BIOM ANR PROJECT
PROJET ANR BIOM
The Building Indoor/Outdoor Modelling (BIOM) ANR project aims at automatic, simultaneous indoor and outdoor modelling of buildings from images and dense point clouds. We want to achieve a complete, geometrically accurate, semantically annotated but nonetheless lean 3D CAD representation of buildings and objects they contain in the form of a Building Information Models (BIM) that will help manage buildings in all their life cycle (renovation, simulation, deconstruction). We view indoor and outdoor building modelling as a joint process where both worlds fruitfully cooperate and benefit one another both in terms of semantics and geometry. The hope is that this holistic scene understanding and reconstruction approach will lead to more complete, correct, and geometrically accurate building models.
Le projet ANR Modelisation Intérieur/Extérieur de Bâtiments (BIOM) vise à la modélisation automatique et simultanée de l'intérieur et de l'extérieur de bâtiments à partir de données d'acquisition image et LiDAR (nuages de points denses). L'objectif est d'atteindre une représentation 3D complète, précise, sémantisée et simple du bâtiment et des objets fixes qui en font partie (portes, fenêtres, balcons, tuyaux, radiateurs, ...) dans une représentation BIM (Building Information Model) qui permet de gérer tout le cycle de vie du bâtiment. La modélisation intérieur/extérieur est vue comme un processus conjoint où les deux aspect collaborent pour tirer partie de leurs complémentarités sémantiques et géométriques. Cette approche globale permettra une reconstruction plus complète, correcte, précise et cohérente des bâtiments. La première ambition du projet BIOM est d’intégrer des sources de données hétérogènes car la modélisation complète d’un bâtiment requiert des acquisition intérieures et extérieures aériennes et au niveau du sol. Le projet vise aussi à exploiter la complémentarité image/LiDAR et à gérer les occultations dues au mobilier intérieur et urbain. Enfin, une large variété de styles architecturaux, d’arrangements intérieurs et de nombreux types d’objets devront être gérés.
Coordinateur: Coordinator: Bruno Vallet
Research Topics Sujets de recherche
WP1: Registration Recalage
WP1 aims at addressing all registration issues faced by the BIOM project, as a major objective of the project is exploiting jointly data from various sensors (image/LiDAR) and viewpoints (terrestrial indoor/outdoor, aerial). It is structured into the following subtasks:
Le WP1 vise à adresser tous les problèmes de recalages rencontrés dans le projet BIOM, étant donné que l'un des objectifs majeurs du projet est l'utilisation conjointe de données de capteurs de nature différente (image/LiDAR) et de points de vue différents (terrestre intérieur/extérieur et aérien). Il se compose des sous tâches suivantes:
- WP1.a Registration of outdoor heterogeneous data Recalage de données hétérogènes extérieures
- WP1.b Registration of indoor data Recalage de données intérieures
- WP1.c Indoor/Outdoor landmark extraction Extraction d'amers pour le recalage intérieur/extérieur
- WP1.d Global indoor/outdoor registration Recalage global intérieur/extérieur
WP2: Outdoor reconstruction Reconstruction extérieure
WP2 aims at reconstructing the fine 3D geometry, texture and semantics of a city at large scale from various sensors (image/LiDAR) and viewpoints (terrestrial indoor/outdoor, aerial) already registered in WP1. It is structured into the following subtasks:
Le WP2 vise à reconstruire finement la géométrie la texture et la sémantique d'une ville à large échelle à partir de données de capteurs de nature différente (image/LiDAR) et de points de vue différents (terrestre intérieur/extérieur et aérien) préalablement recalés par le WP1. Il se compose des sous tâches suivantes:
- WP2.a Outdoor reconstruction from heterogeneous data Reconstruction extérieure à partir de données hétérogènes
- WP2.b Outdoor surface texturation from various viewpoints Texturation de surfaces extérieures à partir de points de vues différents
- WP2.c Outdoor surface semantization Sémantisation de surface extérieure
WP3: Indoor reconstruction Reconstruction intérieure
WP3 aims at preparing all indoor (textured) meshes such that these can enter into landmark recognition (WP1.d) and final joint reconstruction (WP4). It is structured into the following subtasks:
Le WP3 vise à préparer tous les maillages (texturés) intérieurs de sorte à ce qu'ils puissent être utilisés pour le recalage (WP1.d) et la reconstruction conjointe (WP4). Il se compose des sous tâches suivantes:
- WP3.a Indoor reconstruction from low cost data Reconstruction intérieure à partir de données low cost
- WP3.b Indoor reconstruction from fixed LiDAR stations Reconstruction intérieure à partir de stations LiDAR fixes
- WP3.c Indoor surface texturation Texturation de surfaces intérieures
- WP3.d Indoor surface semantization Sémantisation de surfaces intérieures
WP4: Structured combined reconstruction Reconstruction structurée combinée
WP4 aims at the final integrated BIM modelling from both inside and outside semantized reconstructions. The output of WP4 is an automatically generated, semantically annotated, seamless indoor-outdoor, geometrically precise 3D building model. It is structured into the following subtasks:
Le WP4 vise à l'intégration finale de la modélisation BIM à partir des reconstructions sémantisées intérieures et extérieures. Le WP4 produit automatiquement un modèle 3D de bâtiment précis géométriquement, annoté sémantiquement et sans raccord visible entre l'intérieur et l'extérieur. Il se compose des sous tâches suivantes:
- WP4.a Indoor/Outdoor object recognition and reconstruction Reconnaissance et reconstruction d'objets intérieur/extérieur
- WP4.b Fine indoor/outdoor reconstruction Reconstruction fine intérieur/extérieur
- WP4.c Outdoor/indoor BIM simplification Simplification BIM intérieur/extérieur
WP5: Coordination and applications Coordination et applications
As applications will involve a strong implication of all partners, project global coordination and application specific coordination are conducted within the same work package. WP5 aims to ensure global coordination of all research effort during the life of the BIOM project, and in particular give guidance to WP1-4 work, in order to validate the results and experiment their integration with real-life issues and domain applications, frequently encountered by using BIM/GIS models in building or urban renovation projects. It is structured into the following subtasks:
Comme les applications nécessiterons une forte implication de tous les partenaires, la coordination globale du projet et la coordination spécifique aux applications sont conduites dans le même lot de travaux. Le WP5 s'assure de la coordination globale des efforts de recherche pendant la durée de vie du projet BIOM, et en particulier guide les travaux des WP 1 à 4, de façon à valider les résultats et expérimenter leur intégration syr des problèmes concrets et des applications métier rencontrées dans l'utilisation des modèles BIM/SIG dans les projets de rénovation urbaine. Il se compose des sous tâches suivantes:
- WP5.a Project coordination Coodination du projet
- WP5.b Adequacy to uses and data acquisition Adéquation aux usages et acquisition de données
- WP5.c Ground truth Vérité terrain
- WP5.d Test use cases Validation sur des cas d'usage
- WP5.e Industrial Proof of Concept Preuve de concept industrielle
News Actualités
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10/17: BIOM accepted accepté
BIOM financing is granted by the ANR
Le projet BIOM est financé par l'ANR
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01/04/18: BIOM starts
01/04/18: Début du projet BIOM
Administrative start of the BIOM projet
Début administratif du projet BIOM
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12/06/18: BIOM Kick Off
The kick Off meeting of the BIOM projet is held at IGN, Saint Mandé
La réunion de lancement du projet BIOM se tient à l'IGN, Saint Mandé
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17/01/20: BIOM yearly meeting
17/01/20: Réunion annuelle BIOM
ANR BIOM yearly project meeting will be held at INRIA Sophia Antipolis
La réunion annuelle du projet BIOM se tiendra à l'INRIA Sophia Antipolis
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31/03/22: BIOM ends
31/03/22: Fin du projet BIOM
Administrative end of the BIOM projet
Fin administrative du projet BIOM
Consortium
LASTIG
The Lastig lab is a mixed research unit working on geographical information sciences. IGN is the French reference on geographical information and was one of the first NMA (National Mapping Agency) to set up a 3D city model production in 2008, based on its research. Since then, the Lastig has had a strong activity on urban scene analysis and reconstruction, especially from mobile mapping data (both image and LiDAR).
Le Lastig est une unité mixte de recherche (UMR) travaillant sur les sciences de l'information géographique. L'IGN est la référence française sur l'information géographique et a été l'une des premières agences cartographiques nationales à mettre en place une production de modèles de ville 3D en 2008, basée sur les travaux développés par sa recherche propre. Depuis, le Lastig a eu une forte activité de recherche sur l'analyse et la reconstruction de scènes urbaines, en particulier à partir de données de cartographie mobile (image et LiDAR)
Participants: Bruno Vallet, Clément Mallet, Loïc Landrieu, Laurent Caraffa
IMAGINE
The IMAGINE team has been working for many years on 3D reconstruction from images and LiDAR, including calibration, with an emphasis on building reconstruction and semantization, using a variety of approaches (shape grammars, MRFs, deep learning). IMAGINE is a research team from the LIGM lab, depending on Ecole Nationale des Ponts et Chaussées ParisTech
L'équipe IMAGINE travaille depuis plusieurs années sur la reconstruction 3Dà partir d'image et LiDAR, y compris sur la calibration de ces capteurs, avec une emphase sur la reconstruction et la sémantisation de bâtiments, en utilisant un large spectre d'approches (grammaires de formes, champs de Markov, apprentissage profond). IMAGINE est une équipe de recherche du laboratoire LIGM, dépendant de l'Ecole Nationale des Ponts et Chaussées ParisTech
Participants: Renaud Marlet, Pascal Monasse
TRIO
The TRIO team from ICube lab at INSA-Strasbourg will bring its strong experience and expertise in the reconstruction of indoor scenes in the context of as-built BIM creation
L'équipe TRIO du laboratoire ICube à l'INSA-Strasbourg apporte sa forte expérience et expertise sur la reconstruction de scènes intérieures dans le contexte de la création du BIM de l'existant.
Participants: Pierre Grussenmeyer, Tania Landes
TITANE
The TITANE team of INRIA is one of the leading group in robust geometry processing in the world, with expertise in surface reconstruction and approximation as well as indoor reconstruction and urban modeling.
L'équipe TITANE de l'INRIA Sophia Antipolis est l'un des principaux groupes sur le traitement robuste de la géométrie au monde, avec une expertise sur la reconstruction de surface et l'approximation ainsi que sur la reconstruction de scènes intérieures et la modélisation urbaine.
Participants: Florent Lafarge, Pierre Alliez
MIC
The CSTB is the French reference on BIM and has initiated a collaboration with IGN on BIM/GIS (Geographical Information System) convergence for which the BIOM project could be the perfect experimental context. Its MIC team has a strong expertise in building modeling and its link with physical simulations.
Le CSTB est la référence française sur le BIM et a initié une collaboration avec l'IGN sur la convergence BIM/SIG pour laquelle le projet BIOM pourait être un contexte expérimental parfait. Soon équipe MIC a une forte expertise dans la modélisation de bâtiments et son lien avec les simulations physiques.
Participants: Sven Oesau, Julien Soula, Guillaume Picinbono, Arnaud Mistre
Strasbourg Eurometropole de Strasbourg
The project is supported by the Strasbourg European Metropole who provides high quality 3D data and defined the test sites on its territory.
Le projet est soutenu par l'eurométropole de Strasbourg qui procure de nombreuses données 3D image et LiDAR de haute qualité sur son territoire et participe à la définition des sites d'expérimentation.
The complementarity of this consortium first relies on the presence of the public actors responsible for city (IGN/Lastig) and building (CSTB) modeling. From a scientific perspective, the members of the consortium cover all the methodologies required to achieve the ambitious goals: computer vision (LIGM/IMAGINE), photo- and laser-grammetry (IGN/Lastig, INSA/TRIO), computer graphics and geometry processing (INRIA/TITANE). The consortium also covers from this methodological expertise to practical applications with the experience of INSA/TRIO on indoor structures extraction and CSTB/MIC on BIM and its usages.
La complémentarité de ce consortium repose premièrement sur la présence des acteurs publiques responsables de la modélisation de la ville (IGN/Lastig) et des bâtiments (CSTB). D'un point de vue scientifique, les membres du consortium couvrent toutes les méthodologies nécessaires à l'atteinte des objectifs ambitieux: vision par ordinateur (LIGM/IMAGINE), photo- et laser-grammétrie (IGN/Lastig, INSA/TRIO), informatique graphique et traitement géométrique (INRIA/TITANE). Le consortium couvre également le continuum de l'expertise méthodologique aux applications pratiques avec l'expérience de l'INSA/TRIO sur l'extraction des structures intérieures et du CSTB/MIC sur le BIM et ses usages.
Ressources
PhD Thèse 1:
- PhD student Doctorante : Rahima Djahel
- Director Directeur : Pascal Monasse, ENPC/LIGM/IMAGINE
- Co-Director Co-Directeur : Bruno Vallet, IGN/Lastig/ACTE
PhD Thèse 2:
- PhD student Doctorant : Raphael Sulzer, Lastig
- Director Directeur : Bruno Vallet, Lastig
- Co-Director Co-Directeur : Renaud Marlet, IMAGINE
- Advisor Encadrant : Sven Oesau, CSTB
- Advisor Encadrant : Loïc Landrieu, Lastig
- Advisor Encadrant : Laurent Caraffa, Lastig
PhD Thèse 3:
- PhD student Doctorante : Muxingzi Li, TITANE
- Director Directeur : Florent Lafarge, TITANE
PhD Thèse 4:
- PhD student Doctorant : Rami Assi, TRIO
- Director Directeur : Pierre Grussenmeyer, TRIO
- Advisor Encadrant : Tania Landes, TRIO
Engineer:
Ingénieur:
- Engineer Ingénieur : ???
- Supervisor Supervision : Julien Soula, CSTB
- Advisor Encadrant : Guillaume Picinbono, CSTB
Internship Stage 1:
- Intern Stagiaire : Zoumana Malle
- Supervisor Supervision : Bruno Vallet, IGN/Lastig/ACTE
Internship Stage 2:
- Intern Stagiaire : ???
- Supervisor Supervision : Florent Lafarge, TITANE