Lever par photogrammétrie numérique : corrélation dense d’images

17 février 2014

Historique

Photogrammétrie analogique

Photothéodolite Wild P32http://www.hugha.co.uk

Photogrammétrie analogique

Acquisition stéréoscopique - Caméras Wild P32http://foto.hut.fi

Photogrammétrie analogique

Cliché argentique - Potsdam - Albrecht Meydenbauerhttp://liveauctioneers.com

Photogrammétrie analogique

Restituteur analogique - ESGThttp://blog.alexandrecazaux.fr

Photogrammétrie analogique

Restitution en courbes de niveau – Temple d'Abou Simbel, détail © IGN

Photogrammétrie analogique

Plan de façade - Parthénon, détail © IGN

Photogrammétrie analogique

Redressement photographique - Chalon-sur-Saône © IGN

Photogrammétrie analytique

Chambre semi-métrique Mamiya 645

Photogrammétrie analytique

Restituteur analytique - ESGThttp://blog.alexandrecazaux.fr

Photogrammétrie numérique

APN Reflex Nikon D1http://www.wikipedia.fr

Photogrammétrie numérique

Poste de restitution numérique - ESGThttp://blog.alexandrecazaux.fr

Principes théoriques

Formule d’image

Distorsion optique

Distorsion radiale en barillet – Nikon D90, AF-S VR 18-105 mm

Distorsion optique

Modèle de distorsion radiale

Polygone d’étalonnage

Polygone d'étalonnage - ENSG© ENSG

Stéréoscopie

Couple stéréoscopique

Géométrie épipolaire

Corrélation dense d’images

Points homologues

Détection de points homologues - SIFT++http://demo.ipol.im/demo/my_affine_sift/

Orientation

Orientation des images

Appariement

candidats possiblespixel à appareiller

forte corrélation

faible corrélation

Score de corrélation

Évolution du score de corrélation

Corrélation

Évolution de la corrélation

Carte de profondeur

Carte de profondeur exportée en Tiff 8bits

Solutions logicielles

Photogrammétrie Computer vision Commercial Open source Web service

Arc3D

123D Catch

Photoscan

Photomodeler

MicMac

Bundler PMVS

Micmac

http://logiciels.ign.fr/?Micmac

Laboratoire Matis

http://recherche.ign.fr/labos/matis/

Interface

Interface

=================================================================mm3d Tapioca All ./(.*).tif 1600 PID : 6040 ; [Beginning at ] Fri Feb 14 18:17:00 2014 PID : 6040 ; [Ending correctly at] Fri Feb 14 18:18:36 2014=================================================================mm3d Tapas AutoCal ./(.*).tif InCal=Calib Out=Rel PID : 4972 ; [Beginning at ] Fri Feb 14 18:19:36 2014 PID : 4972 ; [Ending correctly at] Fri Feb 14 18:20:08 2014=================================================================mm3d Apericloud .(.*).tif Rel PID : 1276 ; [Beginning at ] Fri Feb 14 18:20:22 2014 PID : 1276 ; [Ending correctly at] Fri Feb 14 18:20:27 2014=================================================================mm3d Malt GeomImage ./(.*).tif Rel SzW=2 Regul=0.05 ZoomF=2 Master=IMG_4832_1.tif PID : 4972 ; [Beginning at ] Fri Feb 14 18:46:03 2014 PID : 4972 ; [Ending correctly at] Fri Feb 14 18:47:49 2014=================================================================mm3d Malt Ortho ./IMG_483(1|2|3)_1.tif Sbg LrOr=0 PID : 6036 ; [Beginning at ] Sun Feb 16 11:55:53 2014 PID : 6036 ; [Ending correctly at] Sun Feb 16 11:58:15 2014=================================================================mm3d Tawny Ortho-MEC-Malt/ PID : 1780 ; [Beginning at ] Sun Feb 16 11:58:21 2014 PID : 1780 ; [Ending correctly at] Sun Feb 16 11:59:03 2014

Protocoles

Chaîne opératoire

AcquisitionAcquisition StéréopréparationStéréopréparation

AérotriangulationAérotriangulation

RestitutionRestitution

Réglages de l'APN

• Valeur de focale fixe

• Autofocus désactivé

• Enregistrement au format brut RAW (CR2, NEF, ..)

• Valeur d'ISO faible (100-600)

• Compensation de bougé désactivée

• Ouverture constante (f/11)

Protocoles

http://www.tapenade.gamsau.archi.fr

3x3 Rules CIPA 1994

• 3 règles géométriques :

- Préparation des informations de contrôle

- Lever multi-image autour de l'objet

- Prise de couples stéréo destinés à la restitution

• 3 règles photogrammétriques :

- Géométrie interne constant pour tous les clichés

- Homogénéité des conditions d'exposition

- Choix d'une caméra stable

• 3 règles d'organisation :

- Réaliser des croquis adéquats

- Rédiger des protocoles d'acquisition cohérents et efficaces

- Réaliser un contrôle final du levé

Acquisition

Acquisitions : circulaires, linéaires et convergenteshttp://www.tapenade.gamsau.archi.fr/

Acquisition

Acquisition convergentehttp://www.tapenade.gamsau.archi.fr/

Acquisition

Stéréopréparation

Exemples de points d'appui

Stéréopréparation

Calcul en bloc - Covadis

Stéréopréparation

Archivage des données topographiques

Chaîne Pastis-Apero-MicMac

DécompressionDécompression MpDcraw

Détection SiftDétection Sift Pastis / Tapioca

AérotriangulationAérotriangulation Apero / Tapas Bascule ...

CorrélationCorrélation MicMac / Malt

ExportationExportation Porto / Nuage2Ply to8bits Tawny ...

Produits

Orthophotographie

Orthophotographie

Nuages de points

Nuages de points

Maillage

Maillage

CloudCompare

http://chercheurs.edf.com/logiciels/cloudcompare-41182.html

QGis

http://www.qgis.org

Précision

Comparaison de nuages obtenus par corrélation et par laserhttp://www.tapenade.gamsau.archi.fr/

Limites

Contraintes

• Protocole de prise de vue contraignant

• Interface logicielle austère et complexe

• Volume de données important

• Temps de calcul

• Corrélation dépendante du support