La biométrie du visage a suscité, ces derniers temps, l'intérêt grandissant de la communauté scientifique et des industriels de la biométrie vue son caractère naturel, sans contact et non-intrusif. Néanmoins, les performances des systèmes basés sur les images 2D sont affectées par différents types de variabilités comme la pose, les conditions d'éclairage, les occultations et les expressions faciales. Avec la disponibilité de caméras 3D capables d'acquérir la forme tridimensionnelle, moins sensibles aux changements d'illumination et de pose, plusieurs travaux de recherche se sont tournés vers l'étude de cette nouvelle modalité. En revanche, d'autres défis apparaissent comme les déformations de la forme faciales causées par les expressions et le temps de calcul que requièrent les approches développées. Cette thèse s'inscrit dans ce paradigme en proposant de coupler la géométrie Riemannienne avec les techniques d'apprentissage pour une biométrie faciale 3D efficace et robuste aux changements d'expressions. Après une étape de pré-traitement, nous proposons de représenter les surfaces faciales par des collections de courbes 3D qui captent localement leurs formes. Nous utilisons un cadre géométrique existant pour obtenir les déformations " optimales " entre les courbes ainsi que les distances les séparant sur une variété Riemannienne (espace des formes des courbes). Nous appliquons, par la suite, des techniques d'apprentissage afin de déterminer les courbes les plus pertinentes pour deux applications de la biométrie du visage : la reconnaissance d'identité et la classification du genre. Les résultats obtenus sur le benchmark de référence FRGC v2 et leurs comparaison avec les travaux de l'état de l'art confirment tout l'intérêt de coupler l'analyse locale de la forme par une approche géométrique (possibilité de calculer des moyennes, etc.) avec des techniques d'apprentissage (Basting, etc.) pour gagner en temps de calcul et en performances.

Les élèves dyslexiques éprouvent de grandes difficultés à lire et à écrire. Leurs difficultés en production orthographique sont reconnues pour être persistantes. Elles peuvent être expliquées par un déficit des procédures phonologiques. Or, pour orthographier une langue alphabétique comme le français, il est indispensable de développer des connaissances phonologiques puisque l’entrée dans l’écrit repose en grande partie sur la mise en correspondance de la langue orale et de sa réalisation à l’écrit. En plus des connaissances phonologiques, le système orthographique du français exige du scripteur d’acquérir des connaissances visuo-orthographiques et morphologiques. Les recherches menées sur la compétence orthographique des élèves dyslexiques se rapportent majoritairement à l’anglais et sur la compétence en lecture. La présente étude a pour objectif général de décrire, dans une visée explicative, la compétence orthographique de 26 élèves dyslexiques québécois âgés de 9 à 13 ans. Les objectifs spécifiques sont de décrire les performances de ces élèves en contexte de productions libres et de les comparer à celles de 26 élèves normo-lecteurs de même âge chronologique (CA) et à celles de 29 normo-lecteurs plus jeunes mais de même niveau en lecture (CL). Pour ce faire, nous avons analysé les erreurs en prenant en compte les propriétés phonologiques, visuo-orthographiques et morphologiques des mots écrits. Les résultats indiquent que les élèves dyslexiques ont des performances inférieures à celles des CA, mais aussi, dans certains cas, à celles des CL. Les résultats sont discutés en fonction des connaissances que doivent développer les scripteurs dyslexiques et des pistes orthodidactiques à envisager. / Learning to spell is very difficult for dyslexic children. Their difficulties to spell are known to be persistent. It can be explained by a deficit in processing phonological information. However, in order to spell correctly in an alphabetic language as French, phonological knowledge is required, as spelling is based on the connections between oral and written language. In addition to phonological knowledge, the orthographical system of French demands from the speller to acquire visual-orthographic and morphological knowledge. The majority of studies aimed at describing dyslexic children’s spelling abilities refers to English and to reading. The general goal of this study is to describe the spelling performance, in an explanatory viewpoint, of 26 dyslexic children, French-Canadian and aged 9 to 12 years old. The specific goals are to describe the spelling performances of these pupils in context of free productions and to compare them to those of 26 normally achieving children matched on age (AC) and to those of 29 younger normally achieving children matched on reading-level (RC). To do so, errors were classified according to phonological, visuo-orthographic and morphological properties of French written words. The results indicate that the dyslexic pupils made performances lower than those of the CA, but sometimes also than those of the CL. The results are discussed according to the types of knowledge required to spell correctly in French and to special-education intervention avenues.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Cette recherche porte sur l’amélioration de la motivation à l’apprentissage des mathématiques à l’Université Abdou Moumouni. Elle se situe dans une dynamique globale de mise au point d’actions pédagogiques pour remédier au problème préoccupant de la motivation à l’apprentissage des sciences. Plus spécifiquement, il s’agit de prospecter si les environnements virtuels d’apprentissage peuvent contribuer à l’amélioration de la transmission des savoirs dans un contexte universitaire au Niger. Ainsi, notre recherche vise à mieux comprendre l’impact de l’intégration des TIC sur la motivation chez des étudiants à apprendre les mathématiques au Niger. Les trois objectifs spécifiques de notre recherche sont : explorer les impacts sur le sentiment de compétence chez des étudiants à l’apprentissage des mathématiques dans un contexte d’intégration pédagogique des TIC; mieux comprendre le changement des types de motivations autodéterminées à l’apprentissage des mathématiques chez des étudiants exposés à une intégration pédagogique des TIC; comprendre les perceptions de l’usage d’un environnement virtuel à l’apprentissage des mathématiques chez des étudiants et l’évolution de leurs motivations autodéterminées. Se fondant sur une méthodologie de type mixte, cette recherche quasi-expérimentale a consisté en la collecte de données quantitatives au moyen de 2 questionnaires sur la motivation (sentiment de compétence et sentiment d’autodétermination) en pré-test et en post-test. Pour les données qualitatives, nous avons eu recours à des entrevues dirigées auprès de 9 participants. Au total 61 étudiants inscrits en science de la vie et de la terre, dont 51 hommes, ont participé à la recherche. La thèse respecte le mode de présentation par articles. Chacun des trois articles est en lien avec un des trois objectifs de la recherche, dans l’ordre cité plus haut. Les principaux résultats indiquent un impact positif sur la motivation à travers un recul du sentiment négatif de compétence chez les étudiants ayant bénéficié de l’apport des TIC comparativement aux étudiants ordinaires. En ce qui concerne le sentiment d’autodétermination, chez les étudiants ayant bénéficié de l’apport pédagogique des TIC, il est mis en évidence une stagnation ou une légère baisse des motivations peu ou pas autodéterminées et une légère hausse ou une stagnation des motivations autodéterminées chez les étudiants ayant bénéficié de l’apport des TIC. Finalement, la recherche a permis de mettre en relief l'existence de corrélations positives entre l’augmentation des motivations autodéterminées et la perception d’une qualité positive de l’expérience d'innovation pédagogique que représente l’environnement virtuel d’apprentissage des mathématiques. En définitive, cette recherche fait ressortir l’importance de l'intégration pédagogique des TIC pour améliorer les pratiques pédagogiques actuelles, et satisfaire deux besoins psychologiques fondamentaux, notamment le sentiment de compétence et le sentiment d’autodétermination, deux composantes essentielles de la motivation selon la théorie de l’autodétermination de Deci et Ryan. Les résultats obtenus dégagent des perspectives intéressantes en vue de renforcer les recours aux environnements virtuels d'apprentissage au profit de la motivation à l'apprentissage des mathématiques. Les forces et les limites de la recherche sont discutées et un ensemble de recommandations sont émises à l’intention des acteurs académiques, notamment les perspectives assez prometteuses de l’intégration pédagogique des TIC au service de l'apprentissage des sciences en Afrique, et au Niger en particulier. / This study focuses on enhancing motivation for learning mathematics at the University Abdou Moumouni. It is situated in a dynamic development of educational activities to address the serious problem of motivation for learning science. More specifically, it is exploring whether virtual learning environments can contribute effectively to improving the transmission of knowledge at university level in Niger. Thus, our research aims to better understand the impact of the integration of ICT on student motivation to learn mathematics in Niger. The three specific objectives of our research are: to explore the impact on sense of competence in students learning of mathematics in the context of integration of ICT, and better understand the change of self-determined types of motivation towards learning of mathematics in students exposed to integration of ICT; understand the perceptions of the use of a virtual environment for learning mathematics among students and their evolving self-determined motivation. Based on a methodology of mixed type, this quasi-experimental research has included the collection of quantitative data by means of 2 questionnaires on motivation (sense of competence and self-feeling) in pretest and posttest. For qualitative data, we used structured interviews with 9 participants. A total of 61 students enrolled in life science and earth, including 51 men, participated in the research. The thesis meets the format articles. All three articles are related to one of three research objectives in the order mentioned above. The main results indicate a positive impact on motivation through a decrease in the negative sense of competence among students who have benefited from the contribution of ICT compared to regular students. With regard to feelings of self-determination among students who benefited from the contribution of ICT, it is clearly demonstrated in a stagnation or decline in average little or no self-determined motivation and a slight increase or stagnation of the reasons self-determined in students who have benefited from the contribution of ICT. Finally, research has helped to highlight the existence of significant positive correlations between increased self-determined motivation and perceived quality of the positive experience of pedagogical innovation that represents the virtual learning mathematics. Definitively, this research highlights the importance of integration of ICT to improve current teaching practices, and meet two basic psychological needs, including perceived competence and feeling of self-determination, two main components of motivation according to the self-determination theory of Deci and Ryan. The results show interesting perspectives for strengthening the use of virtual learning environments for the benefit of the motivation for learning mathematics. The strengths and limitations of the research are discussed and a set of recommendations are made for academic actors, for instance the promising prospects of pedagogical integration of ICT for learning science in Africa, and specially in Niger.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Les difficultés reliées à la lecture constituent 80% des motifs de référence en orthopédagogie. Parfois, ces difficultés sont les précurseurs du trouble d’apprentissage le plus commun soit le trouble spécifique d’apprentissage en lecture (TSAL). Cette recherche porte sur le travail des orthopédagogues en lien avec les trois grandes étapes reliées au TSAL : (1) son dépistage, (2) son évaluation orthopédagogique et sa référence en neuropsychologie et finalement (3) sa prise en charge ainsi que sa rééducation en lien avec les recommandations neuropsychologiques. La collecte de données a été réalisée grâce à des entrevues avec trois orthopédagogues travaillant au primaire et autour d’un cas d’élève atteint de TSAL. Chacune des trois orthopédagogues a présenté un cas d’élève et a décrit sa pratique. Lors des rencontres, chaque participante a également remis au chercheur le dossier de l’élève contenant le rapport neuropsychologique confirmant le diagnostic. Les résultats de cette recherche indiquent que les signes précurseurs observés par les trois orthopédagogues ainsi que leurs interventions rééducatives sont très semblables. Toutefois, les outils d’évaluation utilisés diffèrent de l’une à l’autre tant en ce qui a trait au choix qu’à la manière de les utiliser. Les trois orthopédagogues optent pour la référence en neuropsychologie dans le but ultime de dresser un portrait global de leur élève quant à leurs habiletés cognitives et déficitaires pouvant être attribuables à un TSAL. Le rapport du neuropsychologue sert alors à confirmer l’impression diagnostique des orthopédagogues. Les résultats de notre étude montrent que les orthopédagogues entament de façon précoce les interventions rééducatives et offrent simultanément les mesures adaptatives relatives aux difficultés observées chez l’élève. Avec l’arrivée du diagnostic de TSAL, et les recommandations proposées dans le rapport neuropsychologique, les orthopédagogues valident et peuvent à l’occasion bonifier leurs interventions ou mesures. De plus, elles les officialisent en les ajoutant, si ce n’est pas déjà fait, au plan d’intervention de l’élève. Les interventions rééducatives et les mesures adaptées mises en place par les trois orthopédagogues sont également comparées à celles proposées par les neuropsychologues et analysées à la lumière de celles reconnues comme étant efficaces et profitables selon la littérature. Nos résultats mettent en évidence la grande similitude qui existe entre les interventions appliquées par les orthopédagogues, celles proposées par les neuropsychologues ainsi que celles répertoriées dans la littérature. / Difficulties related to reading constitute 80% of reference in special education. Sometimes these difficulties are the precursors of the most common learning disability know as specific reading disorder. This research focuses on the three main milestones related to reading disabilities: (1) the screening, (2) the special education evaluation and the neuropsychological reference and finally (3) its management and its rehabilitation as prescribed per the neuropsychological recommendations. Data collection was conducted through interviews with three special needs teachers (orthopédagogue) working respectively in primary schools and with a student with specific reading disorder. Each of the three special needs teachers presented a case study and described her practice. During the meetings, each participant also gave the student record containing the neuropsychological report confirming the diagnosis to the researcher. The results of this research indicate that the signs observed by the three special needs teachers and their rehabilitative interventions are very similar. However, the assessment tools used differ from one another both in terms of choice and as how to use them. All three special teachers opt for reference in neuropsychology with the ultimate goal to develop a comprehensive picture of their students on their cognitive abilities and deficits that may be due to reading disorder. The report of the neuropsychologist is then used to confirm the diagnostic impression of the special needs teacher. The results of our study show that our participants begin early on with rehabilitative interventions and simultaneously provide adaptive measures to the difficulties observed in the student. With the advent of a specific reading disorder diagnostic and recommendations in the neuropsychological report, the special needs teachers validate and may occasionally improve their interventions or measures. In addition, they formalize them by adding the recommendations, if it is not done already, to the intervention plan for the student. Rehabilitative interventions and appropriate measures put in place by the three special needs teachers are also compared to those proposed by neuropsychologists and analyzed in light of those recognized as being efficient and profitable in the literature. Our results highlight the great similarity between the interventions applied by thespecial teachers, those proposed by neuropsychologists as well as those listed in the literature.

Ce mémoire a pour objet la mise à l’essai d’une séquence d’apprentissage intégrant des chansons comme sources primaires pour développer la compétence 2– interpréter la réalité sociale à l’aide de la méthode historique. Le ministère de l’Éducation du Québec et les écrits scientifiques (Côté, 2008; LENOIR et SAUVÉ, 2010; Turner-Bisset, 2001) s’attendent à ce que l’élève terminant ses études secondaires raisonne à partir de faits tirés des sources qui lui sont accessibles, notamment des sources primaires. Or, on constate trois lacunes dans la pratique enseignante : le petit nombre de sources travaillées, l’inégalité de leurs interprétations et la faiblesse de leurs critiques (Byrom, 2005; Pickles, 2010; Watson, 1998). Aussi, peu de cas utilisent la chanson comme source primaire. La séquence d’apprentissages sur la Deuxième Guerre mondiale que l’enseignante française Sylvaine Moreau (2012) a rendue disponible sur Internet a donc servi de point de départ à cette mise à l’essai afin de comprendre ce qu’il en est. Comme il y a un aller-retour régulier prévu entre l’adaptation du matériel pédagogique au contexte scolaire québécois et les observations en classe c’est la recherche-développement qui semble l’approche la plus efficace (Artigue, 1989; Harvey et Loiselle, 2009). Quatre enseignants montréalais ont accepté une entrevue avec l’auteure de cette recherche. Ils ont adapté le matériel au contexte scolaire, ils ont été observés en classe et les réponses écrites des élèves ont été analysées grâce, notamment, au programme N’Vivo. En explorant les données qualitatives recueillies, on constate le petit nombre de sources travaillées puisque les réponses ne reprennent que ce qui a été vu en classe, priorisant même certains types de sources. La faiblesse des critiques est criante puisque des étapes jugées « inutiles » par certains élèves sont laissées incomplètes. Finalement, l’auteure remarque l’inégalité des interprétations liée à une barrière de niveau de langue. Les métaphores et le vocabulaire de certaines chansons semblent un défi. / This thesis presents the trial of a learning sequence including songs as primary sources to develop the competency-2 Interpret social realities by using the historical method. The Ministry of Education of Quebec and the scientific literature (Côté, 2008; and SAVED LENOIR, 2010; Turner-Bisset, 2001) expect that students who graduate from high school are able to reason from facts taken from sources available, including primary sources. We see three gaps in teaching practices: the small number of sources worked, the inequality of their interpretations and weak critical judgment skills (Byrom, 2005; Pickles, 2010; and Watson, 1998). Also, few cases use songs as a primary source. The learning sequence about the Second World War that the French teacher Sylvaine Moreau (2012) has made available on the Internet was used as a starting point for this testing. We adapted the teaching material to Quebec's school context after each classroom observations. Therefore, it is the “didactic engineering” approach that seems the most effective (Artigue, 1989; Harvey and Loiselle, 2009). Four teachers from Montreal agreed to be interviewed. They adapted the teaching material to their school needs. We observed them in their classrooms as they were teaching. All the students’ written answers were analyzed with the N'Vivo program. By exploring the qualitative data collected, we notice the small number of sources used. Most students’ answers referred only to what was seen in class, giving priority to some type of sources over others. Some steps were judged as “unnecessary” by some students and where not completed leading to weak criticism. Finally, we noted the inequality of interpretations related to a level of language barrier: metaphors and vocabulary seem to be a challenge.

Il existe une grande diversité dans les programmes de formation en sciences infirmières concernant l’organisation de stages d’immersion clinique à l’international et le soutien offert aux étudiantes (Kokko, 2011). Cette étude de cas qualitative explore, selon la perspective d’étudiantes infirmières, les éléments de l’environnement d’apprentissage de la pratique en contexte de diversité culturelle dans le cadre d’une immersion clinique à l’international. Le modèle constructiviste de développement de la compétence culturelle de Blanchet Garneau (2013 ; Blanchet Garneau et Pepin, 2015a) a servi de cadre de référence à cette étude. Dix étudiantes ayant participé à l’immersion clinique ont pris part à une entrevue individuelle en profondeur. Suite à une analyse qualitative thématique des données inspirée de Miles, Huberman et Saldana (2014), trois thèmes inter reliés ressortent : accompagnement par de multiples collaborations, trouver sa place dans le milieu d’accueil et écart entre les attentes des étudiantes et l’expérience vécue. Ces thèmes permettent de comprendre l’environnement d’apprentissage des étudiantes dans le développement de leur compétence culturelle, notamment leur capacité de s’ouvrir aux différentes réalités en contexte de diversité culturelle. Puisque peu d’écrits abordent spécifiquement les éléments de l’environnement d’apprentissage liés à la capacité de s’ouvrir aux différentes réalités de la pratique en contexte de diversité culturelle à l’étranger, cette étude contribue à l’approfondissement des éléments de l’environnement d’apprentissage présenté dans le modèle de Blanchet Garneau (2013 ; Blanchet Garneau et Pepin, 2015) et constitue un ajout aux connaissances actuelles liées au développement de la compétence culturelle. / There is a wide diversity in nursing education programs concerning the organization of international clinical immersion curricula and the support offered to students (Kokko, 2011). Guided by the constructivist cultural competence development model designed by Blanchet Garneau (2013 ; Blanchet Garneau et Pepin, 2015a), this qualitative case study explored the learning environment that promotes the development of nursing practice in culturally diverse contexts through an international clinical immersion. Ten students who had recently undergone international clinical immersion participated in an individual in depth interview. Thematic qualitative data analysis was inspired by Miles, Huberman and Saldana (2014). Results of this study yield three interrelated themes: support through multiple collaborations, finding one’s place in the host environment and gap between the expectations of the students and the lived experience. These themes develop our understanding of learning environments in students’ cultural competence development, particularly with respect to their capacity to open up to different realities of practice in a culturally diverse context. In summary, this study adds to current knowledge related to cultural competence development and contributes to Blanchet Garneau’s model (2013 ; Blanchet Garneau et Pepin, 2015b).

Le dévracage robotisé est une tâche industrielle en forte croissance visant à automatiser le déchargement par unité d’une pile d’instances d'objet en vrac pour faciliter des traitements ultérieurs tels que la formation de kits ou l’assemblage de composants. Cependant, le modèle explicite des objets est souvent indisponible dans de nombreux secteurs industriels, notamment alimentaire et automobile, et les instances d'objet peuvent présenter des variations intra-classe, par exemple en raison de déformations élastiques.Les techniques d’estimation de pose, qui nécessitent un modèle explicite et supposent des transformations rigides, ne sont donc pas applicables dans de tels contextes. L'approche alternative consiste à détecter des prises sans notion explicite d’objet, ce qui pénalise fortement le dévracage lorsque l’enchevêtrement des instances est important. Ces approches s’appuient aussi sur une reconstruction multi-vues de la scène, difficile par exemple avec des emballages alimentaires brillants ou transparents, ou réduisant de manière critique le temps de cycle restant dans le cadre d’applications à haute cadence.En collaboration avec Siléane, une entreprise française de robotique industrielle, l’objectif de ce travail est donc de développer une solution par apprentissage pour la localisation des instances les plus prenables d’un vrac à partir d’une seule image, en boucle ouverte, sans modèles d'objet explicites. Dans le contexte du dévracage industriel, notre contribution est double.Premièrement, nous proposons un nouveau réseau pleinement convolutionnel (FCN) pour délinéer les instances et inférer un ordre spatial à leurs frontières. En effet, les méthodes état de l'art pour cette tâche reposent sur deux flux indépendants, respectivement pour les frontières et les occultations, alors que les occultations sont souvent sources de frontières. Plus précisément, l'approche courante, qui consiste à isoler les instances dans des boîtes avant de détecter les frontières et les occultations, se montre inadaptée aux scénarios de dévracage dans la mesure où une région rectangulaire inclut souvent plusieurs instances. A contrario, notre architecture sans détection préalable de régions détecte finement les frontières entre instances, ainsi que le bord occultant correspondant, à partir d'une représentation unifiée de la scène.Deuxièmement, comme les FCNs nécessitent de grands ensembles d'apprentissage qui ne sont pas disponibles dans les applications de dévracage, nous proposons une procédure par simulation pour générer des images d'apprentissage à partir de moteurs physique et de rendu. Plus précisément, des vracs d'instances sont simulés et rendus avec les annotations correspondantes à partir d'ensembles d'images de texture et de maillages auxquels sont appliquées de multiples déformations aléatoires. Nous montrons que les données synthétiques proposées sont vraisemblables pour des applications réelles au sens où elles permettent l'apprentissage de représentations profondes transférables à des données réelles. A travers de nombreuses expériences sur une maquette réelle avec robot, notre réseau entraîné sur données synthétiques surpasse la méthode industrielle de référence, tout en obtenant des performances temps réel. L'approche proposée établit ainsi une nouvelle référence pour le dévracage orienté-objet sans modèle d'objet explicite. / Referred to as robotic random bin-picking, a fast-expanding industrial task consists in robotizing the unloading of many object instances piled up in bulk, one at a time, for further processing such as kitting or part assembling. However, explicit object models are not always available in many bin-picking applications, especially in the food and automotive industries. Furthermore, object instances are often subject to intra-class variations, for example due to elastic deformations.Object pose estimation techniques, which require an explicit model and assume rigid transformations, are therefore not suitable in such contexts. The alternative approach, which consists in detecting grasps without an explicit notion of object, proves hardly efficient when the object geometry makes bulk instances prone to occlusion and entanglement. These approaches also typically rely on a multi-view scene reconstruction that may be unfeasible due to transparent and shiny textures, or that reduces critically the time frame for image processing in high-throughput robotic applications.In collaboration with Siléane, a French company in industrial robotics, we thus aim at developing a learning-based solution for localizing the most affordable instance of a pile from a single image, in open loop, without explicit object models. In the context of industrial bin-picking, our contribution is two-fold.First, we propose a novel fully convolutional network (FCN) for jointly delineating instances and inferring the spatial layout at their boundaries. Indeed, the state-of-the-art methods for such a task rely on two independent streams for boundaries and occlusions respectively, whereas occlusions often cause boundaries. Specifically, the mainstream approach, which consists in isolating instances in boxes before detecting boundaries and occlusions, fails in bin-picking scenarios as a rectangle region often includes several instances. By contrast, our box proposal-free architecture recovers fine instance boundaries, augmented with their occluding side, from a unified scene representation. As a result, the proposed network outperforms the two-stream baselines on synthetic data and public real-world datasets.Second, as FCNs require large training datasets that are not available in bin-picking applications, we propose a simulation-based pipeline for generating training images using physics and rendering engines. Specifically, piles of instances are simulated and rendered with their ground-truth annotations from sets of texture images and meshes to which multiple random deformations are applied. We show that the proposed synthetic data is plausible for real-world applications in the sense that it enables the learning of deep representations transferable to real data. Through extensive experiments on a real-world robotic setup, our synthetically trained network outperforms the industrial baseline while achieving real-time performances. The proposed approach thus establishes a new baseline for model-free object-oriented bin-picking.