FR3047590A1 - Procede de determination de l'orientation et de la position d'au moins un appareil de prise de vues en utilisant une balise graphique parallelepipedique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de détermination de l'orientation et de la position d'au moins un appareil de prise de vues placé dans un environnement. Des balises sont placées dans un environnement et des images sont prises par un appareil de prise de vues. La balise graphique est parallélépipédique et ses faces présentent des éléments graphiques. Le procédé comporte les étapes suivantes : analyse des images prises pour déterminer la position des balises graphiques en déterminant la position des éléments graphiques visibles sur chaque balise, détermination des coordonnées bidimensionnelles des éléments graphiques, identification des faces des balises en utilisant les coordonnées bidimensionnelles des éléments graphiques, identification des balises en analysant les faces ainsi identifiées, identification des mêmes éléments graphiques dits « homologues » apparaissant dans plusieurs images en analysant les positions relatives entre des éléments graphiques appartenant à la même face et à la même balise graphique, détermination des positions et des orientations de l'appareil dans un référentiel tridimensionnel arbitraire en utilisant les coordonnées bidimensionnelles de chaque élément graphique homologue. Selon un perfectionnement, le procédé peut être utilisé pour déterminer les coordonnées de points particuliers présent dans l'environnement.

Description

Procédé de détermination de l’orientation et de la position d’au moins un appareil de prise de vues en utilisant une balise graphique parallélépipédique 1. Domaine de l’invention L’invention concerne un procédé de détermination de l’orientation et de la position d’au moins un appareil de prise de vues présent dans un environnement en relief photographié selon plusieurs angles. L’invention concerne plus particulièrement le fait que l’on place au moins une balise parallélépipédique dans l’environnement et que le calcul de l’orientation et de la position d’au moins un appareil de prise de vues s’effectue à partir de la position relative des éléments présents sur les faces de la balise. 2. Art antérieur

De nos jours, il est souvent nécessaire de déterminer la forme d’une structure en relief ou tridimensionnel, ou « 3D » en abrégé, c’est à dire de déterminer des courbes mathématiques composées de points repérés selon un repère tridimensionnel et qui suivent la surface de la structure en relief. La détermination mathématique d’un environnement permet, par exemple, de connaître son volume à partir d’une base plane. Cette détermination est particulièrement utile dans des chantiers de construction pour déterminer le volume de matériaux à déplacer, ou la quantité de gravier dans une carrière, ou la quantité d’eau qu’une cavité peut emmagasiner, etc. D’autres exemples peuvent être cités pour connaître la géométrie intrinsèque d’un objet et donc son volume.

La photogrammétrie est avantageusement utilisable dans le contexte de la présente invention. Cette technique permet, en prenant une pluralité de photographies d’un environnement dont on veut déterminer les caractéristiques et en utilisant les différences de parallaxe entre les images, de déterminer les positions relatives des différents points particuliers de cet environnement. Pour être mise en œuvre automatiquement, c’est à dire, en évitant autant que possible une intervention humaine, cette technique nécessite un lourd traitement des images dû au fait qu’a priori on ne connaît pas le contenu des images et donc, il est difficile de reconnaître des points communs dont on veut déterminer les coordonnées dans l’espace. Un moyen pour faciliter le calcul consiste à instrumenter l’environnement, c’est à dire à utiliser des balises graphiques dont l’aspect est parfaitement connu et que l’on pose à des endroits bien visibles de l’environnement. Le traitement consiste alors à détecter dans les images prises, la présence de telles balises et ensuite à calculer les positions relatives de ces balises les unes par rapport aux autres dans un référentiel spatial arbitraire.

Pour obtenir des points topographiques précis et absolus, il suffit de demander à un géomètre de placer des « clous », ces clous sont des objets en forme de plot, d’une couleur uniforme et facilement remarquable dans un paysage. Ces clous sont référencés sur le cadastre et associés à un repère géométrique donnant notamment l’altitude. Il faut cependant noter que le logiciel n’est pas capable de directement détecter et déterminer la position des clous de géomètres, il faut pour cela utiliser des balises graphiques.

La demanderesse a récemment développé un procédé de détermination de l’orientation et de la position d’au moins un appareil de prise de vues en utilisant des balises de forme tétraédriques. Le logiciel de traitement détecte dans les images la présence de ces balises dont l’aspect est facile à repérer et calcule notamment les coordonnées relatives des sommets de la balise. Ce point peut être déterminé avec une très grande précision. Ce type de balise présente cependant l’inconvénient de ne présenter souvent qu’une seule face dans les images. En effet, la base d’une telle balise est constituée d’un triangle équilatéral ayant des cotés se coupant à 60°, un observateur tournant autour de la balise traverse une succession de secteurs angulaires où il voit alternativement tantôt un seul côté, tantôt deux côtés. Le calcul de détermination de l’orientation et de la position d’au moins un appareil de prise de vues est grandement facilité si deux cotés sont visibles sur les images.

La détermination de l’orientation et de la position d’au moins un appareil de prise de vues est pénalisé par le nombre restreint de faces visibles par balise et nécessite une grande puissance de calcul avec les balises actuelle, c’est pourquoi il est nécessaire de développer d’autres techniques utilisant d’autres types de balise. 3. Objectifs de l’invention L’invention apporte une solution qui ne présente pas les inconvénients décrits plus haut, en proposant un procédé de détermination de l’orientation et de la position d’au moins un appareil de prise de vues placé dans un environnement en utilisant des balises graphiques performantes qui sont à la fois facilement repérables dans des images et dont les faces sont exploitables avec de l’efficacité et de la précision par un programme de calcul. 4. Exposé de l’invention

En vue de résoudre au moins les problèmes mentionnés précédemment, la présente invention propose un procédé de détermination de l’orientation et de la position d’au moins un appareil de prise de vues placé dans un environnement. Le procédé comprend les étapes préalables de placement d’au moins une balise graphique dans un environnement et d’acquisition d’une pluralité d’images à l’aide d’au moins un appareil de prise de vues, les images prises faisant apparaître selon les angles différents une partie au moins de l’environnement et l’au moins une balise graphique. L’au moins une balise graphique est parallélépipédique et possède au moins cinq faces présentant une pluralité d’éléments graphiques.

Le procédé comporte en outre les étapes suivantes : une première étape d’analyse des images prises afin de déterminer la position de l’au moins une balise graphique en déterminant la position des éléments graphiques visibles sur chaque balise graphique, une étape de détermination des coordonnées bidimensionnelles de ces éléments graphiques, une étape d’identification des faces de l’au moins une balise graphique en utilisant les coordonnées bidimensionnelles des éléments graphiques, une étape d’identification de l’au moins une balise en analysant les faces ainsi identifiées, une étape d’identification des mêmes éléments graphiques dits « homologues » apparaissant dans plusieurs images en analysant les positions relatives entre des éléments graphiques appartenant à la même face et à la même balise graphique, une étape de détermination des positions et des orientations de l’au moins un appareil lors de la prise de chaque image dans un référentiel tridimensionnel arbitraire en utilisant les coordonnées bidimensionnelles de chaque élément graphique homologue ainsi identifié.

Selon un premier mode de réalisation, l’au moins une balise graphique et l’au moins un appareil sont placés dans un environnement caractérisé par une pluralité de points particuliers. Le procédé comporte les étapes suivantes : - une seconde étape d’analyse des images prises afin de déterminer la position de points particuliers communs visibles dans plusieurs images, - une seconde étape de calcul des coordonnées tridimensionnelles de ces points particuliers, en utilisant leurs positions dans les images déterminées par rapport aux éléments graphiques de l’au moins une balise.

Selon un autre mode de réalisation, la balise graphique est cubique. De cette manière, les étapes de calcul sont facilitées.

Selon un autre mode de réalisation, les éléments graphiques sont de forme circulaire d’une couleur différente de celle de la face sur laquelle ils apparaissent. De cette manière, la détection des éléments graphiques est grandement facilitée et la puissance de calcul pour détecter ces éléments est minimisée.

Selon un autre mode de réalisation, chaque face d’au moins les cinq faces de la balise dispose d’une configuration particulière des éléments graphiques qui le distingue des autres. De cette manière, la position relative des éléments graphiques permet une identification facile de ces éléments au sein d’une balise, et d’une balise à l’autre.

Selon un autre mode de réalisation, chaque face d’au moins les cinq faces de la balise graphique possède au moins cinq éléments graphiques, huit de préférence. De cette manière, l’identification des éléments graphique est grandement facilitée.

Selon un autre mode de réalisation, Tune des faces de la balise graphique est équipée d’un dispositif de fixation posé sur un point particulier pour lequel les coordonnées tridimensionnelles sont calculées. De cette manière, la balise dispose de son propre système de fixation et la position de cette balise au sein de l’environnement peut être facilement déterminée.

Selon un autre mode de réalisation, chaque face d’au moins les cinq faces de la balise graphique possède une pluralité d’évidements destinés à contenir une pastille circulaire d’une couleur différente de celle de la face. De cette manière, la balise et chacune de ses faces peuvent être rapidement personnalisées.

Selon un autre mode de réalisation, le procédé comporte en outre une étape de calcul des coordonnées tridimensionnelles de chaque élément graphique homologue ainsi détecté dans le référentiel tridimensionnel arbitraire, les positionnements relatifs entre les éléments graphiques des balises graphiques qui sont calculés à partir de leurs coordonnées tridimensionnelles, y compris entre plusieurs faces, sont utilisés pour déterminer l’orientation et la position d’au moins un appareil lors de la prise de vues.

Selon un autre mode de réalisation, le référentiel tridimensionnel arbitraire dans lequel l’au moins un appareil ayant réalisé les prises de vue est positionné et orienté est mis à l’échelle en prenant en compte les distances relatives connues entre les éléments graphiques des balises graphiques. 5. Liste des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non-limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 présente un schéma montrant plusieurs balises placées dans un environnement en relief, selon un exemple de réalisation, la figure 2 présente un exemple d’une vue déployée des six faces d’une balise de forme cubique utilisables dans le procédé objet de l’invention, la figure 3 présente un exemple d’ordinogramme des principales étapes d’un procédé de détermination de coordonnées tridimensionnelles d’un environnement topographique, la figure 4 représente le calcul illustrant la colinéarité d’un point dans un espace tridimensionnel, la figure 5 représente le calcul illustrant la colinéarité d’un point référencé sur la face d’un cube dans un espace tridimensionnel, la figure 6 représente une image d’un environnement comportant 3 balises posées sur une table. 6. Description d’un mode de réalisation de l’invention 6.1 Principe général L’invention concerne un procédé de détermination de l’orientation et de la position d’au moins un appareil de prise de vues placé dans un environnement. Le procédé comprend les étapes préalables de placement d’au moins une balise graphique dans un environnement et d’acquisition d’une pluralité d’images à l’aide d’au moins un appareil de prise de vues, les images prises faisant apparaître selon les angles différents une partie au moins de l’environnement et l’au moins une balise graphique. L’au moins une balise graphique est parallélépipédique et possède au moins cinq faces présentant une pluralité d’éléments graphiques. Le procédé comporte en outre les étapes suivantes : analyse des images prises afin de déterminer la position de l’au moins une balise graphique en déterminant la position des éléments graphiques visibles sur chaque balise graphique, détermination des coordonnées bidimensionnelles de ces éléments graphiques, identification des faces des balises graphiques en utilisant les coordonnées bidimensionnelles des éléments graphiques, identification des balises en analysant les faces ainsi identifiées, identification des mêmes éléments graphiques dits «homologues» apparaissant dans plusieurs images en analysant les positions relatives entre des éléments graphiques appartenant à la même face et à la même balise graphique, détermination des positions et des orientations de l’au moins un appareil lors de la prise de chaque image dans un référentiel tridimensionnel arbitraire en utilisant les coordonnées bidimensionnelles de chaque élément graphique homologue ainsi identifié. Selon un perfectionnement, le procédé peut être utilisé pour déterminer les coordonnées de points particuliers présent dans l’environnement. 6.2 Description d'un mode de réalisation

La FTG.l présente une image prise sur un environnement possédant des points particuliers dont on souhaite calculer les coordonnées tridimensionnelles. Un opérateur dispose à divers endroits de l’environnement au moins une balise graphique 1 de forme parallélépipédique, dans l’exemple illustré trois balises sont présentes sur l’image, mais l’invention peut être mise en œuvre avec au moins une seule balise. Puis l’opérateur utilise un appareil photographique ou une caméra pour prendre des images de l’environnement. L’opérateur place les balises de façon qu’ensuite, elles soient présentes dans un maximum d’images. Plus les images sont nombreuses et plus elles comportent de balises, plus les coordonnées tridimensionnelles des points particuliers de l’environnement sont précises.

Les points particuliers de l’environnement sont représentés par des croix dans l’image illustrée par la Fig.l. Les coordonnées tridimensionnelles de ces points particuliers de l’environnement peuvent être déterminées par le procédé objet de la présente invention.

La base graphique 1 utilisée est de forme parallélépipédique, et de préférence cubique. Cette balise comporte des éléments graphiques sur au moins chacune des cinq faces visibles, on peut en effet s’abstenir d’en disposer sur la face posée sur le sol. Avantageusement, cette sixième face peut comporter un système de fixation. Un avantage d’utiliser une balise parallélépipédique comme marqueur volumétrique est le fait qu’elle soit visible selon de nombreux angles de vues, ce qui n’est pas vrai pour un marqueur plan. De plus, la forme parallélépipédique est plus avantageuse que la forme tétraédrique car, au moins deux faces sont très généralement lisibles quel que soit la direction de prises de vues. Une face est qualifiée de « lisible » lorsque qu’elle se voit (elle est donc visible) et que son angle d’incidence permet de distinguer les éléments graphiques apposés dessus et de calculer leur position. Ce n’est que si la balise 1 est vue dans une direction normale à une face, que seule cette face n’est visible. De ce fait, la plupart des images prises font apparaître un nombre important d’éléments graphiques répartis sur au moins deux faces, voire trois si la balise est vue en biais sur le dessus. L’expérimentation a montré que le procédé objet de l’invention fonctionne avec une bonne précision, dès que cinq éléments graphiques sont détectés par balise. Ces éléments graphiques sont de préférence des cercles imprimés sur les faces. Le prototype réalisé est un cube de 125 millimètres de cotés, et les éléments graphiques sont des cercles de 10 millimètres de côté. D’autres formes d’éléments graphiques sont possibles, comme des croix ou des triangles, cependant le cercle est la figure permettant de localiser le centre avec la plus grande précision. Selon l’incidence de la face, le rond apparaît sur l’image sous la forme d’une ellipse. En analysant les images prises de l’environnement, le logiciel de reconnaissance de formes détecte les pixels représentant l’intérieur de l’ellipse et le pourtour de l’ellipse qui délimite sa périphérique, et peut déterminer son centre avec une précision d’un dixième de pixel.

La Fig.2 présente une vue déployée des six faces d’une balise cubique 1. La face orientée vers le sol n’a pas besoin d’éléments graphiques 2, il suffit que les cinq autres faces en possèdent. Selon un exemple préféré de réalisation, chaque face possède 8 éléments graphiques 2. La disposition de ces éléments graphiques est particulière car d’une part, elle identifie chaque face d’une même balise, et d’autre part elle identifie la balise. Si par exemple, cinq balises sont utilisées dans la détermination de l’environnement, alors vingt-cinq dispositions différentes d’éléments graphiques 2 sont élaborées et chacune d’entre elles est apposée sur les vingt-cinq faces visibles de ces balises. L’exemple de la Fig. 2 montre une disposition de 6 éléments graphiques par face, ceci n’est qu’un exemple et le nombre d’éléments peut varier entre les faces d’une même balise. Dans l’exemple, un certain nombre N d’éléments sont alignés, fournissant un nombre N-l distances entre le premier élément et les autres. Le logiciel élabore une suite de rapports entre ces distances. Quelle que soit l’incidence de vue de chaque face, ces rapports des distances sont conservés, de sorte que ces rapports de distance caractérisent chaque face de cette balise.

En déterminant les rapports de distances des éléments graphiques de toutes les faces visibles de toutes les balises que l’on peut détecter sur les images, il est possible d’identifier chaque élément graphique dans chaque image et de corréler les images afin de déterminer les éléments graphiques qui sont les mêmes, ils sont dans ce cas appelés « éléments homologues ». On obtient ainsi les coordonnées (x,y) des éléments graphiques homologues dans au moins deux images et par calcul on peut déduire la position (x, y, z) de l’appareil de prise de vues et son orientation (α,β,θ) lorsque l’image a été prise.

Une fois connues les positions dans l’espace et l’orientation de l’appareil pour chaque image, il est possible d’exploiter le contenu complet des images. Une application consiste à reconnaître l’environnement dans lequel la(les) balise(s) se trouve(nt) et notamment les coordonnées de certains points particuliers. Pour cela, un module de reconnaissance de points particuliers de l’environnement est lancé permettant de comparer les images pour en déterminer des similitudes à des endroits précis. Lorsqu’un point particulier apparaît dans plusieurs images, à l’aide de la position et de l’orientation de l’appareil, il est possible de déterminer les coordonnées de ce point dans le repère tridimensionnel formé par les balises et les diverses positions de l’appareil. Ce repère étant relatif, pour le rendre absolu il suffit que trois points particuliers de l’environnement soit absolu, par exemple un clou de géomètre dûment référencé sur le cadastre aussi bien en terme de latitude, de longitude et d’altitude.

La Fig J présente un exemple d’ordinogramme des principales étapes d’un procédé de détermination de l’orientation et de la position d’au moins un appareil de prise de vues placé dans un environnement.

Lors d’une étape 3.1, un opérateur se présente sur le lieu de l’environnement dont on veut déterminer les caractéristiques et place au moins une balise parallélépipédique dans cet environnement. Afin d’accroître la précision de la position et de l’orientation de l’appareil lors de la prise des images, il est préférable de disposer plusieurs balises réparties selon une distribution homogène de manière à encadrer le sujet de mesure, sans prérequis sur leur orientation, dans l’environnement faisant l’objet de l’acquisition d’images. Puis, l’opérateur prend une pluralité d’images selon des angles différents à l’aide d’un appareil de prise de vues, tel qu’un appareil photographique ou une caméra (étape 3.2). Selon une variante, l’opérateur peut utiliser plusieurs appareils. Les coordonnées calculées par le présent procédé seront d’autant plus précises que la définition des images est importante et que la qualité de l’appareil de prise de vues est grande. L’opérateur prend soin que les images prises font apparaître au moins une balise et une partie au moins de l’environnement. Une fois ces étapes préalables terminées, le traitement par un ordinateur peut commencer.

Lors de l’étape 3.3, une première étape d’analyse des images prises est effectuée afin de déterminer la position des éléments graphiques qui sont lisibles sur les faces des balises dans chacune des images. Lors de cette étape, un module de détection d’éléments graphiques est lancé et appliqué à toutes les images. Ce module nécessite peu de puissance de calcul car l’élément graphique est choisi de manière à être aisément détectable. De plus, l’angle important entre les faces d’une balise (par exemple, 90° pour un cube) accroît la probabilité que, depuis un point de vue donnée, les faces visibles de cette balise soient vues avec un angle d’incidence faible, maximisant ainsi la surface que représentes les éléments graphiques dans les images, permettant une détection plus fiable et rapide de ces éléments graphiques. C’est une des raisons pour laquelle l’utilisation d’une balise parallélépipédique est plus avantageuse que la balise tétraédrique utilisée auparavant. Une autre raison est le fait que les images montrent très généralement deux voire trois faces d’une balise parallélépipédique, ce qui n’est pas le cas pour une balise tétraédrique. A l’étape 3.4, les coordonnées (x,y) du centre de chaque élément graphique sont mesurées avec précision dans chacune des images prise par l’appareil. A l’étape 3.5, un module d’analyse des coordonnées (x,y) des éléments graphiques détectés est lancé et appliqué à toutes les images. Cette étape permet d’identifier chaque face de chaque balise pour lesquelles des éléments graphique ont été détecté. A l’étape 3.6, un module d’analyse des faces de balises détectées est lancé et appliqué à toutes les images. Les balises présentes dans les différentes images sont identifiées au cours de cette étape. A l’étape 3.7, chaque élément graphique détecté dans chaque image est labélisé selon la face et selon la balise auquel il appartient. Les éléments graphiques homologues lisibles dans plusieurs images sont identifiés au cours de cette étape. A l’étape 3.8, les éléments graphiques portant la même labélisation dans chaque image (ou « homologues ») sont pris en compte afin d’en calculer par triangulation les coordonnées tridimensionnelles (x,y,z) de l’appareil ainsi que son orientation (α,β,θ) au moment de la prise de chaque image.

La Fig. 4 représente le calcul illustrant la colinéarité d’un point dans un espace tridimensionnel avec la projection dans le plan image représenté par un parallélogramme et le centre perspectif S de l’appareil de prise de vue ayant acquis cette image. L’équation reproduite ci-dessous montre la relation entre les coordonnées Xm et Ym d’un point m lisible dans l’image prise par un appareil de prise de vues et les coordonnées Xm, Ym, et Zm d’un point M vue dans l’espace tridimensionnel.

La Fig. 5 représente le calcul illustrant la colinéarité d’un point référencé sur la face d’un cube dans un espace tridimensionnel avec la projection dans le plan image représenté par un parallélogramme et le centre perspectif S de l’appareil de prise de vue ayant acquis cette image. L’équation reproduite ci-dessous montre la relation entre les coordonnées Xm et Ym d’un point m lisible dans l’image prise par un appareil de prise de vues et les coordonnées Xm, Ym, et Zm d’un point M en référence au repère défini par le cube, et des coordonnées du cube Xc, Yc, et Zc référencé dans l’espace tridimensionnel.

A ce stade du procédé, toute application peut utiliser l’orientation et la position des appareils de prise de vues placés dans un environnement. Une première application consiste à élaborer un profil de l’environnement en calculant la position de points particuliers de cet environnement.

Cette application comporte une étape (3.9) de marquage dans chaque image des coordonnées (x,y) de points particulier de l’environnement. Les points particuliers sont représentés par des croix dans la Fig.l. Les coordonnées (x,y,z) de ces points particuliers sont alors déterminées dans l’espace par triangulation (étape 3.10). L’ensemble des coordonnées tridimensionnelles des points particuliers permet de déterminer l’environnement pris en image par l’opérateur.

Un exemple d’utilisation d’une telle application consiste à placer des appareils de prise de vues au bord du littoral et à placer un certain nombre de balises 1 sur des supports fixées émergeant des vagues. Les appareils et les balises sont placés de préférence de façon que deux appareils voisins prennent deux images comportant au moins la même balise. Les prises d’images par les appareils sont parfaitement synchronisées de façon à produire un ensemble d’images prises exactement au même moment. Les images prises au même moment sont traitées selon le procédé décrit par les étapes 3.1 à 3.10. Il est ainsi possible de déterminer le profil des vagues et notamment leurs hauteurs. Cet exemple illustre bien l’application du procédé dans le contexte d’un environnement mouvant.

Une autre application est utile dans le cas où l’on utilise plusieurs appareils de prise de vues, fixés au sein de l’environnement. Dans le cas où ces appareils transmettent en temps réel leurs images par des signaux radio, il est utile de connaître la distance les séparant d’un émetteur/récepteur radio. Le présent procédé peut calculer facilement ces distances puisque les positions de ces appareils sont parfaitement déterminées.

La Fig. 6 illustre la détermination des points particuliers d’un environnement plan tel qu’une table sur laquelle un opérateur a posé trois balises 1. Le procédé permet notamment de déterminer rapidement la position précise des quatre coins de la table. On peut constater sur cette image que deux faces se coupant perpendiculairement sont toujours visibles sur chacune des trois balises. Cette particularité propre à une balise parallélépipédique facilite grandement le calcul de l’étape 3.8 du procédé.

Pour supporter les éléments graphiques, les faces de ce parallélépipède peuvent comporter des outillages de fixation tels qu’un support de visserie, un système de ventouse, un système magnétique. Selon un perfectionnement, les faces de la balise parallélépipédique possèdent des évidements circulaires destinés à recevoir des pastilles de couleur. La profondeur de l’évidemment est égale à l’épaisseur de la pastille de façon que la pastille affleure la face de la balise. Le nombre de ces évidements est plus grand que le nombre minimum d’éléments graphiques, par exemple ce nombre est de 10. L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d’être décrits. En particulier, la balise parallélépipédique utilisée dans le procédé peut comporter tout type d’éléments graphiques sur ses faces, la seule contrainte est de pouvoir calculer leurs positions avec précision.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de détermination de coordonnées tridimensionnelles de l’orientation et de la position d’au moins un appareil de prise de vues placé dans un environnement, comprenant les étapes préalables de placement (3 .1) d’au moins une balise graphique (1) dans l’environnement et d’acquisition (3 .2) d’une pluralité d’images à l’aide d’au moins un appareil de prise de vues, les images prises faisant apparaître selon les angles différents une partie au moins de l’environnement et l’au moins une balise graphique, caractérisé en ce que l’au moins une balise graphique (1) est parallélépipédique et possède au moins cinq faces présentant une pluralité d’éléments graphiques (2), le procédé comportant : une première étape d’analyse (3.3) des images prises afin de détecter les éléments graphiques lisibles sur l’au moins une balise graphique, une étape de détermination (3.4) des coordonnées bidimensionnelles de ces éléments graphiques, une étape d’identification (3.5) des faces de l’au moins une balise graphique en utilisant les coordonnées bidimensionnelles des éléments graphiques, une étape d’identification (3.6) de l’au moins une balise en analysant les faces ainsi identifiées, une étape d’identification (3 .7) des mêmes éléments graphiques dits « homologues » apparaissant dans plusieurs images en analysant les positions relatives entre des éléments graphiques appartenant à la même face et à la même balise graphique, une étape de détermination (3.8) des positions et des orientations dé l’au moins un appareil lors de la prise de chaque image dans un référentiel tridimensionnel arbitraire en utilisant les coordonnées bidimensionnelles de chaque élément graphique homologue ainsi identifié.
2. 2. Procédé de détermination de coordonnées tridimensionnelles selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’au moins une balise graphique et l’au moins un appareil sont placés dans un environnement caractérisé par une pluralité de points particuliers (2), le procédé comportant : - une seconde étape d’analyse (3.9) des images prises afin de déterminer la position de points particuliers communs visibles dans plusieurs images, - une seconde étape de calcul (3 .10) des coordonnées tridimensionnelles de ces points particuliers, en utilisant leurs positions dans les images déterminées par rapport aux éléments graphiques de l’au moins une balise.
3. 3. Procédé de détermination de coordonnées tridimensionnelles selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la balise graphique (1) est cubique.
4. 4. Procédé de détermination de coordonnées tridimensionnelles selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments graphiques (2) sont de forme circulaire d’une couleur différente de celle de la face sur laquelle ils apparaissent.
5. 5. Procédé de détermination de coordonnées tridimensionnelles selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque face d’au moins les cinq faces de la balise (1) dispose d’une configuration particulière des éléments graphiques (2) qui le distingue des autres.
6. 6. Procédé de détermination de coordonnées tridimensionnelles selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque face d’au moins les cinq faces de la balise graphique possède au moins cinq éléments graphiques (2), huit de préférence.
7. 7 Procédé de détermination de coordonnées tridimensionnelles selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’ime des faces de la balise graphique (1) est équipée d’un dispositif de fixation posé sur un point particulier pour lequel les coordonnées tridimensionnelles sont calculées.
8. 8. Procédé de détermination de coordonnées tridimensionnelles selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque face d’au moins les cinq faces de la balise graphique possède une pluralité d’évidements destinés à contenir une pastille circulaire d’une couleur différente de celle de la face.
9. 9. Procédé de détermination de coordonnées tridimensionnelles selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte une étape de calcul des coordonnées tridimensionnelles de chaque élément graphique homologue ainsi détecté dans le référentiel tridimensionnel arbitraire, les positionnements relatifs entre les éléments graphiques des balises graphiques qui sont calculés à partir de leurs coordonnées tridimensionnelles, y compris entre plusieurs faces, étant utilisés pour déterminer l’orientation et la position d’au moins un appareil lors de la prise de vues.
10. 10. Procédé de détermination de coordonnées tridimensionnelles selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le référentiel tridimensionnel arbitraire dans lequel l’au moins un appareil ayant réalisé les prises de vue est positionné et orienté est mis à l’échelle en prenant en compte les distances relatives connues entre les éléments graphiques des balises graphiques.