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Implantation dans le matériel de fonctionnalités temps-réel dans une caméra intelligente ultralégère spécialisée pour la prise de vue aérienne / Ahmad Audi (2017)
Titre : Implantation dans le matériel de fonctionnalités temps-réel dans une caméra intelligente ultralégère spécialisée pour la prise de vue aérienne Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Ahmad Audi , Auteur ; Marc Pierrot-Deseilligny , Directeur de thèse ; Christian Thom , Directeur de thèse Editeur : Saint-Mandé : Institut national de l'information géographique et forestière - IGN (2012-) Année de publication : 2017 Note générale : bibliographie
thèse de doctorat UPE, École doctorale Mathématiques, Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication, Spécialité : ́Electronique, Optronique et SystèmeLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image optique
[Termes IGN] caméra numérique
[Termes IGN] circuit intégré
[Termes IGN] flou
[Termes IGN] fonctionnalité
[Termes IGN] image captée par drone
[Termes IGN] orientation relative
[Termes IGN] photogrammétrie numérique
[Termes IGN] point d'intérêt
[Termes IGN] rééchantillonnage
[Termes IGN] temps réelIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Au cours des dernières années, les drones civils sont devenus un outil intéressant dans la photographie aérienne et dans les travaux de photogrammétrie. Cela a poussé le LOEMI (Laboratoire d’Opto-Electronique, Métrologie et Instrumentation) de l’IGN (Institut National de l’Information Géographique et Forestière) à mettre au point une nouvelle caméra aérienne mieux adaptée pour l’exploitation photogrammétrique et métrologique des images que les caméras grand public. Cette caméra est composée essentiellement d’un capteur CMOS “global-shutter”, d’une centrale inertielle IMU, et d’un système sur puce (FPGA + 2 CPUs) pour la gestion de l’acquisition des images. Ce SoC/FPGA ouvre la porte à l’implémentation temps-réel des algorithmes de traitement d’image. Parmi les travaux futurs de l’IGN, on peut distinguer certaines applications qui nécessitent l’acquisition des images aériennes avec un temps d’exposition long, comme par exemple les prises de vue aériennes en bande spectrale étroite et les prises de vue aériennes de nuit. Ce type de prises de vue manifeste un flou de bougé dans les images dû aux mouvements erratiques du drone. Cette thèse consiste en l’implémentation dans la caméra légère de l’IGN d’un algorithme qui permet de remédier à ce problème de flou de bougé. La première partie de ce travail a été consacrée au développement de la méthode qui consiste à acquérir plusieurs images avec un temps de pose court, puis utiliser un algorithme de traitement d’image afin de générer une image empilée finale avec l’équivalent d’un temps de pose long. Les paramètres des orientations correctes pour le ré-échantillonnage des images sont obtenus par l’estimation de la transformation géométrique entre la première image et la nième image à partir des points d’intérêts détectés par FAST dans la première image et les points homologues obtenus par corrélation dans les autres images accélérées par les capteurs inertiels intégrés à la caméra. Afin d’augmenter la vitesse de traitement de calcul de notre algorithme, certaines phases sont accélérées en les implémentant dans le matériel (SoC/FPGA). Les résultats obtenus sur des jeux de tests acquis avec un drone type Copter 1B UAV et la caméra ultra-légère de l'IGN montrent que l'image finale empilée ne présente pas un flou de bougé. Les résultats de temps des différentes phases de l'algorithme montrent aussi que l'exécution de notre algorithme a un temps quasi-nulle. Un des sous-produits intéressants de ces travaux est la ré-étalonnage des capteurs IMU. Note de contenu : 1 Introduction
2 Contexte et objectifs
3 Etat de l’art
4 Plateforme matérielle
5 Description de l’algorithme de stacking
6 Implémentation en co-design de l’algorithme dans la caméra
7 Résultats
8 ConclusionNuméro de notice : 17188 Affiliation des auteurs : LASTIG LOEMI (2012-2019) Thématique : IMAGERIE/INFORMATIQUE Nature : Thèse française Note de thèse : thèse : Electronique, Optronique et Système : UPE : 2017 Organisme de stage : LOEMI (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://hal.science/tel-01670060 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99204
Titre : Integrated sensor orientation on micro aerial vehicles Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Martin Rehak, Auteur Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2017 Collection : Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 98 Importance : 210 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-44-4 Note générale : bibliographie
pour l'obtention du grade de docteur ès sciencesLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s)
[Termes IGN] compensation par faisceaux
[Termes IGN] couplage GNSS-INS
[Termes IGN] étalonnage d'instrument
[Termes IGN] modélisation géométrique de prise de vue
[Termes IGN] orientation du capteur intégrée
[Termes IGN] plan de volIndex. décimale : 35.10 Acquisition d'images Résumé : (auteur) Mapping with Micro Aerial Vehicles (MAVs whose weight does not exceed 5 kg) is gaining importance in applications, such as corridor mapping, road and pipeline inspections, or mapping of large areas with homogeneous surface structure, e.g. forest or agricultural fields. When cm-level accuracy is required, the classical approach of sensor orientation does not deliver satisfactory results unless a large number of ground control points (GCPs) is regularly distributed in the mapped area. This may not be a feasible method either due to the associated costs or terrain inaccessibility.
This thesis addresses such issues by presenting a development of MAV platforms with navigation and imaging sensors that are able to perform integrated sensor orientation (ISO). This method combines image measurements with GNSS or GNSS/IMU (Global Navigation Satellite System/Inertial Measurement Unit) observations. This innovative approach allows mapping with cm-level accuracy without the support of GCPs, even in geometrically challenging scenarios, such as corridors. The presented solution also helps in situations where automatic image observations cannot be generated, e.g. over water, sand, or other surfaces with low variations of texture.
The application of ISO to MAV photogrammetry is a novel solution and its implementation brings new engineering and research challenges due to a limited payload capacity and quality of employed sensors on-board. These challenges are addressed using traditional as well as novel methods of treating observations within the developed processing software. The capability of the constructed MAV platforms and processing tools is tested in real mapping scenarios. It is empirically confirmed that accurate aerial control combined with a state-of- the-art calibration and processing can deliver cm-level ground accuracy, even in the most demanding projects.
This thesis also presents an innovative way of mission planning in challenging environments. Indeed, a thorough pre-flight analysis is important not only for obtaining satisfactory map- ping quality, but photogrammetric missions must be carried out in compliance with state regulations.Note de contenu : 1- Introduction
2- UAV Photogrammetry
3- Mission Planning and Flight Management
4- Measurements, Models and Estimation Methods
5- Developed MAV Platforms and Sensor Equipment
6- System and Sensor Calibration
7- Evaluation and Performance Assessment
8- Conclusion and PerspectivesNuméro de notice : 17459 Affiliation des auteurs : non IGN Autre URL associée : URL EPFL Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse étrangère Note de thèse : thèse : Sciences : EPFL : 2017 DOI : 10.5075/epfl-thesis-7530 En ligne : https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-98.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=89684 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 17459-01 35.10 Livre Centre de documentation Télédétection Disponible Localisation basée amers visuels : détection et mise à jour d’amers avec gestion des incertitudes / Xiaozhi Qu (2017)
Titre : Localisation basée amers visuels : détection et mise à jour d’amers avec gestion des incertitudes Titre original : Landmark based localization : Detection and update of landmarks with uncertainty analysis Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Xiaozhi Qu , Auteur ; Nicolas Paparoditis , Directeur de thèse Editeur : Champs/Marne : Université Paris-Est Année de publication : 2017 Importance : 191 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie numérique
[Termes IGN] amer visuel
[Termes IGN] compensation par faisceaux
[Termes IGN] couplage GNSS-INS
[Termes IGN] estimation de pose
[Termes IGN] géoréférencement direct
[Termes IGN] incertitude géométrique
[Termes IGN] recalage d'image
[Termes IGN] recalage de données localisées
[Termes IGN] temps réelIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) En utilisant des amers visuels géoréférencés. Le processus d’appariement de flux d’images avec ces amers est guidé par les incertitudes des poses. On ajoute des contraintes absolues dans le système d’équations de l’ajustement de faisceaux. La dérive de la trajectoire du véhicule de cartographie est très fortement réduite. Chaque étape de l’algorithme est évaluée sur des séquences d’images réelles avec une vérité terrain. Le véhicule de cartographie est le processus de collecte des données géo-spatiales. Ces véhicules sont souvent équipés de deux types de capteurs: télédétection (caméras, Lidar, Radar) et géolocalisation (GNSS, IMU, Odomètre). Le géoréférencement des données précis et robuste constitue un enjeu majeur pour la mise en œuvre des systèmes de cartographie mobile. En effet, en milieux urbains denses, les phénomènes de masquages GNSS et de trajets multiples pertubent les mesures de GNSS et conduisent à des erreurs de localisations importantes. Les centrales inertielles de grandes précisions permettent de combler les manques de localisation GNSS. Elles garantissent une dérive de position suffisamment faible pour obtenir la qualité de géoréférencement nécessaire pour la numérisation à des fins cartographiques. Aujourd’hui, la maturité des systèmes de géolocalisation hybride (GNSS/IMU/Odomètre) offre des solutions industrielles fiables pour la collecte de données géoréférencées. Les agences de cartographie nationales et privées ont commencées à faire des acquisitions de données nécessaires à la constitution de données géo-spatiales à très grande échelle. Cependant, le coût très onéreux des systèmes de géolocalisation intégrant des centrales inertielles de grandes précisions restreint leur utilisation à la constitution de données géoréferencées. Une solution plus abordable est nécessaire pour équiper les véhicules employés pour les mises à jour régulières de ces données.L’objectif de cette thèse est de proposer une solution abordable de géolocalisation utilisable sur un grand nombre de véhicules pouvant être mobilisés pour la mise à jour de données géoréferencées.Nous proposons d’utiliser une ou plusieurs caméras sur un véhicule comme un système de géoréférencement. En effet la trajectoire du véhicule peut être estimée par une technique d’odométrie visuelle. Pour limiter la dérive de la trajectoire due à l’accumulation des erreurs, nous proposons de le recaler sur un ensemble d’amers visuels précisément géoréférencés. Ces amers sont reconstruits en utilisant les données géoréferencées générées par des systèmes de cartographies précis et onéreux. Les caractéristiques de route telles que les signalisations horizontales et verticales ont été choisi en tant que amers visuels.Un algorithme d’ajustement de faisceaux local a été adapté pour estimer la pose des caméras en utilisant un flux d’images acquis par un ou plusieurs caméras embarquées sur celui-ci. Une méthode rigoureuse de prise en compte des incertitudes permet de pondérer de manière automatique les différents types de contraintes dans le système d’équations de l’ajustement et d’estimer les incertitudes des paramètres. Ces dernières sont utilisées dans une approche appelée appariement par propagation qui permet d’accélérer le processus de suivi des points d’intérêt entre les images et d’éliminer un grand nombre de faux appariements. Cela réduit très fortement la dérive du véhicule en diminuant les sources des erreurs. Chaque étape de l'algorithme est évaluée sur des séquences d'images réelles avec des vérités terrains. Numéro de notice : 17572 Affiliation des auteurs : LASTIG MATIS (2012-2019) Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : thèse : : UPE : 2017 Organisme de stage : MATIS (IGN) nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : https://theses.hal.science/tel-01586207 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=91961 Télédétection pour l'observation des surfaces continentales, Ch. 2. Analyse de scènes urbaines avec un véhicule de cartographie mobile / Bruno Vallet (2017)
contenu dans Télédétection pour l'observation des surfaces continentales, Volume 5. Observation des surfaces continentales par télédétection 3 / Nicolas Baghdadi (2017)
Titre de série : Télédétection pour l'observation des surfaces continentales, Ch. 2 Titre : Analyse de scènes urbaines avec un véhicule de cartographie mobile Type de document : Chapitre/Contribution Auteurs : Bruno Vallet , Auteur ; Clément Mallet , Auteur Editeur : Londres : ISTE Editions Année de publication : 2017 Importance : pp 75 - 108 Note générale : Bibliographie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications photogrammétriques
[Termes IGN] analyse d'image numérique
[Termes IGN] cartographie urbaine
[Termes IGN] données lidar
[Termes IGN] données localisées 3D
[Termes IGN] géoréférencement direct
[Termes IGN] image terrestre
[Termes IGN] orientation du capteur
[Termes IGN] recalage d'image
[Termes IGN] recalage de données localisées
[Termes IGN] reconstruction 3D
[Termes IGN] scène urbaine
[Termes IGN] Stéréopolis
[Termes IGN] véhicule
[Termes IGN] zone urbaineRésumé : (Auteur) [Introduction] La cartographie mobile (abrégé CM dans ce chapitre, et communément nommée mobile mapping en anglais) consiste en la numérisation dynamique à très haute résolution spatiale d'environnements complexes (principalement les milieux urbains) à partir d'une plateforme terrestre en déplacement. L'objectif est à la fois d'acquérir des informations très précises et très bien géoréférencées sur les objets d'intérêt et in fine pour des applications requérant cette finesse géométrique (modélisation 3D de villes, piétons et véhicules pour la navigation autonome, numérisation du patrimoine routier, fouilles archéologiques, etc.). Ce chapitre se focalise sur la cartographie mobile routière, mais des méthodes similaires ont été développées, par exemple, pour numériser le réseau ferroviaire à partir de capteurs embarqués sur un train. [...] Numéro de notice : H2017-005 Affiliation des auteurs : LASTIG MATIS (2012-2019) Thématique : IMAGERIE/INFORMATIQUE/URBANISME Nature : Chapître / contribution nature-HAL : ChOuvrScient DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=86445
Titre : Vers l'automatisation de la production de cartes Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Guillaume Touya , Auteur Editeur : Champs/Marne : Université Paris-Est Année de publication : 2017 Importance : 96 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Synthèse de travaux de recherche en vue d’obtenir l’habilitation à diriger des recherches délivrée par l’université Paris-Est, spécialité Sciences et Technologies de l’Information GéographiqueLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Cartographie
[Termes IGN] échelle cartographique
[Termes IGN] généralisation cartographique automatisée
[Termes IGN] ingénierie des connaissances
[Termes IGN] modèle (conceptuel) de généralisation
[Termes IGN] niveau de détail
[Termes IGN] ontologie
[Termes IGN] recalage d'image
[Termes IGN] recalage de données localisées
[Termes IGN] système multi-agentsNote de contenu : 1. La production de cartes, aujourd’hui et demain
1.1 Quelques notions de cartographie
1.1.1 Bases de données géographiques vectorielles et bases de données cartographiques
1.1.2 Notion d’échelle et de niveau de détail
1.1.3 Généralisation cartographique et son automatisation
1.1.4 Autres processus de cartographie automatique
1.1.5 Une Chaine de production automatique de cartes
1.2 Cartes en série et carte à la carte
1.2.1 Production de cartes en série et mise à jour
1.2.2 La Carte à la carte ou cartographie à la demande
1.3 Carte papier et application web de cartographie
1.3.1 La Carte sur un écran
1.3.2 Les Portails cartographiques
1.4 IGN, données hétérogènes et collaboratives
1.4.1 Quelles différences entre toutes ces données
1.4.2 Difficultés liées à l’hétérogénéité sémantique
1.4.3 Difficultés liées à l’hétérogénéité de qualité
1.4.4 Difficultés liées à l’hétérogénéité de niveau de détail
1.5 Synthèse et objectifs scientifiques
1.5.1 Où sont les verrous scientifiques pour l’automatisation des processus cartographiques?
1.5.2 Plan du mémoire
2. Comment automatiser ces processus cartographiques ?
2.1 Recalage géométrique de données géographiques
2.2 Harmonisation de niveau de détail pour les cartes à grande échelle
2.2.1 Inférence du niveau de détail pour des données hétérogènes
2.2.2 Opérations d’harmonisation de niveau de détail
2.2.3 De l’algorithme au processus, parallèle avec la généralisation
2.3 Formalisation des connaissances en cartographie
2.3.1 Connaissances nécessaires à un processus de généralisation automatique
2.3.2 Vers une ontologie des relations spatiales
2.3.3 Des ontologies partagées par les chercheurs en généralisation?
2.4 Meta-modèles de généralisation
2.4.1 Opérateur, algorithme, modèle et meta-modèle de généralisation
2.4.2 Le ScaleMaster2.0
3. Amélioration des processus de généralisation automatique
3.1 Modélisation multi-niveaux dans la généralisation par agents
3.1.1 Généralisation cartographique et modélisation multi-niveaux
3.1.2 Le modèle DIOGEN
3.1.3 Application aux cartes de randonnées à la manière des plans de bus
3.1.4 Patterns d’analyse pour les SMA multi-niveaux
3.2 Génération de niveaux intermédiaires dans une pyramide d’échelles
3.2.1 Étude des portails cartographiques multi-échelles existants
3.2.2 Dérivation de niveaux intermédiaires entre deux niveaux préexistants
3.2.3 Généralisation «consciente» des niveaux multiples
4.Conclusions et perspectives de recherche
- Résumé des contributions pour l’automatisation des processus cartographiques
- Besoins futurs en cartographie automatique
- Perspectives en généralisation cartographique
- Démontrer l’utilité de la généralisation cartographique
- Vers une meilleure intégration de tous les processus cartographiques
- Cartographier de gros volumes de données
Bibliographie
Éléments de CV
Parcours professionnel
Activités de recherche
Travaux encadrés
PublicationsNuméro de notice : 17609 Affiliation des auteurs : LASTIG COGIT (2012-2019) Thématique : GEOMATIQUE Nature : HDR nature-HAL : HDR Date de publication en ligne : 12/02/2020 En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02475520/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95716 Bundle adjustment of spherical images acquired with a portable panoramic image mapping system (PPIMS) / Yi-Hsing Tseng in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 82 n° 12 (December 2016)PermalinkThe index array approach and the dual tiled similarity algorithm for UAS hyper-spatial image processing / Lihong Su in Geoinformatica, vol 20 n° 4 (October - December 2016)PermalinkCorrection of ZY-3 image distortion caused by satellite jitter via virtual steady reimaging using attitude data / Mi Wang in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 119 (September 2016)PermalinkA methodology for near real-time change detection between Unmanned Aerial Vehicle and wide area satellite images / Anastasios L. Fytsilis in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 119 (September 2016)PermalinkAssessment of orthoimage and DEM derived from ZY-3 stereo image in Northeastern China / Y. Dong in Survey review, vol 48 n° 349 (July 2016)PermalinkComputation and visualisation of the accuracy of old maps using differential distortion analysis / Manuel Claeys Boùùaert in International journal of geographical information science IJGIS, vol 30 n° 7- 8 (July - August 2016)PermalinkRobust approach for recovery of rigorous sensor model using rational function model / Wen-chao Huang in IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, vol 54 n° 7 (July 2016)PermalinkRPC-based coregistration of VHR imagery for urban change detection / Shabnam Jabari in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 82 n° 7 (juillet 2016)PermalinkSelf-calibration of digital aerial camera using combined orthogonal models / Hadi Babapour in ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, vol 117 (July 2016)PermalinkAccuracy Validation of Large-scale Block Adjustment without Control of ZY3 Images over China / Yang Bo in ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, vol III-1 (July 2016)Permalink