Systeme de vision stereoscopique a base de retines electroniques vlsi cmos : application a la detection d'obstacles en temps reel dans un environnement automobile

La vision artificielle 3d est un atout majeur pour la voiture de demain. Pour les futurs vehicules intelligents evoluant dans un environnement complexe et fortement dynamique, les systemes embarques temps reel pour la detection d'obstacles constituent a l'heure actuelle l'un des sujets les plus chauds de la recherche appliquee. Cette these propose une solution complete de type stereovision passive pour ce probleme, de la mise au point d'un algorithme de stereovision (base sur les travaux du chercheur americain david marr) et jusqu'a son implantation materielle sous la forme d'un ensemble de deux circuits integres analogiques vlsi cmos specifiques. Au niveau algorithmique, il s'agit d'une approche de type mise en correspondance de primitives stereoscopiques basees sur l'extraction d'extrema locaux (min et max) apres un filtrage spatio-temporel (laplacien de gauss) des images acquises. L'adaptation de ce filtre a la disparite maximale recherchee permet en outre la localite des traitements d'appariement. Cet algorithme, valide tout d'abord par de nombreuses simulations sur des sequences d'images reelles prises sur l'autoroute, a ete ensuite integre sous la forme d'un systeme monolithique analogique vlsi cmos de type retine electronique, de dimensions 8mmx3mm dans une technologie cmos double poly mietec 2,4um sous cadence. Cette solution cellulaire, alliant acquisition et traitement d'images sur un meme support est la mieux adaptee en terme de vitesse, tout en respectant les contraintes imposees par l'application: robustesse, faible consommation, bas prix, etc un demonstrateur portable base sur deux retines de 128 pixels munies de l'optique necessaire, relie a une carte-generateur de vecteurs de test, a ete mis au point et les resultats experimentaux obtenus prouvent la validite et la faisabilite du concept. La cadence de 400 images/seconde observee pour des formats equivalents 256x256 pixels est l'une des plus elevees du monde a l'heure actuelle. Cette realisation a fait l'objet d'un brevet de la part de notre partenaire industriel, le groupe psa peugeot citroen et du cnrs