FR2783318A1 - Systeme de mesure dimensionnelle sans contact d'un objet - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à un système de mesure dimensionnelle sans contact (1) d'un objet (P). Le système comporte un capteur de mesure sans contact (2) déplaçable autour de l'objet qui mesure, lors de déplacements successifs du capteur, des distances entre le capteur et des points de la surface de l'objet. Le capteur se déplace dans un volume de mesure prédéterminé (Vm) entourant l'objet.Le système comporte en outre des moyens de détermination (C) sans contact de la position du capteur, ces moyens de détermination comportant des moyens d'émission et des moyens de réception (L) qui sont situés respectivement sur le dit capteur (2) et en des points de références fixes de l'espace à distance de l'objet, ou inversement, et qui coopèrent entre eux pour mesurer la position du capteur par triangulation, les moyens de détermination étant des moyens optiques.

Description

Système de mesure dimensionnelle sans contact d'un objet.

La présente invention se rapporte à un système de mesure dimensionnelle sans contact d'un objet. Plus précisément, l'invention se rapporte à un système de mesure sans contact qui permet aussi bien de réaliser, avec un maximum de précision dimensionnelle, une maquette numérique à partir d'un objet réel que l'on veut numériser, cette application étant connue sous la désignation de "rétro-conception", que d'effectuer des opérations de contrôle d'objets (état de surface, vérification de l'exactitude des côtes dimensionnelles, etc). Des systèmes de mesure connus comportent des capteurs de mesure qui sont de deux types: - les capteurs avec contact qui sont agencés pour venir au contact de la surface de l'objet, c'est à dire venir palper l'objet (le document DE-A-3826581 décrit un exemple d'un capteur à contact qui comporte une extrémité de contact en forme de sphère), - les capteurs sans contact qui effectuent des mesures à distance de l'objet (le document WO-A-9705449 décrit un exemple de système de mesure utilisant un capteur sans contact qui effectue des mesures de distance

capteur/pièce à l'aide d'un faisceau laser).

Ultérieurement, pour des raisons de simplification, on désignera par "systèmes sans contact", et réciproquement "systèmes avec contact", les systèmes de mesure qui utilisent respectivement des capteurs de mesure sans contact et des capteurs de mesure avec contact. Compte tenu du fait que les objets à mesurer ou à numériser peuvent être réalisés dans un éventail important de matériaux et que certains de ces matériaux présentent une résistance mécanique à la déformation relativement faible, comme par exemple le caoutchouc, les capteurs sans contact sont préférables car ils n'engendrent aucune déformation localisée de la surface de l'objet, lors des mesures. Les déformations provoquent inévitablement des erreurs sur le résultat des mesures, donc un manque de précision. Par ailleurs, l'utilisation des capteurs sans contact est envisagée lorsque, contrairement aux capteurs avec contact qui présentent l'inconvénient d'avoir une tête de mesure encombrante, les objets ont des surfaces situées dans des endroits difficiles d'accès et des détails topographiques de surface, tels que des rainures

ou des gorges, de très petites dimensions.

Il est à noter que les capteurs sans contact peuvent effectuer des mesures beaucoup plus rapidement que les capteurs avec contact, ce qui peut permettre de réduire le temps nécessaire pour numériser des pièces de formes complexes. En effet, en une seule opération et en fonction de la précision de mesure requise, les capteurs sans contact peuvent mesurer simultanément plusieurs points sur la surface de l'objet, contrairement aux systèmes à contact dans lesquels la mesure ne s'opère que point par point. Pour les systèmes sans contact, il existe différentes méthodes pour mesurer la distance

entre la surface d'un objet et le capteur.

Une première méthode, désignée "méthode par réseau", consiste à utiliser des réseaux de diffraction qui sont des supports transparents ou réfléchissants, généralement en verre, sur lesquels sont gravés des sillons équidistants et parallèles. La plaque de verre est éclairée par un faisceau lumineux pour projeter l'image des sillons sur la surface de l'objet. L'image de ces sillons est analysée par des photodétecteurs, tels que des caméras vidéo. Le document US-A-5.175.601 décrit

l'utilisation de cette méthode pour un système de mesure.

Cette méthode n'est pas applicable sur des surfaces qui présentent des reliefs, tels que des creux ou des bosses, parce que les sillons projetés sur la surface sont déformés, ce qui provoque des erreurs de mesure ou des pertes d'informations car les mesures de distances ne sont pas effectuées. Ce phénomène connu est le phénomène de Moiré. Une autre méthode consiste à utiliser un faisceau lumineux, tel qu'un laser, pour effectuer la mesure de distance capteur/pièce. De tels systèmes de mesure sans contact connus, qui sont présents actuellement sur le marché, sont limités pour effectuer des mesures sur certains type de matériau. En effet, le faisceau lumineux incident, dirigé vers la surface de la pièce, peut subir des modifications qui sont liées principalement à la

nature du matériau utilisé et à l'aspect de sa surface.

En effet, si on dispose d'un matériau à surface brillante, le faisceau incident sera réfléchi par la surface, selon les lois de l'optique qui sont bien connues et, ensuite, le faisceau lumineux réfléchi est analysé, par exemple par une caméra, pour mesurer la distance capteur/pièce. Par contre, lorsque la surface n'est pas réfléchissante, comme dans le cas d'un caoutchouc qui présente une surface noire, le faisceau n'est pratiquement pas réfléchi et la mesure de distance

n'est pas réalisée.

Il est également utile de connaître la position du capteur dans l'espace autour de l'objet afin de pouvoir reconstruire un modèle numérique de la pièce à partir de la mesure de distance capteur/pièce combinée avec la

mesure de la position du capteur.

La majorité des capteurs de mesure sont disposés sur des machines à mesurer, plus ou moins sophistiquées, qui comportent des axes motorisés agencés pour déplacer le capteur dans des directions déterminées. La position du capteur est donc définie par rapport à un repère fixe, c'est à dire un repère lié à la machine à mesurer. Par contre, la liberté de mouvement du capteur est limitée en fonction du nombre d'axe de déplacement disponible sur la machine à mesurer. Par ailleurs, la précision avec laquelle on déplace le capteur est également un critère important, ce qui implique d'utiliser des machines à mesurer de précision, qui sont nécessairement chères et complexes. Afin d'améliorer la liberté de déplacement du capteur, on peut utiliser des capteurs portatifs qui sont déplacés manuellement, mais un problème subsiste pour

déterminer avec précision la position du capteur.

L'invention a pour but de proposer un système de mesure comportant un capteur de mesure sans contact qui effectue des mesures de distance avec une excellente précision et qui permet de résoudre les problèmes évoqués

ci-dessus.

Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un système de mesure dimensionnelle sans contact d'un objet. Le système comporte: - un capteur de mesure sans contact déplaçable autour de l'objet, afin de mesurer, lors de déplacements successifs du capteur, des distances entre le capteur et des points de la surface de l'objet, le dit capteur pouvant se déplacer dans un volume de mesure prédéterminé entourant l'objet, comportant une source lumineuse qui émet un faisceau lumineux en direction de la surface de l'objet et comportant des moyens de mesure de la distance entre un point de référence du capteur et un point de la surface de l'objet illuminé par le faisceau, - des moyens de détermination sans contact de la position du capteur, ces moyens de détermination comportant des moyens d'émission et des moyens de réception qui sont situés respectivement sur le dit capteur et en des points de références fixes de l'espace à distance de l'objet, ou inversement, et qui coopèrent entre eux pour mesurer la position du capteur par triangulation, les moyens de détermination de la position du capteur étant des moyens optiques, - une unité de traitement comportant des moyens de traitement pour générer un modèle numérique de l'objet à mesurer à partir des mesures de la position du capteur et des mesures de distance. Préférentiellement, la source de lumière du capteur est une source de lumière blanche. Selon un premier mode de réalisation, les moyens d'émission sont des sources lumineuses disposées sur le corps du capteurs et les moyens de réception sont des caméras vidéo à matrice CCD, agencées de manière que leurs champs de vision soient concourant afin de définir, par leur intersection, le dit

volume de mesure.

Dans l'invention, le capteur de mesure utilise une source de lumière blanche, comme par exemple une source lumineuse halogène, qui possède la particularité d'émettre un spectre continu de couleurs selon différentes longueurs d'onde, c'est à dire que la lumière blanche est une lumière polychromatique contenant une pluralité de raies d'émission et qui est constituée d'une superposition de couleurs simples (autrement dit radiations monochromatiques) s'étalant, dans le domaine du visible, de la couleur rouge (longueur d'onde variant de 760 à 621 nm) au violet (longueur d'onde variant de

455 à 390 nm).

Cette disposition permet de disposer d'un nombre important de longueurs d'onde, compte tenu du fait que, selon la nature du matériau de l'objet, certaines de ces longueurs d'onde ne seront pas réfléchies mais réfractées. Par ailleurs, le capteur éclaire l'objet selon une direction sensiblement perpendiculaire à la surface de l'objet. Pour le capteur de l'invention, l'éclairage de la surface et la détection du faisceau réfléchi sont colinéaires, c'est à dire qu'ils sont dans l'alignement du capteur, ce qui permet d'éviter des zones

d'ombres sur l'objet.

Afin de repérer la position du capteur autour de l'objet, on utilise des caméras vidéo couleurs ou monochromatiques qui utilisent des matrices de type CCD (ou autrement désignées rétines CCD) biens connues. Les champs de vision des caméras sont concourants de manière à définir un volume de mesure qui entoure l'objet, ou une partie de l'objet lorsque ses dimensions sont trop

importantes pour être observé par les caméras.

Ultérieurement, on expliquera comment définir le volume

de mesure en fonction de l'objet.

Le capteur se déplace dans le volume de mesure et les caméras observent des sources lumineuses, comme par exemple des diodes électroluminescentes, qui sont judicieusement disposés sur le corps du capteur et repèrent la position du capteur en utilisant le principe

de triangulation.

Selon une particularité de l'invention, le capteur comporte une alimentation intégrée, une unité de commande et les moyens de mesure du capteur comportent une cellule d'analyse du faisceau lumineux qui se réfléchit sur la surface de l'objet et des moyens de mémorisation pour mémoriser la mesure de distance. Par ailleurs, le capteur comporte des moyens de communication pour envoyer les résultats de la mesure de distance à l'unité de

traitement.

Le capteur est ainsi entièrement autonome, c'est à dire qu'il dispose d'une alimentation intégrée, telle qu'une batterie, qui assure l'alimentation électrique du capteur. De plus, les moyens de commande du capteur sont constitués par exemple d'un microcontrôleur programmable qui permet de gérer l'ensemble des opérations qui sont effectuées lors d'une mesure. La cellule de traitement du capteur est une cellule optoélectronique couramment désignée modulateur optique. La cellule permet de mesurer l'écart de phase, c'est à dire le retard, entre le faisceau lumineux incident et celui réfléchi, de manière à transformer une information de nature optique en un signal électrique exploitable. Le modulateur comporte une pluralité d'éléments photo- sensibles qui délivrent, de manière connue en soi, un signal électrique dont l'amplitude varie en fonction de l'intensité de la lumière qui les éclairent. Les mesures de distance se font de manière échantillonnée, c'est à dire que la mesure s'opère à une fréquence prédéterminée, et chaque

mesure est mémorisée dans un circuit intégré à mémoire.

Lorsque le capteur a effectué une série de mesures, le capteur transmet ensuite à l'unité de traitement les résultats complets, par exemple en utilisant un médium de communication par infra-rouge. Ensuite, ces résultats de mesures de distances seront regroupés, dans l'unité de traitement, avec les mesure de la position du capteur, de

manière à obtenir le modèle numérique de l'objet.

Dans l'invention, la mesure de distance et la mesure de position du capteur s'effectue de manière indépendante, c'est à dire qu'une erreur sur le résultat de la mesure de position n'a aucune influence sur la

mesure de distance.

L'invention concerne également un procédé de mesure dimensionnel sans contact d'un objet dans lequel on utilise un système de mesure tel que défini dans l'une

des revendications précédentes et comporte les étapes

suivantes: on déplace le capteur de mesure autour de l'objet à étudier; on détermine la distance entre un point du capteur et un point de la surface de l'objet; on détermine sans contact la position du capteur par triangulation; on génère un modèle numérique de l'objet sur une unité de traitement, comportant des moyens de traitement, à partir des mesures de position du capteur

et des mesures de distance.

L'invention sera mieux comprise et d'autres

avantages apparaîtront dans la description qui va suivre,

à titre d'exemple. On se reportera aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue générale schématique en perspective montrant le système de mesure utilisant des caméras montés sur des trépieds et le capteur, - la figure 2 est une vue du capteur selon une coupe longitudinale, - la figure 3 est une vue de face des éléments constitutifs du capteur de mesure, - la figure 4 est une vue de dessus du système de détection de la position du capteur, - la figure 5 est une vue en perspective du capteur

qui effectue une mesure de distance sur un objet, celui-

ci étant recouvert de cibles lumineuses, - la figure 5a est une vue de détail d'une cible lumineuse placée sur l'objet de la figure 5, - la figure 5b est une vue de détail de la zone B de la figure 5, - les figures 6 et 7 sont des vues de variante de réalisation de têtes de mesure du capteur, - la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne

A-A de la figure 7.

Comme le montre la figure 1, le système de mesure 1 comporte un capteur de mesure 2 qui peut se déplacer autour d'un objet P placé sur un support 3 et qui mesure des distances capteur/objet sans contact. Le système de mesure comporte également trois caméras C qui sont placées à distance de l'objet et réparties angulairement autour de l'objet selon un angle d'environ 120 entre chaques caméras, de telle sorte que les champs de vision des caméras soient dirigés en direction de l'objet et définissent par leurs intersections un volume de mesure Vm dans lequel se déplace le capteur de mesure. A titre d'exemple, le volume de mesure est cubique et d'environ

500 mm3.

Il est à noter que, en fonction de son encombrement, l'objet peut ne pas être situé entièrement à l'intérieur du volume de mesure. En effet, pour le volume de mesure défini de 500 mm3 et pour un objet dont l'encombrement est supérieur au volume de mesure, les caméras pourront observer uniquement une partie de l'objet puis, par des déplacement successifs des champs de vision des caméras réalisant le repositionnement du volume de mesure Vm sur une autre partie de l'objet, observer le reste de l'objet. Il est à noter qu'il n'est pas nécessaire de juxtaposer précisément les volumes de mesure les uns par rapport aux autres, les dits volume de mesure pouvant éventuellement s'imbriquer plus ou moins pour obtenir des recoupements d'informations de position et de distances afin de reconstruire l'ensemble de

l'objet.

Par ailleurs, contrairement à la représentation de la figure 1, les caméras peuvent ne pas être forcément placées à la même altitude, c'est à dire situées dans un même plan d'observation. Les trois caméras sont reliées à une unité de traitement UT, tel qu'un ordinateur classique, montré à titre d'exemple, qui dispose d'un écran d'affichage. L'unité de traitement est en charge de traiter les informations de position du capteur de mesure et des informations des mesures de position pour

reconstruire le modèle de l'objet.

Les caméras C sont chargées de repérer la position du capteur de mesure à l'intérieur du volume de mesure en utilisant le principe bien connu de la triangulation, de

la manière décrite ci-dessous.

Les caméras utilisées sont des caméras vidéos couleur dites "tri-CCD" comportant chacune trois matrices CCD (autrement désignées rétines CCD) disposées classiquement derrière des lentilles logées dans un boitier, chacune des matrices étant de manière connue en soi composée d'éléments photosensibles qui sont disposés aux intersections d'un quadrillage formé de lignes verticales et horizontales. A titre d'exemple, La matrice CCD de chaque caméra est composée de 2000 lignes horizontales et 2000 lignes verticales. Les trois rétines de chaque caméra sont utilisées pour chacune des trois couleurs fondamentales (à savoir rouge-vert-bleu qui sont connues sous la désignation RVB). Il est possible également d'utiliser des caméras ne comportant qu'une seule rétine CCD et seront alors monochromatiques. Les caméras utilisées sont capables de travailler dans un local faiblement éclairé, notamment grâce à un indice de sensibilité qui est relativement faible (A titre d'exemple, les caméras sont sensibles à un flux lumineux

d'un seuil de 8,5 Lux).

Les caméras sont montées sur des trépieds orientables 4. Les trépieds pourront être directement commandés par l'unité de traitement, de manière connue en soi, pour permettre, en fonction de l'encombrement de l'objet, un déplacement successif automatique des caméras, afin de repositionner le volume de mesure et de

suivre à nouveau les déplacements du capteur de mesure.

Comme le montre plus précisément la figure 2, le capteur de mesure est constitué d'un corps cylindrique tubulaire 20 d'axe A qui est réalisé dans un matériau plastique très peu sensible à la dilatation thermique, tel que du TORLON (marque déposée), et dans lequel sont logés une batterie d'alimentation 21, une unité de commande 22, une source de lumière blanche S, un diaphragme 22, une cellule d'analyse 23 et des lentilles 14 qui sont situées dans la tête 201 du capteur. Le capteur de mesure peut être déplacé manuellement ou mécaniquement, par exemple, par un bras articulé commandé

directement par l'unité de traitement UT.

Des sources lumineuses L, telles que des diodes électroluminescentes, sont disposées radialement sur le corps du capteur, par exemple un total de neufs diodes

électrolumiscentes L sont utilisées.

Par ailleurs, afin de repérer la position du capteur de mesure 2, on pourra également utiliser, en complément ou en remplacement des caméras vidéos, des radars volumétriques à effet doppler, autrement connus comme radars volumétriques de poursuite dit à "scanning", pour mesurer des distances et des positions angulaires de cibles disposées sur le corps du capteur. La mesure de distance s'obtient par l'écart de phase entre le signal émis par le radar volumétrique et le signal réfléchi par

le capteur.

Comme l'illustre la vue de dessus du système de mesure, montrée figure 4, les caméras C observent les diodes électroluminescentes L qui sont disposées sur le corps du capteur 2. Un algorithme de triangulation pourra être utilisé à l'intérieur de l'unité de traitement UT, de manière à corriger éventuellement le champ de vision des caméras, pour agrandir ou diminuer le volume de mesure Vm, afin d'améliorer la précision sur la mesure de position. Il est à noter que la disposition inverse est possible, c'est à dire de placer des caméras C sur le capteur de mesure 2, lesquels caméras observeront des sources lumineuses, telles que des diodes électroluminescente, réparties dans l'espace environnant l'objet. Les diodes électroluminescentes L sont placées sur le corps du capteur à des niveaux différents (dans l'exemple, trois diodes L par niveau) et, dans chaque niveau, sont réparties angulairement selon un angle de entre deux diodes. Les diodes choisies éclairent selon un angle solide d'éclairement a d'environ 125 (voir figure 4) et émettent un rayonnement lumineux selon une longueur d'onde donnée, comme par exemple 622 nm qui

correspond à une émission lumineuse de couleur rouge.

Comme les matrices CCD des caméras sont sensibles à un rayonnement lumineux situe dans une bande passante déterminée, les diodes électroluminescentes placées sur le capteur émettront une lumière comprise dans la bande

passante de la matrice CCD.

Il est à noter que le nombre des diodes électroluminescente pourra être différent de celui de l'exemple décrit. En effet, il est un fait que plus le nombre de diodes électroluminescentes sera important,

meilleure sera la détection de la position du capteur.

Par ailleurs, on pourra associer à chaque diode électroluminescente L, placée sur le corps du capteur, d'autres diodes électroluminescentes qui émettront une lumière de couleur différente, afin d'améliorer la

détection par les caméras.

Pour assurer la mesure de distance capteur/objet, on utilise une source de lumière blanche S, telle qu'une lampe halogène ou une ampoule incandescente, qui à la particularité connue d'émettre une lumière

polychromatique. Un interrupteur 29, de type "marche-

arrêt, autorise le fonctionnement du capteur de mesure en alimentant tous les éléments électriques. Comme le montre plus précisément la figure 3, On concentre le faisceau lumineux à l'aide d'un diaphragme sur une cellule optoélectronique 24, autrement désignée modulateur optique. La cellule 24 est traversée entièrement par le faisceau lumineux, en ne subissant aucune modification (en particulier aucune polarisation), puis traverse des lentilles 25 afin d'obtenir un faisceau de lumière

blanche cylindrique d'un diamètre de l'ordre de 1 à 2 um.

Le faisceau lumineux incident (en trait continu) qui éclaire l'objet est dirigé sensiblement selon une normale à la surface de l'objet, avec des tolérances d'inclinaison du faisceau par rapport à la normale à la surface de l'ordre de plus ou moins 30 , selon la nature du matériau de l'objet. Le faisceau lumineux réfléchi (en trait pointillé) retourne vers le modulateur 21 qui comporte une face pourvue d'éléments photosensibles assurent la conversion du signal lumineux en un signal électrique. La mesure de distance s'effectue à partir du déphasage entre le faisceau lumineux éclairant la pièce et le faisceau lumineux réfléchi. La précision sur la mesure de distance est de l'ordre de 10-5 mm (centième de millimètre), voir même 10-6 mm (micromètre). Le traitement de la mesure s'effectue par l'unité de commande 22 qui comporte par exemple un microcontrôleur programmable 26 qui gère les opérations effectuées lors des mesures et qui envoi à une mémoire 27, par exemple un circuit intégré à mémoire, les mesures de distance pour y être mémorisées. La mesure de distance se fait de manière échantillonnée, c'est à dire que lors des déplacement du capteur, celui-ci effectue une mesure

de distance périodiquement.

Lorsqu'un nombre suffisant de mesures de distance est réalisé, le capteur peut envoyer les résultats des mesures à l'unité de traitement UT, par l'intermédiaire d'un médium de communication 28 de type infrarouge, radiofréquence ou autres médiums de communication sans

fils bien connus.

L'unité de traitement UT sera capable, en fonction d'un algorithme établi pour cela, de regrouper les mesures de distance capteur/objet et les mesures de position du capteur dans le volume de mesure pour établir

le modèle numérique de l'objet à numériser.

Comme le montre la figure 5b, le capteur de mesure pourra éclairer la pièce de manière ponctuelle, linéaire ou surfacique en utilisant une association de modulateur optiques 21 afin de multiplier le nombre de faisceau incident selon une ligne (par exemple une barette de modulateur) ou selon une surface (par exemple une matrice

de modulateur).

Comme l'objet repose sur un support 3, il est nécessaire de retourner la pièce afin de balayer le dessous de l'objet avec le capteur. Comme le montre la figure 5, des cibles lumineuses 5 sont fixées sur l'objet P, de manière à définir en quelque sorte une origine objet qui servira d'origine à toute les mesures de distances. Les cibles lumineuses (voir figure 5a) sont par exemple formées d'une diode électroluminescente 51 qui est alimentée par une pile 52, par exemple une pile du type "bouton", le tout reposant sur un support adhésif 53 qui peut être collé, ou décollé, sur la surface de

l'objet, comme représenté figure 5a.

Pour déterminer rapidement le volume de mesure Vm avant de commencer les opérations de mesures, on peut soit utiliser un modèle numérique de l'objet si celui-ci est déjà réalisé en C.A.O (Conception Assistée par Ordinateur) puis de calibrer le champ de vision des caméras, soit fixer quelques cibles lumineuses 5 sur

l'objet puis observer l'objet avec les caméras vidéos.

Une autre méthode consiste à utiliser la thermographie,

afin d'obtenir, grossièrement, la géométrie de l'objet.

Comme le montre les figures 6 à 8, la tête du capteur de mesure peut être interchangeable. Selon une première variante (figure 6), une tête de mesure 201A permet de mesurer l'intérieur d'un alésage 80 réalisé dans une plaque 8, c'est à dire des distances entre le capteur et la paroi de l'alésage. Pour cela, on utilise un miroir M qui est disposé à l'extrémité de la tête de mesure et qui est incliné selon un angle de 45 par rapport à l'axe A du corps du capteur de mesure 2. Cette disposition permet de projeter le faisceau de lumière

blanche perpendiculairement à la paroi de l'alésage.

Selon une deuxième variante (figure 7), une tête de mesure 201B permet de balayer l'intérieur d'une poche 90 de forme sphérique qui est réalisée dans un objet 9. On utilise également un miroir M' qui peut pivoter autour d'un axe de pivotement X perpendiculaire à l'axe A du corps du capteur. Les bords latéraux du miroir sont pourvus de tourillons qui sont en fait le rotor d'un moteur 10 connu sous la désignation de "moteur couple sans balais" et le stator du moteur est solidaire d'un capuchon 11 de forme sphérique, réalisé en matière transparente et solidarisé sur l'extrémité de mesure de la tête du capteur. Le moteur permet de faire varier l'inclinaison du miroir M', de manière précise, et peut être directement commandé par l'unité de commande du capteur. Il est également possible de faire pivoter la tête de mesure 201B autour de l'axe A du corps du capteur, en utilisant un moteur identique à celui utilisé pour faire pivoter le miroir M', afin de balayer l'ensemble de la paroi de la poche 90, de manière à ne

pas faire pivoter le capteur autour de lui-même.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemple. En particulier, on pourra éventuellement remplacer la source de lumière blanche par une radiation laser. Par ailleurs, de manière à positionner le capteur par rapport à la surface de la pièce, on pourra également utiliser un

radar à effet doppler placé sur le capteur.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Système de mesure dimensionnelle sans contact (1) d'un objet (P), caractérisé en ce qu'il comporte: - un capteur de mesure sans contact (2) déplaçable autour de l'objet, afin de mesurer, lors de déplacements successifs du capteur, des distances entre le capteur et des points de la surface de l'objet, le dit capteur se déplace dans un volume de mesure prédéterminé (Vm) entourant l'objet, comporte une source lumineuse (S) qui émet un faisceau lumineux en direction de la surface de l'objet et comporte des moyens de mesure (24, 26, 27) de la distance entre un point de référence du capteur et un point de la surface de l'objet illuminé par le faisceau, - des moyens de détermination (C) sans contact de la position du capteur, ces moyens de détermination comportant des moyens d'émission et des moyens de réception (L) qui sont situés respectivement sur le dit capteur (2) et en des points de références fixes de l'espace à distance de l'objet, ou inversement, et qui coopèrent entre eux pour mesurer la position du capteur par triangulation, les moyens de détermination étant des moyens optiques, - une unité de traitement (UT) comportant des moyens de traitement pour générer un modèle numérique de l'objet à mesurer à partir des mesures de la position du

capteur et des mesures de distance.

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que: - les moyens d'émission (L) sont des sources lumineuses disposées sur le corps du capteurs, - les moyens de réception (C) sont des caméras vidéo à matrice CCD, qui sont agencées de manière que leur champ de vision soit concourant afin de définir, par leur intersection, le dit volume de mesure (Vm) et qui sont placées sur des trépieds orientables (4) commandés

par l'unité de traitement (UT).

3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les caméras (C) sont placées sur le capteur et les moyens d'émission (L) sont positionnés autour de l'objet,

dans l'espace à distance de l'objet.

4. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réception (C) sont des radars

volumétriques à effet doppler.

5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de lumière du capteur est une source de

lumière blanche.

6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur comporte: - une alimentation intégrée (21), - une unité de commande (22) et les moyens de mesure du capteur comportent une cellule d'analyse (24) du faisceau lumineux qui se réfléchit sur la surface de l'objet et des moyens de mémorisation (26) pour mémoriser

la mesure de distance.

7. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le capteur comporte de moyens de communication (28) pour envoyer les résultats de la mesure de distance

à l'unité de traitement (UT).

8. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur comporte une tête de capteur (201) amovible dans laquelle sont disposés des miroirs (M, M')

pour orienter le faisceau lumineux.

9. Procédé de mesure dimensionnel sans contact d'un objet à analyser, caractérisé en ce: - on utilise un système de mesure (1) tel que défini dans l'une des revendication précédentes, et en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - on déplace le capteur de mesure (2) autour de l'objet à étudier, - on détermine la distance entre un point du capteur et un point, ou un ensemble de points, de la surface de l'objet, - on détermine sans contact la position du capteur (2) par triangulation, - on génère un modèle numérique de l'objet sur une unité de traitement (UT), comportant des moyens de traitement, à partir des mesures de position du capteur

et des mesures de distance.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre les étapes suivantes: - on détermine approximativement la géométrie de la pièce à partir d'une image thermique tridimensionnelle de l'objet pour déterminer le volume de mesure, - on fixe des cibles lumineuses (5) sur l'objet

pour déterminer la position de l'objet.