Brevet FR2719666A1 — publié le 19951110

L'invention concerne un procédé de réglage de l'orientation en azimut d'un projecteur à faisceau coupé, notamment du projecteur d'un véhicule automobile. Un tel procédé est typiquement mis en oeuvre à la fin de la chaîne de montage des véhicules, où un automate analyse le faisceau de chaque projecteur et ajuste mécaniquement ce dernier de manière à centrer l'image en site et en azimut. Le réglage de l'orientation en site (ou "réglage vertical") d'un tel projecteur peut être réalisé avec une excellente précision, par des moyens simples par exemple au moyen d'un appareil de type "Régloscope' (marque déposée) dans un tel appareil, le faisceau coupé émis par le projecteur est projeté sur un écran, donnant ainsi une image du faisceau homothétique de celle que l'on obtiendrait sur un écran normalisé placé à 25 mètres. I1 suffit alors d'ajuster mécaniquement la position du projecteur, à la main ou par un automate, pour aligner sur un axe horizontal de référence la ligne de coupure projetée. En revanche, le réglage de l'orientation en azimut (ou "réglage latéral") n'a jamais pu jusqu'à présent être réalisé de façon automatisée avec une bonne précision et une reproductibilité satisfaisante. En effet, pour régler correctement en azimut un faisceau il est nécessaire d'observer la distribution d'éclairement dans sa totalité, ce qui n'est pas le cas de la plupart des appareils disponibles aujourd'hui sur le marché, qui utilisent des cellules photoélectriques et des barrettes de photodiodes. I1 a été également proposé récemment des appareils utilisant des caméras vidéo à rétine DTC couplées à un ordinateur exécutant un logiciel de traitement d'image. Mais ces dispositifs, s'ils permettent une analyse bidimensionnelle de la distribution d'éclairement du faisceau, sont cependant tous basés sur une analyse "morphologique" de celui-ci, c'est-à-dire une analyse de la géométrie de la coupure ignorant le reste de la distribution d'éclairement, et essayent d'aligner la coupure ainsi retrouvée sur la coupure théorique normalisée définie par la réglementation. De ce fait, ces dispositifs sont d'autant plus efficaces que la coupure est nette (ce qui n'est pas en soit un critère de qualité) et, en pratique, ils ne permettent d'effectuer automatiquement un réglage convenable de l'orientation en azimut que dans le cas de coupures quasi-parfaites telles que celles produites par les projecteurs de type "elliptique", qui ne constituent encore qu'une faible part des projecteurs montés sur les véhicules automobiles. Pour cette raison, le réglage automatique de l'orientation en azimut des projecteurs n'a pas pu être systématisé chez les constructeurs automobiles, malgré diverses tentatives. En outre, le développement récent des nouveaux projecteurs dont le miroir présente une surface apte à définir par elle-même une coupure rend ces appareils connus encore moins appropriés, car les projecteurs de ce type produisent des coupures très progressives ("coupures floues") qui rendent encore plus difficile tout réglage, automatique ou manuel, basé sur l'analyse de la coupure. De plus, du fait que l'image analysée est confrontée à une image théorique définie de façon abstraite, les variations des formes de coupures liées aux inévitables dispersions de fabrication risquent d'être interprétées de façon erronée par l'appareil de réglage, alors qu'une observation de la totalité de l'image du faisceau pourrait conduire à un autre réglage, plus proche de l'optimum. L'invention à pour but de remédier à ces divers inconvénients et limitations, en proposant un procédé de réglage de l'orientation en azimut d'un projecteur à faisceau coupé qui prenne en compte l'image du faisceau dans son intégralité et qui fonctionne de façon fiable et automatisable, sans risque d'"affolement" de l'automate de réglage du fait de dispersions de fabrication du projecteur au sein d'un même lot de fabrication. En outre, comme on le verra, le procédé de l'invention permet d'intégrer sans difficulté les variations de fabrication d'un lot de de projecteurs à l'autre par un réétalonnement sur la base d'un échantillon de projecteurs prélevés dans ce lot, ce que ne permettent pas de faire les dispositifs connus, qui se basent sur une référence théorique normalisée, immuable. Plus précisément, le procédé de l'invention, qui est du type comprenant les étapes de : formation d'une image du faisceau, analyse de cette image et ajustement mécanique du projecteur de manière à centrer l'image en azimut sur un axe vertical de référence, est caractérisé, selon l'invention, en ce que l'étape d'analyse comprend les étapes suivantes : acquisition de données représentatives de l'éclairement mesuré en un ensemble prédéterminé de points de l'image du faisceau, convolution de ces données acquises avec des données homologues d'une image étalon et recherche d'un extrémum de cette fonction de convolution par ajustement mécanique du projecteur. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, préalablement à l'acquisition des données, on détermine la ligne de coupure du faisceau et la convolution est une convolution unidimensionnelle opérée le long de la ligne de coupure ainsi déterminée. En particulier, l'étape de détermination de la ligne de coupure du faisceau peut comprendre les étapes suivantes : (a) mesure de l'éclairement sur une section verticale du faisceau, (b) recherche d'un point d'inflexion, le long de cette section, de la fonction d'éclairement ainsi mesurée, et (c) itération des étapes (a) et (b) ci-dessus pour d'autres sections verticales du faisceau, avec à chaque itération mémorisation du point d'inflexion trouvé, la succession des points d'inflexion ainsi mémorisés définissant la ligne de coupure recherchée. De préférence, les données représentatives de l'éclairement sont une fonction logarithmique de l'éclairement mesuré au point considéré. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre des étapes du procédé ci-dessus. 0 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation, faite en référence aux dessins annexés. La figure 1 est l'image, projetée sur un écran, du faisceau d'un projecteur de croisement d'automobile. La figure 2 illustre la manière dont le procédé de l'invention permet le réglage en azimut du projecteur produisant l'image de la figure 1. 0 Sur la figure 1, on a représenté l'image d'un faisceau projeté sur un écran, pour un projecteur de croisement à coupure européenne pour conduite à droite. On notera à cet égard que cet exemple n'est pas limitatif, et que l'invention s'applique aussi bien à d'autres formes de coupure, par exemple pour les projecteurs de croisement européens pour conduite à gauche, les projecteurs de croisement américains, les projecteurs antibrouillard, etc., dés lors que le faisceau produit par ces projecteurs présente une coupure, quel que soit le profil de cette dernière. Le dispositif de réglage est d'un type connu, dans lequel, à l'aide d'une lentille, on projette sur un écran le faisceau émis par le projecteur de manière à obtenir une image homothétique de celle que l'on obtiendrait sur un écran normalisé à 25 mètres. Une caméra à rétine DTC, couplée à un ordinateur et un logiciel de traitement d'image approprié, est placée au voisinage de la lentille de projection et vise le faisceau ainsi projeté de manière à en permettre une analyse bidimensionnelle, pixel par pixel. Cette partie du traitement est en elle-même connue, tout comme l'appareil qui permet de la réaliser, et l'on n'en donnera pas plus de détails. Pour la mise en oeuvre de l'invention, un dispositif préexistant de ce type peut être utilisé, les différentes étapes du procédé de l'invention étant mises en oeuvre par un logiciel approprié d'exécution des différentes étapes nouvelles à partir des données acquises au moyen du dispositif. Sur la figure 1, les courbes 1 à 4 représentent des courbes de niveau prises à intensité lumineuse mesurée constante (courbes dites "isocandela") pour des niveaux d'intensité croissante. La courbe 1 est celle qui définit la "coupure" typique d'un projecteur de croisement européen, avec à gauche une partie sensiblement horizontale et à droite une partie inclinée d'environ 150 par rapport à l'horizontale. On a représenté en tiretés, en 5, la courbe donnant l'intensité lumineuse I mesurée le long d'une section verticale y'y en fonction de l'ordonnée y, courbe qui montre le caractère très abrupt de la coupure, définie par le point d'inflexion 6 de cette courbe 5. Du fait de ce caractère très abrupt, le réglage en site de la position du faisceau (c'est-à-dire le déplacement suivant une direction verticale de l'image de la figure 1), ne pose pas de difficulté particulière et peut être réalisé de façon classique au moyen de cellules photoélectriques ou d'une barrette de photodiodes disposée verticalement et détectant la transition de la zone obscure (au-dessus de la coupure) à la zone éclairée (au-dessous de la coupure). En revanche, le réglage en azimut (c'est-à-dire un déplacement suivant une direction horizontale de l'image de la figure 1) est beaucoup plus problématique en raison des transitions d'intensité lumineuse beaucoup moins abruptes, c'est-à-dire de l'aspect très "aplati" des courbes 1 à 4. Pour remédier à cette difficulté, l'invention propose, en premier lieu, de constituer un ensemble de données représentatives d'une image étalon, qui sera ensuite confrontée à l'image réelle produite par le projecteur à régler. Cette image étalon peut être constituée par la définition géométrique théorique de la coupure, à savoir une ligne brisée formée d'une demi-droite horizontale et d'une demi-droite inclinée de 150 par rapport à l'horizontale. L'invention préfère cependant définir cette image étalon à partir d'images réelles d'un échantillon de projecteurs, échantillon qui peut être constitué, par exemple, d'un ou plusieurs projecteurs prélevés sur un même lot de fabrication. On demande alors à un ou plusieurs experts de régler sur le véhicule ce(s) projecteur(s) en site et en azimut devant un dispositif de réglage visuel classique. Lorsque le réglage considéré comme optimal est atteint, on procède à l'acquisition de l'image du faisceau au moyen du dispositif précité à caméra DTC. Le dispositif fait alors l'acquisition du faisceau dans sa position de réglage, extrait la ligne de coupure observée et repère le "V de coupure" comme étant l'intersection de la ligne de coupure détectée avec le plan vertical passant par l'axe de la lentille du dispositif. Ces données (éventuellement moyennées sur une pluralité de projecteurs) deviendront l'étalon de réglage. On procède alors au réglage de chacun des projecteurs. La première étape va consister à déterminer la ligne de coupure du faisceau. A cet effet, on mesure l'éclairement sur une section verticale du faisceau (telle que la section y'y de la figure 1), avantageusement en calculant le logarithme de l'intensité lumineuse, pour tenir compte du fait que la sensation visuelle n'est pas directement proportionnelle à l'éclairement, mais au logarithme de celui-ci. On explore alors l'image en balayant la section y'y d'un bord à l'autre de l'image (balayage horizontal suivant la direction x'x de la figure 1). Pour chaque position de la section verticale, le niveau d'éclairement mesuré présente un point d'inflexion (le point 6 de la courbe 5 de la figure 1), que l'on considère comme formant un point de coupure visuelle et dont on mémorise la position. La réitération de cette analyse va donner une pluralité de points successifs définissant la ligne de coupure visuelle du faisceau, ligne qui va servir de base au réglage latéral de ce dernier, objet de l'étape suivante. On confronte alors la ligne de coupure ainsi déterminée à la ligne de coupure du faisceau étalon, et on cherche à superposer "au mieux" ces deux lignes. Pour réaliser de façon automatique cette "superposition au mieux" on procède à une opération de convolution de l'image acquise et de l'image étalon, la convolution étant une convolution unidimensionnelle et la variable de convolution étant la position en direction horizontale ou abscisse x. On notera que, du fait de l'étape préalable de détermination de la ligne de coupure, il suffit de procéder à une convolution unidimensionnelle (le long de la ligne de coupure) et non bidimensionnelle (pour toutes les positions possibles du faisceau), ce qui diminue considérablement le volume des calculs nécessaires. La figure 2 illustre la superposition de la ligne de coupure 1 du projecteur à régler (dont l'image correspond à celle de la figure 1) et de l'étalon de référence 7. Pour simplifier, on peut limiter l'étendue du faisceau de référence à un carré 8 de côté correspondant à un angle de projection de 100. On positionne par calcul la coupure 7 du faisceau de référence sur la ligne de coupure 1 du faisceau à régler (ajustement en site) puis on commence la convolution en se déplaçant par exemple de gauche à droite le long de la ligne de coupure. La valeur de la fonction de convolution sera obtenue en multipliant pixel par pixel le logarithme de l'intensité lumineuse mesurée du faisceau à régler et la valeur correspondante pour le faisceau étalon. Cette fonction va présenter un maximum, ou pic de convolution, correspondant au point de meilleure superposition. Ce pic est d'autant plus marqué que l'image du faisceau du projecteur à régler et celle du faisceau étalon sont "ressemblantes" ; en cas de dispersion de caractéristiques, le pic de convolution va "s'émousser". Mais en tout état de cause, quel que soit le degré de ressemblance entre faisceau étalon et faisceau à régler, il existera toujours un optimum de réglage déterminable par l'automate. Cette position est la position recherchée, et le réglage en azimut du projecteur est arrêté à cette position. REVENDICATIONS 1. Un procédé de réglage de l'orientation en azimut d'un projecteur à faisceau coupé, notamment d'un projecteur de véhicule automobile, comprenant les étapes de - formation d'une image du faisceau, - analyse de cette image, et - ajustement mécanique du projecteur de manière à centrer l'image en azimut sur un axe vertical de référence, caractérisé en ce que l'étape d'analyse comprend les étapes suivantes - acquisition de données représentatives de l'éclairement mesuré en un ensemble prédéterminé de points de l'image du faisceau, - convolution de ces données acquises avec des données homologues d'une image étalon (8), et - recherche d'un extrémum de cette fonction de convolution par ajustement mécanique du projecteur. 2. Le procédé de la revendication 1, dans lequel - préalablement à l'acquisition des données, on détermine la ligne de coupure (1) du faisceau, et - la convolution est une convolution unidimensionnelle opérée le long de la ligne de coupure ainsi déterminée. 3. Le procédé de la revendication 2, dans lequel l'étape de détermination de la ligne de coupure du faisceau comprend les étapes suivantes a) mesure de l'éclairement sur une section verticale (y'y) du faisceau, b)recherche d'un point d'inflexion (6), le long de cette section, de la fonction d'éclairement (5) ainsi mesurée, c)itération des étapes (a) et (b) ci-dessus pour d'autres sections verticales du faisceau, avec à chaque itération mémorisation du point d'inflexion trouvé, la succession des points d'inflexion ainsi mémorisés définissant la ligne de coupure (1) recherchée. 4. Le procédé de la revendication 1, dans lequel les données représentatives de l'éclairement sont une fonction logarithmique de l'éclairement mesuré au point considéré. 5. Un dispositif de réglage de l'orientation en azimut d'un projecteur à faisceau coupé, notamment d'un projecteur de véhicule automobile, comprenant - des moyens de formation d'une image du faisceau, - des moyens d'analyse de cette image, et - de moyens d'ajustement mécanique du projecteur, pour centrer l'image en azimut sur un axe vertical de référence, caractérisé en ce qu'il comporte en outre - des moyens de mesure, pour l'acquisition de données représentatives de l'éclairement en un ensemble prédéterminé de points de l'image du faisceau, - des moyens de calcul et de commande des moyens d'ajustement mécanique, pour convoluer ces données acquises avec des données homologues d'une image étalon (8) et rechercher un extrémum de cette fonction de convolution par ajustement mécanique du projecteur. 6. Le dispositif de la revendication 5, comprenant en outre des moyens de détermination préalable de la ligne de coupure (1) du faisceau, la convolution étant une convolution unidimensionnelle opérée le long de la ligne de coupure ainsi déterminée. 7. Le dispositif de la revendication 6, dans lequel les moyens de détermination préalable de la ligne de coupure du faisceau comprennent des moyens de mesure de l'éclairement sur une section verticale (y'y) du faisceau, les moyens de calcul et de commande recherchant un point d'inflexion (6), le long de cette section, de la fonction d'éclairement (5) ainsi mesurée, et réitérant cette mesure et cette recherche pour d'autres sections verticales du faisceau, avec à chaque itération mémorisation du point d'inflexion trouvé, la succession des points d'inflexion ainsi mémorisés définissant la ligne de coupure (1) recherchée. 8. Le dispositif de la revendication 5, dans lequel les moyens de mesure produisent les données représentatives de l'éclairement selon une fonction logarithmique de l'éclairement mesuré au point considéré.