Reconstruction 3D de petits corps par photoclinométrie

3D reconstruction of small solar system bodies

• Auteur / Autrice : Claire Capanna
• Direction : Gilles Gesquière, Laurent Jorda
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 14/11/2013
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et Informatique de Marseille (Marseille ; 1994-....)
• Jury : Président / Présidente : Marc Daniel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Jorda, Jean-Marc Delvit
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marc Pierrot-Deseilligny, Laurent Lucas

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rosetta (sonde spatiale)

Simulation par ordinateur

Astéroïdes

Modélisation tridimensionnelle

Mots clés libres

Reconsruction 3D

Déformation de maillage

Optimisation

Multirésolution

3D reconstruction

Mesh deformation

Optimization

Multiresolution

Résumé

Mon travail de thèse consiste en la mise en place d'une méthode de reconstruction 3D. Les objets à reconstruire sont des petits corps du système solaire qui ont été observée dans le domaine visible par des sondes lors de missions spatiales. La méthode proposée (appelée photoclinométrie par déformation) consiste à déformer un maillage jusqu'à ce que les images synthétiques de ce maillage correspondent aux images observées, ceci s'effectue au sein d'une boucle d'optimisation. Cette méthode nécessitant un maillage de départ proche de la solution souhaitée, nous avons implémenter cette méthode au sein d'un schéma multirésolution (multirésolution photoclinométrie par déformation) permettant d'obtenir une reconstruction sans apriori de forme. Cependant cette méthode ne permet pas d'obtenir de modèles contenant des millions de facettes. Une troisième méthode a donc été développé pour pallier ce problème, elle consiste à découper le maillage en différents morceaux et à appliquer la méthode multirésolution photoclinométrie par déformation à chacun de ces morceaux. Par fusion de ces morceaux, on arrive ainsi à obtenir des maillages de plusieurs millions de facettes (modèle haute résolution). Ces méthodes ont été testées avec la reconstruction des deux astéroïdes (Steins and lutetia) survolé par la sonde Rosetta de l'Agence Spatiale Européenne (ESA).

My PhD work consists in the establishment of a method of 3D reconstruction. Studied objects are small solar system bodies that have been observed in the visible range by sensors during space missions. The proposed method (called photoclinometry by deformation ) consists in deforming a mesh until the synthetic images of the mesh correspond to the observed ones, this is done in an optimization loop . This method requires an initial mesh close to the desired solution. We implement this method in a multiresolution scheme (multiresolution photoclinometry by deformation) to obtain a reconstruction without an apriori shape . However, this method does not allow models containing millions of facets . A third method has been developed to overcome this problem, it consists in cutting the mesh into different pieces and apply the multiresolution method photoclinometry by deforming to each of these pieces . By merging these pieces , we obtain meshes of several millions facets (high resolution model). These methods have been tested by reconstructing the two asteroids (Steins and lutetia) flown-by the Rosetta spacecraft of the European Space Agency (ESA).