Brevet FR2726092A1 — publié le 19960426

La présente invention concerne une cible réfléchissante. L'invention concerne notamment une cible réfléchissante qui peut être utilisée dans le cadre d'opérations de mesures de distances et/ou de positions au moyen d'une installation de mesure faisant appel à un faisceau lumineux de mesure et/ou de pointage. Une telle cible réfléchissante a pour fonction, lorsqu'elle est atteinte par un faisceau lumineux incident, de provoquer la réflexion au moins partielle d'un faisceau incident en direction d'un récepteur optique ou photoélectrique. La cible réfléchissante provoque ainsi la formation d'un faisceau réfléchi sensiblement parallèle au faisceau incident et qui est reçu par un appareil de mesure ou par un composant d'une installation de mesure. Une cible réfléchissante peut, par exemple, être utilisée dans un télémètre optique émettant un faisceau lumineux, par exemple un faisceau laser, en direction de la cible et recevant une fraction de la lumière réfléchie par la cible et mettant en oeuvre une mesure du temps de parcours aller et retour de la lumière entre le télémètre et la cible. Outre ses qualités réfléchissantes, en orientation et en intensité, la cible doit pouvoir être positionnée avec précision par rapport à l'objet ou au point que l'on désire mesurer, et elle doit également être repérée aisément par l'opérateur des mesures et pointée optiquement avec une grande précision. Une cible constituée à la manière d'un réflecteur à trois miroirs plans formant un coin de cube permet un pointage précis, car lorsque le faisceau incident atteint le point de référence constitué par le sommet du cube, le faisceau réfléchi est coaxial au faisceau incident, et tout écart latéral par rapport au sommet entraîne la formation d'un faisceau réfléchi parallèle dont le décalage latéral permet de mesurer l'écart latéral du faisceau incident par rapport au point cible idéal et/ou de corriger le pointage par le faisceau incident. Un tel type de cible, de même que les cibles du type à prisme, est particulièrement coûteux et il est de plus relativement encombrant et ne peut pas être aisément mis en place sur certaines structures sur lesquelles on désire mesurer les distances. C'est notamment le cas lorsque l'on désire mesurer certaines dimensions d'une caisse de véhicule automobile, par exemple par télémétrie optique. Il est dans ce cas souhaitable de disposer de cibles peu coûteuses, à usage unique, et qui peuvent être mises en place aisément sur un élément de structure ou de carrosserie, par exemple par collage. I1 est connu d'utiliser une cible réalisée sous la forme d'une pastille découpée dans une plaque ou une feuille de matériau réfléchissant dont la face réfléchissante est constituée par une infinité de microbilles et dont la face opposée peut par exemple être revêtue d'une couche adhésive. La précision de la mesure nécessite de pouvoir disposer d'une pastille de très petites dimensions qui se "confond" avec le point géométrique théorique que l'opérateur désire pointer optiquement. Par contre, les dimensions très réduites de la pastille-cible en rendent le pointage très difficile, notamment lorsque le rayon lumineux incident n'est pas visible. Les opérations de pointage nécessitent alors de nombreuses opérations de balayage de la zone dans laquelle est apposée la cible. Si la cible est de plus grandes dimensions, le pointage est plus aisé, mais la précision du pointage et de la mesure est faible. La présente invention a pour but de proposer une nouvelle conception d'une cible réfléchissante qui permet de remédier à ces inconvénients. Dans ce but, l'invention propose une cible réfléchissante susceptible d'être éclairée par un faisceau lumineux incident qui se déplace par rapport à la cible selon au moins une direction de balayage, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une série de zones réfléchissantes agencées successivement selon la direction de balayage, séparées par des zones non-réfléchissantes, et en ce que les largeurs des zones réfléchissantes, mesurées selon la direction de balayage, sont différentes et déterminent une variation de l'intensité de la lumière réfléchie par la cible en fonction de la position du faisceau incident par rapport à la cible, selon la direction de balayage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la largeur d'au moins une des zones réfléchissantes est inférieure au diamètre du faisceau incident - la largeur d'au moins une des zones réfléchissan- tes est supérieure au diamètre du faisceau incident - les largeurs des zones réfléchissantes varient le long de la direction de balayage, selon une loi croissante puis décroissante - les largeurs des zones réfléchissantes varient, le long de la direction de balayage, selon une loi symétrique passant par un maximum ou un minimum - les largeurs des zones non-réfléchissantes, mesurées selon ladite direction de balayage, varient le long de la direction de balayage - les largeurs des zones non-réfléchissantes varient, le long de la direction de balayage, selon une loi décroissante puis croissante - les largeurs des zones non-réfléchissantes varient, le long de la direction de balayage, selon une loi symétrique passant par un minimum ou un maximum - la cible comporte au moins une série de bandes parallèles alternées réfléchissantes et non-réfléchissantes - elle comporte une série de bandes parallèles alternées agencées en anneaux concentriques - elle comporte deux séries croisées de bandes parallèles alternées, orientées selon deux directions perpendiculaires - les zones non-réfléchissantes sont réalisées par dépot sérigraphique d'une peinture non-réfléchissante sur une plaque de matériau réfléchissant ;; - les zones réfléchissantes et les zones nonréfléchissantes sont constituées par une granulation plus ou moins dense de points de dimensions plus ou moins importantes de matériau réfléchissant ou d'une peinture non-réfléchissante déposée sur une plaque en matériau réfléchissant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera au dessin annexé dans lequel les figures 1 et 2 illustrent deux exemples de réalisation d'une cible réfléchissante conforme aux enseignements de l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 1, la cible réfléchissante, représentée agrandie, est constituée par une série de pistes annulaires réfléchissantes concentriques. Si l'on considère une direction de balayage DB de la cible 10 par un faisceau incident F, le faisceau est susceptible d'intercepter successivement une série d'anneaux réfléchissants P1 à P7 et une pastille centrale P8 en forme de disque. Etant donné le très faible diamètre du faisceau cohérant F, ce dernier rencontre successivement le long de la droite DB une alternance de bandes réfléchissantes, constituées par les pistes réfléchissantes Pi, et des bandes non-réfléchissantes constituées par les zones annulaires non-réfléchissantes B1 à B7 qui séparent les pistes réfléchissantes Pi les unes des autres. Dans les deux exemples de réalisation illustrés sur la figure, le faisceau F rencontre et intercepte successivement des bandes réfléchissantes dont la largeur est d'abord croissante, de P1 à P8, puis décroissante de P8 à P1. Le faisceau F rencontre également successivement des bandes non-réfléchissantes Bi dont la largeur est d'abord décroissante, de B1 à B7, puis croissante de B7 à B1. La quantité de lumière réfléchie par une piste Pi dépend de la largeur de cette dernière. L'alternance des pistes réfléchissantes Pi et des bandes non-réfléchissantes Bi entraîne, lors d'un balayage, la réception par le photodétecteur d'un télémètre de faisceaux réfléchis d'intensités différentes selon une loi qui est déterminée lors de la conception de la cible 10 par le choix des largeurs des pistes Pi et des bandes Bi. L'analyse par l'appareil de mesures des faisceaux réfléchis, couplée avec un asservissement des déplacements de la tête d'émission du télémètre permet ainsi de réaliser de manière simple et fiable un centrage précis du faisceau incident F au centre de la cible. A titre d'exemple, le diamètre du faisceau incident est d'environ 1 cm pour un impact du faisceau avec la surface à mesurer situé à dix mètres de l'émetteur du faisceau et l'on peut utiliser une cible dont le diamètre est égal à environ 2 cm, la conception selon l'invention fournissant une précision sur la mesure de l'écart latéral du faisceau par rapport au centre de la cible qui est inférieure à 1 mm, c'est-à-dire inférieure à 1/10sème du diamètre du faisceau. La répartition des largeurs des pistes réfléchissantes Pi et des bandes non-réfléchissantes Bi qui est schématisée aux figures 1 et 2 est telle qu'elle permet d'obtenir une répartition sensiblement Gaussienne de la densité de lumière réfléchie par la cible lors d'un balayage. Cette répartition Gaussienne est particulièrement adaptée dans le cas de l'utilisation d'un faisceau laser qui présente lui même une répartition Gaussienne de la densité de lumière émise. Pour l'analyse du faisceau réfléchi et l'asservissement de la tête de mesure, la réception d'une répartition sensiblement Gaussienne est ainsi la plus adaptée dans la mesure où la fonction qui convolue une répartition Gaussienne est elle-même Gaussienne. D'autres répartitions et formes des pistes ou zones réfléchissantes et non-réfléchissantes peuvent bien entendu être envisagées sans sortir du cadre de la présente invention. I1 est par exemple possible de réaliser une cible dont la zone réfléchissante présente une forme d'étoile à plusieurs branches, la section de chacune de ces branches allant croissante de l'extérieur vers le centre de la cible, une telle conception permettant d'obtenir une répartition de la densité de lumière réfléchie qui est sensiblement de forme triangulaire. Au sens de l'invention, la notion de zones réf lé- chissantes ou de zones non-réfléchissantes ne se limite pas à des zones parfaitement délimitées réfléchissantes et non-réfléchissantes, mais elle englobe également une répartition sensiblement continue et alternée de zones présentant des densités de réflexion plus ou moins importantes. De même, au sein d'une même zone, il est possible de faire varier le taux de réflexion en faisant appel à une technique similaire à celle de la trame utilisée en photographie consistant à réaliser une granulation des lignes parallèles, des lignes pointillées, etc par des points ou grains de dimensions plus ou moins importantes. Dans l'exemple illustré notamment sur la figure 1, la cible 10 peut être réalisée de manière simple et économique en appliquant par sérigraphie une série de bandes Bi sur un support en matériau réfléchissant dont l'autre face peut être du type auto-collant. Comme cela est illustré sur la figure 2, la cible peut comporter sur ses bords des axes orthogonaux Al et A2 qui matérialisent le centre géométrique de la pastille centrale réfléchissante. I1 est également possible de prévoir un trou au centre de la pastille centrale pour, lors de la pose de la cible, viser un marquage en croix formé sur la pièce sur laquelle on vient apposer la cible. A titre de variante, il est également possible de réaliser la cible sous la forme d'une alternance de bandes et de pistes rectilignes et parallèles lorsqu'il est suffisant d'assurer une précision de pointage selon une seule direction. REVENDICATIONS 1. Cible réfléchissante (10) susceptible d'être éclairée par un faisceau lumineux incident (F) qui se déplace par rapport à la cible selon au moins une direction de balayage (DB), caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une série de zones réfléchissantes (Pi) agencées successivement selon la direction de balayage (DB), séparées par des zones non-réfléchissantes (Bi), et en ce que les largeurs des zones réfléchissantes, mesurées selon la direction de balayage (DB), sont différentes et déterminent une variation de l'intensité de la lumière réfléchie par la cible en fonction de la position du faisceau incident (F) par rapport à la cible, selon la direction de balayage. 2. Cible réfléchissante selon la revendication 1, caractérisée en ce que la largeur d'au moins une des zones réfléchissantes (Pi) est inférieure au diamètre du faisceau incident (F). 3. Cible réfléchissante selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la largeur d'au moins une des zones réfléchissantes (Pi) est supérieure au diamètre du faisceau incident (F). 4. Cible réfléchissante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les largeurs des zones réfléchissantes (Pi) varient, le long de la direction de balayage (DB), selon une loi croissante puis décroissante. 5. Cible réfléchissante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les largeurs des zones réfléchissantes (Pi) varient, le long de la direction de balayage, selon une loi symétrique passant par un maximum ou un minimum. 6. Cible réfléchissante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les largeurs des zones non-réfléchissantes (Bi), mesurées selon ladite direction de balayage (DB), varient le long de la direction de balayage. 7. Cible réfléchissante selon la revendication 6 prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisée en ce que les largeurs des zones non-réfléchissantes (Bi) varient le long de la direction de balayage (DB), selon une loi décroissante puis croissante. 8. Cible réfléchissante selon la revendication 6 prise en combinaison avec la revendication 5, caractérisée en ce que les largeurs des zones non-réfléchissantes (Bi) varient, le long de la direction de balayage (DB), selon une loi symétrique passant par un minimum ou un maximum. 9. Cible réfléchissante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une série de bandes parallèles alternées réfléchissantes (Pi) et non-réfléchissantes (Bi). 10. Cible réfléchissante selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comporte une série de bandes parallèles alternées agencées en anneaux concentriques. 11. Cible réfléchissante selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comporte deux séries croisées de bandes parallèles alternées, orientées selon deux directions perpendiculaires. 12. Cible réfléchissante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les zones non-réfléchissantes (Bi) sont réalisées par dépot sérigraphique d'une peinture non-réfléchissante sur une plaque de matériau réfléchissant. 13. Cible réfléchissante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les zones réfléchissantes et les zones non-réfléchissantes sont constituées par une granulation plus ou moins dense de points de dimensions plus ou moins importantes de matériau réfléchissant ou d'une peinture non-réfléchis- sante déposée sur une plaque en matériau réfléchissant.