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1.
Stéréocomparateur Analytique P33
Principe général
Sur ce système
encore utilisé actuellement, chaque cliché (diapositive) est posé sur un
chariot du comparateur (qui a 2 chariots en tout) et on mesure les coordonnées-photo
(x, y) des points de l'objet à restituer. Le stéréocomparateur est piloté
par un logiciel (PCAP) qui exprime les relations entre les coordonnées-photos
(x, y) et les coordonnées-objets (X,Y,Z) de chaque point visé par l’opérateur.
Orientation interne
| Le logiciel «dirige » les chariots du
stéréocomparateur dans les 4 coins de chaque cliché pour permettre à
l’opérateur de pointer et valider les repères de fond de chambre. |
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Orientation relative
On crée un modèle
stéréoscopique en pointant et validant un certain nombre de points communs aux
deux clichés. A partir de 6 points pris, le logiciel calcule une erreur moyenne
quadratique réduite à l’unité de poids.
Pratiquement, le
logiciel reçoit les coordonnées-photos des points que l’opérateur vise sur
les clichés. Une fois le point visé sur un cliché, on déplace le second
cliché à l’aide du moniteur sans déplacer le premier. La transmission des
coordonnées se fait en validant par une touche du moniteur. On a visé une
dizaine de points.
Orientation absolue
Grâce aux
points de calage que nous avons en notre possession (dans un fichier
informatique), le logiciel nous place directement dans la zone du point. Il ne
nous reste plus qu’à viser le plus précisément possible le point du modèle
en s’aidant du zoom du stéréocomparateur. On a visé environ 5 points dont
au moins 4 dont les coordonnées-modèle (issue de l’orientation relative)sont
connues.
Vision stéréoscopique
De là, nous nous essayons à la vision
en « 3D » en éliminant le défaut résiduel d’orientation. Pour
cela on agit sur la molette du moniteur. Nous pouvons alors nous déplacer dans
l’espace de la ville de Metz avec l’impression d’être un oiseau.
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2.
Station de travail SSK
La station de
travail Stereo Softcopy Kit (SSK) se compose d'éléments matériels et d'un
logiciel.
Les éléments
matériels sont constitués par :
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une carte vidéo |
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une souris
adaptée à la digitalisation en 3D |
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une paire de
lunette permettant la vision stéréoscopique |
Le logiciel de
photogrammétrie permet de réaliser les opérations suivantes afin d'aboutir à
la stéréorestitution :
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Chargement
des deux photos présentant un recouvrement |
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Saisie des
repères de fond de chambre |
Le repère lié aux photos est défini par la donnée
des coordonnées de ces points.
Orientation
relative
La
saisie de points homologues sur les deux photos permet de calculer les paramètres
de l'orientation relative par rotation ou enchaînement des clichés.
Orientation absolue
La
saisie de points marqués sur le terrain et connus en coordonnées permet de
mettre le modèle stéréoscopique à l'échelle et de l'orienter conformément
au terrain.
Une fois ces étapes
réalisées les photos forment un couple stéréoscopique. Le logiciel construit
un anaglyphe dont les lunettes
restituent une vision en trois dimensions (seule la zone de recouvrement est
visible en 3D). La souris permet de se déplacer suivant les trois directions de
l'espace et de réaliser ainsi un pointé stéréoscopique. La position de
points peut donc être déterminée.
Rem : Le logiciel
permet de traiter plusieurs couples de photos simultanément.
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3.
Orientation d’un couple de clichés sur stéréocomparateur Pulfrich 1901
Il s’agit de travailler sur deux prises de
vues stéréoscopiques dont les plans photographiques respectifs sont considérés
comme parallèles.
Ces deux photos sont disposées à plat de
part et d’autre du système de visualisation du stéréocomparateur, sur des
plaques mobiles :
| dans
l’axe des x’ en translation (de manière simultanée ou séparée) |
| dans
l’axe des y’ en translation de manière séparée |
| dans
l’axe des z’ en rotation de manière séparée |
De plus, le système de visualisation peut
être translaté dans la direction des y’ par rapport aux clichés.
Chacun des mouvements disponibles permet
d’effectuer les orientations successives nécessaires à la vision stéréoscopique :
orientations interne et relative.
La vision stéréoscopique proprement dite
n’est pas directement accessible : le Pulfrich permet par la mesure de
coordonnées et de parallaxe le calcul des coordonnées objet d’un élément
des photos.
Mode opératoire
OI :
la distance principale et la base des prises de vue sont connues.
L’orientation interne consiste à prendre chaque photo indépendamment et à
lui faire subir de petites rotations autour de z’ pour avoir un cliché dont
les repères de fond de chambre sont parfaitement parallèles aux axes des x’
et des y’ du stéréocomparateur.
C’est une opération nécessaire pour
avoir des coordonnées images (mesurées sur l’appareil) cohérentes.
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OR :
en plaçant le réticule du système de visualisation des photos du stéréocomparateur
sur un point défini de la photo de gauche, on peut ensuite à l’aide des vis
de déplacements du cliché de droite (axe y’) viser le point homologue.
Cette opération est répétée autant de
fois que nécessaire pour s’assurer une bonne précision de calage : on
annule ainsi la parallaxe Py’.
Mesures :
les vis de déplacement simultanés en x’ et y’ ainsi que la vis de déplacement
en x’ du cliché de droite sont couplés à des capteurs permettant une
lecture digitale (en lieu et place des lectures sur vernier d’origine). En
choisissant le repère de fond de chambre central des photos et en mettant à zéro
les afficheurs numériques, on se place dans un système de coordonnées images
dont l’origine est le repère.
Ainsi en visant un point sur la photo de
gauche, on lit ses coordonnées images x’ et y’ sur les lecteurs numériques.
En visant le point homologue de la photo de droite à l’aide de la vis de déplacement
en x’ de la photo de droite, on mesure une parallaxe Px’.
Calculs :
en se basant sur un système simplifié au niveau des orientations relatives des
prises de vue (parallélisme des prises de vue), on peut calculer les coordonnées
objet des points visés :
| Z
= B/Px’ * c
|
| X
= x’*Z/c |
| Y
= y’*Z/c |
Où c est la distance principale, B la base
utilisée et Px’ la parallaxe en x’ (mesurée).
Le tableau suivant regroupe les résultats
de mesures effectuées sur les points suivants :
| P1,
P2 et P3 : coins du paillasson de l’entrée de l’école |
| P4
et P5 : coins des murs de porte de l’entrée de l’école |
On en a tiré la largeur de porte (3.45 m),
la longueur du paillasson (2.98 m) et sa largeur (0.92 m).
La mesure au ruban donnait respectivement
3.48, 2.95 et 1 m.
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