FR2900727A1 - Trame de projection de lumiere structuree sur une surface a etudier et dispositif de photogrammetrie comprenant une telle trame - Google Patents

Abstract

Une trame (4) disposée devant un pinceau lumineux à projeter sur une surface d'un objet à utiliser pour réaliser une structuration de lumière permettant son étude est caractérisée en ce que les zones d'illumination (9) dont la projection du contour est exploitée sont combinées à des codages (13, 14, 15) consistant notamment en marque de comptage (12) pour distinguer les projections des zones connexes (9) sur les images recueillies. Application à la photogrammétrie.

Description

TRAME DE PROJECTION DE LUMIERE STRUCTUREE SUR UNE SURFACE A ETUDIER ET

DISPOSITIF DE PHOTOGRAMMETRIE COMPRENANT UNE TELLE TRAME

DESCRIPTION

Le sujet de cette invention est une trame de projection de lumière structurée sur une surface à étudier, ainsi qu'un dispositif de photogrammétrie comprenant une telle trame. Pour mesurer, calculer ou reconstruire un modèle tridimensionnel d'une surface de forme quelconque et sans caractéristique visible, on utilise fréquemment des méthodes dites de projection de lumière structurée sur la surface à étudier, dans lesquelles la lumière projetée est contrastée et forme un motif de projection. Les dispositifs de photogrammétrie accomplissant ces méthodes sont composés d'un dispositif de projection tel qu'une source de lumière ou un projecteur, d'une trame de projection créant la structuration de la lumière ou le motif de projection comme une diapositive ou un écran de cristaux liquide semi-transparent, et un ou plusieurs dispositifs pour l'observation de la scène, tels que des caméras, ou des de photo traditionnels ou numériques. Un vidéo peut aussi remplir les fonctions du appareils projecteur dispositif de appareil. La étudiée, peut forme que le projection et de la trame en un seul scène observée, notamment la surface être fixe ou mobile. L'observation de la motif lumineux prend sur la surface, généralement sous plusieurs incidences obliques et en comparant entre elles les images obtenues, donne la position des points de la surface grâce à des logiciels reconnaissant les positions de certaines portions du motif lumineux sur chacune des images et qui effectuent aussi des calculs de photogrammétrie. Une difficulté inhérente à cette méthode est précisément la reconnaissance de portions du motif sur les surfaces inconnues, qui possèdent souvent des reliefs importants, des inclinaisons prononcées et des portions hétérogènes ou des discontinuités pouvant brouiller ou effacer des portions à reconnaître. Il existe plusieurs genres de trames de projection de la lumière structurée. Les trames considérées ici sont composées de zones connexes périodiques, qui donnent un motif répétitif d'illumination. La caractéristique essentielle de l'invention est que le motif est complété par des codages lumineux se projetant sur la surface en même temps que lui, et qui permettent de distinguer les éléments de la trame entre eux. Une seule projection du motif suffit pour étudier la surface. Il devient ainsi possible d'étudier la surface même si l'objet ou les dispositifs d'observation de la scène sont mobiles.

Ils peuvent être établis soit sur les zones connexes, soit entre elles ou près d'elles. Ils peuvent être répétés le long des zones connexes de manière que l'identification reste possible même si une partie des codages est effacée par les conditions de projection.

Ils peuvent être des marques de comptage attribuant un numéro aux zones connexes de la trame. Chaque numéro peut être attribué soit à une seule zone connexe, soit à plusieurs.

L'invention concerne aussi un dispositif de photogrammétrie comprenant une telle trame. L'invention sera maintenant décrite en liaison aux figures suivantes, qui en représentent une réalisation particulière et nullement exclusive. La figure 1 représente une vue générale d'un dispositif de photogrammétrie ; la figure 2 représente une trame selon l'invention ; et la figure 3 représente une projection possible de cette trame. La figure 1 représente un dispositif de photogrammétrie comprenant un projecteur 1 composé en particulier d'une source lumineuse 2 et d'une optique 3 donnant au rayonnement lumineux la forme voulue, d'une trame 4 placée devant le projecteur 1, de moyens de prise de vue 5 et 6 ici au nombre de deux, et d'un engin d'exploitation 7 qui exploite les images prises par les moyens de prise de vue 5 et 6. La lumière originaire de la source 2 et sortant de l'optique 3 traverse la trame 4 qui la structure et se projette sur la scène à étudier, comme la surface 8 d'un objet de forme inconnue. La trame 4 comprend des zones connexes 9, qu'on retrouve déformées sous la référence 10 sur la surface 8 et sur les images respectives prises par les moyens 5 et 6 placés à des incidences différentes de la surface 8.

La figure 2 représente la trame 4. Les zones connexes 9 sont des régions transparentes à la lumière, établies sur un fond noir. Dans le cas présent, ce sont des bandes rectilignes et le fond noir apparaît aussi sous forme de bandes noires 11 alternant avec des zones connexes 9. Les zones connexes 9 étant semblables entre elles et séparées par des distances semblables, la confusion entre les zones connexes 10 sur la surface 8 sera fréquente en pratique d'une image à une autre. Les zones connexes 9 sont complétées par des codages consistant, dans cette réalisation, en des marques circulaires de comptage 12. Un premier codage 13 comprend une marque 12, un deuxième codage 14 comprend deux marques 12, et un troisième codage 15 comprend trois marques 12. Les marques de comptage 12 sont établies sur les bandes noires 11 et se projettent à la surface 8 en points lumineux. Les codages 13, 14 et 15 se succèdent dans cet ordre et de façon répétée à travers la trame 4, en laissant une bande noire 11 sur deux inoccupée. Une telle disposition à trois codages périodiques associés à une moitié des zones connexes 9 et des bandes noires 11 suffit pour réduire beaucoup les risques d'erreur ou d'indétermination sans que le codage soit complexe. Il est utile de renouveler les codages 13, 14 et 15 sur les bandes noires le long des zones connexes 9 de manière que chaque bande noire 11 qui en porte soit reconnue même si certains codage n'apparaissent pas sur l'image. La figure 3 représente une image prise dans des conditions tenues pour difficiles de cette trame 4.

Les contours des zones connexes 10 ont été effacés en nombre d'endroits, mais il subsiste un nombre suffisant de points lumineux 16 projetés des marques 12 pour identifier les zones connexes 10. De nombreuses généralisations de l'invention sont possibles. Les zones connexes 9 de la trame 4 ne sont pas nécessairement des bandes et peuvent comprendre n'importe quelle forme géométrique. Elles peuvent être composées de plusieurs couleurs grâce à des portions de la trame 4 transparentes à ces couleurs seulement, et qui les subdivisent et permettent d'analyser plus finement les zones connexes 10 projetées ; les alternatives de zones connexes blanches et de portions noires restent toutefois appréciées grâce au contraste plus fort qu'elles donnent. Les codages pourraient être établis sur les zones connexes 9 elles-mêmes plutôt que sur les parties de la trame 4 qui les séparent : ils consisteraient alors aussi en portions de couleurs différentes de celle des zones connues, ou en portions noires. Si les codages consistent en marques de comptage, elles peuvent comprendre n'importe quel nombre. Elles peuvent être de toute forme utile, notamment elliptiques. D'une façon plus générale, un codage lumineux selon l'invention désigne tout codage donnant un contraste optique avec la portion de la trame sur laquelle il est établi ; il peut être de couleur noire.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1) Trame (4) de projection de lumière structurée sur une surface (8) à étudier, comprenant des zones connexes (9) formant un motif, caractérisée en ce qu'elle comprend des codages lumineux (13, 14, 15), se projetant sur la surface, des zones connues.

2) Trame selon la revendication 1, caractérisée en ce que les zones connexes sont des bandes.

3) Trame selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les zones connexes sont composées de plusieurs couleurs.

4) Trame selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que les zones connexes sont établies sur un fond noir qui les sépare.

5) Trame selon la revendication 4, caractérisée en ce que les codages sont établis sur le fond noir.

6) Trame selon la revendication 2, caractérisée en ce que les codages sont répétés le long des zones connexes.

7) Trame selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les codages sont des marques de comptage (12).

8) Trame selon les revendications 2, 5 et 7, caractérisée en ce que les marques de comptage comprennent des marques de nombres 1, 2 et 3.

9) Trame selon l'une quelconque des revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que les marques sont elliptiques voire circulaires.

10) Dispositif de photogrammétrie comprenant une trame (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes.10