home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ SIGGRAPH 1999: Conference Abstracts & Applications / S99CAA.iso / pc / skapps / suppmtl / beraldin / readme.mac < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1999-06-19  |  4.2 KB  |  72 lines
  1. 3D IMAGING FOR RAPID RESPONSE ON REMOTE SITES
  2. J-A Beraldin, F. Blais, L. Cournoyer, M. Rioux, S.H. El-Hakim
  3. ViT Lab, National Research Council Canada, 
  4. Ottawa, Ontario, Canada, K1A 0R6
  5. angelo.beraldin@iit.nrc.ca
  6.  
  7. ABSTRACT
  8. A compact 3D laser imaging system is presented for heritage recording 
  9. applications that require rapid response on remote sites affected by natural 
  10. disasters. Though portability is important, accuracy is preserved in order to 
  11. obtain high-quality realistic 3D reconstruction. A summary of experimental 
  12. results acquired in 1997 and 1998 in Italy is presented in this paper. 
  13.  
  14. 1. INTRODUCTION
  15. Non-contact measurement techniques like those based on structured light have 
  16. found wide spread use in industrial metrology and reverse engineering. Laser-
  17. based technologies attempt to structure the environment, through artificial 
  18. light projection means. The results are dense range maps extracted from visible 
  19. surfaces that are rather featureless to the naked eye. In the field of heritage 
  20. recording, on-site and complete 3D documentation is necessary in situations 
  21. where objects and/or environments can't be moved or their access is restricted 
  22. because of natural causes e.g. earthquake or tourism-related degradation. 3D 
  23. acquisitions will have to be performed in a relatively short time frame from 
  24. several hours to maybe a day, hence, rapid response. In addition, many 
  25. applications do not allow any alterations to the object and surroundings to suit 
  26. the vision system, e.g., by placing markings or changing the reflectivity of the 
  27. surface with powder or by abrasion. We have put together a self-contained 3D 
  28. imaging system capable of satisfying many demanding on site 3D documentation 
  29. tasks. Special attention is placed on accuracy, as it is critical for obtaining 
  30. high-quality reconstruction of 3D models from range imagery. 
  31.  
  32. 2. COMPACT 3D RANGE CAMERA
  33. The range camera, Biris, (Figure 1) was developed to work in difficult 
  34. environments where reliability, robustness, and ease of maintenance are as 
  35. important as accuracy [see URLs]. The main components of Biris are a solid-state 
  36. laser diode, a CCD or CMOS camera, a camera lens, and a mask with two small 
  37. apertures. This mask replaces the iris of the camera lens (Bi-iris). This 
  38. imaging technique when combined with advanced signal processing algorithms 
  39. allows Biris to become very tolerant to ambient light illumination, e.g. sun 
  40. light. The Biris camera is mounted on a pan unit and tripod, and, is connected 
  41. to a PCI card installed in a portable PC. The reconstruction of a 3-D object is 
  42. achieved by acquiring a sufficient number of range images that cover the surface 
  43. of that object. The views must have enough overlap between them to find their 
  44. relative spatial position and orientation. 
  45.  
  46. 3. RESULTS FROM REMOTE SITES IN ITALY 1997-98
  47. Figure 1 and 2 show a number of 3D models acquired in Italy over a 2-year 
  48. period. The models include a marble sculpture of the Madonna col Bambino by G. 
  49. Pisano, a bronze bas-relief from Donatello and some architectural elements from 
  50. the old Abbey of Pomposa. All the range images for these projects were acquired 
  51. in three separate one-day sessions. The generation of the models is done using 
  52. the software Polyworks on a PC. A number of sites have been documented using 
  53. either Biris or NRC's other 3D technologies. The sites are in Israel, Florence, 
  54. NASA, Boston and Canada. They are described at the following URL's.
  55.  
  56. 4. FURTHER INFORMATION - URL
  57. http://www.vit.iit.nrc.ca/blais/bi_home.html
  58. http://www.vit.iit.nrc.ca/beraldin/Web_italia/Biris_in_ITALY.html 
  59. http://www.vit.iit.nrc.ca/Pages_Html/English/Research.html
  60. http://www.vit.iit.nrc.ca/Pages_Html/English/Applications.html
  61. http://www.innovmetric.com/
  62.  
  63. Figure 1 Top and center: portable 3D imaging system includes a Biris camera 
  64. (standoff 30 cm, range 200 cm, data rate 15 360 3D samples per sec, weight 900 
  65. gr.), a pan unit and a tripod, Bottom: outdoor application at the Abbey of 
  66. Pomposa (circa 850 ce) in Italy 1998. 
  67.  
  68. Figure 2 Top and center: Madonna col Bambino, G. Pisano (circa 1305 ce) showing 
  69. the 7 distinct color-coded images used for the face, model of the top portion 
  70. using 62 views for a total of 1,340,000 polygons, Bottom: bronze bas-relief of 
  71. Donatello (circa 1446-1450), model with about 580 000 polygons, Italy 1997.
  72.