R´eunion ICAR

33  Download (0)

Texte intégral

(1)

Silv `ere Gauthier

Encadrement :R. B ´eni `ere, W. Puech, G. Pouessel, G. Subsol

LIRMM, CNRS, Universit ´e Montpellier, France C4W, Montpellier, France

11 janvier 2017

(2)

1 Sujet de th `ese

2 Segmentation

3 Extraction de primitives

4 Travaux en cours

(3)

1 Sujet de th `ese

2 Segmentation

3 Extraction de primitives

4 Travaux en cours

2/25

(4)

Reverse Engineering

Etude d’un objet pour en d ´eterminer le fonctionnement ou la m ´ethode de fabrication.

En 3D : reconstruction d’un mod `ele continu (primitives g ´eom ´etriques) `a partir d’un mod `ele discret (maillage).

Maillage Primitives Mod `ele B-Rep

(5)

4/25

(6)
(7)

1 Sujet de th `ese

2 Segmentation

3 Extraction de primitives

4 Travaux en cours

5/25

(8)
(9)

S. Gauthier, W. Puech, R. B ´eni `ere, G. Subsol, Segmentation de maillages 3D de pi `eces manufactur ´ees num ´eris ´ees : Application `a la r ´etro-conception, CORESA, 2016.

S. Gauthier, W. Puech, R. B ´eni `ere, G. Subsol, Digitized 3D mesh segmentation based on curvature analysis, 3DIPM, 2017.

7/25

(10)

Construction d’un histogramme de courbure

Les valeurs de courbures sont souvent toutes diff ´erentes. Pour construire un histogramme, nous utilisons une estimation par noyau gaussien.

Afin de comparer les histogrammes, nous devons les normaliser. Nous utilisons pour cela la taille moyenne des ar ˆetes de l’objet et limitons l’histogramme dans l’intervalle [-2 ; 2], suffisant pour les maillages scann ´es.

(11)

Analyse de l’histogramme

En utilisant une approximation discr `ete de la d ´eriv ´ee seconde des valeurs de l’histogramme, on peut d ´etecter l’emplacement des pics et vall ´ees.

Seuillage de la courbure

En utilisant les deux vall ´ees extr ˆemes comme seuils, on retire les points des ar ˆetes vives. Ce qui permet de segmenter par croissance de r ´egions.

9/25

(12)

Sous-maillages

Nous r ´ecup ´erons ensuite les sous-maillages et les zones ar ˆetes par croissance de r ´egions.

(13)

Fusion des art ´efacts

Une fusion de r ´egions est ´egalement n ´ecessaire pour ´eliminer les petits art ´efacts d ˆus aux impr ´ecisions des donn ´ees.

Suppression des ponts

Certains sous-maillages peuvent ˆetre reli ´es seulement par quelques triangles. Un syst `eme d’ ´erosion-dilatation permet de les s ´eparer.

11/25

(14)

R ´ecursion

Pour chaque sous-maillage obtenu, on r ´eit `ere le processus `a partir du calcul de la courbure.

Cela permet d’extraire les ar ˆetes plus ou moins larges et traiter les zones avec diff ´erentes amplitudes de bruit.

Segmentation par les ar ˆetes “lisses”

Les primitives de l’objet peuvent ˆetre tangentes et ne sont donc pas toujours s ´epar ´ees par des ar ˆetes vives. Par contre, nous pouvons les distinguer dans l’histogramme et ainsi les s ´eparer par un seuillage multiple de la courbure.

(15)

R ´esultats

La segmentation est robuste et adaptative. Elle nous fournit des sous-maillages, `a partir desquels nous allons extraire des primitives.

Environ 96% des sous-maillages obtenus ne contiennent qu’une primitive, ce qui am ´eliore ´enorm ´ement les temps de calculs.

Nous obtenons ´egalement des zones ar ˆetes qui seront par la suite utilis ´ees pour le voisinage des primitives.

Maillage Sous-maillages Zones ar ˆetes

13/25

(16)

1 Sujet de th `ese

2 Segmentation

3 Extraction de primitives

4 Travaux en cours

(17)

15/25

(18)

Param `etres d’extraction de primitives

Notre extraction de primitives est bas ´ee sur le regroupement de points dont la courbure est similaire. Cette m ´ethode n ´ecessite un certain nombre de param `etres, que nous calculons automatiquement.

Parmis ces param `etres, certains sont li ´es aux valeurs de courbure : Czero: d ´efinit une valeur de courbureCcomme nulle si

−Czero <C<Czero

Csame: d ´efinit deux valeurs de courbureC1etC2comme similaires si

|C1−C2|<Csame

Pour les calculer, nous construisons et analysons les histogrammes des courbures principales. L’analyse est essentiellement statistique.

(19)

Czero= SigmaMin+SigmaMax

2 ,

Csame=min(SigmaMin;SigmaMax),

(1)

S. Gauthier, W. Puech, R. B ´eni `ere, G. Subsol, Analysis of a digitized 3D mesh curvature histogram : Applications for segmentation, geometric primitive type detection and quality

measurement, CAD, 2017. 17/25

(20)

Czero=min(SigmaMin;SigmaMax),

Csame=min(SigmaMin;SigmaMax), (1)

(21)

Czero= |MuMin| ×SigmaMax+|MuMax| ×SigmaMin

SigmaMin+SigmaMax

, Csame=Sigmazero,

(1)

S. Gauthier, W. Puech, R. B ´eni `ere, G. Subsol, Analysis of a digitized 3D mesh curvature histogram : Applications for segmentation, geometric primitive type detection and quality

measurement, CAD, 2017. 17/25

(22)

On utilise les calculs pr ´ec ´edents, avec le pic le plus haut de chaque histogramme (en orange dans l’exemple).

(23)

D’autres tol ´erances concernent les angles et les distances :

α=SigmaAngles, (1) o `uSigmaAnglescorrespond `a l’ ´ecart-type des angles entre les directions de courbure des points et celles de leurs voisins.

=AverageEdgeLength, (2) o `uAverageEdgeLengthcorrespond `a la longueur moyenne des ar ˆetes du maillage.

Cette derni `ere tol ´erance est suffisante pour valider ou invalider

l’approximation globale d’un sous-maillage par une unique primitive (gain de temps important).

S. Gauthier, W. Puech, R. B ´eni `ere, G. Subsol, Analysis of a digitized 3D mesh curvature histogram : Applications for segmentation, geometric primitive type detection and quality

measurement, CAD, 2017. 17/25

(24)
(25)

La r ´egression directe sur le sous-maillage permet d’ ´eviter le calcul de courbure et d’am ´eliorer la fiabilit ´e du calcul.

19/25

(26)

L’optimisation permet parfois de compenser un bruit trop important dans le maillage, qui peut perturber le calcul par r ´egression.

(27)

21/25

(28)

1 Sujet de th `ese

2 Segmentation

3 Extraction de primitives

4 Travaux en cours

(29)

23/25

(30)

Id ´ee :

- d ´etecter un sous-maillage isol ´e,

- d ´ecouper son contour en plusieurs parties, - approximer ces sous-contours par des courbes,

- projeter ces sous-contours sur les primitives adjacentes,

- calculer une surface `a partir de ces courbes et du nuage de points.

(31)

25/25

(32)
(33)

Des suggestions ?

Mail : silvere.gauthier@c4w.com / silvere.gauthier@lirmm.fr

Silv `ere Gauthier, R. B ´eni `ere, W. Puech, G. Pouessel, G. Subsol, R ´eunion ICAR, 2017

Figure

Updating...

Références

Sujets connexes :