Reconstruction 3D complète de surfaces avec un microscope électronique à balayage pour applications métrologiques et pédagogiques

par Mayra Beb Caal

Projet de thèse en Automatique

Sous la direction de Sounkalo Dembele, Nadine Lefort-Piat et de Sébastien Thibaud.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de SPIM - Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques , en partenariat avec FEMTO-ST Franche Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (laboratoire) et de AS2M - Département Automatique et Systèmes Micro-Mécatroniques (equipe de recherche) depuis le 01-10-2020 .


  • Résumé

    L'objectif principal du travail consiste à développer une solution de reconstruction de modèle de surface 3D complète de micro-objets (composants microrobotiques, outils de micro-usinage et grains de pollen) à partir de leurs images obtenues avec le microscope électronique à balayage de la plateforme ROBOTEX, ainsi qu'une méthode d'auto-étalonnage permettant d'obtenir un modèle précis du MEB et une estimation du mouvement. De nombreux problèmes doivent être résolus, notamment: l'acquisition automatique d'environ 100 images par objet (calibrage et contrôle des microrobots, autofocus dynamique d'un MEB, correspondance dense, fusion des cartes de profondeur, remplissage et filtrage des nuages de points 3D (vision par ordinateur). Les travaux seront validés sur trois études de cas: la métrologie 3D de composants microrobotiques, la métrologie 3D d'un outil de micro-usinage et l'impression 3D de pollen à des fins pédagogiques de palynologie.

  • Titre traduit

    Full 3D surface reconstruction with the scanning electron microscope for metrological and educational applications


  • Résumé

    The main objective of the work consists in developing a solution for full 3D surface model reconstruction of micro objects (microrobotic components, micromachining tools, and pollen grain) from their images obtained with the scanning electron microscope of the ROBOTEX platform, along with an effective auto-calibration method enabling accurate SEM model and motion estimation. Many issues have to be solved including: automatic acquisition of about 100 images per object (microrobot calibration and control, SEM dynamic search, dense matching, depth maps merging, filling and filtering of 3D point clouds (computer vision). The work will be validated on three cases study: 3D metrology of microrobotic components, 3D metrology of micromachining tool, and 3D printing of pollen for palynology educational purpose.