Les grands fonds en 3D haute résolution !

Grâce aux nouvelles techniques et algorithmes de reconstruction 3D développés par le service PRAO de l’Unité des Systèmes sous-Marins du Centre de Méditerranée, des modèles visuels haute résolution 3D ont pu être produits pour reconstruire les scènes des sites d’exploration profonds.

Les images, issues des caméras HD des véhicules ROV Victor 6000, Nautile et HROV Ariane sont réalisées par une trajectoire complexe de l’engin permettant de couvrir les structures de la scène sous des angles de vue variés. L’innovation réside dans l’association de techniques de prétraitement des images spécifiques au milieu sous-marin et d’algorithmes de reconstruction appliqués à un ensemble d’images issues d’une seule caméra en déplacement (méthodes de structure-from-motion). Les traitements sont intégrés dans un outil logiciel spécifique nommé Matisse NG afin de permettre la production de modèles 3D de manière banalisée sur de nombreuses campagnes.

Plusieurs milliers d’images sont traitées dans un seul processus composé de plusieurs étapes :  

  • Pré-traitement par correction des artefacts d’illumination et des distorsions de couleurs,
  • Mise en correspondance de points d’intérêt dans les zones en recouvrement des images,
  • Reconstruction 3D des points d’intérêt puis de l’ensemble des pixels,
  • Réalisation de la structure 3D « mesh » et projection des textures visuelles sur cette structure,
  • Mise à l’échelle du modèle 3D par recalage avec les données de navigation du robot.

Le modèle 3D donne un aperçu global et complet de la scène, il atteint ponctuellement une résolution millimétrique. Le modèle permet d’interpréter l’information visuelle en rapport avec le relief, de revisiter les cibles d’intérêt et de réaliser des mesures géométriques pour dimensionner des éléments de la scène.

Les images des deux exemples ci-après sont issues des plongées du Victor 6000 lors de la campagne MOMARSAT 2015 dans le cadre du projet EMSO Açores/ANR-LuckyScales et de la Campagne technique du Nautile ESSNAUT 2016 réalisée en Méditerranée. La fonction de reconstruction est également demandée pour la campagne SubSaintes (IPGP) qui prévoit la cartographie optique d’une quinzaine de sites différents pour des finalités d’études géologiques.

Contact : smdir@ifremer.fr