La vision active

Le principe général des mesures dimensionnelles utilisant la visio a tive epose su l’utilisatio

o joi te d’u e a a et d’u e sou e d’ e gie lu i euse. L issio de lu ière utilisée peut être de différents _{t pes tels ue le lase ou la p oje tio d u e lumière structurée et va dépendre de} l appli atio is e.

Dans sa forme la plus simple, la lumière structurée est un unique rayon émis par une source et d u e caméra formant un triangle, faisa t appa aît e su l o jet u poi t de su illa e Cf. Figure II.7a). Le s st e ta t p ala le e t ali , l o ie tatio et l i li aiso spatiale de la a a et du lase

sont connues. Ceci permet essentiellement, par triangulation20, de déterminer la distance entre la a a et l o jet au i eau du poi t p ojet . Le p i ipal i o ie t de ette thode est le o e t s le de poi ts à a u i pou o te i u e e o st u tio a epta le de l o jet. Afi d a l e la p o du e d a uisitio , le point laser peut être orienté vers un système de lentilles divergentes (cylindriques) afin de transformer ce point en une ligne laser ou plan de lumière (on parle alors de profilométrie) (Cf. Figure II.7b). Ce pla , d uatio o ue, fait appa aît e su l o jet un segment de surbrillance observé par le capteur d i ages. Au pi els lai s d i a t le p ofil so t asso i es des di e tio s da s l espa e 3D (à condition que le apteu d i ages soit talo . Il s agit do de d te i e les poi ts D d i te se tio du pla de lu i e et des lig es de ue D associées aux pixels. L utilisatio p i ipale o e e le domaine industriel pour de la rétro- conception ou du contrôle ualit . L i o ie t de l utilisatio de poi teu s lase est la nécessité du d pla e e t ai si ue le o e d a uisitio s i po ta tes à effectuer. Un autre problème su ie t lo s ue la lig e est pas e ti e e t isi le par la caméra (phénomène appelé occlusion), ce qui entraine un problème de mise en correspondance.

Enfin, la lumière structurée peut être un motif bidimensionnel ue l o p ojette su l o jet Cf. Figure II.7c. Il peut s agi d u e g ille at i e de poi ts ou d u fais eau de lignes21_{. L esti atio de la} dista e e t e le apteu et l o jet peut se fai e pa u e tude de la déformation du patron projeté ou par une mise en correspondance entre la matrice de points projetée et les données observées par le capteur.

(a) _(b)

(c)

Figure II.7 – Technologie de vision active en lumière structurée [39] : a P oje tio d u a o lumineux, (b) P oje tio d u pla lu i eu , P oje tio d u otif lu i eu idi e sio el

20 _{Une autre technique appelée télémètre laser consiste à émettre une impulsion de lumière laser qui est}

fl hie pa l o jet. Le sultat de ette fle io est d te t pa u apteu et le te ps oul te ps de ol e t e l issio et la d te tio do e la dista e o jet/ apteu . U e aut e a ia te, consiste à moduler en a plitude l o de lase puis à esu e le d phasage e t e l o de ise et l o de eçue. La esu e de dista e est déduite de cette différence de phase.

21 _{Plusieurs travaux de recherche sur le regroupement et la comparaison des différents types de motifs ont été}

II.2 Analyse bibliographique des capteurs pour le procédé de projection laser

La vision active a été largement utilisée en soudage par laser dans le suivi de joint22 et le contrôle qualité des soudures réalisées [40]. La Figure II.8 et Figure II.9 montrent des exemples d appli atio s

de la vison active au soudage.

(a) (b)

Figure II.8 – Inspection de joint de soudure: (a) la tête de capteur, comprenant la caméra CMOS (en rouge), le laser et une source lumineuse (en bleu), o t ôle u joi t de soudu e lase à l aide d u e raie laser, (b) image du joint soudé par laser et de la ligne laser projetée (Source : Photonfocus ) .

Figure II.9 – E e ple d appli atio de la isio a ti e e soudage GTAW [40]

Néanmoins il ressort de la bibliographie que ces techniques utilisant une source de lumière secondaire sont limitées pour les raisons suivantes :

 Cette technologie tient aux surfaces de certains matériaux, qui dans certains cas possèdent u oeffi ie t d a so ptio le e pe etta t pas de rétrodiffuser l o de ise, ou ui da s d aut es se o po te t o e des i oi s fl hissa t l o de i ide te da s u e direction opposée à celle émise ;

 Du fait de la trop grande lumi osit de la zo e de fusio , la esu e e peut se fai e u e avant ou en arrière de cette zone ;

 La mise en correspondance entre la matrice de points projetée et les données observées par le apteu est pas t i iale puis ue ie e pe et de disti gue da s l i age u œud d u autre. En effet, la présence de la poudre et certaines émissions de nature électromagnétique et thermique qui ont lieu lors de toute interaction laser-matière perturbent les mesures et rend difficile l issio d u sig al pou a quérir les données 3D.

 L e o e e t et les g o t ies à a u i pou la fa i atio additi e

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La soudu e ou le a otage de fla s est l u e des appli atio s les plus i po ta tes du soudage pa lase da s l i dust ie auto o ile. Pa e ue l i spe tio hu ai e est t op h e et peu fia le, u s st e auto ati ue de

Co e a t les t avau i pli ua t l’utilisatio de la viso a tive da s les p o d s de p oje tio lase est quasiment nulle.