Brevet FR2706045A1 — publié le 19941209

Cible rétro-réfléchissante et son Procédé de fabrication. La présente invention concerne une cible rétro-réfléchissante d'un nouveau type et son procédé de fabrication pour l'étudie et/ou la mesure de surfaces ou d'objets, en particulier d'objets de grande dimension, notamment par des techniques de mesure par optique telles que la photogrammétrie, la vidéo grammétrie, etc. Les cibles rétro-réfléchissantes utilisées pour la mesure ou l'étudie des caractéristiques d'une surface ou d'un volume quelconque lors de la mise en oeuvre de méthodes optiques se présentent généralement en deux parties. Une première partie est constituée généralement soit par un support plan avec une face adhésive collée sur la surface ou le volume à étudier, soit par un support plat adapté sur un outillage tel qu'un plot vertical servant d'organe de fixation de la deuxième partie de la cible sur la surface ou le volume à étudier. La deuxième partie de ces cibles est constituée par une surface réfléchissante généralement réalisée à partir d'un assemblage de billes de verres. Bien que ces cibles plates présentent une excellente rétro-réflexion, elles ne peuvent pas toutefois être utilisées dans un champ de vision important. En effet, ces cibles ne peuvent être utilisées que dans une plage de plus ou moins 600 par rapport à l'axe de support de la cible. Au-delà de cette plage, les images de la cible obtenues affectent la forme d'une ellipse non exploitable par les procédés de détermination et de pointage classiquement utilisés. Le but de la présente invention est donc de proposer une cible rétro-réfléchissante, présentant d'excellentes propriétés de rétro-réflexion tout en offrant la possibilité d'être visible dans une plage angulaire très importante Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication de ladite cible facile à mettre en oeuvre. L'invention concerne à cet effet une cible rétroréfléchissante, notamment pour l'inspection, la mesure, l'observation d'une surface ou l'étudie d'un objet ou d'une cinématique, comportant une surface externe rétroréfléchissante qui renvoie la lumière incidente provenant d'une source lumineuse quelconque sensiblement dans la même direction que celle d'où elle est venue de manière à permettre l'observation soit visuellement soit en formant une image de la lumière rétro- réfléchie, caractérisée en ce que la cible affecte la forme d'une sphère. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la cible constitue l'un des éléments d'une installation pour inspecter, étudier ou mesurer une surface ou un objet, du type comprenant une source lumineuse agencée pour diriger de la lumière sur la surface ou l'objet à étudier, des moyens de mise en image pour former une image de la surface ou de l'objet à contrôler, des moyens de lecture et d'analyse de l'image de ladite surface se présentant sous forme d'une image de la surface comportant des aires sombres et claires, chaque aire généralement sombre correspondant à un élément rétroréfléchissant positionné du même coté de la surface que la source lumineuse lors de la mise en image. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une cible, caractérisé en ce qu'on applique à la surface d'une sphère réalisée en un matériau quelconque au moins une couche de peinture réfléchissante et en ce qu'on insère dans ladite couche des billes de verre de manière telle qu'au moins un quart du volume de la bille pénètre dans ladite couche. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit et des dessins joints dans lesquels La figure 1 représente une vue de face d'un mur devant être mesuré recouvert de cibles classiques la figure 2 représente une vue de face d'un mur devant être mesuré recouvert de cibles conformes à l'invention; la figure 3 représente une vue en coupe d'une cible et la figure 4 représente une vue en coupe de la surface de la cible représentée à plat. Conformément aux figures 3 et 4, les cibles, objets de l'invention, affectent une forme sphérique et sont obtenues par application d'une succession de couches à la surface d'un élément de préférence sphérique. Ces cibles, dont la particularité est de présenter une surface rétroréfléchissante de manière à renvoyer la lumière provenant d'une source lumineuse d'éclairage quelconque en direction de cette source, comme le montre la figure 4, ont pour fonction de permettre l'étude et l'analyse de surfaces ou d'objets. Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, ces cibles peuvent être réalisées de la manière suivante : à partir d'une sphère en un matériau quelconque, de préférence du métal, on dispose à la surface de cette sphère une première couche de peinture réfléchissante. A titre d'exemple, on peut citer comme peinture susceptible d'être utilisée dans cette application des peintures polyuréthanne ou époxy disponibles commercialement. Une première couche de peinture 5, d'une épaisseur fonction de la grosseur de la sphère finale devant être obtenue, est laissée sécher. A la surface de cette première couche de peinture 5 d'épaisseur x est appliquée une deuxième couche de peinture 3 d'une épaisseur généralement plus importante, par exemple 2x, que celle de la première couche 5. Cette épaisseur est fonction du diamètre des microbilles en verre. On réalise ensuite, subséquemment à l'application de cette couche de peinture 3, sans que celle-ci n'ait eu le temps de sécher, le positionnement de billes de verre 2 à la surface de cette deuxième couche de peinture. Ces billes de préférence de verre sont réparties de manière homogène à la surface de cette deuxième couche de peinture 3 et sont généralement comprises dans une plage de diamètre de 20 à 300 microns. Ces billes doivent être disposées à la surface de la sphère de manière suffisamment dense pour permettre, indépendamment de l'angle de la prise de vue, la rétro-réflexion de la lumière. En outre, ces billes doivent être maintenues à la surface de la cible par emprisonnement sur au moins un quart de leur hauteur dans la couche de matériau réfléchissant 3 afin que le rayon incident ne traverse pas la cible de verre sans être réfléchi. A cette cible sphérique peut être associé un support 6 tel que représenté à la figure 2. Ce support 6 peut, dans sa forme la plus simple, se présenter sous forme d'une tige en métal ou en tout autre matériau approprié, de manière à permettre la fixation de la surface réfléchissante à la surface d'un objet ou d'une surface à étudier. Les applications de telles cibles réfléchissantes sont diverses. Un exemple d'application est montré dans la figure 2. Dans ce cas, les cibles rétro-réfléchissantes disposées sur la surface supérieure d'un mur sont destinées à permettre de mesurer ledit mur. Sur les faces A, c'est-à-dire les faces avant et arrière du mur, on a disposé des cibles classiques plates bien connues à ceux versés dans cet art. Par contre, sur les faces périphériques dudit mur, désignées par B dans la figure 2, on a disposé des cibles réfléchissantes, objets de l'invention. A titre de comparaison, on a dans la figure 1 disposé des cibles classiques sur l'ensemble des faces de ce mur. Une fois les nuages de points ainsi disposés sur le mur, on a réalisé un certain nombre de prises de vue dudit mur au moyen d'une installation du type comprenant une source lumineuse agencée pour diriger de la lumière sur la surface du mur devant être étudié, des moyens de mise en image pour former une image de la surface dudit mur, des moyens de lecture et d'analyse de l'image de ladite surface qui se présente généralement sous forme d'une image comportant des aires sombres ou claires, chaque aire correspondant à un élément rétro-réfléchissant cible plate ou cible sphérique positionnée comme le montre la figure 2 du même côté de la surface que la source lumineuse lors de la mise en image. Dans la figure 2, la source lumineuse ainsi que les moyens de mise en image ont été désignés par 8. Dans cette installation, on considérera par exemple que les moyens de mise en image sont constitués par un appareil photographique à flash annulaire positionné au voisinage sur l'axe d'éclairage de ladite surface à étudier. Les moyens de lecture et d'analyse de l'image de la surface peuvent être constitués par un monocomparateur à caméra CCD à lecture automatique assistée par un ordinateur intégrant une carte de traitement d'image. Dans le cas d'un objet conforme à la figure 2, pour pouvoir mesurer et modéliser l'objet, il est nécessaire de réaliser un lien entre la face A et la face qui lui est parallèle. Pour ce faire, on photographie, dans le cas d'une installation conforme à la figure 1, le mur de face puis on tourne autour afin de prendre à chaque prise de vue des cibles communes avec la prise de vue précédente. En règle générale, pour obtenir des résultats exploitables, chaque point ou cible doit être visible au moins trois fois sur les clichés. Dans ce cas, on dit que les cibles disposées sur la face B de la figure 1 ou 2 servent de point de transfert ou de raccordement. Dans le cas de cibles conformes à la figure 1, il devient nécessaire pour mettre en oeuvre un tel procédé de mesure de pratiquer un grand nombre de prises de vue. Une telle technique oblige, dans le cas d'objets de grande dimension, à faire pivoter les cibles d'un demi-tour lors du passage d'une face à une autre. Ceci entraîne une perte de temps importante. A l'inverse, dans le cas de cibles conformes à l'invention, disposées comme le montre la figure 2, les sphères sont visibles de chaque côté des faces avant et arrière du mur et constituent des points de raccordement entre lesdites faces sans qu'il soit nécessaire de déplacer ces cibles en les faisant tourner sur elles-mêmes. De ce fait, le nombre de prises de vue est diminué et le temps de mise en image également. En outre, ces cibles sphériques simplifient le choix des stations de prise de vue tout en gardant une excellente précision. A travers cet exemple apparat un deuxième avantage essentiel de l'invention, à savoir le fait que la sphère rétroréfléchissante est visible de tous les côtés jusqu'à un angle de plus ou moins 160 degrés par rapport à son axe support, ce qui n'est pas le cas dans le cas d'une cible plane visible à plus ou moins 60 degrés par rapport à son axe central. En effet, au-delà de cette plage angulaire, de telles cibles perdent leur caractéristique de renvoi de lumière et forment sur le négatif une ellipse difficilement pointable. Lorsque la mise en image a été réalisée, on procède de manière classique pour traiter cette image en fonction de la technique mise en oeuvre. Ainsi, dans le cas de mise en oeuvre de méthode dite de photogrammétrie convergente par triangulation, les clichés peuvent être lus par un scanner, par un mono-comparateur ou un stéréo-restituteur au moyen d'un logiciel approprié qui réalise les calculs permettant de mesurer et de modéliser l'objet étudié. D'autres applications que la modélisation ou la mesure d'objets peuvent être envisagées à partir de ces cibles. En effet, ces cibles peuvent être utilisées pour la détection de distorsions de surface dans le cas de fabrication de produits industriels tels que des voitures ou autre, pour la distorsion de surface de matrices, de moules industriels, etc. REVENDICATIONS 1. Cible rétro-réfléchissante notamment pour l'inspection, la mesure, l'observation d'une surface ou l'étude d'un objet ou d'une cinématique comportant une surface externe (1) rétroréfléchissante qui renvoie la lumière incidente provenant d'une source lumineuse quelconque sensiblement dans la même direction que celle d'où elle est venue de manière à permettre l'observation soit visuellement soit en formant une image de la lumière rétro- réfléchie, caractérisée en ce que la cible affecte la forme d'une sphère. 2. Cible selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface de la sphère est constituée d'une surface sensiblement dense de billes de préférence de verre (2). 3 Cible selon la revendication 2, caractérisée en ce que les billes (2) sont comprises dans une plage de diamètre de 20 à 300 microns. 4. Cible selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les billes (2) sont maintenues à la surface de la cible par emprisonnement, sur au moins un quart de leur hauteur, dans une couche de matériau réfléchissant (3) telle qu'une couche d'époxy ou de polyuréthanne appliquée à la surface de ladite cible. 5. Cible selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle constitue l'un des éléments d'une installation pour inspecter, étudier ou mesurer une surface ou un objet, du type comprenant une source lumineuse agencée pour diriger de la lumière sur la surface ou l'objet à étudier, des moyens de mis en image pour former une image de la surface ou de l'objet à contrôler, des moyens de lecture et d'analyse de l'image de ladite surface se présentant sous forme d'une image comportant des aires sombres ou claires, chaque aire sombre correspondant à un élément rétro-réfléchissant positionné du même coté de la surface que la source lumineuse lors de la mise en image. 6. Cible selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de mise en image tels qu'un appareil photographique ou une caméra vidéo sont positionnés au voisinage de l'axe d'éclairage de ladite surface 7. Cible selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de lecture et d'analyse de l'image de la surface sont constitués soit par un scanner, par un mono-comparateur, un stéréo-restituteur et/ou une caméra vidéo à lecture automatique assistée par ordinateur intégrant une carte de traitement d'images. 8. Cible selon la revendication 5, caractérisée en ce que la source de lumière et les moyens de mise en image sont animés d'un mouvement relatif par rapport à la surface à étudier, la cible constituant un point transfert ou de raccordement entre deux prises de vue. 9. Cible selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle est montée solidaire d'un support (6) assurant son positionnement à la surface de l'objet ou de la surface (7) à étudier. 10. Procédé de fabrication d'une cible conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique à la surface d'une sphère (4) en un matériau quelconque au moins une couche de peinture réfléchissante (3, 5) et en ce qu'on insère dans ladite couche des billes de verre (2) de manière telle qu'au moins un quart du volume de la bille pénètre dans ladite couche. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on applique à la surface d'une sphère (4) de préférence en métal, une première couche (5) de peinture de préférence blanche d'épaisseur X, en ce qu'on laisse sécher ladite couche, en ce qu'on applique une deuxième couche (3) de peinture d'épaisseur égale à au moins le quart du diamètre des billes de verre et en ce qu'on applique par enfoncement les microbilles dans la deuxième couche (3) en les répartissant de manière homogène.