Photogrammétrie
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La photogrammétrie est une technique par laquelle les coordonnées en trois dimensions des points d'un objet sont déterminées par des mesures faites sur une ou plusieurs images photographiques prises à partir de positions différentes.
Sommaire |
[modifier] Historique
La photogrammétrie a fortement évolué depuis sa première application réalisée par Aimé Laussedat en 1849 sur la façade de l'Hotel des Invalides. Pendant très longtemps, cette méthode utilisait le principe de la vision stéréoscopique pour réaliser la correspondance entre les points homologues des deux prises de vue :
- Les points communs sont identifiés sur chaque image. Une ligne de vue (ou rayon) peut être construite de la position de l'appareil photographique au point de l'objet. C'est l'intersection de ces rayons (triangulation) qui détermine la position tridimensionnelle du point. Des algorithmes plus élaborés peuvent exploiter d'autres informations sur la scène connues a priori (par exemple, les symétries dans certains cas permettant la reconstruction de coordonnées tridimensionnelles à partir d'une seule position de l'appareil photographique).
- Si les mêmes objets sont reconnus sur deux photos, constituant ainsi une photo en stéréoscopie, la mesure de la parallaxe (écart entre les deux images du même objet) indique aussi l'altitude de cet objet.
- Les algorithmes de photogrammétrie se basent généralement sur un problème de minimisation de la somme des carrés d'un ensemble d'erreurs. La minimisation est elle-même souvent réalisée en utilisant l'algorithme de Levenberg-Marquardt.
[modifier] Méthodes actuelles
Malgré les avantages certains de cette méthode qui permet de travailler sur points naturels (sans cible), les deux principaux inconvénients de la photogrammétrie stéréoscopique résident dans le temps de restitution des résultats de mesure qui peut être très long, et par le fait d'être obligé de réaliser des clichés parallèles pour que l'opérateur puisse visualiser les images en stéréoscopie. De ce fait, cette méthode est restée très longtemps en marge des applications industrielles et ne s'impose que par défaut d'autres méthodes 3D. Grâce aux moyens de calcul de plus en plus rapides, complexes et portables, le principe de la photogrammétrie a fortement évolué. Dès qu'il a été possible de traiter les clichés individuellement par des procédés semi-automatiques, dans la plupart des opérations industrielles, le principe de la stéréoscopie a été abandonné au profit de la prise de vue convergente, principe directement inspiré des mesures au théodolite. Depuis quelques années, les progrès du numérique ont permis de remplacer les supports argentiques par des matrices CCD. Les avantages apportés par cette nouvelle technologie sont indéniables :
- Traitement en temps quasi réel
- Facilité de la prise de vue et du traitement, ce qui conduit les opérateurs à multiplier les points de vue (d'une mesure avec 10 à 12 clichés argentiques, on passe facilement à des mesures à 60, voire 100 images)
- Simplification des procédures de reconnaissance de cible, grâce à des traitements d'image adapté
- Optimisation des calculs de centre de cible, ce qui permet de compenser la faible définition des matrices CCD par rapport aux supports argentiques
De ce fait, la photogrammétrie s'est rapidement imposée comme une méthode de mesure 3D de l'industrie, dès lors que les surfaces à contrôler sont complexes, que le niveau d'incertitude requis est faible et que la rapidité de la saisie est essentielle.
[modifier] Domaines d'application
On distingue :
- la photogrammétrie aérienne qui est l’ensemble des techniques et des matériels utilisés pour aboutir à la représentation d’un territoire étendu, à partir des clichés de la prise de vues aériennes,
- et la photogrammétrie terrestre ou architecturale qui est l'application des méthodes photogrammétriques aux relevés des monuments et aux travaux d'architecture à partir de clichés de prise de vue terrestre.
La photogrammétrie est utilisée dans différents domaines, tels que la topographie, la cartographie, l'architecture, les investigations de police, la géologie ou l'archéologie[1].
Depuis l'introduction de l'informatique et donc les moyens de traiter automatiquement les clichés obtenus (de nature argentique ou numérique), de prendre en compte les aberrations optiques de la caméra, et de réaliser les calculs de corrélation entre images, la photogrammétrie a pu investir le champ des applications de la mesure 3D : création de Modèle numérique de terrain (MNT), relevé de la géométrie d'une installation de grandes dimensions (voir les applications de la photogrammétrie sur l'accélérateur LHC du CERN), relevé de la déformation de pièces, relevé de produits industriels...
[modifier] Sources, références
- ↑ J. A. Barcelò, Visualizing What Might Be: An Introduction to Virtual Reality Techniques in Archaeology in Virtual Reality in Archaeology, Computer Applications and Quantitative Methods in Archaelogy, 2000, pp. 12-13
- R . Martin, Notions de photogrammétrie, Eyrolles, 1968
- K . Kraus, P . Waldhäusl, " Manuel de photogrammétrie, principes et procédés fondamentaux ", Traduction de Pierre Grussenmeyer et O . Reis, Hermes, 1998
[modifier] Voir aussi
[modifier] Liens externes
[modifier] Bibliographie
- J. A. Barcelò, Visualizing What Might Be: An Introduction to Virtual Reality Techniques in Archaeology in Virtual Reality in Archaeology, Computer Applications and Quantitative Methods in Archaelogy, 2000, pp. 12-13
- K . Kraus, P . Waldhäusl, " Manuel de photogrammétrie, principes et procédés fondamentaux ", Traduction de Pierre Grussenmeyer et O . Reis, Hermes, 1998
