Brevet FR3032296A1 — publié le 20160805

CALIBRAGE 3D DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte au domaine du calibrage des caméras en trois dimensions (3D). ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002] L'invention concerne un procédé d'acquisition automatique des profondeurs d'un environnement trois dimensions au moyen d'une première mire et d'une caméra, pour le calibrage d'une caméra 3D pour la visualisation d'un environnement 3D. L'invention concerne également une mire particulièrement adaptée pour la capture d'une image 3D dans un environnement 3D. [0003] Le calibrage d'un instrument de mesure est le procédé permettant d'établir avec une précision requise (variable d'une application à une autre) la mise en correspondance des données acquises avec les données réelles. Une fois le calibrage d'un tel instrument effectué, on peut alors travailler uniquement sur les données acquises pour obtenir des mesures (avec un niveau de précision maîtrisé) sur les données réelles. [0004] Une caméra est un système d'acquisition doté de composants optiques et électroniques qui fournissent une image (ou plutôt une séquence d'images) d'une scène. L'image obtenue représente une projection (en perspective, le plus souvent - ou autre, dans le cas de caméras 3600) de la scène réelle. Toutefois, bien que le type de projection et ses paramètres soient connus (mathématiquement), il existe de petites différences entre la projection géométrique de la scène réelle et l'image obtenue : ces différences sont dues aux défauts, distorsions et effets de bord des divers composants de la caméra. Le calibrage d'une caméra donnée consiste alors à trouver et à mettre en oeuvre la fonction de transfert qui corrige ces défauts. Il est à noter que le calibrage se réfère aux corrections géométriques (distorsions géométriques, ...) de l'image mais aussi aux corrections à apporter à la valeur de chaque pixel (correction colorimétrique, ...). [0005] Le calibrage 3D de caméras - qui est le problème que résout l'invention- se pose en des termes totalement différents de celui du calibrage 2D. Il s'agit non plus de corriger les défauts des composants d'une caméra (ce problème demeure mais il devient secondaire), mais - en revenant à la définition du calibrage - de caractériser la correspondance entre les pixels de l'image et les points (en 3D) de la scène acquise. Le calibrage 3D d'une caméra consiste à attribuer à chaque pixel de l'image (ou tout au moins à ceux auxquels on s'intéresse) un point de l'espace 3D, qui est le point impacté par le rayon inverse issu du pixel en question. [0006] Faisons à présent une remarque essentielle concernant la différence entre le calibrage 2D et le calibrage 3D. Le calibrage 2D est intrinsèque à la caméra : même si toutes les caméras d'un type donné ont grossièrement les mêmes « défauts », il faut néanmoins caractériser la fonction de transfert de chacune d'elle ; une fois effectué, ce calibrage est définitif (i.e. le même pour toutes les scènes possibles). A l'opposé, le calibrage 3D est totalement dépendant de la scène à analyser (i.e. il doit être effectué à chaque installation, pour chaque scène) et nécessite des éléments de connaissance forts sur chacune de ces scènes 3D. [0007] Nous nous intéressons au calibrage 3D de caméras 3600. Ces caméras, de type « fish eye », sont installées en un exemplaire (i.e. on n'est pas dans le cas « multi-caméras ») dans des environnements à chaque fois différents, et l'objectif du calibrage 3D est alors de déterminer, pour chaque pixel de l'image, à quel point de la scène (en 3D, donc) il se réfère. [0008] Dans le domaine du calibrage 3D, les travaux sont peu nombreux. L'idée maîtresse du calibrage 3D d'une caméra est, pour une scène donnée, de pouvoir établir la correspondance entre chaque pixel et le point (repéré en 3D) de la scène qui est visualisé en ce pixel. Pour cela, on doit pouvoir disposer d'autres éléments de connaissance sur l'ensemble « caméra - scène 3D » et en particulier sur la scène 3D. Plusieurs approches peuvent être mises en oeuvre : - par l'utilisation d'autres caméras en complément de la caméra à calibrer ; - par une connaissance préalable de la scène 3D; - par l'utilisation de mires. Systèmes s'appuyant sur plusieurs caméras. [0009] Il ne s'agit pas à proprement parler de calibrage 3D mais de capture d'informations sur une scène 3D à partir de plusieurs caméras ; et si l'on fait jouer un rôle dissymétrique à ces caméras en privilégiant l'une d'entre elles, alors on pourra dire qu'on aura calibré cette caméra. [0010] Les principaux domaines dans lesquels on utilise cette technologie sont la « photogrammétrie » et la « vision robotique ». Dans un cas comme dans l'autre, le système utilisé comprends deux caméras et acquiert l'information de profondeur (ou d'éloignement) à partir des données ainsi obtenues par stéréovision. L'inconvénient d'une telle méthode est que la capture multiple d'images nécessite de disposer de plusieurs caméras, ou d'une caméra mobile - ce qui peut s'avérer lourd dans le cas d'une caméra 3600 - et ne peut s'appliquer qu'à la partie stable de la scène. Systèmes s'appuyant sur une connaissance de la scène 3D. [0011] Dans certains cas, on a une connaissance forte sur la scène 3D (modèle CAO, géométrie, illumination, par exemple) et sur la caméra, mais on ne sait pas où est située exactement la caméra (i.e. on n'a pas ses paramètres avec précision). Dans ce cas-là, on recherche, par analyse d'images, un certain nombre d'amers (« points d'accroche ») qui doivent apparaître après calcul sur le modèle de la scène. Ces points étant repérés à la fois sur l'image et par leur position 3D, il est possible d'établir avec précision la relation géométrique « caméra - scène 3D » et donc de mettre en relation chaque pixel avec son homologue dans la scène 3D. Dans le cadre d'un système de vidéo-surveillance utilisant une caméra 360°, étant donné que la vidéo-surveillance peut se faire dans n'importe quel environnement 3D, un modèle CAO de chaque environnement ne sera pas généralement disponible. Systèmes utilisant une seule caméra mais s'appuyant sur l'utilisation de mires. [0012] Un autre moyen de récupérer l'information relative à l'éloignement des points de la scène en 3D consiste à utiliser une (ou des) mire(s) que l'on place dans la scène. Ces mires sont constituées d'éléments destinés à être reconnus et d'autres éléments (souvent les mêmes) destinés à effectuer des mesures. Cette approche ne permet pas une automatisation du calibrage 3D et requiert une phase d'étalonnage assez lourde, avec un intervenant qui interagit avec le système. EXPOSE DE L'INVENTION [0013] L'invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l'état de la technique identifiés ci-dessus, et notamment à proposer une nouvelle méthode pour le calibrage d'une caméra 3600 pour la capture d'une scène 3D, tout en n'ayant aucune connaissance préalable de ladite scène 3D et en améliorant l'automatisation du calibrage. [0014] Dans ce but, un aspect de l'invention se rapporte à un procédé d'acquisition automatique des profondeurs d'un environnement trois dimensions au moyen d'une première mire et d'une caméra, ladite première mire définissant au moins un plan Pij, ledit plan Pij comportant au moins trois points (Pi, Pj, Pk) ayant chacun un triplet de coordonnées, chacun desdits triplets comportant une abscisse (Px), une ordonnée (Py), et une profondeur (Pz) dans un espace défini par l'environnement et ayant pour origine le centre de la caméra, ledit procédé comportant : - une première étape de détermination, pour une première position de la première mire dans l'environnement, ladite première position étant définie par une première abscisse X1, une première ordonnée Y1, et une première profondeur Z1, de la première profondeur Z11 d'un premier plan Pli comportant le premier point Pi11, le deuxième point Pj11 et le troisième point Pk11 ; - une deuxième étape de détermination, pour une deuxième position de la première mire dans l'environnement, ladite première position étant définie par la première abscisse X1, la première ordonnée Y1, et une deuxième profondeur Z2 différente de la première profondeur Z1 de la première position, de la deuxième profondeur Z12 d'un deuxième plan P12 comportant le premier point Pi12, le deuxième point Pj12 et le troisième point Pk12 ; - une troisième étape de comparaison entre la valeur de la première profondeur Z1 du premier plan P11 et la valeur de la deuxième profondeur Z2 du deuxième plan P12 pour déterminer la valeur la plus élevée ; - une quatrième étape d'enregistrement dans une mémoire des triplets de coordonnées des au moins premier point, deuxième point et troisième point du premier plan Pli ou du deuxième plan P12 ayant la valeur de profondeur la plus élevée à la suite de l'étape de comparaison. [0015] La caméra effectue automatiquement son calibrage, sans intervention de l'opérateur autrement que pour déplacer la première mire dans l'environnement. La mire pourrait éventuellement être déplacée par un opérateur non humain, type robot. [0016] En effet, il n'est plus nécessaire à un opérateur d'effectuer une validation de la position de la mire. [0017] Grâce à ce protocole, la mire est déplacée dans l'environnement et tant qu'elle ne rencontre pas d'obstacle empêchant sa visualisation par la caméra, elle sera vue et ses coordonnées, i.e. via les coordonnées du plan défini par la mire (x, y et profondeur maximale) seront enregistrées. [0018] Grâce à ce nouveau procédé d'acquisition automatique des profondeurs d'un environnement 3D, le calibrage de caméras pour la capture d'images 3D est ainsi à la disposition de n'importe qui, il suffit de déplacer la mire dans l'environnement, la validation des positions de la mire n'est pas à faire effectuer par un expert, elle est automatiquement effectuée par la caméra qui trie pour une même position de la mire, i.e. pour un même plan, les profondeurs de façon à ne garder que la profondeur la plus élevée par rapport à la caméra. L'opérateur a seulement à déplacer la mire. Le calibrage de la caméra permet de retrouver l'information des trois dimensions de l'environnement et des éventuels objets/personnes présents dans cet environnement. Ainsi, par exemple, pour des cas de surveillance automatique d'environnement par des caméras, une fois le calibrage effectué, la caméra pourra détecter si un élément ne faisant pas partie de l'environnement calibré entre dans ledit environnement. [0019] On peut modéliser la scène en 3D et on peut également obtenir des trajets possibles dans la pièce, si une personne se promène avec une mire dans la pièce. [0020] Le procédé supprime automatiquement les valeurs de coordonnées non pertinentes en sélectionnant entre un premier triplet de coordonnées et un deuxième triplet de coordonnées celui dont la profondeur est la plus élevée, i.e. celui dont la distance par rapport à la caméra est la plus élevée. Ceci permet de diminuer la durée nécessaire au calibrage de la caméra dans un environnement 3D pour la capture et la restitution en 3D et de supprimer l'intervention d'un opérateur pour la validation de la prise de profondeur. [0021] Le premier plan correspond au plan défini par la mire pour la première position, et le deuxième plan correspond au plan défini par la mire pour la deuxième position. La première position et la deuxième position sont définies par les mêmes première abscisse X1 et première ordonnée Y1, mais diffèrent pour leur profondeur. La première position de la mire est à une première profondeur Z1 et la deuxième position de la mire est à une deuxième profondeur Z2. Au final, la mire définit toujours un même plan, mais on définit un premier plan et un deuxième plan car les profondeurs des points du plan diffèrent entre la première et la deuxième position. [0022] De façon, particulièrement préférentielle, le procédé comporte une étape préalable de définition d'un modèle intermédiaire de l'environnement vu par la caméra, ledit modèle intermédiaire comportant une pluralité de demi-droites Aij, chaque demi-droite Aij ayant pour origine le centre de la caméra et la première étape de détermination comporte pour la première position de la première mire : - une étape de définition du premier plan Pli défini par les abscisses et ordonnées des premier Pi11, deuxième Pj11 et troisième Pk11 points du premier plan P11; - une étape de calcul de l'intersection d'au moins une demi-droite Aij du modèle intermédiaire avec le premier plan P11, ladite intersection correspondant à la première profondeur Z1 dudit premier plan Pli; - la deuxième étape de détermination comporte pour la deuxième position de la première mire : - une étape de définition du deuxième plan P12 défini par les abscisses et ordonnées des premier Pi12, deuxième Pj12 et troisième Pk12 points du deuxième plan P12; - une étape de calcul de l'intersection d'au moins une demi-droite Aij du modèle intermédiaire avec le deuxième plan P12, ladite intersection correspondant à la deuxième profondeur Z2 dudit deuxième plan P12. [0023] L'idée développée ici consiste à définir un modèle intermédiaire de l'environnement/volume (3D) associé à la scène, qui établisse un pont entre la caméra et la scène 3D, en prenant en compte toute la connaissance sur la caméra et en laissant ouvertes toutes les possibilités au niveau de la scène 3D - de manière à travailler ensuite uniquement sur celle-ci. Pour une unique caméra donnée, le modèle associé caractérise alors, sans aucune perte d'information, la vision qu'a cette caméra de ce volume, i.e. de l'environnement (et non pas de la scène). [0024] La valeur d'un pixel est caractéristique de la quantité de lumière arrivant sur celui-ci depuis la scène 3D, c'est-à-dire du rayon lumineux le reliant au point d'impact dans cette scène 3D. En fait, ce rayon est composé de deux parties, l'une qui traverse la caméra (optique, capteurs) et l'autre qui est à l'extérieur de celle-ci. En considérant que la partie extérieure à la caméra est rectiligne, nous pouvons dire que le rayon se compose de deux parties : - une partie inconnue reliant le pixel à un point extérieur à la caméra - un segment de droite reliant ce point extérieur au point d'impact. [0025] Quelle que soit la scène 3D à observer, ce segment de droite, reliant le point extérieur à la caméra au point d'impact, est supporté par une même demi-droite : en conséquence, celle-ci est indépendante de l'environnement et est caractéristique uniquement de la vision du volume environnant qu'a le pixel considéré à travers cette caméra. [0026] On émet une première hypothèse, qui est de considérer que l'origine de la demi-droite se situe dans le plan des capteurs (plan de l'image, dans la caméra). Cela nous permet de définir le modèle intermédiaire comme un ensemble de demi-droites, chacune d'elles associée à un pixel de l'image et dont l'origine se situe dans le plan de la caméra. [0027] Nous supposons tout d'abord que les caméras possèdent une symétrie de révolution (des défauts dans l'optique peuvent rendre cette hypothèse obsolète, mais au niveau de précision requis selon cette invention, ces défauts peuvent être considérés comme négligeables) ; en d'autres termes, nous considérons que l'intégralité du rayon lumineux arrivant à un pixel se trouve dans le plan perpendiculaire au plan de l'image, passant par le centre de l'image et le pixel concerné. [0028] En conséquence, il n'est pas nécessaire d'étudier la correspondance « pixel - demi-droite » pour tous les pixels, mais de trouver l'expression de la « demi-droite » fonction de la « distance du pixel au centre de l'image » (dans le domaine du continu, de préférence) pour pouvoir établir la correspondance recherchée. Il suffira ensuite de calculer la distance du pixel au centre de l'image pour en déduire (grâce à cette fonction de transfert) la demi-droite correspondante dans le plan perpendiculaire à l'image, évoqué précédemment. [0029] Une piste classique et intéressante pour déterminer cette fonction consiste à utiliser une mire 2D qui serait en fait une collection de mires 1D radiales et qui permettrait de redistribuer en 2D les problèmes de précision s'accumulant en 1D. Pratiquement, pour une orientation donnée (sur la mire), nous disposons d'un motif (alternance de segments noirs et blancs de même longueur, par exemple), et ces motifs (en fait, la longueur des segments) changent d'une orientation à une autre ; par analyse d'image, nous sommes capables (problème classique) de retrouver ces motifs et les pixels associés aux transitions « noir - blanc » (et « blanc - noir ») et donc de caractériser la fonction de transfert recherchée. [0030] Cette approche peut être utilisée pour calculer effectivement et avec précision, cette fonction de transfert pour des optiques quelconques, voire originales, et/ou pour caractériser avec précision les défauts de l'optique de caméras plus classiques (correction des défauts). [0031] Dans le cas des caméras « classiques », le schéma de projection est simple (perspective, ou modèle du sténopé) : cette démarche a alors pour intérêt principal de permettre la correction de défauts. Dans le cas des caméras 3600 , l'optique utilisée produit en fait une variation linéaire de l'orientation des demi- droites (rayons émergeant de l'optique) en fonction de la distance au centre de l'image. [0032] Pour simplifier les calculs et les notations, nous considérerons que l'origine 0 du repère lié à l'image est au centre de cette image et que les pixels correspondent aux points à coordonnées entières (le pixel central de l'image a pour coordonnées (0,0), ...). [0033] Soit Pij un pixel de coordonnées (i,j). En vertu de ce qui a été énoncé précédemment, l'origine Cij de la demi-droite associée au pixel Pij sera sur la droite OPij (dans l'image), et aura pour coordonnées Cij(Ài,Àj), À étant un nombre réel. [0034] Nous effectuons à présent une simplification importante pour les calculs et d'une incidence négligeable sur les résultats en faisant l'hypothèse que À = 0. Cette simplification peut être faite car l'élément important pour caractériser la précision n'est pas l'origine de la demi-droite mais la distance entre une demi-droite effective (i.e. vraie) et celle que nous allons utiliser (i.e. approximative). La distance entre ces deux demi-droites est toujours inférieure au rayon de l'optique de la caméra, qui est négligeable par rapport aux dimensions de la scène 3D. En effet, l'optique de la caméra est une lentille, ayant une forme globale de demi- sphère, qui fait converger les rayons lumineux, provenant de l'environnement, sur le support électronique contenant les capteurs, ledit support électronique étant à l'intérieur de la caméra. La lentille est plus grosse que le support électronique, afin de pouvoir faire converger les rayons sur le support, et la lentille et le support électronique sont bien plus petits que ce qu'on analyse, une pièce par exemple. Une optique de caméra est, en effet, de l'ordre du centimètre. [0035] Quant à l'angle wij de cette demi-droite avec l'axe de la caméra, il sera proportionnel à la distance entre 0 et Pij, soit (pij=k*-j2 où k est un coefficient de proportionnalité permettant de normaliser les valeurs de l'angle pour qu'au final, en évoluant du centre de l'image jusqu'au bord du disque de visibilité, on passe de 00 à 90°. Le support des capteurs est a général carré, ou rectangulaire. La lentille produit une image en forme de disque étant donné qu'elle est hémisphérique. Ainsi les pixels activés sur les capteurs, lorsque les rayons lumineux convergent sur les capteurs, sont ceux du disque sur lequel la scène de l'environnement est projetée. Ce disque est le disque de visibilité. En pratique, l'image sera carrée, et les coins du carré, i.e. l'extérieur du disque de visibilité, seront noirs. [0036] Nous disposons à présent d'un ensemble de demi-droites Aij qui fournit un échantillonnage du volume visible depuis la caméra (demi-espace). Chacune de ces demi-droites est associée de manière bijective à un pixel de l'image : soit Aij la demi-droite associée au pixel Pij. Aij a pour origine le centre de l'image (dans la scène 3D) et est caractérisée par deux angles qui sont eij, son azimut, et wij l'angle fait avec l'axe de la caméra (soit, le complémentaire de son site). Ces deux angles sont des paramètres intrinsèques de la caméra, par exemple de son optique et/ou du capteur. [0037] Nous avons vu précédemment que eu j était l'orientation de la demi- droite OPij et que (pij était proportionnel à la distance d(0,Pij.). Ces deux angles permettent de définir un vecteur unitaire 1\11J qui caractérise parfaitement Aij. Les points de Aij sont alors représentés de manière unique par leur distance r à l'origine 0 (centre de la caméra) soit OM = r x NIL [0038] Cette étape de définition du modèle intermédiaire permet de grandement simplifier le calibrage de caméras à optique sphérique. En effet, jusqu'à maintenant, pour le calibrage de caméras à optique sphérique, il était nécessaire dans un premier temps d'aplatir l'image avant d'effectuer les opérations de calibrage. L'étape de définition de ce volume intermédiaire permet de s'affranchir d'une telle étape et donc de réduire les temps de calcul. [0039] Concernant les étapes de définitions des premier et deuxième plans, i.e. le premier plan est le plan défini par la mire pour la première position de la mire et le deuxième plan est le plan défini par la mire pour la deuxième position, on pose comme hypothèses qu'on a N points connus appartenant à un même plan et associés à N pixels de l'image. Afin de trouver l'éloignement de ces N points par rapport à la caméra, et donc la profondeur, il est nécessaire d'en avoir au moins trois. Nous allons maintenant caractériser cette surface plane à partir de trois points connus. Cette surface plane correspond à une mire utilisée pour le calibrage, et dans cet exemple de réalisation et de définition des équations du plan, on suppose que la mire est de forme carrée afin de simplifier les équations. Bien évidemment, ce procédé s'applique à n'importe quel type de forme géométrique de la mire, il suffira dans ce cas d'effectuer les calculs permettant de définir les équations du plan en fonction des caractéristiques géométriques associées à la forme géométrique de la mire. [0040] Soient quatre points Pi, P2, P3, P4 disposés aux quatre sommets d'un carré de côté a, les diagonales de ce carré étant Pi P3 et P2P4. Nous supposons ici que, la première mire est carrée et que ces caractéristiques sont connues d'avance, nous savons trouver les quatre points correspondant dans l'image, et donc les quatre demi-droites correspondantes Ai, c'est-à-dire les quatre vecteurs unitaires bh les supportant ayant pour équation: OP' =pix bh pour i={1 .. 4} où 0 est le centre de la caméra ; Pi un des quatre sommets du carré de côté a appartenant à une demi-droite Ai et pi la distance entre le point 0 et le point Pi. [0041] On obtient les relations suivantes : - I1P1P211= a ; I1P1P411 = a et P1P2 -L P1P4. [0042] Remarque : le fait d'utiliser un carré comme mire nous permet d'exprimer une relation d'orthogonalité tout en ayant, grâce à la présence du quatrième point P3, une symétrie dans l'expression géométrique. [0043] Exprimons à présent que I1P1P211 = a. [0044] La relation ci-dessus s'exprime par l'équation suivante : p2N2 - p1N1 = a2 4=> p12 + p22 - 2p1p2N1N2 = a2 [0045] En posant (pour rendre plus lisible l'expression) : k12 = N1N2 ; nous obtenons une équation du second degré en p2 dont p1 est un paramètre : 15 p22 - 21c12p1p2 + (p12 - a2) = 0 [0046] Cette équation a deux solutions réelles. En effet, elle exprime l'intersection de la sphère de centre PI et de rayon a avec la droite passant par 0 et de vecteur directeur N2. [0047] Nous obtenons une équation analogue du second degré en p4 et 20 pl exprimant la relation I1P1P411 = a: p42 - 21(14p1p4 + (p12 - a2) = 0 [0048] Exprimons à présent l'orthogonalité P1P2-41P4. Cette orthogonalité s'exprime par l'équation suivante : (p2N2 - p1N1) x (p4N4 - p1N1) = 0 [0049] Soit, en développant l'équation ci-dessus et en y remplaçant les produits de vecteurs unitaires par kij (le cosinus de l'angle formé par les deux 25 vecteurs unitaires d'un produit de vecteurs) : k24p2p4 - k14p1p4 - k12p1p2 + p12 = 0 [0050] Les deux équations du second degré précédentes (en p2 pour la première et en p4 pour la deuxième) fournissent chacune deux expressions. En considérant les quatre possibilités d'expression de p2 et p4 en fonction de pi, et 30 en les reportant dans la troisième équation (qui exprime l'orthogonalité), nous obtenons quatre équations possibles en pi. [0051] La résolution de ces quatre équations peut se faire de manière numérique par exemple, en échantillonnant les valeurs de pi, en testant les changements de signe de l'expression et en convergeant par dichotomie vers les zéros de l'expression. [0052] Nous obtenons alors un certain nombre de solutions pour pi. Parmi ces solutions, nous ne conservons que celles qui sont positives et dont le remplacement dans l'expression de p2 et de p4 rend ces dernières positives également. La cohérence du système donne un seul triplet (pi, p2, p4) de valeurs positives et donc de points (Pi, P2, P4). [0053] Il est ainsi possible de définir le plan de la mire en obtenant l'équation du plan de la mire, une fois qu'on obtient les coordonnées en x et en y d'au moins trois points d'une mire, ici présentée comme carrée. Une fois le plan de la mire pour une position donnée défini, la profondeur de ce plan est donnée par l'intersection entre ledit plan et au moins une demi-droite du modèle intermédiaire définie. Une fois cette profondeur définie, il est possible de la comparer avec une autre profondeur déjà stockée en mémoire pour cette même abscisse et ordonnée des points et de garder en mémoire la profondeur du plan ayant la profondeur la plus élevée. [0054] De façon particulièrement préférentielle, les première, deuxième, troisième et quatrième étapes sont réitérées pour un ensemble de positions de la première mire dans l'environnement afin de déterminer les profondeurs associées à chacune des positions de l'ensemble de positions de la première mire, en faisant varier les abscisses, ordonnées et profondeur desdites positions. Ainsi dans le repère défini par l'environnement 3D à analyser ayant pour origine le centre de la caméra, on déplace la mire dans l'ensemble du repère. Un calculateur de la caméra, ou un calculateur relié à la caméra, va calculer pour chacune des différentes positions de la mire, la profondeur du plan associé à chacune de ces positions. Une position de la mire étant définie par son abscisse X, son ordonnée et sa profondeur Z. Le calculateur va comparer pour chacune des positions pour des couples (abscisse X, ordonnée Y) identiques, les valeurs de la profondeur obtenue et gardera à chaque fois la profondeur la plus élevée. [0055] Préférentiellement, le procédé comporte une étape de validation dans laquelle les première, deuxième, troisième et quatrième étapes sont réitérées avec une deuxième mire, remplaçant la première mire. Cette étape de validation permet de valider la profondeur obtenue au moyen d'une première mire. Cette étape s'applique particulièrement au cas où l'environnement peut perturber la détection de la mire (par exemple, s'il y a, dans la scène, des motifs qui peuvent lui ressembler partiellement ou un éclairage perturbateur). Ainsi en utilisant une deuxième mire différente de la première, on peut vérifier la véracité des mesures. [0056] Imaginons que la deuxième mire soit le pendant négatif de la première mire, voire même qu'il s'agisse d'une deuxième face de la première mire. Dans ce cas, pour valider l'acquisition de l'image de la mire à position donnée, il suffit de la retourner et de la positionner au même endroit. Supposons que la mire « négative » soit positionnée approximativement comme la mire « positive » alors, en calculant la valeur absolue de la différence entre les deux images, nous obtiendrons une image « sombre » (valeurs proches dans les deux images, et donc la différence est proche de 0) avec une tache « claire » (valeurs très distantes dans les deux images, et donc la différence est proche du maximum possible) correspondant au support de la mire, ce qui sera significatif. [0057] L'invention concerne également une mire comportant une première face formant un premier plan et étant d'une première couleur, ladite première face comportant au moins trois éléments non alignés d'une deuxième couleur, formant 20 trois sommets d'une forme géométrique. [0058] Cette mire est particulièrement adaptée au procédé précédemment décrit. Du fait de leur deuxième couleur différente de la première couleur générale de la mire les au moins trois éléments sont facilement repérables par rapport à une caméra. Les trois éléments forment les trois sommets d'une forme 25 géométrique, ladite forme géométrique ayant des paramètres connus par la caméra, on peut ainsi en récupérant les coordonnées en x et en y des points, obtenir l'équation du plan formée par la mire lors d'une étape de détermination de la profondeur du plan défini par la mire dans le procédé d'acquisition automatique des profondeurs précédemment décrit. 30 [0059] De façon particulièrement préférentielle, chacun des trois éléments de la mire comporte un disque d'une deuxième couleur différente de la première couleur, l'intérieur du disque de la deuxième couleur comportant une croix de la première couleur, les centres des croix des trois éléments formant les trois sommets de la forme géométrique. [0060] En effet, du fait de la distorsion optique due à l'optique sphérique d'une caméra 360°, les formes de l'environnement doit l'image est capturée par la caméra ne sont pas forcément parfaitement représentées car déformées par l'optique et ne sont donc pas parfaitement détectables. C'est le centre de la croix qui permet de repérer correctement les points d'intérêt de la mire, i.e. les au moins trois éléments. De ce fait, cette mire est particulièrement adaptée aux caméras dont les déformations optiques ne sont pas connues, par exemple les caméras à optique sphérique, type caméra 360°. Les déformaticns de ce type de caméras dépendent de la sphéricité de l'optique et engendrent des calculs de concordance entre image acquise et environnement relativement compliqués afin de prendre en compte ces déformations. L'utilisation de cette mire spécifique dont le centre des éléments est détectable facilement permet de s'affranchir des inconvénients précités. Cette mire est ainsi détectable de façon robuste et simple pour le traitement d'image. La présence des disques permet de localiser grossièrement mais de façon robuste, l'endroit où se trouvent les sommets de la forme géométrique. La croix d'une couleur différente de celle des disques permet, une fois la zone du sommet de la forme géométrique ciblée, de déterminer avec précision la position du sommet correspondant. En effet, le centre d'un disque n'est pas transformé en le centre de la forme projetée par une caméra 360°: le marquage à l'intérieur du disque permet de retrouver l'image de son centre d'une manière fiable. Par exemple, si les lignes formant l'image de la croix ont trois ou quatre pixels d'épaisseur, alors on peut obtenir une bonne approximation de la position du point d'intersection des branches de la croix, i.e. le centre de la croix, au moyen du squelette de la croix. La mire peut ainsi être constituée d'un fond blanc sur lequel se trouvent quatre disques noirs (chacun couvrant une petite région de l'image lorsqu'il sont « vus » par la caméra). Chacun de ces disques noirs, dont le centre est un sommet du carré, est traversé par une croix blanche qui marque, en fait, par une ligne épaisse, les côtés du carré et leur prolongement à travers ces disques noirs. [0061] Préférentiellement, la mire comporte une deuxième face formant un deuxième plan et étant de la deuxième couleur et comportant au moins trois éléments non alignés de la première couleur, formant trois sommets de la forme géométrique. [0062] La présence d'une deuxième face de la mire, sur laquelle la répartition entre la première couleur et la deuxième couleur est inversée par rapport à la première face permet de s'affranchir du problème suivant : l'environnement peut perturber la détection de la mire (par exemple, s'il y a, dans la scène, des motifs qui peuvent lui ressembler partiellement ou un éclairage perturbateur). Ainsi étant donné que chaque mire a son pendant en négatif sur l'autre face de son support (disques blancs sur fond noir, et pour valider l'acquisition de l'image de la mire à position donnée, il suffit de la retourner et de la positionner (approximativement) au même endroit. Supposons que la mire « négative » soit positionnée comme la mire « positive » alors, en calculant la valeur absolue de la différence entre les deux images, nous obtiendrons une image « sombre » (valeurs proches dans les deux images, et donc la différence est proche de 0) avec une tache « claire » (valeurs très distantes dans les deux images, et donc la différence est proche du maximum possible) correspondant au support de la mire, ce qui sera significatif. La deuxième face est en quelque sorte le pendant négatif de la première face. [0063] De façon préférentielle, chacun des trois éléments de la deuxième face comporte un disque de la première couleur, ledit disque de la première couleur comportant une croix de la deuxième couleur, les centres des croix des trois éléments formant les trois sommets d'une forme géométrique. De la même façon que pour la première face de la mire, cette caractéristique de la forme des éléments permet de faciliter leur détection pour les caméras à optique sphérique en particulier. [0064] De façon particulièrement avantageuse, ladite première couleur est contrastée par rapport à ladite deuxième couleur. [0065] On entend par la première couleur est contrastée par rapport à la deuxième couleur le fait qu'il existe des différences sensibles entre ces deux couleurs. Par exemple, le noir est contrasté par rapport au blanc, une couleur sombre est contrastée par rapport à une couleur claire. Le fait d'utiliser des couleurs contrastées permet de les discriminer facilement l'une par rapport à l'autre par la caméra. On utilisera ainsi préférentiellement une première couleur qui est le blanc, une deuxième couleur qui est le noir, et inversement. Le contraste doit être suffisant afin que par n'importe quel procédé de traitement d'image, on obtienne une image binaire de la mire. [0066] En outre, de façon particulièrement préférentielle, les premières et deuxièmes couleurs sont contrastées par rapport à l'environnement dans lequel la mire va être déplacée afin d'améliorer la détection de la mire par la caméra par rapport aux éléments de l'environnement. [0067] Avantageusement, la forme géométrique est un carré. Le fait d'avoir une forme géométrique carrée permet de simplifier les calculs. En effet, peu importe le sens dans lequel est positionnée la mire, elle sera facilement détectable, les quatre côtés d'un carré étant identiques, l'orientation de la mire n'a pas d'importance. Il y a ainsi une invariance par rotation de 900. En outre, cette forme de mire carrée permet de simplifier les calculs lors de la détermination d'équation du plan défini par la mire pour l'utilisation de cette mire pour le procédé de calibrage précédemment décrit. [0068] Avantageusement, chacune desdites première ou deuxième faces de la mire comporte un quatrième élément identique aux trois éléments desdites première ou deuxième faces, ledit quatrième élément formant un quadrilatère avec les trois autres éléments de chacune desdites première ou deuxième faces de la mire. Le fait de surdimensionner le nombre d'élément détectables de la mire permet de s'assurer au cas où un des éléments de la mire n'est pas reconnu par la caméra, que le quatrième élément pourrait l'être. La mire, lorsqu'elle comporte trois éléments, comporte le minimum d'éléments permettant d'assurer la robustesse du système de calibrage au moyen de ladite mire. La mire est préférentiellement plane [0069] Avantageusement un bord d'un disque doit être préférentiellement éloigné d'un bord de la mire d'une distance supérieure ou égale au diamètre du disque et en ce qu'un bord d'un premier disque doit être préférentiellement éloigné du bord d'un deuxième disque d'une distance supérieure ou égale au diamètre du premier disque. Ce dimensionnement des éléments permet de s'assurer qu'ils sont tous bien détectés par la caméra, particulièrement dans le cas d'une caméra à optique sphérique qui déforme fortement les images, et qu'ils ne se chevauchent pas dans l'image. [0070] Il se peut, pour certaines applications, comme le calibrage de scènes en extérieur par exemple, que l'on ait besoin de mires de tailles différentes. Si l'on ne souhaite pas qu'il y ait d'interaction entre l'opérateur et le système, il faut alors que le système reconnaisse automatiquement la mire présentée (i.e. pour connaître la longueur du côté du carré). Dans la mesure où il n'est pas nécessaire de disposer d'un nombre important de mires différentes (quatre, par exemple, seraient déjà un nombre important), nous pouvons nous appuyer sur un code graphique simple et symétrique : ce code peut être la présence ou l'absence de lignes noires épaisses pour représenter les quatre côtés ou les deux diagonales du carré. [0071] Le procédé précédemment décrit est utilisé de façon particulièrement avantageuse avec une mire selon l'un des modes de réalisation précédemment décrits. [0072] Lors du calibrage de la caméra dans un environnement, il est possible que la mire ne soit pas passée par tous les pixels d'une zone (du sol, des murs, d'un bureau etc). Pour des raisons d'ergonomie et de gestion aussi automatique que possible, il est préférable que l'opérateur n'ait pas à vérifier cela. A cette fin, la caméra pourrait étudier, par ordre d'importance : la cohérence planaire des éléments vus par la caméra, la cohérence topologique ( un pixel à une certaine profondeur devrait appartenir à une entité qui l'entoure), la cohérence colorimétrique (un pixel devrait appartenir à une entité de couleur proche), la cohérence au niveau distance (un pixel devrait appartenir à une entité proche), la cohérence entre l'agencement de différents plans détectés (cohérence volumique). A partir de ces informations, il est possible d'interpoler l'éloignement, et donc la position, des pixels non couverts à partir des voisins situés dans un même plan et présentant, sur l'image acquise, une force cohérence à celui-ci afin de reconstruire un modèle complet et de façon automatique et transparente pour l'utilisateur de l'environnement 3D. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0073] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - La figure 1 représente de façon schématique un premier mode de réalisation d'une mire particulièrement adaptée au calibrage 3D de caméra ; - Les figures 2, 3, 4 et 5 représentent de façon schématique d'autres modes de réalisation d'une mire particulièrement adaptée au calibrage 3D de caméra. DESCRIPTION D'UN MODE DE REALISATION [0074] Sur les figures 1 à 5 sont représentés différents modèles de mire 4. Sur chacune des figures, la mire 4 comporte au moins trois éléments 1, 2, 3 non alignés, qui du fait de leur deuxième couleur différente de la première couleur générale de la mire sont facilement repérables par rapport à une caméra. Dans les modes de réalisation de la mire présentés aux figures 1 à 5, la première couleur est le blanc et la deuxième couleur est le noir. Le blanc et le noir sont des couleurs contrastées, ceci permet ainsi de discriminer facilement les trois éléments par rapport au reste de la mire par la caméra et de faciliter la détection des trois sommets 1, 2, 3 du carré de la mire. Chacune des mires des figures 1 à 5 comporte également un quatrième élément 6 identique aux trois éléments 1, 2, 3 de la mire. Les quatre éléments de la mire forment ainsi les sommets d'un quadrilatère, ici un carré dans les modes de réalisation des figures 1 à 5. [0075] Chacune des mires des figures 1 à 5 comportent des disques 11, 21, 31 comportant des croix 12, 22, 32 afin de faciliter la détection des sommets de la forme géométrique. La caméra pourra discriminer plus facilement la croix, ici blanche, d'un des disques noirs d'un des éléments de la mire blanche. En effet, les disques noirs 11, 21, 31, 61 servent à localiser grossièrement l'endroit où se trouvent les sommets du carré formé sur la mire et les croix blanches 12, 22, 32 et 62 permettent, une fois ciblée chacun disques noirs de localiser avec précision la position du sommet correspondant, au centre de chacune des croix 12 ? 22 ? 32 ? 62. [0076] Les exemples des figures 2 à 5 ci-dessous nous montrent quatre mires différentes, dont la taille est supposée différente, ce qui n'apparaît pas sur les figures. Ainsi, on peut imaginer que pour calibrer la caméra sur les murs d'une pièce, on utilise une mire de grande taille, qui sera par exemple, différenciée des autres par la présence de traits 5 de la couleur des disques formant les arêtes du carré, tel que représenté à la figure 3. [0077] La figure 6 illustre de façon schématique les différentes étapes d'un procédé d'acquisition automatique des profondeurs d'un environnement trois dimensions au moyen d'une première mire, par exemple la première mire 7 illustrée à la figure 1 par exemple, et d'une caméra de type 3600. La première mire 7 de la figure 1 définit au moins un plan Pij comportant au moins trois points (P1, P2 et P3). Les trois points Pi, P2 et P3 du plan Pij définit par la première mire 7 de la figure 1 correspondent aux centres de chacune des croix des trois éléments 1, 2, 3 de la première mire 7 de la figure 1. Chacun de ces trois points est défini par un triplet de coordonnées comportant une abscisse Px, une ordonnée Py et une profondeur Pz dans l'espace défini par l'environnement trois dimensions à capturer et ayant pour origine le centre de la caméra. Un repère de cet espace est représenté à la figure 1. [0078] Le procédé de la figure 6 comporte une étape préalable E0 une de définition d'un modèle intermédiaire de l'environnement vu par la caméra, ledit modèle intermédiaire comportant une pluralité de demi-droites Aij, chaque demi- droite Aij ayant pour origine le centre de la caméra. [0079] Il comporte ensuite, pour une première position de la première mire dans l'environnement, ladite première position étant définie par une première abscisse X1 , une première ordonnée Y1, et une première profondeur Z1, une première étape El de détermination de la première profondeur Z11 d'un premier plan Pll comportant le premier point Pil 1, le deuxième point Pj11 et le troisième point Pk11. [0080] La première étape El comporte pour la première position de la première mire une étape de définition El 1 du premier plan P11 défini par les abscisses et ordonnées des premier Pil 1, deuxième Pj11 et troisième Pk11 points du premier plan Pli et une étape de calcul El 2 de l'intersection d'au moins une demi-droite Aij du modèle intermédiaire défini lors de l'étape préalable E0 avec le premier plan P11, ladite intersection correspondant à la première profondeur Z1 dudit premier plan P11. [0081] Le procédé de la figure 6 comporte, pour une deuxième position de la première mire dans l'environnement, ladite première position étant définie par la première abscisse X1, la première ordonnée Y1, et une deuxième profondeur Z2 différente de la première profondeur Z1 de la première position, une deuxième étape de détermination E2 de la deuxième profondeur Z12 d'un deuxième plan P12 comportant le premier point Pi12, le deuxième point Pj12 et le troisième point Pk12. Pour cette deuxième étape de détermination E2, la première mire est placée à une même première abscisse X1 et à une même première ordonnée Y1 que pour la première étape de détermination Et mais seule la deuxième profondeur Z2 est différente de la première profondeur Zl. [0082] La deuxième étape E2 comporte pour la deuxième position de la première mire une étape de définition E21 du deuxième plan P12 défini par les abscisses et ordonnées des premier Pu 2, deuxième Pj12 et troisième Pk12 points du deuxième plan P12 et une étape de calcul E22 de l'intersection d'au moins une demi-droite Aij du modèle intermédiaire avec le deuxième plan P12, ladite intersection correspondant à la deuxième profondeur Z2 dudit deuxième plan P12. [0083] Le procédé de la figure 6 comporte également une troisième étape E3 de comparaison entre la valeur de la première profondeur Z1 du premier plan P11 et la valeur de la deuxième profondeur Z2 du deuxième plan P12 pour déterminer la valeur la plus élevée puis une quatrième étape E4 d'enregistrement dans une mémoire des triplets de coordonnées des au moins premier point, deuxième point et troisième point du premier plan P11 ou du deuxième plan P12 ayant la valeur de profondeur la plus élevée à la suite de l'étape de comparaison. Il peut s'agir d'une mémoire interne à la caméra ou bien d'une mémoire délocalisée à laquelle se connecte la caméra au travers d'un réseau de communication. [0084] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention.30 REVENDICATIONS1. Procédé d'acquisition automatique des profondeurs d'un environnement trois dimensions au moyen d'une première mire et d'une caméra, ladite première mire définissant au moins un plan Pij, ledit plan Pij comportant au moins trois points (Pi, Pj, Pk) ayant chacun un triplet de coordonnées, chacun desdits triplets comportant une abscisse (Px), une ordonnée (Py), et une profondeur (Pz) dans un espace défini par l'environnement et ayant pour origine le centre de la caméra, ledit procédé comportant : une première étape de détermination (El ), pour une première position de la première mire dans l'environnement, ladite première position étant définie par une première abscisse X1 , une première ordonnée Y1 , et une première profondeur Z1, de la première profondeur Z11 d'un premier plan P11 comportant le premier point Pil 1, le deuxième point Pj11 et le troisième point Pkl 1 ; une deuxième étape de détermination (E2), pour une deuxième position de la première mire dans l'environnement, ladite première position étant définie par la première abscisse Xi, la première ordonnée Y1, et une deuxième profondeur Z2 différente de la première profondeur Z1 de la première position, de la deuxième profondeur Z12 d'un deuxième plan P12 comportant le premier point Pi12, le deuxième point Pj12 et le troisième point Pk12 ; une troisième étape de comparaison (E3) entre la valeur de la première profondeur Z1 du premier plan Pli et la valeur de la deuxième profondeur Z2 du deuxième plan P12 pour déterminer la valeur la plus élevée ; une quatrième étape d'enregistrement dans une mémoire des triplets de coordonnées des au moins premier point, deuxième point et troisième point du premier plan P11 ou du deuxième plan P12 ayant la valeur de profondeur la plus élevée à la suite de l'étape de comparaison. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que : il comporte une étape préalable (E0) de définition d'un modèle intermédiaire de l'environnement vu par la caméra, ledit modèleintermédiaire comportant une pluralité de demi-droites Aij, chaque demi-droite Aij ayant pour origine le centre de la caméra ; la première étape de détermination (El) ) comporte pour la première position de la première mire : une étape de définition du premier plan Pli (El 1) défini par les abscisses et ordonnées des premier PM 1, deuxième Pj11 et troisième Pkl 1 points du premier plan P11; une étape de calcul (E12) de l'intersection d'au moins une demi-droite Aij du modèle intermédiaire avec le premier plan Pli , ladite intersection correspondant à la première profondeur Z1 dudit premier plan Pli; la deuxième étape de détermination (E2) comporte pour la deuxième position de la première mire : une étape de définition du deuxième plan P12 (E21) défini par les abscisses et ordonnées des premier Pi12, deuxième Pj12 et troisième Pk12 points du deuxième plan P12; une étape de calcul (E22) de l'intersection d'au moins une demi-droite Aij du modèle intermédiaire avec le deuxième plan P12, ladite intersection correspondant à la deuxième profondeur Z2 dudit deuxième plan P12. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les première, deuxième, troisième et quatrième étapes sont réitérées pour un ensemble de positions de la première mire dans l'environnement afin de déterminer les profondeurs associées à chacune des positions de l'ensemble de positions de la première mire, en faisant varier les abscisses, ordonnées et profondeur desdites positions. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une étape de validation dans laquelle les première, deuxième, troisième et quatrième étapes sont réitérées avec une deuxième mire, remplaçant la première mire. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la première mire comporte une première face formant un premier plan et étant d'une première couleur, ladite première face comportant au moins troiséléments (1, 2, 3 ) non alignés d'une deuxième couleur, formant trois sommets d'une forme géométrique.