Brevet FR3023910A1 — publié le 20160122

SYSTEME DE PRISE D'IMAGES PERMETTANT L'ODOMETRIE EN TEMPS REEL ET LA REALISATION D'UN MODELE TRIDIMENSIONNEL La présente invention concerne un système et un procédé de prise d'images permettant l'odométrie en temps réel d'un véhicule et la réalisation d'un modèle tridimensionnel (3D) d'une scène. La présente invention s'applique plus particulièrement à la réalisation d'un modèle 3D d'une scène en milieu sous-marin. Arrière-plan de l'invention La photogrammétrie est une technique qui consiste à effectuer des mesures dans une scène en utilisant une parallaxe obtenue entre des images acquises selon des points de vue différents pour construire un modèle en trois dimensions de cette scène. L'odométrie est une technique permettant d'estimer la position d'un véhicule en mouvement. Des techniques sont connues qui permettent la reconstruction en trois dimensions d'une scène et l'odométrie à partir de deux caméras, mais le transfert de ces techniques à un milieu sous-marin demande une approche adaptée car une telle prise d'images pose des problèmes spécifiques, notamment : - le milieu sous-marin nécessite une proximité avec la scène, - l'éclairage doit être adapté aux conditions environnementales ainsi qu'à la spécificité des caméras et à la distance de prises d'images, - une indication de navigation précise est requise afin d'assurer le recouvrement nécessaire à la construction du modèle en trois dimensions de la scène, et - l'indication de l'emprise des images sur la scène pour assurer le recouvrement total car l'accès au milieu sous-marin est en générale exigent et couteux. La demande de brevet internationale WO 2011/0143622 divulgue un système de prise d'images sous-marines comprenant une pluralité de caméras panoramiques et un dispositif de localisation mondial (« Global Positioning System » ou GPS en anglais) permettant d'associer des données de positionnement aux images prises. Les images peuvent ensuite être utilisées pour construire un modèle en trois dimensions de la scène. Cette solution présente l'inconvénient que le dispositif de localisation n'est pas assez précis et ne fonctionne pas en milieu sous-marin. Il peut alors être souhaité de prévoir un moyen alternatif permettant une localisation du système en temps réel afin d'assurer le recouvrement nécessaire à la construction du modèle tridimensionnel de la scène. Objet et résumé de l'invention Des modes de réalisation de l'invention concernent un système de prise d'images permettant l'odométrie en temps réel d'un véhicule et la réalisation d'un modèle tridimensionnel d'une scène. Le system comprend : au moins une première caméra à haute fréquence qui fournit une première série d'images et une deuxième camera à haute fréquence qui fournit une deuxième série d'images, les prises d'images des deux caméras étant synchronisées l'un avec l'autre de sorte qu'une image de la première série d'images et une image de la deuxième série d'images prises sensiblement au même instant forment un couple d'image ; au moins une troisième camera à haute définition qui fournit une troisième série d'images, la prise d'images de la troisième série étant synchronisée avec au moins certains des couples d'image afin de former des triplets d'image ; et un moyen de traitement d'image capable de traiter les couples d'image en temps réel pour obtenir un premier modèle en trois dimensions à basse résolution pour l'odométrie du véhicule et capable de traiter séparément les triplets d'image pour obtenir un deuxième modèle qui est une densification du premier modèle. Le système permet d'obtenir un premier modèle en trois dimensions à basse résolution en temps réel pour l'odométrie d'un véhicule, notamment le suivi de la trajectoire du véhicule par rapport à la scène, et le traitement des données à haute définition pour un deuxième modèle à très haute résolution avec texture photographique. Plus précisément, le deuxième modèle est une reconstitution du site en trois dimensions (3D). Les images provenant de la troisième caméra permettent l'intégration dans la reconstruction de plus de pixels, donc de plus de points homologues avec texture, ce qui résulte en une « densification » du premier modèle pour un modèle tridimensionnel réaliste, à haute résolution et à l'échelle avec une texture colorimétrique. Selon un mode de réalisation, le moyen de traitement d'image traite les couples d'image en premier et les triplets d'image ultérieurement. Selon un mode de réalisation, le moyen de traitement d'image comprend une première entité qui traite les couples d'image et une deuxième entité qui traite les triplets d'image, simultanément ou ultérieurement. La première entité est par exemple une unité d'acquisition et de traitement embarquée sur le véhicule et la deuxième entité est déportée, reliée à la première par un câble ou une liaison sans contact. La première entité permet le stockage de l'ensemble des données à basse et à haute résolution, à savoir des couples d'image et des triplets d'images, ainsi que le traitement des couples d'image en temps réel. En outre, les données peuvent être transférées en temps réel sous forme vectorielle vers la deuxième entité qui effectue les traitements d'image plus laborieuse. Selon un mode de réalisation, le système comprend en outre une caméra acoustique qui fournit un troisième modèle en trois dimensions, basse résolution, géo référencé, sans déformation, et qui est utilisé en tant que référence pour un recalage du deuxième modèle. Selon les conditions imposées par la scène (étendue, conditions environnementales, etc...) une caméra acoustique permet la réalisation d'un troisième modèle qui peut être utilisé pour compléter et/ou corriger les données issues des caméras. Par « géo référencé » on entend une information permettant de positionner un objet sur un plan ou une carte à l'aide de ses coordonnées géographiques. Selon un mode de réalisation, le système est embarqué sur un véhicule sous-marin. Selon un mode de réalisation, le système comprend en outre une unité de surface liée au véhicule sous-marin, le traitement des couples d'image étant effectué par le véhicule sous-marin en temps réel pour ses besoins d'odométrie, le traitement des triplets d'image étant effectué par l'unité de surface. Des modes de réalisation de l'invention concernent en outre un procédé de prise d'image permettant l'odométrie en temps réel d'un véhicule et la réalisation d'un modèle tridimensionnel d'une scène. Le procédé comprend les étapes de : prise d'une première série d'images au moyen d'une première caméra à haute fréquence ; prise d'une deuxième série d'images au moyen d'une deuxième camera à haute fréquence, ces prises d'images étant synchronisées l'une avec l'autre de sorte qu'une image de la première série d'images et une image de la deuxième série d'images prises sensiblement au même instant forment un couple d'image ; prise d'une troisième série d'images au moyen d'une troisième camera à haute définition, cette prise d'image étant synchronisée avec au moins certains des couples d'image, afin de former des triplets d'image ; traitement des couples d'image en temps réel pour obtenir un premier modèle en trois dimensions à basse résolution pour l'odométrie du véhicule ; et traitement séparé des triplets d'image pour obtenir un deuxième modèle qui est une densification du premier modèle. Selon un mode de réalisation, l'étape de traitement des couples d'image est effectuée en premier, et l'étape de traitement des triplets d'image est effectuée ultérieurement. Selon un mode de réalisation, les étapes de traitement des couples d'image et des triplets d'image sont effectuées simultanément. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre les étapes de fourniture d'un troisième modèle en trois dimensions, basse résolution, géo référencé et sans déformation, au moyen d'une caméra acoustique ; et d'utilisation du troisième modèle en tant que référence pour un recalage du deuxième modèle. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape d'utilisation des données de positionnement acoustique pour une pré-localisation des images fournies par les caméras. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape d'utilisation des données de positionnement acoustique pour la fourniture d'une position approchée du véhicule en cas de décrochage. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre les étapes de la détection des points d'intérêt commun à un quadruplet d'image, deux couples d'image successifs ; d'extraction des descripteurs qui caractérisent les points d'intérêt ; et d'appariement des descripteurs entre les images. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de projeter l'empreinte des images sur le modèle en trois dimensions afin de s'assurer que le recouvrement est suffisant pour générer une reconstruction. Le procédé permet de s'assurer que toutes les données nécessaires pour la construction du modèle 3D ont été collectées. Des modes de réalisation de l'invention concernent en outre un programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution des étapes d'un procédé de prise d'image selon l'invention lorsque le programme est exécuté par un ordinateur. Brève description des dessins Des modes de réalisation selon l'invention seront exposés dans la description suivante, faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes dans lesquelles : - la figure 1 représente un système de prise d'images sous-marines selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente l'architecture électronique/informatique du système de la figure 1, - la figure 3 représente une séquence de prise d'images des caméras par rapport au temps, et - la figure 4 représente une zone de recouvrement entre quatre images. Description détaillée de l'invention La figure 1 représente un système 1 de prise d'images d'une scène S sous-marine selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le système 1 comprend une unité de surface 2 et un véhicule téléguidé 3 (« Remotely Operated Vehicule » ou ROV en anglais). L'unité de surface 2 et le véhicule 3 sont reliés par un câble 4 comprenant des liaisons de contrôle et de transfert de données. Le véhicule 3 comprend en outre des moyens d'éclairage 5 de la scène. Selon l'invention, le véhicule 3 embarque au moins trois caméras, Cl, C2, C3 dont deux caméras Cl, C2 sont des caméras à haute définition HD (basse résolution) et une caméra C3 est une caméra à haute résolution HR (très haute définition). Les caméras Cl, C2 assurent une bonne couverture de la scène et sont synchrones l'une avec l'autre à récurrence élevée, tandis que la caméra C3 est synchrone avec les caméras Cl, C2 à une récurrence inférieure. La distance D entre la scène S et le véhicule 3, et plus particulièrement entre la scène et les objectifs des caméras, est choisie en fonction de l'éclairage de la scène. Elle se situe typiquement entre 0.30 m et 3 m. Les moyens d'éclairage 5 doivent être aussi adaptés aux caractéristiques des caméras Cl à C3, et peuvent comprendre des diodes électroluminescente DEL (« Light-Emitting Diodes » ou LED en anglais) synchronisées avec les caméras. La figure 2 représente l'architecture électronique/informatique du système 1. Le véhicule 3 comprend un moyen d'acquisition, de traitement et de stockage des images 6 (par exemple, un ordinateur) comprenant une unité centrale 7, une mémoire 8, et une interface 9 avec l'unité de surface 2 au moyen du câble 4. L'unité de surface 2 comprend une interface 10 avec le véhicule, une interface homme-machine 11, des moyens de stockage 12, et une caméra acoustique 13. L'unité centrale 7 est reliée aux trois caméras Cl à C3, et envoie à celles-ci des commandes d'acquisition CA, c'est-à-dire des instructions qui déclenchent les prises d'images. L'unité centrale 7 est aussi reliée aux moyens d'éclairage 5 et envoie une commande d'éclairage CE à ceux-ci. L'unité centrale 7 est reliée à l'interface 9, ce qui permet d'échanger des commandes et des données avec l'unité de surface 2, notamment pour sélectionner ou varier les fréquences de prises d'images afin de les adapter aux conditions d'acquisition. La mémoire 8 comprend trois mémoires tampon B1 à B3 (« buffer » en anglais), chacune étant liée à une caméra Cl à C3 respectivement, par exemple au moyen de liaisons Ethernet. Les 3023 910 8 mémoires tampon permettent de stocker les images reçues de chaque caméra sous forme de fichiers Fl à F3 en attente de traitement. Les étapes d'acquisition d'image et de traitement d'image sont ainsi découplées. L'unité centrale 7 reçoit des images stockées dans les fichiers Fl à F3, et peut effectuer, dans un premier temps, un traitement d'image, comme il sera décrit plus loin. La figure 3 représente une séquence de prise d'images par les caméras Cl, C2, C3 par rapport au temps, chaque caméra Cl, C2, C3 prenant une série d'images 51, S2, S3 respectivement. Pour donner un ordre d'idée, les caméras Cl, C2 sont synchronisées à 10 Hz et prennent simultanément chacune une image 10 fois par seconde, pour une quantité totale de X images Ilx, I2x chacune (x étant ici l'index de l'image de 0 à X). La caméra C3 est synchronisée jusqu'à 2 Hz avec les caméras Cl, C2 et prend une image I3y par exemple deux fois par seconde, (y étant ici l'index de l'image exprimé en multiples de 5, c'est-à-dire 0, 5, 10, 15 etc.), en même temps que les caméras Cl, C2. Les images comportent en outre une date de création ou horodatage (« time stamp » en anglais) qui est en général issue de la caméra en référence à l'horloge de la caméra. Les horodatages sont connus de l'homme du métier et ne sont donc pas représentés ici. En conséquence, des couples d'images CI (I10, 120 ; Iii, 121 ; 112, 122, etc.) sont produits et utilisés en temps réel pour les fins de la navigation du véhicule 3. Les couples d'images CI permettent d'élaborer un premier modèle M1 à basse résolution en temps réel. Le modèle M1 est un modèle de terrain en trois dimensions et permet de calculer en temps réel la navigation (i.e. l'odométrie) du véhicule 3 par rapport à la scène S, de sorte à projeter l'empreinte des images sur le modèle afin de s'assurer que le recouvrement est suffisant pour générer une reconstruction de la scène. Des triplets d'images TI (I10, 120, 130 ; 115, 125, 135, etc.) sont stockés pour un traitement séparé, dans le temps et/ou par un autre moyen de traitement. Les images à haute résolution 13 permettent notamment une densification du premier modèle Ml, afin de produire un deuxième modèle M2. Le deuxième modèle M2 est alors une reconstitution du site en trois dimensions (3D), à très haute résolution avec texture photographique et à l'échelle. En d'autres termes, les images 13 provenant de la troisième caméra C3 permettent l'intégration dans la reconstruction de plus de pixels, donc de plus de points homologues avec texture, ce qui résulte en une « densification » du premier modèle. En outre, la caméra acoustique 13 fournit des données acoustiques qui peuvent être fusionnées avec les données d'image par une reconnaissance de points homologues. Des algorithmes du type « Iterative Closest Point » (ICP en anglais) et de recalage de points de résolution différente peuvent alors être mises en oeuvre, afin d'élaborer le modèle en trois dimensions. Un couple CI ou un triplet TI d'images est considéré comme synchrone si les horodatages respectives sont égales avec une marge d'erreur (par exemple, 10%) et leurs index x/y respectifs sont identiques. L'agencement des caméras Cl à C3 est déterminé en fonction du calcul d'odométrie avec les deux caméras haute définition Cl, C2. Une calibration permet de déterminer la géométrie entre ces trois caméras. Elles peuvent alors être côte à côte. Les positions relatives des caméras Cl à C3 peuvent être ajustées en fonction des besoins et des conditions du relevé : précision, hauteur de vol, turbidité de l'eau, etc. Deux types de calibrations des caméras sont nécessaires : - pour chaque caméra une calibration des paramètres intrinsèques de l'ensemble ; et - pour chaque position de l'ensemble des trois caméras un calcul de leur position et orientation relative et une mise à l'échelle qui sera réalisée sur une grille de calibration connue. Plus spécifiquement, une phase de calibration des caméras peut être prévue car bien que les caméras soient placées sur un support rigide et indéformable, leur alignement n'est pas garanti. La phase de calibration sert à déterminer précisément les positions relatives des trois caméras, ce qui se traduit par une translation et trois rotations pour chaque caméra. La phase de calibration peut servir aussi à déterminer la distance réelle entre les centres optiques des caméras, pour obtenir un modèle à l'échelle. Cette phase de calibration consiste dans un premier temps à prendre des images d'une grille plane puis à calculer les orientations relatives des caméras en utilisant les contraintes dimensionnelles de la grille. La figure 4 représente une zone de recouvrement RZ entre quatre images ou « quadruplet d'images » QI, soit une image de chaque caméra Cl et C2 à deux temps t et t+1. Pour faciliter la description qui suit, ces images seront considérées comme les images I10, Iii et 120, 121. Les images I10 et 120 ont été prises à temps tO, et les images Iii et 121 ont été prises à temps ti. Une flèche M représente la direction de mouvement du véhicule 3 En outre, les images sont représentées légèrement décalées l'unes par rapport aux autres, pour des raisons de clarté de la figure. A la figure 4, on peut remarquer une zone de recouvrement horizontal RH entre les images de chaque caméra Cl et C2, une zone de recouvrement vertical RV entre les images aux temps t (t0) et t+1 (ti), et une zone de recouvrement commun RZ des quatre images. Le pourcentage de recouvrement horizontal RH et le pourcentage de recouvrement vertical RV déterminent le nombre de points d'intérêt PI potentiellement présents sur les quatre images I10, 120, Iii, 121. Un point d'intérêt est un point d'une image qui pourra être retrouvé automatiquement sur au moins les trois autres images. Les points d'intérêt retenus sont alors ceux qui se trouvent dans la zone de recouvrement commun RZ car ils appartiennent aux quatre images. Les autres points, qui se trouvent en dehors de la zone de recouvrement RZ, sont filtrés. Le recouvrement horizontal RH est obtenu en plaçant correctement les caméras Cl, C2 sur leur support alors que le recouvrement vertical RV est obtenu en donnant une vitesse au véhicule qui est compatible avec la fréquence d'acquisition des images. C'est pour cette raison que les fréquences des caméras Cl et C2, dédiées à l'odométrie, et la fréquence de la caméra C3 dédiée à la densification du modèle sont différentes. Il est donc avantageux d'avoir une hauteur de vol (distance D entre les caméras et la scène) faible, une fréquence de prise d'image élevée, un recouvrement horizontal RH important et un déplacement faible du véhicule pour augmenter la probabilité de détection d'un grand nombre de points d'intérêt et ainsi calculer en temps réel le déplacement du véhicule. En revanche, un traitement différé des images provenant de la caméra C3, qui sont plus coûteuse en temps et en ressources, permet de supporter des méthodes de calcul d'orientation plus robustes et plus traditionnelles en s'appuyant sur un recouvrement moindre et sur un déplacement plus important du véhicule (donc une disparité plus importante des images) que si les images de très haute définition devaient être traitées en temps réel. L'unité centrale 7 reçoit en entrée les données des trois fichiers des mémoires tampon Bl, B2, B3 et effectue un traitement spécifique suivant qu'il s'agit d'un couple d'image CI ou d'un triplet d'image TI. Dans le premier cas, les images I10, 120, et Ill, 121 sont analysées pour détecter les points d'intérêt PI. A partir de ces points, des descripteurs D sont extraits. Un descripteur est un ensemble de données caractérisant un point d'intérêt, par exemple couleur, voisinage, gradient, etc. Il est utilisé par des algorithmes d'appariement afin de retrouver le point qu'il décrit sur d'autres images. Un tel algorithme compare les descripteurs en calculant une « distance » selon différentes méthodes et considère comme appariés les points d'intérêts dont les descripteurs sont les plus proches. Différents algorithmes de calcul de descripteurs existent, par exemple SIFT (« Scale-Invariant Feature Transform » en anglais), SURF (« Speeded Up Robust Features » en anglais), ORB (« Oriented fast and Rotated Brief » en anglais) et différents algorithmes d'appariement (KNN (« K-Nearest Neighbors »), Bruteforce, K-D TREE, FLANN (« Fast Library for Approximate Nearest Neighbors » en anglais), etc. Le traitement d'un triplet d'images TI (I10, 120, 130) est similaire au traitement d'un couple d'image CI car les points d'intérêt sur les trois images vont être appariés. Comme la détection de ces points et l'extraction de descripteurs est consommatrice de ressources, un premier appariement est effectué entre les deux images à haute fréquence I10, 120, comme on vient de voir, puis le sous-ensemble obtenu est apparié à nouveau avec ceux de l'image à haute résolution 130. Un module logiciel de traitement tridimensionnel MTT se compose de trois sous-modules informatiques liés: - un sous module d'orientation SMO destiné à l'orientation de toutes les images dans le même système de référence de façon à obtenir un modèle en trois dimensions du site en temps réel (ou en post-traitement pour les images très haute définition). Le sous module d'orientation SMO utilise en entrée les points homologues identifiés sur deux couples d'images successifs (temps réel) ou sur un triplet d'images (post-traitement). - un sous-module de visualisation SMV destiné à la visualisation en deux ou trois dimensions des résultats en temps réel et des résultats issus du post-traitement, y comprenant les points en trois dimensions avec information colorimétrique, des images orientées, et la projection des images sur le site. - un sous-module de recherche SMR destiné à la recherche de sites connus, c'est-à-dire un site déjà modélisé et sur lequel des descripteurs de points ont déjà été détectés et stockés. Cette option peut être utilisée par exemple pour retrouver une position connue après un décrochage. Le sous-module d'orientation SMO reçoit en entrée un groupe de points d'intérêt, homologues sur quatre images, ce qui signifie qu'il y a le même nombre de points sur chaque image et que tous les points identifiés sur la scène sont présents dans les quatre images. Il est supposé que le déplacement du véhicule 3 entre deux prises d'images, t et t+1, est faible. Dans ces conditions, on affecte la pose des caméras (c'est-à-dire, la position de la caméra par rapport à la scène) au temps t+1 des résultats de la pose au temps t. Par rapport à la fréquence de prise d'image, le déplacement du véhicule est négligeable. Comme les orientations relatives (la calibration) des caméras Cl et C2 sont connues, et sachant que ces valeurs sont considérées fixes dans le temps, les points tridimensionnels peuvent être calculés en utilisant les points bidimensionnels des couples à temps t, t+1, afin d'obtenir deux nuages de points NO, N1 homologues calculés aux temps t, t+1 (tO, ti) mais avec les mêmes coordonnées des caméras aux temps t, t+1. Des transformations rigides RT sont utilisées pour exprimer les caméras Cl et C2 à temps ti dans le référentiel à temps tO pour passer du nuage de points obtenu au temps tO à celui obtenu au temps ti. [RT] Cl (à temps ti) = [RT] Cl (à temps tO) [RT] C2 (à temps t1)= [RT] C2 (à temps tO) Si le véhicule était à l'arrêt les deux nuages de points seraient confondus. En fait, le mouvement M du véhicule entraine un déplacement des images des points du site sur les images à temps tO et temps t1. Les points calculés représentent deux nuages de points différents. Le problème du calcul de l'orientation des caméras au temps t par rapport au temps t+1 se ramène au calcul de la transformation permettant de passer d'un nuage de point à l'autre. Transformation de passage d'un nuage de points P à temps t1 au groupe de points P' à temps tO Ayant deux ensembles de n points homologues P= {Pi} et P' = {P'i}, avec 1rii , on a : P'i = R x Pi + T Dans lequel R est la matrice de rotation et T est la translation. La meilleure transformation minimise le carré des résidus d'adaptation : err = l I IRPi+T - P1112 pour i de 1 à n Une décomposition en valeurs singulière (« Singular Value Decomposition » ou SVD en anglais) de la matrice de covariance C est ensuite utilisée, ce qui correspond à un algorithme robuste et rapide. C = l (Pi - barycentre(p)) x (P'i - barycentre(p'))T pour i de 1 à n [U, S, V] = SVD (C) R = VUT T = -R x barycentre(p) + barycentre(p') Une fois que les poses du couple d'image CI à temps t+1 sont exprimées dans le système de référence du couple d'image à temps t, les points tridimensionnels peuvent être recalculées en utilisant les quatre observations dont on dispose pour chaque point. Un ensemble de contrôles est mis en place afin d'éliminer les fautes d'appariement (contrôle de la droite épi polaire, contrôle de cohérence de la parallaxe en y, contrôle des résidus de re-projection). L'implantation logicielle du sous-module SMO s'appuie sur deux principes indépendants : - La détection de points homologues comme décrit plus haut; et - L'orientation des images qui utilise les points homologues détectés. La détection est implantée directement dans le système de contrôle des caméras (l'unité centrale 7) afin de minimiser le temps d'accès aux données nécessaires. Celle-ci fournit en sortie un flux de points homologues pouvant être utilisé pour l'orientation des photographies. L'algorithme de traitement du sous-module SMO reçoit en entrée le flux de points homologues et effectue les calculs photogrammétriques présentés auparavant. Ce composant peut se trouver sur un système différent du système contrôlant les caméras. La communication entre le composant de détection et le composant d'orientation est effectuée via une interface TCP/IP sur laquelle circule le flux de points homologues. Ce flux étant composé de données numériques peu denses, leur transfert par un réseau Ethernet standard n'est pas limitant. Le sous-module de visualisation SMV comprend une interface homme-machine pour visualiser en temps réel les résultats de l'odométrie, la position des trois caméras, la trajectoire générale du véhicule et l'approximation de la scène. En outre, ce sous-module peut intégrer les contrôles relatifs à l'acquisition de données, par exemple le démarrage, l'arrêt, le changement de fréquence d'acquisition d'image, etc. Cette interface a la forme d'un affichage ou « canevas » 3D agrémenté de composants permettant de visualiser l'odométrie en temps réel (nuage de points 3D, position des prises de vues, trajectoire du véhicule etc...) et de contrôler le sous-module d'orientation SMO. Cet affichage permet que des contrôles et paramétrages relatifs à l'obtention de points homologues et à l'orientation des images effectuées soient accessibles depuis un ensemble de composants graphiques présents à gauche de l'affichage. Ceux-ci permettent l'envoi de commandes via des communications bidirectionnelles. L'interface homme-machine fournit aussi des contrôles annexes permettant la sauvegarde de résultats intermédiaires durant le processus d'odométrie et peut servir également de plateforme centrale en vue d'extensions dans le cadre de travaux spécifiques. Enfin, le sous-module d'orientation SMO permet un calcul de l'orientation des images qui repose sur l'identification de points homologues sur des images successives. Cette identification utilise des approches basées sur la détection de points d'intérêts et l'extraction de descripteurs en vue de l'appariement. Le stockage de descripteurs les plus appariés pour chaque image amène à la création d'une base de données pouvant être utilisée afin de détecter des terrains connus. En cas de « perte » ou « décrochage » (si le système ne peut plus calculer la position du véhicule en fonction de la position précédente, par exemple dû à un incident de transmission, une erreur de la mémoire, etc.), le système passe en mode recherche de terrain connu en utilisant le sous-module de recherche SMR et recherche pour chaque nouvelle image si les descripteurs extraits de celle-ci peuvent être appariés avec des descripteurs issus de la base de données. Si la réponse est oui, un calcul d'orientation permet de replacer l'image courante dans le modèle global et ainsi de reprendre l'orientation des photographies dans le référentiel original. La base de données peut également être utilisée pour rechercher des descripteurs spécifiques et donc connaitre l'emplacement d'objets caractéristiques dans le modèle. Le système selon l'invention peut être utilisé dans divers secteurs d'activités, notamment la métrologie offshore ou en génie civil, l'expertise sur sites d'accidents d'aéronefs ou de naufrage, l'archéologie, la biologie marine, les applications militaires, l'accomplissement de travaux spécifiques, etc. Dans un mode de réalisation, le véhicule sous-marin n'est pas lié à une unité de surface. Il peut être piloté à distance ou par un humain à l'intérieur, ou même programmé en avance. Bien entendu, le système et le procédé sont applicables à tout autre milieu et véhicule, notamment les véhicules terrestres, les avions, et les aérodynes sans pilote embarqué et télécommandé. Dans un mode de réalisation, les triplets d'image (TI) ne sont pas stockés par la mémoire embarquée dans le véhicule 3, mais sont transférées immédiatement à l'unité de surface 2, qui les stocke et commence leur traitement simultanément aux autres tâches afin de gagner du temps sur la création du modèle haute résolution. Bien entendu, toute autre procédure de traitement et de stockage des images est envisageable. Dans un mode de réalisation, le véhicule 3 comprend en outre un module de synchronisation des caméras Cl, C2, C3 et/ou des moyens d'éclairage 5, ledit module de synchronisation étant commandé par l'unité centrale 7. Dans un mode de réalisation, le véhicule comprend plus de trois caméras, par exemple des caméras agencées à gauche et à droite et dédiées à la navigation ou au levé d'ambiguïté sur des objets de la scène en mouvement. Dans un mode de réalisation, le système comprend plus de deux caméras à haute fréquence et plus d'une caméra à haute résolution. Cependant, ceci produira encore plus de données à traiter et donc nécessitera l'implémentation de modules de traitements spécifiques. Des modes de réalisation de l'invention concernent en outre un programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution des étapes d'un procédé de prise d'image selon l'invention lorsque le programme est exécuté par un ordinateur. REVENDICATIONS1. Système de prise d'images (1) permettant l'odométrie en temps réel d'un véhicule (3) et la réalisation d'un modèle tridimensionnel d'une scène (S), le système comprenant : - au moins une première caméra (C1) à haute fréquence qui fournit une première série d'images (S1 ; I10, I11....I1X) et une deuxième camera (C2) à haute fréquence qui fournit une deuxième série d'images (S2 ; 120, 121....I2X), les prises d'images des deux caméras étant synchronisées l'un avec l'autre de sorte qu'une image de la première série d'images et une image de la deuxième série d'images prises sensiblement au même instant forment un couple d'image (CI) ; - au moins une troisième camera (C3) à haute définition qui fournit une troisième série d'images (S3 ; 130, 135... I3Y), la prise d'images de la troisième série étant synchronisée avec au moins certains des couples d'image (CI) afin de former des triplets d'image (TI) ; et - un moyen de traitement d'image (6, 7, 8, 11) capable de traiter les couples d'image (C1) en temps réel pour obtenir un premier modèle en trois dimensions (M1) à basse résolution pour l'odométrie du véhicule (3) et capable de traiter séparément les triplets d'image (TI) pour obtenir un deuxième modèle (M2) qui est une densification du premier modèle (M1). 2. Système selon la revendication 1, dans lequel le moyen de traitement d'image traite les couples d'image (CI) en premier et les triplets d'image (TI) ultérieurement. 3. Système selon la revendication 1, dans lequel le moyen de traitement d'image comprend une première entité qui traite les couplesd'image (C1) et une deuxième entité qui traite les triplets d'image (TI), simultanément ou ultérieurement. 4. Système selon l'une des revendication 1 à 3, comprenant en outre une caméra acoustique (13) qui fournit un troisième modèle (M3) en trois dimensions, basse résolution, géo référencé, sans déformation et qui est utilisé en tant que référence pour un recalage du deuxième modèle (M2). 5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, embarqué sur un véhicule (3) sous-marin. 6. Système selon la revendication 5, comprenant en outre une unité de surface (2) liée au véhicule sous-marin, le traitement des couples d'image (CI) étant effectué par le véhicule sous-marin en temps réel pour ses besoins d'odométrie, le traitement des triplets d'image (TI) étant effectué par l'unité de surface (2). 7. Procédé de prise d'image permettant l'odométrie en temps réel d'un véhicule (3) et la réalisation d'un modèle tridimensionnel d'une scène (S), comprenant les étapes de: - prise d'une première série d'images (51 ; I10, I11....I1X) au moyen d'une première caméra (C1) à haute fréquence ; - prise d'une deuxième série d'images (S2 ; 120, 121....I2X) au moyen d'une deuxième camera (C2) à haute fréquence, ces prises d'images étant synchronisées l'une avec l'autre de sorte qu'une image de la première série d'images et une image de la deuxième série d'images prises sensiblement au même instant forment un couple d'image (CI) ; - prise d'une troisième série d'images (130, 135....I3Y) au moyen d'une troisième camera (C3) à haute définition, cette prise d'imageétant synchronisée avec au moins certains des couples d'image (CI), afin de former des triplets d'image (TI) ; - traitement (6, 7) des couples d'image (CI) en temps réel pour obtenir un premier modèle en trois dimensions (M1) à basse résolution pour l'odométrie du véhicule (3) ; et - traitement séparé des triplets d'image (TI) pour obtenir un deuxième modèle (M2) qui est une densification du premier modèle (M1). 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'étape de traitement des couples d'image (CI) est effectuée en premier, et l'étape de traitement des triplets d'image (TI) est effectuée ultérieurement. 9. Procédé selon la revendication 7, dans lequel les étapes de traitement des couples d'image (CI) et des triplets d'image (TI) sont effectuées simultanément. 10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, comprenant en outre les étapes de : - fourniture d'un troisième modèle (M3) en trois dimensions, basse résolution, géo référencé et sans déformation au moyen d'une caméra acoustique ; et - utilisation du troisième modèle (M3) en tant que référence pour un recalage du deuxième modèle (M2). 11. Procédé selon l'une des revendications 7 à 10, comprenant en outre une étape d'utilisation de données de positionnement acoustique pour une pré-localisation des images fournies par les caméras (C1, C2, C3). 12. Procédé selon l'une des revendications 7 à 11, comprenant en outre une étape d'utilisation de données de positionnement acoustiquepour la fourniture d'une position approchée du véhicule (3) en cas de décrochage. 13. Procédé selon l'une des revendications 7 à 12, comprenant en outre les étapes de : - la détection des points d'intérêt commun à un quadruplet d'image, deux couples d'image (CI) successifs ; - l'extraction des descripteurs (D) qui caractérisent les points d'intérêt ; et - l'appariement des descripteurs (D) entre les images. 14. Procédé selon l'une des revendications 7 à 13, comprenant en outre une étape de projeter l'empreinte des images sur le modèle en trois dimensions afin de s'assurer que le recouvrement est suffisant pour générer une reconstruction. 15. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour l'exécution des étapes d'un procédé de prise d'image selon l'une des revendications 7 à 14 lorsque le programme est exécuté par un ordinateur.