Rapport - Métrologie dans les images perspectives uniques

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Rapport - Métrologie dans les images perspectives uniques

Publié le : jeudi 21 juillet 2011
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M´etrologiedanslesimagesperspectivesuniques
Francis BISSON
D´partement d’informatique e Universite´deSherbrooke Sherbrooke (QC), Canada, J1K 2R1 Francis.Bisson@USherbrooke.ca
- Rapport de projet pour le cours IMN786 -
Re´´ sume Lalgorithmepre´sente´permetdeectuertroistypesdemesurespr´ecisesdansunesce`ne apartirdunseulpointdevueenperspective,sanscalibragepre´alableniconnaissancea ` prioria.ersmCeladem´caetxesenrnretuoseeanceentrtnalidtsseruseosramaedpssenie`rt deuxplansparalle`lesauplanr´efe´rence,desratiosdairesetdedistancessurdesplansetla d´eterminationdelapositiondelacam´era.
Mots-cle´s:te´Mno.rozilicaagbrpoe,tsinufed,etingilhderologie,g´eom´etir,eepsreptcvi,e
DI,Universite´deSherbrooke
Rapport de projet pour le cours IMN786
Tabledesmatie`res Liste des tableaux 3 Liste des figures 3 1 Introduction 4 1.1 Mise en contexte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 ´ 1.2 Etat de l’art . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3 Organisation du rapport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2Synth`esedesconceptsth´eoriques6 2.1Ge´ome´trieprojective..................................6 2.2 Points de fuite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.3 Ligne de fuite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.4Came´raprojective...................................8 3Me´trologiedanslesimagesperspectivesuniques10 3.1Distanceentredeuxplansparall`elesauplanre´f´................10 erence 3.2Ratiosdairesetdedistancessurdesplansparalle`lesauplanre´fe´rence......12 3.3De´terminationdelapositiondelacame´ra......................14 4Protocoledexp´erimentation17 4.1Imple´mentationdesalgorithmes............................17 4.1.1D´etectiondespointsdefuite..........................17 4.1.2Logicieldeme´trologiePERiMETR 18. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 4.1.3Reconstruction3Ddelasce`ne.........................19 4.2Photosutilise´espourlesexp´erimentations......................20 5Analysedesre´sultats23 5.1Exp´erimentations....................................23 5.1.1D´etectiondespointsdefuite..........................23 5.1.2 Mesures dans l’image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 5.2 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 5.2.1 Avantages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 5.2.2Inconve´nients..................................26 6 Conclusion 27 Bibliographie 28
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Rapport de projet pour le cours IMN786
Liste des tableaux 4.1 Librairies et modules externes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2Appareil-photoutilise´pourlaphotographiedelachambre............. 4.3Appareil-photoutilis´epourlaphotographieduDakotaHotel............ 4.4 Appareil-photo utilise pour la photographie du pavillon Georges-Cabana . . . . . ´ 5.1 Mesures dans la photographie de la chambre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Mesures dans l’image du pavillon Georges-Cabana . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Liste des figures 2.1 Points de fuite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Ligne de fuite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1Distanceentredeuxplansparall`elesauplanre´f´er............ ence . . . . 3.2Ratiosdairesetdedistancessurdesplansparall`elesauplanre´f´erence...... 3.3D´eterminationdelapositiondelacam´era...................... 4.1 D´tecteur de contours de Canny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . e 4.2Logicieldem´etrologiePERiMETR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Photographie de la chambre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Photographie du Dakota Hotel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5 Photographie du pavillon Georges-Cabana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Contours du Dakota Hotel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Mesures dans l’image du pavillon Georges-Cabana . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1 Introduction
1.1 Mise en contexte
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Lareconstructionentroisdimensionsdunesc`enerequiertlaconnaissanceduncertainnombre decaract´eristiquesg´eome´triquesdesobjets`amod´eliser.Cependant,cesinformationssontrare-mentdisponiblesdirectementetdoiventˆetreextracte´esoucalcule´esmanuellementoudefac¸on algorithmique. Nousnousinte´ressonsici`alapossibilit´edobtenirdesinformationssurlage´ome´triedune sc`ene`apartirdunpointdevueuniquedecelle-ci,sanscalibragepre´alabledelacam´era.Plus formellement,lame´thodepre´sente´eetexplique´edanscerapportpermetdeectuerdesmesures pre´cisesdansuneimageperspectivedunesce`ne.
´ 1.2 Etat de l’art
Lestechniquesdereconstructionentroisdimensionsdunesce`nesonttr`esdiversesmaispeuvent ˆet´´endeuxgrandescate´gories:cellesquisebasentsurunseulpointdevuedunesc`ene re separees etcellesquiutilisentplusieurs(i.e.,deuxouplus)imagesdelamˆemesc`ene. Lorsqueplusieurspointsdevuedie´rentsdelamˆemesc`enesontdisponibles,unemiseen ondancedespointsdelimageest´essaire.Cette´etapepermetparlasuiteded´eterminer corresp nec lapositiondunpointdanslespacegrˆace`aunetechniquedetriangulation[2,3]. Lesm´ethodesdereconstructionbase´essuruneseuleimagedoiventplutˆottrouverlesparame`tres intrinse`quesetextrins`equesdelacam´erautilis´ee(e.g.,aveclam´ethodedeTsai[11]).Cespropri´et´es ont une influence directe sur la formation de l’image et permettent donc d’obtenir des informations surlage´om´etriedelasce`ne. Cependant,lesdeuxtechniquespeuventrapidementdevenirtr`escoˆuteusesentempseten ressources.Eneet,desmontagesoudes´equipementsparticuliersdoiventsouventeˆtreutilise´s pourlaprisedimagesmultiplesetletempsrequispourcalibrerlaoulescame´rasetacque´rirles imagesestnonne´gligeable.
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