Dissertations / Theses on the topic 'Plant 3D reconstruction'
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Preuksakarn, Chakkrit. "Reconstructing plant architecture from 3D laser scanner data." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20116/document.
Full textAbstract:
Les modèles virtuels de plantes sont visuellement de plus en plus réalistes dans les applications infographiques. Cependant, dans le contexte de la biologie et l'agronomie, l'acquisition de modèles précis de plantes réelles reste un problème majeur pour la construction de modèles quantitatifs du développement des plantes.Récemment, des scanners laser 3D permettent d'acquérir des images 3D avec pour chaque pixel une profondeur correspondant à la distance entre le scanner et la surface de l'objet visé. Cependant, une plante est généralement un ensemble important de petites surfaces sur lesquelles les méthodes classiques de reconstruction échouent. Dans cette thèse, nous présentons une méthode pour reconstruire des modèles virtuels de plantes à partir de scans laser. Mesurer des plantes avec un scanner laser produit des données avec différents niveaux de précision. Les scans sont généralement denses sur la surface des branches principales mais recouvrent avec peu de points les branches fines. Le cœur de notre méthode est de créer itérativement un squelette de la structure de la plante en fonction de la densité locale de points. Pour cela, une méthode localement adaptative a été développée qui combine une phase de contraction et un algorithme de suivi de points.Nous présentons également une procédure d'évaluation quantitative pour comparer nos reconstructions avec des structures reconstruites par des experts de plantes réelles. Pour cela, nous explorons d'abord l'utilisation d'une distance d'édition entre arborescence. Finalement, nous formalisons la comparaison sous forme d'un problème d'assignation pour trouver le meilleur appariement entre deux structures et quantifier leurs différencesIn the last decade, very realistic rendering of plant architectures have been produced in computer graphics applications. However, in the context of biology and agronomy, acquisition of accurate models of real plants is still a tedious task and a major bottleneck for the construction of quantitative models of plant development. Recently, 3D laser scanners made it possible to acquire 3D images on which each pixel has an associate depth corresponding to the distance between the scanner and the pinpointed surface of the object. Standard geometrical reconstructions fail on plants structures as they usually contain a complex set of discontinuous or branching surfaces distributed in space with varying orientations. In this thesis, we present a method for reconstructing virtual models of plants from laser scanning of real-world vegetation. Measuring plants with laser scanners produces data with different levels of precision. Points set are usually dense on the surface of the main branches, but only sparsely cover thin branches. The core of our method is to iteratively create the skeletal structure of the plant according to local density of point set. This is achieved thanks to a method that locally adapts to the levels of precision of the data by combining a contraction phase and a local point tracking algorithm. In addition, we present a quantitative evaluation procedure to compare our reconstructions against expertised structures of real plants. For this, we first explore the use of an edit distance between tree graphs. Alternatively, we formalize the comparison as an assignment problem to find the best matching between the two structures and quantify their differences
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Schöler, Florian [Verfasser]. "3D Reconstruction of Plant Architecture by Grammar-based Modeling and Markov Chain Sampling / Florian Schöler." Bonn : Universitäts- und Landesbibliothek Bonn, 2014. http://d-nb.info/1060787245/34.
Full text
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Bartoli, Adrien. "Reconstruction et alignement en vision 3D : points, droites, plans et caméras." Phd thesis, Grenoble INPG, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004360.
Full textAbstract:
Cette thèse concerne la reconstruction de modèles 3D de scènes à partir d'images prises par des caméras. Il est courant de reconstruire à partir de sous-ensembles d'images puis de fusionner les modèles partiels ainsi obtenus par une phase d'alignement 3D. Les algorithmes de reconstruction et d'alignement s'appuient sur des correspondances de points ou de droites entre les images. La localisation de ces points ou droites dans les images est affectée par un bruit de mesure, influençant la qualité des modèles 3D reconstruits. Cette thèse est centrée sur l'obtention de résultats optimaux et sur les problèmes de représentation qui en découlent. La première partie de cette thèse aborde le problème de la reconstruction de modèles 3D. Les cas des caméras calibrées et non calibrées sont traités. Nous développons des méthodes de reconstruction de points, de droites et de caméras. L'incorporation de contraintes géométriques de coplanarité permet la reconstruction conjointe de plans. Nos contributions principales sont le développement et la comparaison de méthodes permettant la reconstruction 3D optimale de points, droites, plans et caméras. La deuxième partie de cette thèse aborde le problème de l'alignement de modèles 3D, qui consiste à estimer la transformation géométrique liant deux modèles 3D. Les méthodes existantes sont basées sur des correspondances de points. Nous étudions le cas des correspondances de droites. Les cas des caméras calibrées et non calibrées sont traités. Nos contributions majeures dans ce domaine sont, d'un point de vue théorique, une étude des transformations géométriques de droites 3D. Plus précisément, nous étendons la représentation matricielle standard, adaptée aux points, en une représentation adaptée aux droites. D'un point de vue pratique, nous développons et comparons plusieurs méthodes d'alignement linéaires et non-linéaires. Nous proposons finalement des méthodes de reconstruction de modèles 3D lorsque la scène observée n'est pas rigide. Par ailleurs, nous développons un méthode de détection automatique de surfaces planes dans une modèle 3D.
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Karlsson, Anette. "In-Plane Motion Correction in Reconstruction of non-Cartesian 3D-functional MRI." Thesis, Linköpings universitet, Datorseende, 2011. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-72056.
Full textAbstract:
When patients move during an MRI examination, severe artifacts arise in the reconstructed image and motion correction is therefore often desired. An in-plane motion correction algorithm suitable for PRESTO-CAN, a new 3D functional MRI method where sampling of k-space is radial in kx-direction and kz-direction and Cartesian in ky-direction, was implemented in this thesis work. Rotation and translation movements can be estimated and corrected for sepa- rately since the magnitude of the data is only affected by the rotation. The data were sampled in a radial pattern and the rotation was estimated by finding the translation in angular direction using circular correlation. Correlation was also used when finding the translation in x-direction and z-direction. The motion correction algorithm was evaluated on computer simulated data, the motion was detected and corrected for, and this resulted in images with greatly reduced artifacts due to patient movements.När patienter rör sig under en MRI-undersökning uppstår artefakter i den rekonstruerande bilden och därför är det önskvärt med rörelsekorrigering. En 2D- rörelsekorrigeringsalgoritm som är anpassad för PRESTO-CAN har tagits fram. PRESTO-CAN är en ny fMRI-metod för 3D där samplingen av k-rummet är radiell i (kx,kz)-planet och kartesisk i ky-riktningen. Rotations- och translationsrörelser kan estimeras separat då magnituden av signalen bara påverkas av rotationsrörelser. Eftersom data är samplat radiellt kan rotationen estimeras genom att hitta translationen i vinkelled med hjälp av cirkulär korrelation. Korrelation används även för att hitta translationen i i x- och z-riktningen. Test på simulerat data visar att rörelsekorrigeringsalgoritmen både detekterar och korrigerar för rörelser vilket leder till bilder med mycket mindre rörelseartefakter.
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Dosch, Philippe. "Un environnement pour la reconstruction 3D d'édifices à partir de plans d'architecte." Nancy 1, 2000. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2000_0066_DOSCH.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans le domaine de l'analyse de documents, et porte plus précisément sur la reconnaissance de graphiques. Notre objectif est d'obtenir un modèle 3D d'un édifice à partir de ses plans d'architecte. Pour cela, nous avons intégré des modules d'analyse et une interface homme-machine (IHM) permettant à l'operateur de contrôler les traitements à effectuer de manière optimale. La majeure partie de la these détaille les différents traitements mis en œuvre, du bas-niveau (sur des images de plans numérisés) jusqu'au haut-niveau (sur des données vectorisées). Nous décrivons les choix d'architecture logicielle qui nous ont menés à définir un système composé de trois couches hiérarchiques : une bibliothèque de composants logiciels, une couche applicative regroupant les différents outils de traitement d'images et de graphiques et l'IHM. Celle-ci permet d'interagir directement sur les données, de contrôler le déroulement de l'analyse et gérer le dialogue homme-machine. Dans ce travail d'équipe, nos contributions principales portent sur l'organisation spatiale des traitements (tuilage), l'extraction d'indices de niveau intermédiaire (lignes tiretées, symboles tels que les cages d'escalier), la mise en correspondance des étages pour la reconstruction 3D du bâtiment correspondant, l'intégration logicielle et la mise au point de tout l'aspect IHMThis thesis is in line with the field of document analysis, and more precisely deals with graphics recognition. Our purpose is the construction of a 3D model of a building from the architectural drawings of its f1oors. For that, we have a set of analysis modules and a graphical user interface (GUI) allowing a human operator to control the processings to be pelformed in an optimal way. The major part of this thesis describes the various processings implemented, from the low-level (bitmap images processings) to the high-Ievel (vectorized data processings). We describe the choices which have led us to define a threelayered software architecture, hierarchally organized: A library of software components, an applicative layer grouping the various processings together and the GUI. The latter allows to directly interact on data to control the the analysis, and manages the man-machine cooperation. All the members of our research teams have been involved in this work, but our main contributions concem the design of the GUI, the spatial organization of processings (tiling), the extraction of middle-level features (dashed and dotted lines, symbols such as stairwell, etc. ) and matching algorithms to construct the 3D structure of a building, as weil as the software integration and the design of the GUI
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Jonsson, Mikael. "Make it Flat : Detection and Correction of Planar Regions in Triangle Meshes." Thesis, Linköpings universitet, Datorseende, 2016. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-126589.
Full textAbstract:
The art of reconstructing a real-world scene digitally has been on the mind of researchers for decades. Recently, it has attracted more and more attention from companies seeing a chance to bring this kind of technology to the market. Digital reconstruction of buildings in particular is a niche that has both potential and room for improvement. With this background, this thesis will present the design and evaluation of a pipeline made to find and correct approximately flat surfaces in architectural scenes. The scenes are 3D-reconstructed triangle meshes based on RGB images. The thesis will also comprise an evaluation of a few different components available for doing this, leading to a choice of best components. The goal is to improve the visual quality of the reconstruction. The final pipeline is designed with two blocks - one to detect initial plane seeds and one to refine the detected planes. The first block makes use of a multi-label energy formulation on the graph that describes the reconstructed surface. Penalties are assigned to each vertex and each edge of the graph based on the vertex labels, effectively describing a Markov Random Field. The energy is minimized with the help of the alpha-expansion algorithm. The second block uses heuristics for growing the detected plane seeds, merging similar planes together and extracting deviating details. Results on several scenes are presented, showing that the visual quality has been improved while maintaining accuracy compared with ground truth data.Konsten att digitalt rekonstruera en verklig miljö har länge varit intressant för forskare. Nyligen har området även tilldragit sig mer och mer uppmärksamhet från företag som ser en möjlighet att föra den här typen av teknik till produkter på marknaden. I synnerhet är digital rekonstruktion av byggnader en nisch som har både stor potential och möjlighet till förbättring. Med denna bakgrund så presenterar detta examensarbete designen för och utvärderingen av en pipeline som skapats för att detektera och rätta till approximativt platta regioner i arkitektoniska miljöer. Miljöerna är 3D-rekonstruerade triangelmeshar skapade från RGB-bilder. Examensarbetet omfattar även utvärdering av olika komponenter för att uppnå detta, som avslutas med att de mest lämpliga komponenterna presenteras. Målet i korthet är att förbättra den visuella kvaliteten av en rekonstruerad modell. Den slutgiltiga pipelinen består av två övergripande block - ett för att detektera initiala plan och ett för att förbättra de funna planen. Det första blocket använder en multi-label energiformulering på grafen som beskriver den rekonstruerade ytan. Straffvärden tilldelas varje vertex och varje båge i grafen baserade på varje vertex label. På så sätt beskriver grafen ett Markov Random Field. Energin är sedan minimerad med alpha-expansion-algoritmen. Det andra blocket använder heuristiker för att låta planen växa, slå ihop närliggande plan och för att extrahera avvikande detaljer. Resultat på flera miljöer presenteras också för att påvisa att den visuella kvaliteten har förbättrats utan att rekonstruktionens noggrannhet har försämrats jämfört med ground truth-data.
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Da, Costa Luis Eduardo. "Reconstruction de modèles 3D à partir d'information 2D partielle : application au cas d'une plante." Mémoire, École de technologie supérieure, 2007. http://espace.etsmtl.ca/573/1/DA_COSTA_Luis_Eduardo.pdf.
Full textAbstract:
Une méthode pour générer des modèles informatiques fidèles de plantes naturelles est proposée dans ce travail; cette méthode prend comme entrée des photographies 2D prises du champ.
Le formalisme choisi comme base pour la représentation de plantes s'appelle «Systèmes de Lindenmayer» (LSystems), qui sont des systèmes grammaticaux contrôlés par une condition initale et une (ou plusieurs) règle(s) de réécriture Générer un modèle informatique d'une plante est l'équivalent à résoudre le problème inverse pour un sous-type de ce formalisme, appelé «LSystems à crochets»; ce travail utilise un algorithme évolutif pour résoudre ce problème inverse.
Une description détaillée de l'algorithme, ainsi que la justification du design choisi, sont présentées; un ensemble d'expériences démontre que l'algorithme explore de manière satisfaisante l'espace de solutions candidates, et que les approximations qu'il propose sont adéquates dans la majorité des cas. Ses limitations et faiblesses sont aussi rapportées et ensuite discutées.
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Horna, Sébastien. "Reconstruction géométrique et topologique de complexes architecturaux 3D à partir de plans numériques 2D." Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Horna-Sebastien/2008-Horna-Sebastien-These.pdf.
Full textAbstract:
L’intérieur des bâtiments est souvent modélisé en 3D pour diverses applications de modélisation ou de simulation. Par exemple, plusieurs méthodes permettent d’étudier l’éclairage, les transferts de chaleur, la propagation d’ondes. Ces applications nécessitent dans la plupart des cas une représentation volumique de l’environnement avec des relations d’adjacence et d’incidence entre les éléments. Malheureusement, les données correspondant au bâtiment sont en général seulement disponibles en 2D et les besoins des applications 3D varient d’une utilisation à l’autre. Pour résoudre ce problème, nous proposons une description formelle d’un ensemble de contraintes de cohérence dédiées à la modélisation d’intérieur de bâtiments. Dans cette thèse nous montrons comment cette représentation est utilisée pour : (i) reconstruire un modèle 3D à partir de plans d’architecte numériques 2D ; (ii) détecter automatiquement les incohérences géométriques, topologiques et sémantiques ; (iii) développer des opérations automatiques et semi-automatiques pour corriger les plans 2D. Toutes les contraintes de cohérence sont définies en 2D et 3D et reposent sur le modèle topologique des cartes généralisées. Ces opérations sont utilisées pour éditer les scènes 2D et 3D afin d’affiner ou de modifier les modèles. Enfin, nous expliquons comment ce modèle est utilisé pour une application de visualisation par lancé de rayonsVirtual architectural (indoor) scenes are often modelled in 3D for various types of simulation systems. For instance, some authors propose methods dedicated to lighting, heat transfer, acoustic or radio wave propagation simulations. These methods rely in most cases on a volumetric representation of the environment, with adjacency and incidence relationships. Unfortunately, many buildings data are only given by 2D plans and the 3D needs varies from one application to another. To solve these problems, we propose a formal representation of consistency constraints dedicated to building interiors and associated with a topological model. We show that such a representation can be used for : (i) reconstructing a 3D model from 2D architectural plans ; (ii) detecting automatically geometrical, topological and semantical inconsistencies ; (iii) designing automatic and semi-automatic operations to correct and enrich a 2D plan. All our constraints are homogeneously defined in 2D and 3D, implemented with generalized maps and used in modeling operations. We explain how this model can be successfully used with various ray-tracing methods
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Da, Costa Luis Eduardo. "Reconstruction de modèles 3D à partir d'information 2D partielle : application au cas d'une plante /." Thèse, Montréal : École de technologie supérieure, 2007. http://proquest.umi.com/pqdweb?did=1397920901&sid=3&Fmt=2&clientId=46962&RQT=309&VName=PQD.
Full textAbstract:
Thèse (Ph.D.) -- École de technologie supérieure, Montréal, 2007."Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". CaQQUQ Bibliogr. : f. [173]-179. Également disponible en version électronique. CaQMUQET
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Bui, Cao Vu. "Modélisation d'environnements intérieurs par reconstruction 3D en temps réel et extraction de plans architecturaux 2D." Thesis, Troyes, 2018. http://www.theses.fr/2018TROY0032.
Full textAbstract:
Nous explorons le problème de la reconstruction complète d’un environnement intérieur en utilisant des données mixtes issues de la caméra RGB-D (couleur plus profondeur) de faible coût et de la centrale inertielle. Le processus de numérisation est réalisé en temps réel, en déplacement avec 6 degrés de liberté du système de numérisation. Nous nous concentrons sur les systèmes mobiles avec des contraintes informatiques, tels que les smartphones ou les tablettes. Les problèmes problématiques présentent un ensemble de défis fondamentaux : l'estimation du positionnement et de la trajectoire du périphérique lorsqu'il se déplace pendant l'acquisition de l'environnement et l'utilisation de structures de données légères pour stocker la représentation de la scène reconstruite. Le système doit être optimisé et efficace pour la mémoire, de sorte qu'il puisse fonctionner en temps réel, à bord de l'équipement mobile. Nous proposons également une nouvelle méthode de reconstruction de la surface, nommé Dodécaèdre Mapping, une solution de triangulation discrète pour la surface complète de l'environnement intérieur. L’algorithme tente d'approximer le maillage surfacique en déformant et en collant la surface affinée du dodécaèdre sur le nuage de points numérisé. Le dernier module de cette mission de recherche consiste à développer des outils de l'extraction automatique / semi-automatique de plans architecturaux 2D à partir de la reconstruction 3D de la scène scannée. Ce processus d'extraction est possible à partir du nuage de points 3D ou du maillage en définissant un plan de coupeScene reconstruction is the process of building an accurate geometric model of one's environment from We explore the problem of complete scene reconstruction in indoor environments using mixed - data from the low-cost RGB-D camera and the inertial unit. The scanning process is realized in real-time, on the move with 6DoF of the numerizing system. We focus on computationally-constrained mobile systems, such as smartphone or tablet devices. Problematic issues present a set of fundamental challenges - estimating the state and trajectory of the device as it moves while scanning environment and utilizing lightweight data structures to hold the representation of the reconstructed scene. The system needs to be computationally and memory-efficient, so that it can run in real time, on-board the mobile device. The point-cloud resulted in the above module, which is non-structured and noisy cause of the quality of the low-cost sensor, needed a new method for the surface reconstruction. Our Dodecahedron Mapping is presented like a triangulation solution for the completed indoor environment scanning. After filtering and smoothing the point cloud, the algorithm tries to approximating the surface mesh by deforming and pasting the dodecahedron surface to the scanned point cloud. And the last stage of this research mission is to developing tools for the automatic extraction of 2D architectural plans from the 3D scanned building scene. This extracting process is also possible from the 3D point cloud or mesh by defining a section plane
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Cura, Rémi. "Inverse procedural Street Modelling : from interactive to automatic reconstruction." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1034/document.
Full textAbstract:
La population mondiale augmente rapidement, et avec elle, le nombre de citadins, ce qui rend d'autant plus importantes la planification et la gestion des villes.La gestion "intelligente" de ces villes et les nombreuses applications (gestion, tourisme virtuel, simulation de trafic, etc.) nécessitent plus de données réunies dans des modèles virtuels de villes.En milieu urbain, les rues et routes sont essentielles par leur rôle d'interface entre les espaces publics et privés, et entre ces différents usages.Il est difficile de modéliser les rues (ou de les reconstruire virtuellement) car celles-ci sont très diverses (de par leur forme, fonction, morphologie), et contiennent des objets très divers (mobilier, marquages, panneaux).Ce travail de thèse propose une méthode (semi-) automatique pour reconstruire des rues en utilisant le paradigme de la modélisation procédurale inverse dont le principe est de générer un modèle procéduralement, puis de l'adapter à des observations de la réalité.Notre méthode génère un premier modèle approximatif - à partir de très peu d'informations (un réseau d'axes routiers + attributs associés) - assez largement disponible.Ce modèle est ensuite adapté à des observations de façon interactive (interaction en base compatible avec les logiciels SIG communs) et (semi-) automatique (optimisation).L'adaptation (semi-) automatique déforme le modèle de route de façon à ce qu'il corresponde à des observations (bords de trottoir, objets urbains) extraites d'images et de nuages de points.La génération (StreetGen) et l'édition interactive se font dans un serveur de base de données ; de même que la gestion des milliards de points Lidar (Point Cloud Server).La génération de toutes les rues de la ville de Paris prends quelques minutes, l'édition multi-utilisateurs est interactive (<0.3 s). Les premiers résultats de l'adaptation (semi-) automatique (qq minute) sont prometteurs (la distance moyenne à la vérité terrain passe de 2.0 m à 0.5 m).Cette méthode, combinée avec d'autres telles que la reconstruction de bâtiment, de végétation, etc., pourrait permettre rapidement et semi automatiquement la création de modèles précis et à jour de villeWorld urban population is growing fast, and so are cities, inducing an urgent need for city planning and management.Increasing amounts of data are required as cities are becoming larger, "Smarter", and as more related applications necessitate those data (planning, virtual tourism, traffic simulation, etc.).Data related to cities then become larger and are integrated into more complex city model.Roads and streets are an essential part of the city, being the interface between public and private space, and between urban usages.Modelling streets (or street reconstruction) is difficult because streets can be very different from each other (in layout, functions, morphology) and contain widely varying urban features (furniture, markings, traffic signs), at different scales.In this thesis, we propose an automatic and semi-automatic framework to model and reconstruct streets using the inverse procedural modelling paradigm.The main guiding principle is to generate a procedural generic model and then to adapt it to reality using observations.In our framework, a "best guess" road model is first generated from very little information (road axis network and associated attributes), that is available in most of national databases.This road model is then fitted to observations by combining in-base interactive user edition (using common GIS software as graphical interface) with semi-automated optimisation.The optimisation approach adapts the road model so it fits observations of urban features extracted from diverse sensing data.Both street generation (StreetGen) and interactions happen in a database server, as well as the management of large amount of street Lidar data (sensing data) as the observations using a Point Cloud Server.We test our methods on the entire Paris city, whose streets are generated in a few minutes, can be edited interactively (<0.3 s) by several concurrent users.Automatic fitting (few m) shows promising results (average distance to ground truth reduced from 2.0 m to 0.5m).In the future, this method could be mixed with others dedicated to reconstruction of buildings, vegetation, etc., so an affordable, precise, and up to date City model can be obtained quickly and semi-automatically.This will also allow to such models to be used in other application areas.Indeed, the possibility to have common, more generic, city models is an important challenge given the cost an complexity of their construction
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Rother, Carsten. "Multi-View Reconstruction and Camera Recovery using a Real or Virtual Reference Plane." Doctoral thesis, KTH, Numerical Analysis and Computer Science, NADA, 2003. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-3463.
Full textAbstract:
Reconstructing a 3-dimensional scene from a set of2-dimensional images is a fundamental problem in computervision. A system capable of performing this task can be used inmany applications in robotics, architecture, archaeology,biometrics, human computer interaction and the movie andentertainment industry.
Most existing reconstruction approaches exploit one sourceof information to tackle the problem. This is the motion of thecamera, the 2D images are taken from different viewpoints. Weexploit an additional information source, the reference plane,which makes it possible to reconstruct difficult scenes whereother methods fail. A real scene plane may serve as thereference plane. Furthermore, there are many alternativetechniques to obtain virtual reference planes. For instance,orthogonal directions in the scene provide a virtual referenceplane, the plane at infinity, or images taken with a parallelprojection camera. A collection of known and novel referenceplane scenarios is presented in this thesis.
The main contribution of the thesis is a novel multi-viewreconstruction approach using a reference plane. The techniqueis applicable to three different feature types, points, linesand planes. The novelty of our approach is that all cameras andall features (off the reference plane) are reconstructedsimultaneously from a single linear system of imagemeasurements. It is based on the novel observation that camerasand features have a linear relationship if a reference plane isknown. In the absence of a reference plane, this relationshipis non-linear. Thus many previousmethods must reconstructfeatures and cameras sequentially. Another class of methods,popular in the literature, is factorization, but, in contrastto our approach, this has the serious practical drawback thatall features are required to be visible in all views. Extensiveexperiments show that our approach is superior to allpreviously suggested reference plane and non-reference planemethods for difficult reference plane scenarios.
Furthermore, the thesis studies scenes which do not have aunique reconstruction, so-called critical configurations. It isproven that in the presence of a reference plane the set ofcritical configurations is small.
Finally, the thesis introduces a complete, automaticmulti-view reconstruction system based on the reference planeapproach. The input data is a set of images and the output a 3Dpoint reconstruction together with the correspondingcameras.
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Seck, Bassirou. "Display and Analysis of Tomographic Reconstructions of Multiple Synthetic Aperture LADAR (SAL) images." Wright State University / OhioLINK, 2018. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=wright1547740781773769.
Full text
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Singels, Wynand. "An application of photogrammetry in the petrochemical industry." Thesis, Stellenbosch : Stellenbosch University, 2008. http://hdl.handle.net/10019.1/2296.
Full textAbstract:
Thesis (MScEng (Mathematical Sciences. Applied Mathematics))--Stellenbosch University, 2008.When building or improving a petrochemical plant, drawings are used extensively in the design process. However, existing petrochemical plants seldom match their drawings, or the drawings are lost, forcing the need to generate a 3D model of the structure of the plant. In this thesis photogrammetry is investigated as a method of generating a digital 3D model of an existing plant. Camera modeling, target extraction and 3D reconstruction are discussed in detail, and a real-world system is investigated.
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Lébraly, Pierre. "Etalonnage de caméras à champs disjoints et reconstruction 3D : Application à un robot mobile." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00795259.
Full textAbstract:
Ces travaux s'inscrivent dans le cadre du projet VIPA " Véhicule Individuel Public Autonome ", au cours duquel le LASMEA et ses partenaires ont mis au point des véhicules capables de naviguer automatiquement, sans aucune infrastructure extérieure dédiée, dans des zones urbaines (parkings, zones piétonnes, aéroports). Il est doté de deux caméras, l'une à l'avant, et l'autre à l'arrière. Avant son déploiement, le véhicule doit tout d'abord être étalonné et conduit manuellement afin de reconstruire la carte d'amers visuels dans laquelle il naviguera ensuite automatiquement. Les travaux de cette thèse ont pour but de développer et de mettre en oeuvre des méthodes souples permettant d'étalonner cet ensemble de caméras dont les champs de vue sont totalement disjoints. Après une étape préalable d'étalonnage intrinsèque et un état de l'art sur les systèmes multi-caméra, nous développons et mettons en oeuvre différentes méthodes d'étalonnage extrinsèque (déterminant les poses relatives des caméras à champs de vue disjoints). La première méthode présentée utilise un miroir plan pour créer un champ de vision commun aux différentes caméras. La seconde approche consiste à manoeuvrer le véhicule pendant que chaque caméra observe une scène statique composée de cibles (dont la détection est sous-pixellique). Dans la troisième approche, nous montrons que l'étalonnage extrinsèque peut être obtenu simultanément à la reconstruction 3D (par exemple lors de la phase d'apprentissage), en utilisant des points d'intérêt comme amers visuels. Pour cela un algorithme d'ajustement de faisceaux multi-caméra a été développé avec une implémentation creuse. Enfin, nous terminons par un étalonnage déterminant l'orientation du système multi-caméra par rapport au véhicule.
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Bismack, Brian James. "Implementation of the Dosimetry Check Software Package in Computing 3D Patient Exit Dose Through Generation of a Deconvolution Kernel to be Used for Patients’ IMRT Treatment Plan QA." University of Toledo Health Science Campus / OhioLINK, 2010. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=mco1290456365.
Full text
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Gimenez, Lucile. "Outils numériques pour la reconstruction et l'analyse sémantique de représentations graphiques de bâtiments." Thesis, Paris 8, 2015. http://www.theses.fr/2015PA080047.
Full textAbstract:
De nombreux bâtiments anciens sont à rénover pour diminuer leur consommation énergétique. Grâce à l'émergence d’outils numériques tels que la maquette numérique d'un bâtiment ou BIM (Building Information Modeling), des simulations énergétiques peuvent être réalisées. Or, pour la plupart des bâtiments, aucune information numérique n'est disponible. L'objectif de nos travaux est de développer une méthodologie pour générer des maquettes numériques de bâtiments existants à faible coût en limitant l'acquisition de données. Notre choix s'est porté sur l'utilisation de plan papier 2D scanné. Nous faisons l'hypothèse qu'un tel plan est presque toujours disponible pour un bâtiment même s’il n'est pas toujours à jour et que sa qualité influe sur celle de la reconstruction. La reconstruction automatique d'un BIM à partir d'une image se base sur la recherche et l'identification de 3 composantes: la géométrie (forme des éléments), la topologie (liens entre les éléments) et la sémantique (caractéristiques des éléments). Lors de cette phase, des ambiguïtés peuvent apparaître. Nous proposons un processus basé sur des interventions ponctuelles et guidées de l'utilisateur afin d'identifier les erreurs et proposer des choix de correction pour éviter leur propagation.Nous présentons la méthodologie développée pour proposer une reconstruction semi-automatique et une analyse des résultats obtenus sur une base de 90 plans. Les travaux ont ensuite porté sur une généralisation du processus afin d'en tester la robustesse, le passage à l'échelle et la gestion multi-niveaux. Le processus développé est flexible pour permettre l’ajout d'autres sources de données pour enrichir la maquette numériqueMany buildings have to undergo major renovation to comply with regulations and environmental challenges. The BIM (Building Information Modeling) helps designers to make better-informed decisions, and results in more optimal energy-efficient designs. Such advanced design approaches require 3D digital models. However such models are not available for existing buildings. The aim of our work is to develop a method to generate 3D building models from existing buildings at low cost and in a reasonable time. We have chosen to work with 2D scanned plans. We assume that it is possible to find a paper plan for most buildings even if it is not always up-to-date and if the recognition quality is also dependent to the plan. The automatic reconstruction of a BIM from a paper plan is based on the extraction and identification of 3 main components: geometry (element shape), topology (links between elements) and semantics (object properties). During this process, some errors are generated which cannot be automatically corrected. This is why, we propose a novel approach based on punctual and guided human interventions to automatically identify and propose correction choices to the user to avoid error propagation.We describe the developed methodology to convert semi-automatically a 2D scanned plan into a BIM. A result analysis is done on 90 images. The following works is focused on the process genericity to test its robustness, the challenge of moving to scale and the multi-level management. The results highlight the pertinence of the error classification, identification and choices made to the user. The process is flexible in order to be completed by others data sources
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Angladon, Vincent. "Room layout estimation on mobile devices." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://oatao.univ-toulouse.fr/20745/1/ANGLADON_Vincent.pdf.
Full textAbstract:
Room layout generation is the problem of generating a drawing or a digital model of an existing room from a set of measurements such as laser data or images. The generation of floor plans can find application in the building industry to assess the quality and the correctness of an ongoing construction w.r.t. the initial model, or to quickly sketch the renovation of an apartment. Real estate industry can rely on automatic generation of floor plans to ease the process of checking the livable surface and to propose virtual visits to prospective customers. As for the general public, the room layout can be integrated into mixed reality games to provide a better immersiveness experience, or used in other related augmented reality applications such room redecoration. The goal of this industrial thesis (CIFRE) is to investigate and take advantage of the state-of-the art mobile devices in order to automate the process of generating room layouts. Nowadays, modern mobile devices usually come a wide range of sensors, such as inertial motion unit (IMU), RGB cameras and, more recently, depth cameras. Moreover, tactile touchscreens offer a natural and simple way to interact with the user, thus favoring the development of interactive applications, in which the user can be part of the processing loop. This work aims at exploiting the richness of such devices to address the room layout generation problem. The thesis has three major contributions. We first show how the classic problem of detecting vanishing points in an image can benefit from an a-priori given by the IMU sensor. We propose a simple and effective algorithm for detecting vanishing points relying on the gravity vector estimated by the IMU. A new public dataset containing images and the relevant IMU data is introduced to help assessing vanishing point algorithms and foster further studies in the field. As a second contribution, we explored the state of-the-art of real-time localization and map optimization algorithms for RGB-D sensors. Real-time localization is a fundamental task to enable augmented reality applications, and thus it is a critical component when designing interactive applications. We propose an evaluation of existing algorithms for the common desktop set-up in order to be employed on a mobile device. For each considered method, we assess the accuracy of the localization as well as the computational performances when ported on a mobile device. Finally, we present a proof of concept of application able to generate the room layout relying on a Project Tango tablet equipped with an RGB-D sensor. In particular, we propose an algorithm that incrementally processes and fuses the 3D data provided by the sensor in order to obtain the layout of the room. We show how our algorithm can rely on the user interactions in order to correct the generated 3D model during the acquisition process.
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Draréni, Jamil. "Exploitation de contraintes photométriques et géométriques en vision : application au suivi, au calibrage et à la reconstruction." Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENM061.
Full textAbstract:
Cette thèse s'intéresse à trois problèmes fondamentaux de la vision par ordinateur qui sont le suivi vidéo, le calibrage et la reconstruction 3D. Les approches proposées sont strictement basées sur des contraintes photométriques et géométriques présentent dans des images 2D. Le suivi de mouvement se fait généralement dans un flux vidéo et consiste à suivre un objet d'intérêt identifié par l'usager. Nous reprenons une des méthodes les plus robustes à cet effet et l'améliorons de sorte à prendre en charge, en plus de ses translations, les rotations qu'effectue l'objet d'intérêt. Par la suite nous nous attelons au calibrage de caméras ; un autre problème fondamental en vision. Il s'agit là, d'estimer des paramètres intrinsèques qui décrivent la projection d'entités 3D dans une image plane. Plus précisément, nous proposons des algorithmes de calibrage plan pour les caméras linéaires (pushbroom) et les vidéo projecteurs lesquels étaient, jusque-là, calibrés de façon laborieuse. Le troisième volet de cette thèse sera consacré à la reconstruction 3D par ombres projetée. À moins de connaissance à priori sur le contenu de la scène, cette technique est intrinsèquement ambigüe. Nous proposons une méthode pour réduire cette ambiguïté en exploitant le fait que les spots de lumières sont souvent visibles dans la caméraThe topic of this thesis revolves around three fundamental problems in computer vision; namely, video tracking, camera calibration and shape recovery. The proposed methods are solely based on photometric and geometric constraints found in the images. Video tracking, usually performed on a video sequence, consists in tracking a region of interest, selected manually by an operator. We extend a successful tracking method by adding the ability to estimate the orientation of the tracked object. Furthermore, we consider another fundamental problem in computer vision: calibration. Here we tackle the problem of calibrating linear cameras (a. K. A: pushbroom)and video projectors. For the former one we propose a convenient plane-based calibration algorithm and for the latter, a calibration algorithm that does not require aphysical grid and a planar auto-calibration algorithm. Finally, we pointed our third research direction toward shape reconstruction using coplanar shadows. This technique is known to suffer from a bas-relief ambiguity if no extra information on the scene or light source is provided. We propose a simple method to reduce this ambiguity from four to a single parameter. We achieve this by taking into account the visibility of the light spots in the camera
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Vala, Martin. "Analýza defektů na DPS za použití moderních optických metod." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2016. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-254482.
Full textAbstract:
This diploma thesis is focused on detecting of defects on BGA (Ball Grid Array) components using of X-ray. Defects are formed during reflow BGA components during assembly, but also later due to mechanical and thermal stress. Therefore, there is an overview of defects and methods of diagnosis of BGA packages eg .: modern X-ray defect detection or micro sections. There is disclosed a device NORDSON DAGE XD7600NT its operation and setup. The device enables advanced methods of scanning called X-plane. For creating 3D models used reconstructive software called CERA, which uses raw data from the method of X-Plane.
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張嘉峻. "Plane-Based Multi-View 3D Dense Reconstruction." Thesis, 2011. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/70774976171125022226.
Full textAbstract:
碩士國立交通大學
多媒體工程研究所
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This paper addresses 3D dense reconstruction of a scene/object from multiple photos taken by a calibrated camera. Unlike most of the existing methods which use a fixed-sized window to do two-view correlation matching for verifying the photo consistency across the multiple views, our method applies a multi-image matching without requiring a fixed-sized window. The reconstruction begins with extracting image features such as local min/max intensity or the like from the input images, and then applies the epipolar constraints to derive the matched feature pairs. The whole object surface is approximated by a set of planar surface patches in 3D space; that is, the object model consists of a set of oriented points or a point cloud in short. Each planar patch is initially represented by a plane equation derived from the associated line/point feature pairs. Next, an iterative optimization process is called for to refine the plane parameter to attain higher accuracy. Finally, a dense model for 3D model is accomplished. We apply our reconstruction method to synthetic images in order to check the geometry correctness and real images for robustness testing. The experimental results show that our reconstructed models generally look smoother and more accurate than the ones reconstructed by a top existing multi-view stereo method.
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PENG, GUAN-YU, and 彭貫宇. "Floor plan-based 3D scene reconstruction and indoor positioning system." Thesis, 2019. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/9kmz57.
Full textAbstract:
碩士國立臺北科技大學
資訊工程系
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We have proposed a scene reconstruction technique to develop an indoor positioning system that incorporated augmented reality (AR). 3D scene reconstruction was achieved using floor plans, and low-power Bluetooth devices were used for indoor positioning. Suggestions on the deployment of Bluetooth devices were made using a placement algorithm so that administrator could easily set up a positioning environment with the smallest number of Bluetooth devices in optimal locations. Based on the positioning environment, this system provides AR functions including visualized navigation, messaging, and warnings for restricted areas.
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Ralho, João Pedro Loureiro. "Learning Single-View Plane Prediction from autonomous driving datasets." Master's thesis, 2019. http://hdl.handle.net/10316/87852.
Full textAbstract:
Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaA reconstrução 3D tradicional usando múltiplas imagens apresenta algumas dificuldades em cenas com pouca ou repetida textura, superfícies inclinadas, iluminação variada e especularidades. Este problema foi resolvido através de geometria planar (PPR), bastante frequente em estruturas construidas pelo ser humano. As primitivas planares são usadas para obter uma reconstrução mais precisa, geometricamente simples, e visualmente mais apelativa que uma núvem de pontos. Estimação de profundidade através de uma única imagem (SIDE) é uma ideia bastante apelativa que recentemente ganhou novo destaque devido à emergência de métodos de aprendizagem e de novas formas de gerar grandes conjuntos de dados RGB-D precisos. No fundo, esta dissertação pretende extender o trabalho desenvolvido em SIDE para reconstrução 3D usando primitivas planares através de uma única imagem (SI-PPR). Os métodos existentes apresentam alguma dificuldade em gerar bons resultados porque não existem grandes coleções de dados PPR precisos de cenas reais. Como tal, o objetivo desta dissertação é propor um pipeline para gerar de forma eficiente grandes coleções de dados PPR para retreinar métodos de estimação PPR. O pipeline é composto por três partes, uma responsável por gerar informação sobre a profundidade numa imagem através do colmap, segmentação manual dos planos verificados na imagem, e uma propagação automática da segmentação realizada e dos parâmetros dos planos para as imagens vizinhas usando uma nova estratégia com base em restrições geométricas e amostragem aleatória. O pipeline criado é capaz de gerar dados PPR com eficiência e precisão a partir de imagens reais.
Traditional 3D reconstruction using multiple images have some difficulties in dealing with scenes with little or repeated texture, slanted surfaces, variable illumination, and specularities. This problem was solved using planarity prior (PPR), which is quite common in man-made environments. Planar primitives are used for a more accurate, geometrically simple, and visually appealing reconstruction than a cloud of points. Single image depth estimation (SIDE) is a very appealing idea that has recently gained new prominence due to the emergence of learning methods and new ways to generate large accurate RGB-D datasets. This dissertation intends to extend the work developed in SIDE and work on single image piece-wise planar reconstruction (SI-PPR). Existing methods struggle in outputting accurate planar information from images because there are no large collections of accurate PPR data from real imagery. Therefore, this dissertation aims to propose a pipeline to efficiently generate large PPR datasets to re-train PPR estimation approaches. The pipeline is composed by three main stages, depth data generation using colmap, manual labeling of a small percentage of the images of the dataset, and automatic label and plane propagation to neighbouring views using a new strategy based on geometric constraints and random sampling. The pipeline created is able to efficiently and accurately generate PPR data from real images. -------------------------------------------------------------------
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Jourdain, Mélissa. "Reconstruction 3D des artères par imagerie intravasculaire ultrasonore (IVUS) et angiographie monoplan." Thèse, 2009. http://hdl.handle.net/1866/6434.
Full text
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Wang, Chia-Jui, and 王嘉銳. "Application of Stereo Machine Vision and L-Systems to 3D Reconstruction of Virtual Plants." Thesis, 2003. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/79908033926491864612.
Full textAbstract:
碩士國立臺灣大學
生物產業機電工程學研究所
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The objective of this study was to develop a 3D reconstruction system of virtual plants by using L-systems and stereo machine vision. The vegetable seedling was placed on a platform rotated by the stepping motor. Two CCD cameras were utilized to automatically capture three orthogonal images of each seedling. Elliptical Hough transform based on the top-view image was used to search the leaves. Furthermore, the whole structure of the vegetable seedling could be reconstructed by supplementing information from the front-view and side-view images. An algorithm developed by comparing the distance of leaf center with the area ratio of each leave in many sets was to determine the number of leaves by voting scheme. Hence, the geometric information including positions of internodes and leaves, and areas of leaves could be acquired. The performance of the machine vision system was illustrated with the measurement of the characteristics of cabbage and edible amaranth seedlings. The characteristics of seedlings were measured and their 3D structures were also reconstructed. For the simulation of virtual plant, the parametric L-system was improved by establishing the one-layer interpreting rules of strings to make it easier in modification and better performance of the parametric L-system. Each leave or petal could be easily added to the string by choosing the corresponding texture file and the alphabet. A model of virtual flower was implemented by adding the corresponding strings into the initial strings and rule strings with the inputs of the number, angle and length of the petal, and of the length and number of the pistil. The 2D models of leaves or petals were constructed by using two cubic Bézier curves fitted to the leaf image captured from the scanner or the CCD camera. The control points of Bézier curves can be further converted into two 16-control-point 3D Bézier surface models. In this study, OpenGL libraries and computer graphics techniques constructed the realistic virtual flowers and plants. The 3D structures of cabbages, orchids, and other plants were manually measured and reconstructed by using the developed L-systems. In addition, the virtual plants were successfully simulated by the stochastic L-system.
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Draréni, Jamil. "Exploitation de contraintes photométriques et géométriques en vision : application au suivi, au calibrage et à la reconstruction." Thèse, 2010. http://hdl.handle.net/1866/4868.
Full textAbstract:
Cette thèse s’intéresse à trois problèmes fondamentaux de la vision par ordinateur qui sont le suivi vidéo, le calibrage et la reconstruction 3D. Les approches proposées sont strictement basées sur des contraintes photométriques et géométriques présentent dans des images 2D.
Le suivi de mouvement se fait généralement dans un flux vidéo et consiste à suivre un objet d’intérêt identifié par l’usager. Nous reprenons une des méthodes les plus robustes à cet effet et l’améliorons de sorte à prendre en charge, en plus de ses translations, les rotations qu’effectue l’objet d’intérêt.
Par la suite nous nous attelons au calibrage de caméras; un autre problème fondamental en vision. Il s’agit là, d’estimer des paramètres intrinsèques qui décrivent la projection d’entités 3D dans une image plane. Plus précisément, nous proposons des algorithmes de calibrage plan pour les cam ́eras linéaires (pushbroom) et les vidéo projecteurs lesquels ́etaient, jusque là, calibrés de façon laborieuse.
Le troisième volet de cette thèse sera consacré à la reconstruction 3D par ombres projetée. À moins de connaissance à-priori sur le contenu de la scène, cette technique est intrinsèquement ambigüe. Nous proposons une méthode pour réduire cette ambiguïté en exploitant le fait que les spots de lumières sont souvent visibles dans la caméra.The topic of this thesis revolves around three fundamental problems in computer vision; namely, video tracking, camera calibration and shape recovery. The proposed methods are solely based on photometric and geometric constraints found in the images. Video tracking, usually performed on a video sequence, consists in tracking a region of interest, selected manually by an operator. We extend a successful tracking method by adding the ability to estimate the orientation of the tracked object. Furthermore, we consider another fundamental problem in computer vision: cali- bration. Here we tackle the problem of calibrating linear cameras (a.k.a: pushbroom) and video projectors. For the former one we propose a convenient plane-based cali- bration algorithm and for the latter, a calibration algorithm that does not require a physical grid and a planar auto-calibration algorithm. Finally, we pointed our third research direction toward shape reconstruction using coplanar shadows. This technique is known to suffer from a bas-relief ambiguity if no extra information on the scene or light source is provided. We propose a simple method to reduce this ambiguity from four to a single parameter. We achieve this by taking into account the visibility of the light spots in the camera.
Cette thése a été réalisée dans le cadre d'une cotutelle avec l'Institut National Polytechnique de Grenoble (France). La recherche a été effectuée au sein des laboratoires de vision 3D (DIRO, UdM) et PERCEPTION-INRIA (Grenoble).