2.2 Les premiers modèles, Cartwright & Collett
2.2.2 Appariement et calcul de direction
2.2.2.1 Principe
Les modèles CC ont innové en ce qu’ils fournissent une indication de la direction à suivre pour revenir au but désigné par un panorama mémorisé, sans qu’aucune information de distance ne soit
connue. Le principe est illustré figure2.7.
2.2.2.2 Appariement
Les modèles CC fondent le calcul de la direction à suivre sur la mesure des variations d’angles observés entre deux points de vue. Pour pouvoir estimer comment la direction pointant vers un objet a varié d’une vue à l’autre, le choix est fait dans ces modèles d’apparier explicitement les objets entre les vues, c’est-à-dire d’estimer, pour chaque secteur dans le champ visuel d’une vue, à quel secteur il correspond dans l’autre vue.
2.2. LES PREMIERS MODÈLES, CARTWRIGHT & COLLETT 39 Panorama mémorisé Panorama actuel parallaxe causée par le déplacement de l’animat but
FIG. 2.7: Fondements de la famille des modèles CC : retour au nid. Le but, en pointillé, montre le lieu d’où a été mémorisé le panorama en figure2.6. Lors du retour à proximité du lieu mémorisé, les obstacles se projettent sur la rétine à des positions différentes. En d’autre termes, le fait que l’animat n’est pas au but cause des parallaxes entre le panorama mémorisé et le panorama actuel. Un exemple de parallaxe est représenté : l’amer le plus au sud est précisément au sud du but, mais pas au sud de l’animat dans sa position actuelle. Les modèles CC permettent à l’animat de rejoindre le but en choisissant une direction qui tend à diminuer les parallaxes. Pour estimer ces parallaxes il faut apparier les éléments mémorisés avec ceux actuellement visibles. Quelques erreurs d’appariement sont tolérées par le modèle.
passe en revue les éléments d’un des panoramas et apparie chacun à l’élément de l’autre panorama qui lui est le plus proche, sans tenir compte des autres panoramas déjà effectués ou à venir, et sans remettre en question les appariements déjà effectués.
Le fait que l’appariement puisse être en partie faux fait partie du fonctionnement normal du mo-dèle. La trajectoire peut en être perturbée mais, si elle aboutit tout de même au but, l’essentiel est réalisé.
2.2.2.3 Différents essais pour la direction à suivre
Les caractéristiques qui distinguent les modèles CC entre eux sont liées au choix des éléments qui sont extraits de la signature d’un lieu. En effet, les éléments retenus pour l’appariement peuvent être les contrastes à chaque transition entre secteurs successifs, ou bien les secteurs eux-mêmes.
Dans un premier cas, chaque contraste de la vue mémorisée est apparié au contraste (de même sens) le plus proche (angulairement) dans l’autre vue et on suppose que l’appariement est correct, c’est-à-dire que le même objet du monde est représenté par les contrastes appariés dans les deux vues. Une information exploitable est la différence entre la direction pointant vers cet objet dans la première
vue, et la direction pointant vers cet objet dans la seconde vue (voir figure2.8à gauche). On considère
alors pour chaque paire un vecteur unitaire représentant une direction à suivre pour réduire cet écart. Le principe est que si un objet était à gauche de mon champ de vision et qu’il est maintenant juste en
face de moi, un pas chassé vers la droite (à 90◦de la direction où je le vois actuellement) le ramènera
vers la gauche de mon champ de vision. La somme de ces vecteurs unitaires est la direction suivie par l’animat. Dans la représentation du panorama en cercle, les flèches partant des projections des amers sont tangentes au cercle, d’où l’appellation de composante tangentielle donnée à cette méthode.
Dans un deuxième cas, on considère les secteurs eux-mêmes. On apparie chaque secteur de la vue mémorisée avec le secteur le plus proche (angulairement) dans l’autre vue. On reprend l’algorithme du premier cas, où l’on considèrera le milieu de chaque secteur lors des comparaisons d’angles, mais on dispose aussi de l’information de largeur apparente du secteur. Dans le même esprit, on ajoute d’autres vecteurs pour en tenir compte. Si un secteur apparaît plus large dans la vue actuelle que dans la vue mémorisée, on considère un vecteur unitaire qui fait s’éloigner l’animat de ce secteur et inversement. On note que chacun de ces vecteurs unitaires supplémentaires est radial au cercle représentant la vue, d’où l’appellation de composante radiale donnée à cette méthode.
Nous appellerons, dans ces modèles et dans les autres modèles similaire, « vecteurs
indivi-duels »10les différents vecteurs intervenant dans la somme, et « vecteur résultant » la somme
vecto-rielle.
Avant de détailler les modèles, une distinction doit être précisée. Les modèles CC1 et CC4 consi-dèrent les contrastes entre secteurs et la composante tangentielle, alors que les modèles CC2, CC3 et CC5 considèrent les secteurs eux-mêmes et les composantes tangentielles et radiales. Les deux
sont illustrés dans la figure2.8. Les secteurs blancs comme les secteurs noirs sont appariés et pris en
10
2.2. LES PREMIERS MODÈLES, CARTWRIGHT & COLLETT 41 Panorama actuel Panorama mémorisé Panorama actuel Panorama mémorisé
FIG. 2.8: Deux façons d’exploiter les parallaxes expérimentées par Cartwright et Collett. Tous les modèles CC utilisent comme direction à suivre une somme de vecteurs individuels. Ces vecteurs sont obtenus en comparant les azimuts d’objets appariés dans l’une et l’autre vue. À gauche, on apparie les transitions entre secteurs (points de contraste), ce qui fournit des vecteurs individuels tangents au cercle. À droite, on apparie les secteurs eux-mêmes, ce qui fournit des vecteurs in-dividuels radiaux au cercle. Dans le schéma, on montre tous les secteurs (amers et espaces entre amers) et leurs contributions. Les modèles CC1 et CC4 n’exploitent que les vecteurs tangentiels, les modèles CC2, CC3 et CC5 exploitent les vecteurs tangentiels et radiaux. La flèche appa-remment isolée en haut à gauche du schéma de droite correspond au vecteur individuel calculé d’après l’appariement entre le secteur sans amer qui occupe deux tiers de la vue mémorisée et presque 5/6 de la vue actuelle.
compte.
Pour finir la présentation des modèles CC, nous les résumons ici en précisant les différences essentielles.
CC1 apparie les arêtes, somme les composantes tangentielles, se met face à la direction à suivre et
avance. Échoue parce que l’animat tourne, ce qui perturbe appariement et calcul des vecteurs individuels.
CC2 apparie des secteurs, somme les composantes tangentielles et radiales, se met face à la direction
à suivre et avance. Échoue pour les mêmes raisons que CC1.
CC3 procède comme CC2 mais seule la composante radiale sert à calculer le déplacement, la
compo-sante tangentielle servant à faire tourner l’animat. Dans un environnement à 3 amers une surface de captation existe, mais les conditions perturbantes produisent des effets très différents de ceux observés chez les abeilles. Ce modèle échoue en environnement plus complexe. Les chercheurs ont conclu que les panoramas doivent être alignés par un moyen extérieur pour pouvoir être appariés correctement.
CC4 comme CC1 mais les panoramas sont calés en orientation. Fonctionne bien mais les conditions
perturbantes produisent des effets très différents de ceux observés chez les abeilles.
Panorama actuel Panorama du but
FIG. 2.9: Le modèle CC5 complet. Il utilise les composantes radiales et tangentielles. Le rectangle en haut à droite montre comment les vecteurs individuels (flèches en pointillés) contribuent au vecteur mouvement résultant (flèche en gras). L’animat conserve une orientation constante. Le schéma représente volontairement un cas où l’appariement est imparfait pour illustrer la tolérance du modèle.
perturbantes produisent des effets similaires à ceux observés chez les abeilles. (Cf. figure2.9.)