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

Public Titre : Image-LASER fusion for 3D modelling in complex environments Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Daniela Craciun , Auteur ; Nicolas Paparoditis , Directeur de thèse Editeur : Paris [France] : Télécom ParisTech Année de publication : 2010 Importance : 286 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Thèse présentée pour obtenir le grade de Docteur Télécom ParisTech, Spécialité Signal et Images Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique [Termes IGN] cartographie et localisation simultanées [Termes IGN] chaîne de traitement [Termes IGN] données laser [Termes IGN] fusion d'images [Termes IGN] fusion de données [Termes IGN] grotte [Termes IGN] image gigapixel [Termes IGN] modélisation 3D [Termes IGN] mosaïquage d'images Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) One might wonder what can be gained from the image-laser fusion and in which measure such a hybrid system can generate automatically complete and photorealist 3D models of difficult to access and unstructured underground environments. In such environments, special attention must be given to the main issue standing behind the automation of the 3D modeling pipeline whic is represented by the capacity to match reliably image and laser data in GPS-denied and feature-less areas. In addition, time and in-situ access constraints require fast and automatic procedures for in-situ data acquisition, processing and interpretation in order to allow for in situ verification of the 3D scene model completeness. Finally, the currently generated 3D model represents the only available information providing situational awareness based on which autonomous behavior must be build in order to enable the system to act intelligently onthe- fly and explore the environment for ensuring the 3D scene model completeness. This dissertation evaluates the potential of a hybrid image-laser system for generating in-situ complete and photorealist 3D models of challenging environments, without requiring human operator intervention. The presented research focuses on two main aspects: (i) the automation of the 30 modeling pipeline, targeting the automatic data matching in feature-less and GPS-denied areas for in situ world modeling and (ii) the exploitation of the generated 3D models along with visual servoing procedures to provide mobile systems with autonomous site digitization and exploration capabilities. We design a complementary and cooperative image-laser fusion which lead to a 4D mosaicing sensor prototype. (auteur) La numérisation exhaustive et photoréaliste d’environnements complexes représente aujourd’hui un grand défi en raison d’une part du besoin d’automatisation des processus d’acquisition et de traitement qui sont encore quasiment manuels et d’autre part de la difficulté de vérifier in situ l’adéquation du modèle avec le cahier des charges. Très souvent on constate, une fois les données traitées, que le modèle 3D est incomplet mais il est rarement possible de retourner sur site pour compléter les numérisations. Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons à l’automatisation du processus de numérisation 3D d’environnements complexes et en particulier non structurés qui sont plus difficiles aujourd’hui à traiter avec les outils proposés dans la littérature. Les travaux de recherches réalisés visent la mise en œuvre à la fois de méthodologies d’acquisition de données et de développement d’algorithmes pour le traitement de données in situ afin d’aider les opérateurs dans leur travail de manière à assurer la bonne numérisation du site. Comme contexte applicatif, nous nous intéressons aux grottes ornées préhistoriques qui sont des environnements particulièrement difficiles. Dans de tels environnements, l’absence des structures habituellement utilisées pour la mise en correspondance et la mise en géométrie des images rend le problème très difficile. L’utilisation de cibles pour faciliter la partie de mise en géométrie des données n’est pas souhaitable d’une part parce qu’elle ralentit fortement les cadences de numérisation (alors que le temps de numérisation autorisé est restreint) et d’autre part, car il est difficile voire interdit de poser des cibles sur des parois de ces grottes. Par ailleurs, le recours à des solutions basées sur des systèmes de localisation/navigation externe (centrale inertielle, triangulation, etc) pour aider au géoréférencement est difficilement envisageable et complexe à mettre en œuvre (par rapport à des chantiers en extérieur où le GPS est disponible). Nous proposons un système de numérisation par vision photogrammétrique et lasergrammétrique basé sur l’acquisition d’un réseau de panoramiques. La particularité de notre numérisation est qu’elle acquiert du même point de vue une panoramique optique couleur et une panoramique de profondeur et produit par conséquent une image panoramique à 4 canaux (R, G, B, distance) sur un champ de vue sphérique complet. Pour acquérir ces panoramiques, nous avons mis au point un système dual, composé par un laser scanner et une caméra couleur haute résolution montée sur une plateforme motorisée pan-tilt. Les deux panoramiques sont constituées indépendamment par mosaiquage automatique d’images ou de scans laser de champ de vue limité. Les deux panoramiques obtenues qui ont chacune leur référentiel propre sont ensuite recalées l’une sur l’autre. Les méthodes développées sont indépendantes de l’environnement (structuré ou non structuré). Nous développons dans cette présentation trois méthodes automatiques pour le recalage multi-scans laser (3D-3D), pour le recalage multi-images optique (2D - 2D) pour générer des mosaïques RGB-Gigapixel, et pour la fusion des mosaiques RGB-laser (2D-3D). La dernière partie porte sur l’utilisation des mosaiques 4D pour le guidage de l’acquisition de données afin d’assurer in situ la complétude du modèle 3D. Note de contenu : 1- Introduction and motivation 2- Why and how to perform in-situ 3D modelling ? 3- ARTVISYS: ARTificial VIsion-based SYStem 4- Multi-view scans alignment for in-situ 3D mocaicing 5- AGM: Automatic gigapixel mocaicing for nodal optical images 6- Generating 4D dual mosaics from image and laser data 7- Toward 4D panoramic-driven siteexploration Conclusion and research perspectives Numéro de notice : 25501 Affiliation des auteurs : MATIS (1993-2011) Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de doctorat : Signal et Imagerie : Télécom Paris : 2010 Organisme de stage : MATIS (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://hal.science/tel-03177071 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=94350

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Automatic gigapixel mosaïcing in large scale unstructured underground environments / Daniela Craciun (2009)    

Public contenu dans Proceedings of MVA 2009, IAPR Conference on Machine vision Applications, May 20-22, 2009, Keio University, Japan / Hideo Saito (2009)   Titre : Automatic gigapixel mosaïcing in large scale unstructured underground environments Type de document : Article/Communication Auteurs : Daniela Craciun , Auteur ; Francis Schmitt, Auteur ; Nicolas Paparoditis , Auteur Editeur : Saint-Mandé : Institut Géographique National - IGN (2008-2011) Année de publication : 2009 Conférence : MVA 2009, IAPR Conference on Machine Vision Applications 20/05/2009 22/05/2009 Yokohama Japon open access proceedings Importance : pp 13 - 16 Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image [Termes IGN] caméra numérique [Termes IGN] grande échelle [Termes IGN] grotte [Termes IGN] image gigapixel [Termes IGN] mosaïquage d'images [Termes IGN] mosaïque d'images [Termes IGN] Tautavel Résumé : (Auteur) We are currently developing a vision-based system aiming at automatically generating in situ ultra-high resolution mosaics in previously unknown, complex and unstructured underground environments. Nowadays, image stitching algorithms present several limitations when dealing with unstructured environments. The most important to our concern is the ability to deal with feature-less areas. In this paper we describe an automatic on line Gigapixel mosaicing system capable to deal with the absence of reliably detectable and trackable features. The input of our algorithm is a pose-annotated sequence of high-resolution images acquired from a common optical center by a calibrated pantilt motorized digital camera unit. The proposed mosaïcing system is powered by a global-to-local pairwise image alignment which recovers the rotations relating the overlapping images in a coarse-to-fine approach. The local motion procedure outputs a list of locally matched anonymous features which are later injected in a bundle adjustment engine for multi-view fine alignment. The proposed algorithm combines the state of the art mosaicing techniques in a complementary and efficient fashion providing an environment-independent solution for the image mosaicing task. The final output of the algorithm is a Gigapixel spherical mosaic rendering. Tests on real data acquired in a prehistorical cave (Tautavel Cave, France) illustrate mosaicing examples obtained from several hundreds of high-resolution images. Numéro de notice : C2009-053 Affiliation des auteurs : MATIS+Ext (1993-2011) Thématique : IMAGERIE Nature : Communication nature-HAL : ComAvecCL&ActesPubliésIntl DOI : sans En ligne : http://www.mva-org.jp/Proceedings/2009CD/papers/02-01.pdf Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=64292

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Cameras numériques, point de vue d'un avionneur / Anonyme in Géomatique expert, n° 50 (01/05/2006)

Public [article]  inGéomatique expert > n° 50 (01/05/2006) . - pp 16 - 18 Titre : Cameras numériques, point de vue d'un avionneur Type de document : Article/Communication Auteurs : Anonyme, Auteur Année de publication : 2006 Article en page(s) : pp 16 - 18 Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s) [Termes IGN] caméra numérique [Termes IGN] capteur aérien [Termes IGN] filtre de Bayer [Termes IGN] image gigapixel [Termes IGN] orthoimage [Termes IGN] qualité d'image [Termes IGN] traitement d'image Résumé : (Auteur) Suite à la parution dans le dernier numéro de l'article du professeur Gordon Petrie sur les caméras, la rédaction de Géomatique Expert a interrogé des avionneurs, pour savoir quels étaient les points les plus importants dans le choix d'une caméra aéroportée. Numéro de notice : A2006-165 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=27892 [article]

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Gigapixel frame images: is the holy grail of airborne digital frame imaging in sight? (Part 2) / Gordon Petrie in Geoinformatics, vol 9 n° 2 (01/03/2006)

Public [article]  inGeoinformatics > vol 9 n° 2 (01/03/2006) . - pp 24 - 29 Titre : Gigapixel frame images: is the holy grail of airborne digital frame imaging in sight? (Part 2) Type de document : Article/Communication Auteurs : Gordon Petrie, Auteur Année de publication : 2006 Article en page(s) : pp 24 - 29 Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s) [Termes IGN] astronomie fondamentale [Termes IGN] chambre à grand format [Termes IGN] détecteur à transfert de charge [Termes IGN] détecteur CMOS [Termes IGN] image aérienne [Termes IGN] image gigapixel [Termes IGN] image numérique [Termes IGN] téléscope électronique Résumé : (Auteur) In the Gigapixel article in Geolnformatics 1-2006, the various methods that have been devised to general Gigapixel frame images in the area of amateur and professional photography have been outlined. In this article, a review will be undertaken of the methods being used by scientific astronomers to general large-format digital frame images that are Gigapixel in size. These appear to have much more relevance to satisfy the current needs of the photogrammetric and remote sensing communities for the direct acquisition of larger-format frame images from airborne platforms. Numéro de notice : A2006-104 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=27831 [article]

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• Gigapixel frame images: is the holy grail of airborne digital frame imaging in sight? (Part 1) / Gordon Petrie in Geoinformatics, vol 9 n° 1 (01/01/2006)

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Gigapixel frame images: is the holy grail of airborne digital frame imaging in sight? (Part 1) / Gordon Petrie in Geoinformatics, vol 9 n° 1 (01/01/2006)

Public [article]  inGeoinformatics > vol 9 n° 1 (01/01/2006) . - pp 20 - 25 Titre : Gigapixel frame images: is the holy grail of airborne digital frame imaging in sight? (Part 1) Type de document : Article/Communication Auteurs : Gordon Petrie, Auteur Année de publication : 2006 Article en page(s) : pp 20 - 25 Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s) [Termes IGN] chambre à grand format [Termes IGN] chambre DTC [Termes IGN] image gigapixel [Termes IGN] image numérique [Termes IGN] instrumentation Kodak [Termes IGN] prise de vue aérienne [Termes IGN] prise de vue terrestre Résumé : (Auteur) Over the last few years, there has been much interest in and considerable publicity about the production of digital frame images that are Gigapixels in size. This interest has been apparent both among amateur and professional photographers at one end of the imaging community and among scientific astronomers at the other end. This article reviews the technical developments that have taken place to allow Gigapixel images to be generated. It also discusses the possible implications for the geoinformatics industry, especially those involved in airborne photogrammetric and remote sensing activities. Numéro de notice : A2006-048 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=27775 [article]

Voir aussi

• Gigapixel frame images: is the holy grail of airborne digital frame imaging in sight? (Part 2) / Gordon Petrie in Geoinformatics, vol 9 n° 2 (01/03/2006)

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