mini projet licence

1. Réalisation d’un
Montage de
Photogrammétrie
Présenté par :
 AOUF YAKOUB
Encadré Par : Mr. F.BENALI
Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique
Université Ferhat Abbas - Sétif
Institut d’optique et de Mécanique de Précision
Département : Mécanique de Précision
Domaine : Sciences et Technologies
Filière : Optique et Mécanique de Précision
Spécialité : Mécanique Appliquée
Rapport de
Licence
Année Universitaire : 2016/2017

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Jedédiecetravailà
A ALLAH, leTout Miséricordieux, le Très Miséricordieux
Puisse le Tout-Puissant guider notre vie.
A mon père
Tu as été la personne, la première qui m’a soutenu et encouragé à
embrasser ces longues études. Ta simplicité, ton humilité, ton sens de
l’écoute et du partage, sont de grandes valeurs humaines qui ont fait de
toi un homme de référence dans ta communauté. Que le Tout Puissant
t’accorde longue vie afin que tu puisses bénéficier pleinement des fruits
de ce travail.
A ma mère
Mère exemplaire pour mes frères et moi-même ; tu as su donner
l’éducation qu’il nous faut pour affronter les épreuves de la vie. Tu nous as
comblés de ton amour maternel et tu répondais présente à chacune de nos
sollicitations. Puisse le Tout Puissant t’accorder longue vie afin de
profiter des fruits de ce labeur
A mes chers frères :
A mes chères sœurs :
A toute la famille « »
A ma chère amie de travaille:
A toute mes chères amies :
Et toutes les personnes qui m’encouragent.
A tous mes amis d’étude et amis les plus proches et toute la promotion
2017 de MECANIQUE APPLIQUEE

4. 4
Sommaire
1-Photogrammétrie .................................................................................................5
2-Histoire ................................................................................................................5
3. Principe Général ................................................................................................6
3.1.Avantages .....................................................................................................7
3. 2.Inconvénients...............................................................................................7
4. Caméra utilisée dans ce travail ...........................................................................8
5.Les logiciels utilisés dans ce travail ....................................................................8
5.1. Logiciel de photogrammétrie AGISOFT PHOTOSCAN ...........................8
5.2. Logiciel de Géomagic Design X ............................................................11
6. Scanner 3D .......................................................................................................12
7. La différence entre la Photogrammétrie et le scanner 3D.................................12
8. Traitement des données numérisé .....................................................................14
Conclusion ............................................................................................................15
Bibliographie................................................................................................................16

5. 5
1. PHOTOGRAMMÉTRIE
La photogrammétrie permet la mesure d’un objet par l’étude de sa reproduction en perspective,
généralement à l’aide de photographies ou d’images numériques. Même si la technique s’avère
ancienne, elle demeure encore opérante dans certaines de ses applications, notamment dans la
réalisation d’ortho photographies numériques. [1]
La photogrammétrie est une technique qui consiste à effectuer des mesures dans une scène,
en utilisant la parallaxe obtenue entre des images acquises selon des points de vue différents.
Recopiant la vision stéréoscopique humaine, elle a longtemps exploité celle-ci pour
reconstituer le relief de la scène à partir de cette différence de points de vue. Actuellement,
elle exploite de plus en plus les calculs de corrélation entre des images désormais numériques.
[3]
Cette technique repose entièrement sur une modélisation rigoureuse de la géométrie des
images et de leur acquisition afin de reconstituer une copie 3D exacte de la réalité.
L’objectif de ce travail et de faire une comparaison entre les deux techniques de numération
(photogrammétrie, scanner 3D). [3]
2. HISTOIRE
La photogrammétrie a fortement évolué depuis sa première application réalisée par un officier
de l’armée française, Aimé Laussedat en 1849 sur la façade de l'Hôtel des Invalides : il a eu en
effet l’idée d’utiliser des photographies de paysages non seulement pour observer le terrain mais
aussi pour le mesurer.
Il met ainsi au point une technique qui s’appellera plus tard la photogrammétrie.
Laussedat devient professeur au CNAM en 1873, titulaire de la chaire de géométrie appliquée
aux arts où il est souvent question de topographie, et celui que l’on peut considérer comme
l’inventeur de la photogrammétrie sera même directeur du Conservatoire de 1881 à 1900.
L'autre personnage-clé est Félix Tournachon, plus connu sous le nom de Nadar, qui dans les
années 1860 monte en ballon pour photographier Paris et bien d'autres villes, et qui a très bien
compris, à en juger par les brevets qu’il a déposés, l’intérêt de la photographie aérienne pour
des finalités tant civiles que militaires.
Inventée en France, la photogrammétrie a ensuite été développée et industrialisée de façon
très complète en Allemagne.

6. 6
En pratique, il faut attendre l’entre-deux-guerres pour que la photographie aérienne se généralise,
avec le développement de l’aviation.
Après-guerre, on observe un emploi de plus en plus systématique de la photogrammétrie pour
réaliser les cartes de base de pays entiers.
Les développements de l'imagerie spatiale à haute résolution et de la puissance de l'informatique
grand public ont donné depuis peu de nouvelles impulsions à ce domaine.
Mais en parallèle, les développements au sein de la communauté de vision par ordinateur,
destinés essentiellement à des applications de robotique, ont capitalisé depuis une décennie
l'essentiel des efforts de recherche dans ce même domaine.
C'est cette communauté qui, actuellement, est principalement porteuse de l'avenir de la
photogrammétrie. [1]
3. PRINCIPE GÉNÉRAL :
Fig.1: Photos autour de l’objet.
Les outils de photogrammétrie fonctionnent sur un principe finalement assez simple :
comparer entre elles une série de photos, et trouver des points de concordance. En
utilisant le décalage causé par la différence de point de vue, il devient possible d'en
déduire la position des caméras et de calculer la position des points de concordance
dans l'espace 3D. .
Le résultat est donc un nuage de points, qui sera ensuite converti et elle va obéir à
différentes méthodes d'interpolation .
Il sera aussi possible de recréer une texture, par projection et à l'aide des photos initiales.
Voilà pour la théorie, donc. Si ces quelques lignes peuvent sembler évidentes, il n'en
reste pas moins que toutes les règles de prise de vue que nous verrons plus loin en

7. 7
découlent .
En pratique et dans les entrailles des logiciels, tout n'est évidemment pas aussi simple.
Un objectif d'appareil photo applique des déformations qu'il faut compenser. Le bruit
numérique, la profondeur de champ gênent la détection de points de concordance. Les
logiciels doivent aussi filtrer les points calculés .
Les logiciels de photogrammétrie doivent donc effectuer des calculs complexes, ce qui
explique qu'ils ne se soient véritablement automatisés que récemment. [2]
1- Avantages
 -Elle est relativement simple à mettre en œuvre. .
 -la photogrammétrie Permet une très grande gamme d’échelle.
 -Permet d'acquérir autant de point que l'on désire.
 -On n'a pas besoin de contact avec ce que l'on mesure.
 -On peut prendre des données à travers le temps.
 -C'est économique.
 -Pas beaucoup influencé par la température, l'accès au site, la circulation.
 -Elle permet de scanner une grande variété d'objets, à toutes les échelles, de
l'insecte à la montagne.
 -La photogrammétrie s'est rapidement imposée comme une méthode de mesure
3D de l'industrie, dès lors que les surfaces à contrôler sont complexes, que le
niveau d'incertitude requis est faible et que la rapidité de la saisie est essentielle.
[1]
2- Inconvénients
 la photogrammétrie est fortement dépendante de l'état de surface d'un objet.
Transparence, réflexion peuvent poser des difficultés
 Besoin de stocker des volumes de données importants. [1]
4- Caméra utilisée dans ce travail :

8. 8
Sony a7 + canon fd 135 mm
Fig.2-1: caméra utilisée par le photographe.
5- Les logiciels utilisés dans ce travail :
5.1- Logiciel de photogrammétrie AGISOFT PHOTOSCAN pour
un rendu professionnel :
Photo scan est un logiciel de photogrammétrie permettant d’automatiser les processus de
traitements photogrammétriques dans des temps très brefs. Compatible avec un très grand
nombre de formats d’images provenant de tout type de capteurs: scans argentiques, frames vidéo,
images RVB ou multi spectrales (Proche infrarouge), Photo scan génère des données géo-
spatiales pouvant être exploitées par de nombreux logiciels: 3D, CAO-DAO, SIG.
 ASSEMBLAGE AUTOMATISE DE PHOTOS
 Génération de nuages de points ultra denses.
 Ortho photos- Géo référencement-Mesures.
Le logiciel Agisoft garantie une grande précision pour la mesure des distances, aires
et volumes ainsi que l'analyse de terrains. Cette fonction d'adresse aussi bien aux
exploitants de mines, carrières, TP, Géologues, Hydrologues, qu'à toute autre entreprise
ou administration amenée à observer et analyser son environnement (surveillance de
falaise, étude de terrain, cubature, etc.). Egalement pour les professionnels du bâtiment
ou du photovoltaïque : mesure de façades, mesure de toits, mesure de toiture
industrielle... en vue d'installation, de rénovation. [4]

9. 9
Avec l'aide d'Agisoft Photo Scan, il est possible de recréer de grands espaces en 3
dimensions à partir de photos. [4]
5.1.1- Compatibilité du logiciel Agisoft :
-Formats acceptés: TIFF, JPEG, PNG, BMP, Open EXR, PGM, PPM, MPO et SEQ
.
-Appareils photos acceptés: tous les appareils photos digital de 5 méga pixels
minimum pour fonctionner et de 13 méga pixels minimum pour avoir de la qualité
.
-Possibilité d'utiliser des appareils photos grand angle (limitation de la distorsion
par le logiciel) .
-Objectifs d'appareil photo acceptés: les objectifs compatibles sont ceux allant de
20 à 80 mm, cependant les objectifs de 50mm sont préférables. [4]
5.1.2- Spécifications hardware:
Windows XP ou plus réçent (32 or 64 bit), Windows 10, Mac OS X Snow Leopard ou
plus récent, Debian / Ubuntu (64 bit), Intel Core 2 Duo processor ou
équivalent.[4] Pour utiliser ce logiciel on suit les étapes suivantes :
1. Trouver des photos :
Fig.2-2: l’ensemble des photos.
2-Ajouter les photos :
Fig.2-3: Aligner les photos.

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3-Masquer les photos :
Fig.2-4: les masques et prise de vue des photos.
5-Géométrie de construction :
Fig.2-5:Avant la forme finale.
6-Construire la texture (résultat) :
Fig.2-6: forme finale (résultat).
5.2- Logiciel de Géomagic Design X :

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Geomagic DesignX est un logiciel de reverse engineering développé par 3D Systems.
Il permet principalement de transformer un scan 3D en modèle CAO (Retro
conception) grâce à son interface intuitive.
Design X utilise une gamme d'outils CAO complète et conserve une arborescence de
construction durant la modélisation, couplé au traitement de données de numérisation
3D.
Il permet l'import de formats de fichiers issus de divers scanner 3D tels que
STEINBICHLER (*.ac), NIKON metrology (*.sab), FARO (*.lsproj,*.fls,*.fws)...,
après importation de ces fichiers en nuage de points ou maillage .STL, ce logiciel vous
permettras de reconstruire tout types d’entités au plus proche de votre objet existant.
Une fois la modélisation de votre projet réalisé, DesignX est capable de retransmettre
toute votre construction (avec arborescence) dans votre logiciel CAO quotidien tels que
SolidWorks®, Siemens NX®, Autodesk Inventor®, PTC Creo® et Pro/Engineer®.
[2]
5.2.1- Langues proposées : Anglais, Français.
5.2.2- Les étapes de travail de géomagic design X :
 Traiter le nuage de points.
 Créer et traiter le maillage.
 Traiter les bords.
Fig.2-7: traitement de nuage de points.
6- Scanner 3D :
Un scanner tridimensionnel est un appareil qui analyse les objets ou leur environnement
proche pour recueillir des informations précises sur la forme et éventuellement sur

12. 12
l'apparence (couleur, texture…) de ceux-ci. Les données ainsi collectées peuvent alors
être utilisées pour construire des images de synthèse en trois dimensions (objets
numériques) à des fins diverses. Ces appareils sont beaucoup utilisés par les industries
du divertissement pour des films ou des jeux vidéo. Des images numériques en 3D
d'objets scannés servent également à la conception industrielle, à la conception
d'orthèses et de prothèses, à la rétro-ingénierie, pour le contrôle qualité (référentiel
numérique) ou pour la documentation d'objets culturels. [5]
7- La différence entre la Photogrammétrie et le scanner 3D:
- La photogrammétrie (basée sur une série de photos) qui génère un modèle maillé.
-Le scanner 3D qui génère un nuage composé de millions de points.
Les résultats donnés par les deux techniques (scanner 3D et la
Photogrammétrie) :
Scanner3d
Fig.2-8: résultat obtenue par scanner 3D
Photogrammétrie
Fig.2-9: résultat obtenue par la
photogrammétrie

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Fig.2-10: résultat d’autre position par
scanner 3D.
Fig.2-11: résultat d’autre position par
Photogrammétrie.
Scan 3D Photogrammétrie
Faible défauts Présence de défauts.
Presque adéquate pour tous les
matériaux.
Uniquement pour les matériaux texturés.
Nécessite image en + référencement. Image de qualité par construction.
un nuage composé de millions de
points.
génère un modèle maillé.
Un coût chaire un coût réduit
Résultat sous forme numérique. Résultat sous forme numérique.
La visualisation est plus facile. La visualisation est plus facile.
Temps petit Temps long
Tableau 1.Comparaison entre les deux techniques.

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8. Traitement des données numérisé :
Fig.3: Organigramme présentant le principe et les applications commun de la
photogrammétrie et scanner 3D.
ScanToPrint
(ScanTomanufactory)
Scan 3D
Traiter le nuage de point
Créer et traiter le maillage
Traiter les bords
Comment extraire les données CAO
Courbes
Surfaces exactesSurfaces paramétrique
Eléments
Photogrammétri
e
Scanpouranalyser

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Conclusion :
o Nous avons essayé de faire une comparaison entre deux techniques De numération.
o Nous avons obtenue des résultats satisfaisant ce qui confirme L’applicabilité de la
photogrammétrie dans la mécanique.
o Nous espérons qui il y aura une continuité De ce travail avec l’autre étudiant.
Les deux techniques, photogrammétrie et scanner 3D, sont opérantes à des degrés
divers dans le domaine de l’art rupestre.
Nous savons – par expérience – que les méthodes de relevé sont d’abord choisi et
utilisées pour :
Leurs capacités à répondre à des demandes (en termes de résultats) ;
Leur facilité de mise en œuvre (compétences requises) ;
Leur coût faible ;
Et dans certains cas d’urgence, pour leur rapidité d’utilisation.

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Recherche bibliographique
 [1] : KasserM, Egels Y., « Photogrammétrie Numérique », Hermès-
Sciences, 2001.
 [2] : R. Martin, « Notions de photogrammétrie », Eyrolles, 1968.
 [3] : AS. Guessoum, « Photogrammétrie et vision par ordinateur » , Cours.
 [4] : Karsten Kiessling, «"Getting started with Agisoft PhotoScan"», standard,
version 0.9.1 build 1693 beta, june
2013,http://www.agisoft.ru/products/PhotoScan/standard/demo/
 [5] : Maumont, Michel. Voir sur le site :
http://www.culture.gouv.fr/culture/cnp/fr/photogram_02.htm