Scale invariant line matching on the sphere

International audienceThis paper proposes a novel approach of line matching across images captured by different types of cameras, from perspective to omnidirectional ones. Based on the spherical mapping, this method utilizes spherical SIFT point features to boost line matching and searches line correspondences using an affine invariant measure of similarity. It permits to unify the commonest cameras and to process heterogeneous images with the least distortion of visual information

Production automatique de modèles tridimensionnels par numérisation 3D

La numérisation 3D telle que pratiquée aujourd'hui repose essentiellement sur les connaissances de l'opérateur qui la réalise. La qualité des résultats reste très sensible à la procédure utilisée et par conséquent aux compétences de l'opérateur. Ainsi, la numérisation manuelle est très coûteuse en ressources humaines et matérielles et son résultat dépend fortement du niveau de technicité de l'opérateur. Les solutions de numérisation les plus avancées en milieu industriel sont basées sur une approche d'apprentissage nécessitant une adaptation manuelle pour chaque pièce. Ces systèmes sont donc semi-automatiques compte tenu de l'importance de la contribution humaine pour la planification des vues.Mon projet de thèse se focalise sur la définition d'un procédé de numérisation 3D automatique et intelligente. Ce procédé est présenté sous forme d'une séquence de processus qui sont la planification de vues, la planification de trajectoires, l'acquisition et les post-traitements des données acquises. L'originalité de notre démarche de numérisation est qu'elle est générique parce qu'elle n'est pas liée aux outils et méthodes utilisés pour la réalisation des tâches liées à chaque processus. Nous avons également développé trois méthodes de planification de vues pour la numérisation d'objets sans connaissance a priori de leurs formes. Ces méthodes garantissent une indépendance des résultats par rapport au savoir-faire de l'opérateur. L'originalité de ces approches est qu'elles sont applicables à tous types de scanners. Nous avons implanté ces méthodes sur une cellule de numérisation robotisée. Nos approches assurent une reconstruction progressive et intelligente d'un large panel d'objets de différentes classes de complexité en déplaçant efficacement le scannerThe manual 3D digitization process is expensive since it requires a highly trained technician who decides about the different views needed to acquire the object model. The quality of the final result strongly depends, in addition to the complexity of the object shape, on the selected viewpoints and thus on the human expertise. Nowadays, the most developed digitization strategies in industry are based on a teaching approach in which a human operator manually determines one set of poses for the ranging device. The main drawback of this methodology is the influence of the operator's expertise. Moreover, this technique does not fulfill the high level requirement of industrial applications which require reliable, repeatable, and fast programming routines.My thesis project focuses on the definition of a procedure for automatic and intelligent 3D digitization. This procedure is presented as a sequence of processes that are essentially the view planning, the motion planning, the acquisition and the post-processing of the acquired data. The advantage of our procedure is that it is generic since it is not performed for a specific scanning system. Moreover, it is not dependent on the methods used to perform the tasks associated with each elementary process. We also developed three view planning methods to generate a complete 3D model of unknown and complex objects that we implemented on a robotic cell. Our methods enable fast and complete 3D reconstruction while moving efficiently the scanner. Additionaly, our approaches are applicable to all kinds of range sensors.DIJON-BU Doc.électronique (212319901) / SudocSudocFranceF

Conception et optimisation par simulation d'un système de vision artificielle pour l'inspection de surfaces parfaitement spéculaires

Cette thèse est consacrée à la conception et à l'optimisation d'un système de vision artificielle destiné au contrôle d'aspect de surfaces à formes complexes parfaitement réfléchissantes. Le premier chapitre traite de la conception globale d'un système d'inspection de surfaces parfaitement spéculaires. La mise en œuvre d'un procédé d'éclairage et de prises de vue original permet une détection des défauts d'aspect. Le deuxième chapitre est consacré à la modélisation des éléments de la chaîne d'acquisition. Les modèles développés ou issus du domaine de l'informatique graphique s'appuient sur une caractérisation physique des éléments. Le troisième chapitre est relatif à la mise en place d'un outil d'aide à la conception. La méthodologie employée repose sur une utilisation de la synthèse d'image pour la simulation d'un système de vision. L'optimisation par simulation permet de faciliter et d'accélérer la procédure expérimentale itérative classiquement utilisée pour la mise au point de systèmes de vision.DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF

Measurement of Three-dimensional Mirror Parameters by Polarization Imaging applied to Catadioptric Camera Calibration

International audienceWe present a new efficient method for calibration of cata- dioptric sensors. The method is based on an accurate measurement of the three-dimensional parameters of the mirror through polariza- tion imaging. While inserting a rotating polarizer between the cam- era and the mirror, the system is automatically calibrated without any calibration patterns. Moreover, this method permits most of the constraints related to the calibration of catadioptric systems to be relaxed. We show that, contrary to our system, the traditional meth- ods of calibration are very sensitive to misalignment of the camera axis and the symmetry axis of the mirror. From the measurement of three-dimensional parameters, we apply the generic calibration con- cept to calibrate the catadioptric sensor. We also show the influence of the disturbed measurement of the parameters on the reconstruc- tion of a synthetic scene. Finally, experiments prove the validity of the method with some preliminary results on three-dimensional reconstruction

Simulation of Specular Surface Imaging Based on Computer Graphics: Application on a Vision Inspection System

<p/> <p>This work aims at detecting surface defects on reflecting industrial parts. A machine vision system, performing the detection of geometric aspect surface defects, is completely described. The revealing of defects is realized by a particular lighting device. It has been carefully designed to ensure the imaging of defects. The lighting system simplifies a lot the image processing for defect segmentation and so a real-time inspection of reflective products is possible. To bring help in the conception of imaging conditions, a complete simulation is proposed. The simulation, based on computer graphics, enables the rendering of realistic images. Simulation provides here a very efficient way to perform tests compared to the numerous attempts of manual experiments.</p

Handy method to calibrate division-of-amplitude polarimeters for the first three Stokes parameters

International audienceThis paper presents a complete and original calibration framework for the three-CCD polarimetric cameras. These Division-of-Amplitude imaging polarimeters provide polarization images in real-time and open new applications in robotics. In order to fully exploit properties from polarization images, the sensor has to be calibrated leading sometimes to a tedious task that has to be undertaken with specific optical devices in a controlled environment. The proposed framework relies only on the use of a tablet and enables both to calibrate the geometric and the polarization settings of the camera. After rotating freely by hand the tablet in front of the camera, the system is automatically calibrated providing both the well-known geometric calibration matrix as well as the polarization calibration matrix. The last one is derived from the estimation of the orientation of the three polarizers, and the estimation of their relative values of degree of polarization and average transmittance. (C) 2016 Optical Society of Americ

Trois approches de planification de vue automatiques et intelligentes pour la numérisation 3D d'objets inconnus

International audienceCe papier propose trois approches itératives et intelligentes de planification de vue pour la numérisation 3D d'objets sans connaissance a priori de leurs formes. La première méthode est une approche simple et naïve basée sur la génération d'un ensemble de points de vue par échantillonnage régulier de l'enveloppe englobante des données acquises. La deuxième méthode est basée sur une analyse de l'orientation des différentes parties acquises. La troisième méthode vise à explorer les parties de l'objet qui figurent dans la limite du champ de visibilité et est basée sur un couplage de la visibilité angulaire avec la visibilité réelle par lancer de rayons. Les résultats de numérisation d'objets de différentes classes de complexité sont présentés et prouvent l'efficacité et la robustesse de nos approches

View Planning Approach for Automatic 3D Digitization of Unknown Objects

International audienceThis paper addresses the view planning problem for the digitization of 3D objects without prior knowledge on their shape and presents a novel surface approach for the Next Best View (NBV) computation. The proposed method uses the concept of Mass Vector Chains (MVC) to define the global orientation of the scanned part. All of the viewpoints satisfying an orientation constraint are clustered using the Mean Shift technique to construct a first set of candidates for the NBV. Then, a weight is assigned to each mode according to the elementary orientations of its different descriptors. The NBV is chosen among the modes with the highest weights and which comply with the robotics constraints. Eventually, our method is generic since it is applicable to all kinds of scanners. Experiments applying a digitization cell demonstrate the feasibility and the efficiency of the approach which leads to an intuitive and fast 3D acquisition while moving efficiently the ranging device

Machine vision system for surface inspection on brushed industrial

parts

Attitude estimation from polarimetric cameras

International audienceIn the robotic field, navigation and path planning applications benefit from a wide range of visual systems (e.g. perspective cameras, depth cameras, catadioptric cameras, etc.). In outdoor conditions, these systems capture information in which sky regions cover a major segment of the images acquired. However, sky regions are discarded and are not considered as visual cue in vision applications. In this paper, we propose to estimate attitude of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) from sky information using a polarimetric camera. Theoretically , we provide a framework estimating the attitude from the skylight polarized patterns. We showcase this formulation on both simulated and real-word data sets which proved the benefit of using polarimetric sensors along with other visual sensors in robotic applications