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Technologies 3D

Numérisation et suivi dans un environnement dynamique

Dans le cadre du projet Numérisation et suivi dans un environnement dynamique, l'ITI‑CNRC s'associe avec Neptec, l'Université McGill et l'Agence spatiale canadienne pour créer de nouvelles méthodes de saisie et de traitement d'objets en trois dimensions dans des environnements changeants. En ajoutant une quatrième dimension (4D) à la métrologie 3D, ces nouvelles méthodes permettront de balayer et de mesurer, de traiter et d'afficher des objets en trois dimensions dans un environnement dynamique. Cela éliminera la nécessité de recourir à des infrastructures mécaniques complexes pour maintenir la stabilité de la configuration d'acquisition. Les interactions rapides et les délais minimums de ce nouveau système d'acquisition peuvent profiter à diverses applications.

Le projet a débuté le 1er avril 2002 et se poursuivra jusqu'au 1er avril 2004.

Objectif du projet

Cette recherche vise à mettre au point des méthodes et des algorithmes dans le but de simplifier l'acquisition d'objets rigides en trois dimensions dans des environnements non rigides; une quatrième dimension (4D), la contrainte de temps, est ajoutée au problème général de métrologie 3D. On peut établir une analogie avec l'imagerie vidéo conventionnelle; en 3D, cela crée un ensemble de coordonnées X,Y,Z, de couleur et de temps.

Contexte de la recherche

En l'état actuel des réalisations en matière de systèmes d'acquisition 3D précis, on a encore besoin d'environnements statiques et rigides très contraignants pour maintenir la précision des mesures. La vitesse d'acquisition lente des scanneurs actuels en trois dimensions, en général de quelques minutes pour les images haute résolution 1024x1024, impose que l'on conserve une position relative parfaitement stable entre les caméras 3D et l'objet inspecté, afin de maintenir la précision. Cette contrainte exige de plus des objets et des environnements rigides. Un écart ou une perturbation durant l'acquisition déforme les mesures. On se retrouve alors souvent avec des structures mécaniques complexes et massives pour maintenir la stabilité de la configuration d'acquisition.

Les algorithmes de traitement et les systèmes d'affichage qui peuvent gérer la vaste quantité de données créées par les systèmes 4D n'existent pas. Même si la déformation des images ou de la maille peut être utilisée pour créer de bons modèles 3D, en pratique, aucune mesure utile de métrologie ne peut être prise à cause du manque de système d'acquisition 4D, de logiciel de traitement et de systèmes d'affichage. Les algorithmes de traitement et l'affichage des données tridimensionnelles sont actuellement limités aux scènes statiques.

La première phase de cette recherche sera axée sur les points suivants :

L'étude de la dynamique du processus d'acquisition lorsque des contraintes de temps sont ajoutées :
- Objets rigides – environnements non rigides
- Objets non rigides – environnements rigides
- Objets non rigides – environnements non rigides
Création de méthodologies de balayage intelligent à l'aide des techniques existantes
Analyse et expérimentation de scénarios multiples pour acquérir simultanément des images haute résolution en faisant le suivi d'objets en temps réel
Création d'architecture logicielle et de système pour soutenir l'acquisition et le traitement en temps réel
Étalonnage dynamique précis à base de modèle
Étude du comportement d'objets déformables (non rigides) et d'environnements non rigides sur des algorithmes logiciels

Exemples d'applications :

L'inspection conventionnelle, basée sur l'échantillonnage statistique, profitera d'importantes économies de coûts, grâce à l'élimination de la nécessité de recourir à des infrastructures mécaniques complexes
Applications de contrôle de la qualité à 100 % et d'inspection en ligne
Robotique – Télérobotique – Haptics : exigence de délais minimums et d'interactions rapides entre les utilisateurs et leurs environnements
Interaction virtualisée entre les humains, les ordinateurs et leurs environnements dynamiques changeants
Applications médicales et anthropométriques en temps réel, le corps humain étant manifestement un objet en mouvement et déformable (non rigide).

Publications pertinentes de l'ITI-CNRC

Personne-ressource

François Blais
Agent de recherche
Technologie de l'information visuelle
Institut de technologie de l'information du CNRC
1200, chemin de Montréal
Édifice M-50, pièce 359
Ottawa, ON K1A 0R6
Téléphone : +1 (613) 993-3285
Télécopieur : +1 (613) 952-0215
Courriel : Francois.Blais@nrc-cnrc.gc.ca

Personne-ressource pour les affaires

Charles Gauthier
Agent de développement commercial
Bureau de développement commercial, RCN
Institut de technologie de l'information du CNRC
1200, chemin de Montréal
Ottawa, ON K1A 0R6
Téléphone : +1 (613) 993-2491
Télécopieur : +1 (613) 952-7998
Courriel : Charles Gauthier