Cartographie 3D d`intérieur et d`extérieur

Cartographie 3D d’intérieur et d’extérieur
Séminaire
MINES ParisTech
PSA Peugeot Citroën
Maillages et modèles 3D
Pascal LEFEBVRE-ALBARET
TECHNODIGIT
Version Date: 24.08.13
Sommaire
01
L’entreprise Technodigit
02
Pourquoi modéliser ?
03
Les différents type de modèles
04
Le maillage 3D
05
Modélisation de surfaces CAO
06
Questions / Réponses
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L’entreprise TECHNODIGIT
Industrie
Contrôle qualité
CAO
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Génie civil
Patrimoine culturel
Topographie
Médical
CAO dentaire
Technodigit acquis par Hexagon division métrologie en 2008
3DReshaper Application / Reshaper Library SDK
Traitement de nuages de points / Filtrage / Recalage / Segmentation
Maillage / Modélisation 3D / Texturage / Visite virtuelle
Inspection /Formes géométriques / Rapport / Sections
Pourquoi modéliser ?
•  Nuage de points
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Discrétisation; discontinuité; distance entre 2 points.
Que se passe-t-il entre 2 points.
Pas de normale; projection difficile.
Couleur => représentation texturée possible mais fortement
dépendante de la densité locale et du facteur de zoom.
•  Erreur de mesure; « bruit » de mesure.
•  Zones manquantes (ombres non levées).
•  Impossibilité de calculer volumes, surfaces.
•  Besoin d’obtenir une surface ou un volume.
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La surface est connue approximativement en tout point.
Zooms forts possibles.
Amélioration, lissage, bouchage de trous, continuité de courbure.
Normales connues => projections ; inspection 3D.
Plaquage de textures.
Volume, surface, moments d’inerties.
Les différents types de modèles
Modèle maillé
Surfaces CAO
Maillage par extraction
de formes
•  Maillage automatique
•  Optimisation
•  Lissage
•  Création de polylignes
•  Création de courbes
•  Création de patchs CAO
•  Extraction plans, etc.
•  Moindres carrés
•  Maillage « manuel »
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Le maillage triangulaire
•  Maillage 2D d’un semis
•  Région de Voronoï (1868-1908)
•  Triangles de Delaunay
(1890-1980)
•  Cercle circonscrit
•  Triangulation surfacique 2,5D
•  Maillage 3D d’un semis
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• 
Région de Voronoï 3D
Tétraèdres de Delaunay
Sphère circonscrite
Maillage tétraédrique 3D
Maillage volumique
•  Maillage surfacique 3D
•  Par collage de maillages 2D
•  Maillage direct 3D
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Philosophies de maillage
Enrichissement jusqu’à la
qualité optimum
Dégradation jusqu’à la
qualité optimum
•  Maillage grossier et rapide;
sélection des « meilleurs »
points.
•  Enrichissement à une certaine
tolérance.
•  Surface « au milieu du bruit ».
•  Exemple avec la victoire de
Samothrace.
•  Maillage d’un grand nombre de
points (tous les points dans
certains cas).
•  Lissage ; élimination du bruit.
•  Réduction à un nombre
acceptable de triangles.
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Orientation des triangles selon les courbures
•  Organisation Voronoï favorable pour le calcul de la surface mais provoque l’effet
chanfrein.
•  Les liens entre les sommets suivant les courbures permettent une meilleure
précision géométrique sans augmenter la complexité du modèle.
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Les difficultés pour obtenir un « bon »
maillage
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S’affranchir du bruit de mesure et faire ressortir les détails réels.
Obtenir un maillage cohérent et pas un « sac de triangles ».
Bien détecter les trous et boucher les zones non mesurées.
Bien gérer les parois minces.
Bien gérer les petits rayons et les angles vifs.
Obtenir un maillage aussi léger que possible.
Exemple de maillages 3D
•  Exemples d’objets du paysage urbain
•  Façade
•  Statue équestre
•  Chapelle de Guillaume Tell
•  Exemples de levés à grande échelle
•  LiDAR aérien (Lausanne)
• 
Classification des points du nuage
• 
Création d’un MNT
•  LiDAR terrestre
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Maillage optimum par extraction de formes
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Mesures
•  Inspection
•  Comparaison théorique / mesuré
•  Mesures
•  Dimensions, distances, angles, …
•  Sections:
•  Transversales
•  Profils en travers (tunnel)
•  Coupe sur un bâtiment (bâtiment)
•  Horizontales
•  Courbes de niveaux (mountain lake)
•  Plan de bâtiments (cf Beginner’s Guide)
•  Volumes / cubatures
•  Objets clos
•  Volumes entre deux surfaces
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Plaquage de textures
•  Plusieurs possibilités:
•  Avec points de référence,
•  A l’aide des paramètres de l’appareil photo (positionnement,
orientation, distorsions, …),
•  Avec une texture répétitive,
•  A partir des couleurs du nuage de points.
•  Exemples:
•  Monument Marseille
•  Route de montagne
•  Totem
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Modélisation par surfaces CAO
Ø Etape n°1 indispensable avoir un « bon » maillage
Modelage surfacique
•  Construction d’un réseau de
polylignes.
•  Segmentation des polylignes.
•  Approximation des polylignes en
courbes Bspline.
•  Détection des contraintes aux
limites.
•  Remplissage par des patchs
surfaciques Bspline.
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Modelage volumique
•  Créations de volumes
élémentaires.
•  Combinaison des volumes par
opérations booléennes.
Merci de votre attention.
Questions ?
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www.3dreshaper.com
[email protected]