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Reconstruction de modèles 3D à partir d'information 2D partielle : application au cas d'une plante

Da Costa, Luis Eduardo (2007). Reconstruction de modèles 3D à partir d'information 2D partielle : application au cas d'une plante. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Une méthode pour générer des modèles informatiques fidèles de plantes naturelles est proposée dans ce travail; cette méthode prend comme entrée des photographies 2D prises du champ.

Le formalisme choisi comme base pour la représentation de plantes s'appelle «Systèmes de Lindenmayer» (LSystems), qui sont des systèmes grammaticaux contrôlés par une condition initale et une (ou plusieurs) règle(s) de réécriture Générer un modèle informatique d'une plante est l'équivalent à résoudre le problème inverse pour un sous-type de ce formalisme, appelé «LSystems à crochets»; ce travail utilise un algorithme évolutif pour résoudre ce problème inverse.

Une description détaillée de l'algorithme, ainsi que la justification du design choisi, sont présentées; un ensemble d'expériences démontre que l'algorithme explore de manière satisfaisante l'espace de solutions candidates, et que les approximations qu'il propose sont adéquates dans la majorité des cas. Ses limitations et faiblesses sont aussi rapportées et ensuite discutées.

Titre traduit

3D-model synthesis from 2D partial information: a natural plant application

Résumé anglais

The analysis of cultivated fields using near remote sensing has been demonstrated as the best method for detecting physiological disorders of the plants in the field. To perform this type of analysis it is important to be able to manipulate the plants virtually using computer models faithfully representing them; in this thesis, a method is proposed (from the definition of a formalism to the design and test of an algorithm) for generating the models from field 2D photographes.

The formalism chosen as the base for plants representation is called Lindenmayer Systems (L-Systems); L-Systems are grammatical systems controlled by an initial condition and one or more rewriting rules, and the repetitive iteration of an L-System often produces interesting emergent behavior. However, it is difficult to discover the rules that produce a specific desired behavior in this formalism ; this problem is called the "inverse" problem for Lindenmayer systems. Generating a computer model of a plant is equivalent to solving the inverse problem for a special subtype of this formalism, called "bracketed Lindenmayer systems"; this paper demonstrates the possibility of solving the inverse problem for bracketed Lindenmayer systems by means of an evolutionary algorithm.

A detailed description of the algorithm, along with the justification of the chosen design, are presented ; a set of experiments, intended to test the correctness of the method, show that the algorithm explores in a satisfactory manner the space of candidate solutions, and that the approximations it proposes are adequate in most cases. Its limitations and weaknesses are also reported ; we discuss them and outline our future work.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". Bibliogr. : f. [173]-179.
Mots-clés libres: 2D, 3D, Algorithme, Application, Cas, Champ, Cultive, Desordre, Information, Methode, Modele, Partiel, Photographie, Physiologique, Plante, Reconstruction, Teledetection
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Landry, Jacques-André
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 08 avr. 2011 18:05
Dernière modification: 11 nov. 2016 01:07
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/573

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