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Localisation par l'image en milieu urbain : application à la réalité augmentée / Antoine Fond (2018)  

Public Titre : Localisation par l'image en milieu urbain : application à la réalité augmentée Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Antoine Fond, Auteur ; Marie-Odile Berger, Directeur de thèse Editeur : Nancy, Metz : Université de Lorraine Année de publication : 2018 Importance : 138 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse présentée pour l'obtention du doctorat de l'Université de Lorraine, Ecole doctorale IAEM Lorraine, mention Informatique, 2018 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image [Termes IGN] appariement de formes [Termes IGN] apprentissage profond [Termes IGN] bati [Termes IGN] détection du bâti [Termes IGN] distance de Manhattan [Termes IGN] estimation de pose [Termes IGN] façade [Termes IGN] orthorectification [Termes IGN] plus proche voisin, algorithme du [Termes IGN] point de fuite [Termes IGN] réalité augmentée [Termes IGN] recalage d'image [Termes IGN] recalage de surfaces [Termes IGN] réseau neuronal convolutif [Termes IGN] segmentation d'image [Termes IGN] segmentation sémantique [Termes IGN] vision par ordinateur [Termes IGN] zone urbaine Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Dans cette thèse, on aborde le problème de la localisation en milieux urbains. Inférer un positionnement précis en ville est important dans nombre d’applications comme la réalité augmentée ou la robotique mobile. Or les systèmes basés sur des capteurs inertiels (IMU) sont sujets à des dérives importantes et les données GPS peuvent souffrir d’un effet de vallée qui limite leur précision. Une solution naturelle est de s’appuyer le calcul de pose de caméra en vision par ordinateur. On remarque que les bâtiments sont les repères visuels principaux de l’humain, mais aussi des objets d’intérêt pour les applications de réalité augmentée. On cherche donc à partir d’une seule image à calculer la pose de la caméra par rapport à une base de données de bâtiments références connus. On décompose le problème en deux parties : trouver les références visibles dans l’image courante (reconnaissance de lieux) et calculer la pose de la caméra par rapport à eux. Les approches classiques de ces deux sous-problèmes sont mises en difficultés dans les environnements urbains à cause des forts effets perspectives, des répétitions fréquentes et de la similarité visuelle entre façades. Si des approches spécifiques à ces environnements ont été développés qui exploitent la grande régularité structurelle de tels milieux, elles souffrent encore d’un certain nombre de limitations autant pour la détection et la reconnaissance de façades que pour le calcul de pose par recalage de modèle. La méthode originale développée dans cette thèse s’inscrit dans ces approches spécifiques et vise à dépasser ces limitations en terme d’efficacité et de robustesse aux occultations, aux changements de points de vue et d’illumination. Pour cela, l’idée principale est de profiter des progrès récents de l’apprentissage profond par réseaux de neurones convolutionnels pour extraire de l’information de haut-niveau sur laquelle on peut baser des modèles géométriques. Notre approche est donc mixte Bottom-Up/Top-Down et se décompose en trois étapes clés. Nous proposons tout d’abord une méthode d’estimation de la rotation de la pose de caméra. Les 3 points de fuite principaux des images en milieux urbains, dits points de fuite de Manhattan sont détectés grâce à un réseau de neurones convolutionnels (CNN) qui fait à la fois une estimation de ces points de fuite, mais aussi une segmentation de l’image relativement à eux. Une second étape de raffinement utilise ces informations et les segments de l’image dans une formulation bayésienne pour estimer efficacement et plus précisément ces points. L’estimation de la rotation de la caméra permet de rectifier les images et ainsi s’affranchir des effets de perspectives pour la recherche de la translation. Dans une seconde contribution, nous visons ainsi à détecter les façades dans ces images rectifiées et à les reconnaître parmi une base de bâtiments connus afin d’estimer une translation grossière. Dans un souci d’efficacité, on a proposé une série d’indices basés sur des caractéristiques spécifiques aux façades (répétitions, symétrie, sémantique) qui permettent de sélectionner rapidement des candidats façades potentiels. Ensuite, ceux-ci sont classifiés en façade ou non selon un nouveau descripteur CNN contextuel. Enfin la mise en correspondance des façades détectées avec les références est opérée par un recherche au plus proche voisin relativement à une métrique apprise sur ces descripteurs [...] Note de contenu : Introduction 1 - Etat de l'art 2 - Estimation des points de fuite de Manhattan 3 - Proposition de façades pour la détection et la reconnaissance de bâtiments 4 - Segmentation et recalage de façade conjoint Conclusion Numéro de notice : 21592 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de doctorat : Informatique : Université de Lorraine : 2018 Organisme de stage : IFSTTAR nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : http://www.theses.fr/2018LORR0028 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=90630

Absolute orientation based on line coordinates / Qing H. Sheng in Photogrammetric record, vol 32 n° 157 (March - May 2017)  

Public [article]  inPhotogrammetric record > vol 32 n° 157 (March - May 2017) . - pp 12 - 32 Titre : Absolute orientation based on line coordinates Type de document : Article/Communication Auteurs : Qing H. Sheng, Auteur ; Bing Zhang, Auteur Année de publication : 2017 Article en page(s) : pp 12 - 32 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie numérique [Termes IGN] contour [Termes IGN] coordonnées géographiques [Termes IGN] espace image [Termes IGN] espace objet [Termes IGN] géoréférencement direct [Termes IGN] orientation absolue [Termes IGN] point d'appui [Termes IGN] segment de droite [Termes IGN] système de coordonnées Résumé : (auteur) Absolute orientation based on points is a common method of precise georeferencing in photogrammetry. In images of urban areas, straight-line features such as buildings are prominent. A new absolute orientation approach dependent on line coordinates is proposed in this paper. An arbitrary spatial line can be described by its orientation vector and moment vector. Using the helical scaling displacement operator, the transformation of straight lines in model space and their corresponding control straight lines in object space can be achieved. Experimental results show that with eight control straight lines, the proposed approach is comparable to the precision of absolute orientation using four control points. Furthermore, the endpoints of corresponding line segments in the two spaces are not required to be conjugate points. Numéro de notice : A2017-195 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.1111/phor.12178 En ligne : http://dx.doi.org/10.1111/phor.12178 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=84869 [article]

A novel automatic structural linear feature-based matching method based on new concepts of mathematically-generated-points and lines / Somayeh Yavari in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 82 n° 5 (May 2016)  

Public [article]  inPhotogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS > vol 82 n° 5 (May 2016) . - pp 365 - 376 Titre : A novel automatic structural linear feature-based matching method based on new concepts of mathematically-generated-points and lines Type de document : Article/Communication Auteurs : Somayeh Yavari, Auteur ; Mohammad Javad Valadan Zoej, Auteur ; Mahmod Reza Sahebi, Auteur ; Mehdi Mokhtarzade, Auteur Année de publication : 2016 Article en page(s) : pp 365 - 376 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes IGN] accentuation d'image [Termes IGN] appariement de données localisées [Termes IGN] appariement de formes [Termes IGN] espace objet [Termes IGN] ligne caractéristique Résumé : (Auteur) This paper investigates reliable automatic high resolution image to map matching using a novel structural linear feature-based matching (SLIM) method. The main components used by this method are the specific patterns as well as the lines and points generated mathematically. These components are produced by extension and intersection of extracted line-segments. Due to the high numbers of extracted line-segments in both image and object space, the number of possible patterns is very high. In order to decrease the search space, the innovative SLIM method is performed in three main phases. In the first phase, using a new weighting procedure, only optimum numbers of high-qualified well-distributed patterns, which are more likely to have any correspondence in object space, are selected. In the second phase, the aim is to find a pair with maximum numbers of conjugate lines. To do so, all the possible patterns in object space are screened for each selected image pattern using four predefined geometric criteria. Simultaneously, the correspondence of the other crossing lines is also determined in the same manner. In third phase, the pair with maximum numbers of matched-lines is selected among all the results of second phase. Additionally, the final-phase is done to increase the amount of correctly matched-lines. The main contribution of this investigation is automatic and correct matching of linear features with no need to any initial information. Additionally, the end-points of the corresponding lines are not necessarily conjugate points. The results show the high potential of the proposed method in terms of accuracy, reliability, automation, and time reduction even in images with repetitive patterns or a high numbers of outliers. Numéro de notice : A2016-411 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.14358/PERS.82.5.365 En ligne : http://dx.doi.org/10.14358/PERS.82.5.365 Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=81277 [article]

Automatic modeling of building interiors using low-cost sensor systems / Ali Mohammad Khosravani (2016)  

Public Titre : Automatic modeling of building interiors using low-cost sensor systems Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Ali Mohammad Khosravani, Auteur ; Dieter Fritsch, Directeur de thèse Editeur : Munich : Bayerische Akademie der Wissenschaften Année de publication : 2016 Collection : DGK - C, ISSN 0065-5325 num. 767 Importance : 134 p. ISBN/ISSN/EAN : 978-3-7696-5179-9 Note générale : bibliographie PhD Dissertation Langues : Anglais (eng) Allemand (ger) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques [Termes IGN] caméra numérique [Termes IGN] carte d'intérieur [Termes IGN] espace image [Termes IGN] espace objet [Termes IGN] Kinect [Termes IGN] modélisation 3D du bâti BIM [Termes IGN] semis de points Résumé : (auteur) Indoor reconstruction or 3D modeling of indoor scenes aims at representing the 3D shape of building interiors in terms of surfaces and volumes, using photographs, 3D point clouds or hypotheses. Due to advances in the range measurement sensors technology and vision algorithms, and at the same time an increased demand for indoor models by many applications, this topic of research has gained growing attention during the last years. The automation of the reconstruction process is still a challenge, due to the complexity of the data collection in indoor scenes, as well as geometrical modeling of arbitrary room shapes, especially if the data is noisy or incomplete. Available reconstruction approaches rely on either some level of user interaction, or making assumptions regarding the scene, in order to deal with the challenges. The presented work aims at increasing the automation level of the reconstruction task, while making fewer assumptions regarding the room shapes, even from the data collected by low-cost sensor systems subject to a high level of noise or occlusions. This is realized by employing topological corrections that assure a consistent and robust reconstruction. This study presents an automatic workflow consisting of two main phases. In the first phase, range data is collected using the affordable and accessible sensor system, Microsoft Kinect. The range data is registered based on features observed in the image space or 3D object space. A new complementary approach is presented to support the registration task in some cases where these registration approaches fail, due to the existence of insufficient visual and geometrical features. The approach is based on the user’s track information derived from an indoor positioning method, as well as an available coarse floor plan. In the second phase, 3D models are derived with a high level of details from the registered point clouds. The data is processed in 2D space (by projecting the points onto the ground plane), and the results are converted back to 3D by an extrusion (room height available from the point height histogram analysis). Data processing and modeling in 2D does not only simplify the reconstruction problem, but also allows for topological analysis using the graph theory. The performance of the presented reconstruction approach is demonstrated for the data derived from different sensors having different accuracies, as well as different room shapes and sizes. Finally, the study shows that the reconstructed models can be used to refine available coarse indoor models which are for instance derived from architectural drawings or floor plans. The refinement is performed by the fusion of the detailed models of individual rooms (reconstructed in a higher level of details by the new approach) to the coarse model. The model fusion also enables the reconstruction of gaps in the detailed model using a new learning-based approach. Moreover, the refinement process enables the detection of changes or details in the original plans, missing due to generalization purposes, or later renovations in the building interiors. Note de contenu : 1. Introduction 1.1. Motivation 1.2. Objectives 1.3. Outline and Design of the Thesis 2. Overview of Indoor Data Collection Techniques 2.1. State-of-the-Art Sensors for 3D Data Collection 2.2. The Registration Problem 3. Data Collection using Microsoft Kinect for Xbox 360 3.1. Point Cloud Collection by Kinect 3.2. Point Clouds Registration 3.3. Kinect SWOT Analysis 4. Overview of Available Indoor Modeling Approaches 4.1. Classification of Available Modeling Approaches 4.2. Iconic Approaches 4.3. Symbolic Approaches 5. Automatic Reconstruction of Indoor Spaces 5.1. Point Cloud Pre-Processing 5.2. Reconstruction of Geometric Models 6. Experimental Results and Analysis 6.1. Kinect System Calibration and Accuracy Analysis 6.2. Evaluation of the Reconstruction Approach 6.3. Quality of the Reconstructed Models 7. Application in the Refinement of Available Coarse Floor Models 7.1. Registration of Individual Detailed Models to an Available Coarse Floor Model 7.2. Fusion of Detailed Models to the Coarse Model 8. Conclusion 8.1. Summary 8.2. Contributions 8.3. Future Work Numéro de notice : 19789 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse étrangère Note de thèse : PhD Dissertation : Photogrammetry : Stuttgart : 2016 DOI : 10.18419/opus-3988 En ligne : http://doi.org/10.18419/opus-3988 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=85007

Direct linear transformation from comparator coordinates into object space coordinates in close-range photogrammetry : An interim report on a study sponsored by the National Science Foundation as a part of research grant GK-11655 / Y.I. Abdel-Aziz in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 81 n° 2 (February 2015)  

Public [article]  inPhotogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS > vol 81 n° 2 (February 2015) . - pp 103 - 107 Titre : Direct linear transformation from comparator coordinates into object space coordinates in close-range photogrammetry : An interim report on a study sponsored by the National Science Foundation as a part of research grant GK-11655 Type de document : Article/Communication Auteurs : Y.I. Abdel-Aziz, Auteur ; H.M. Karara, Auteur Année de publication : 2015 Article en page(s) : pp 103 - 107 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie terrestre [Termes IGN] chambre non métrique [Termes IGN] élément d'orientation externe [Termes IGN] élément d'orientation interne [Termes IGN] espace objet [Termes IGN] réduction [Termes IGN] transformation linéaire directe Résumé : (auteur) A method for photogrammetric data reduction without the necessity for neither fiducial marks nor initial approximations for inner and outer orientation parameters of the camera has been developed. This approach is particularly suitable for reduction of data from non-metric photography, but has also distinct advantages in its application to metric photography. Preliminary fictitious data tests indicate that the approach is promising. Experiments with real data are underway. NB : The original article was published in 1971 as part of committee work within ASP (the original name for ASPRS), but it has not appeared in PE&RS or other journals, as far as we know. Numéro de notice : A2015-966 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : 10.14358/PERS.81.2.103 En ligne : https://doi.org/10.14358/PERS.81.2.103 Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=80024 [article]

Spatial chromatic model in high-dimensional spaces and the uniqueness of chromatic code: a new perspective of geographic entity–space relationship / Weining Zhu in International journal of geographical information science IJGIS, vol 29 n° 1 (January 2015)  

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Photogrammetric modeling of the relative orientation in underwater environments / Gili Telem in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 86 (December 2013)  

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A new method for automatic large scale map updating using mobile mapping imagery / Jianliang Ou in Photogrammetric record, vol 28 n° 143 (September - November 2013)  

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Automatic camera calibration in close range photogrammetry / Clive Simpson Fraser in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 79 n° 4 (April 2013)  

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A comparison of dense matching algorithms for scaled surface reconstruction using stereo camera rigs / Ali Hosseininaveh Ahmadabadian in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 78 (April 2013)  

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Étude préalable aux relevés architecturaux par photogrammétrie de l’Alexandrie du XIXe et XXe [19e et 20e] siècle / Mehdi Daakir (2012) 

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A new solution to the relative orientation problem using only 3 points and the vertical direction / Mahzad Kalantari in Journal of Mathematical Imaging and Vision, vol 39 n° 3 (March 2011)  

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Multi close-range image matching based on a self-adaptive triangle constraint / Q. Zhu in Photogrammetric record, vol 25 n° 132 (December 2010 - February 2011)  

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Precise, automatic and fast method for vanishing point detection / Mahzad Kalantari in Photogrammetric record, vol 24 n° 127 (September - November 2009)  

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Close-range constrained image sequences / Juha Heikkinen in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 64 n° 3 (May - June 2009)  

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