano in Applied geomatics, vol 10 n° 4 (December 2018)  

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Image-LASER fusion for 3D modelling in complex environments / Daniela Craciun (2010)  

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Scan matching in polar coordinates with application to SLAM / Albert Diosi (2005)

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