Brevet FR2928453A1 — publié le 20090911

Système de mesure de jeux et d'affleurements et procédé correspondant. La présente invention concerne un système de mesure de jeux et d'affleurements entre des pièces de carrosserie présentant des bords respectifs en vis-à-vis, du type comprenant des moyens de projection de ligne lumineuse propres à projeter sur les surfaces des pièces au moins une ligne lumineuse coupant lesdits bords des pièces, des moyens de prise d'images et des moyens de calcul. La maîtrise de la conformité des jeux et des affleurements sur les véhicules automobiles est un objectif important pour les constructeurs car elle contribue fortement à l'appréciation de la qualité de fabrication par les clients finaux. Actuellement, afin de mesurer les jeux et affleurements, différentes solutions sont utilisées telles que des pistolets portables, comme celui décrit dans le document FR 2 756 626 Al. Cependant, la mise en oeuvre d'une telle solution est longue, fastidieuse et coûteuse. L'invention a pour but de proposer un dispositif plus simple d'utilisation. A cet effet, l'invention a pour objet un système du type précité, caractérisé en ce que les moyens de prise d'images sont propres à capter au moins deux images de la ligne lumineuse sous deux angles de vue différents, et en ce que les moyens de calcul sont propres à calculer le profil des surfaces le long de la ligne lumineuse à partir des au moins deux images et à en déduire des valeurs de jeux et d'affleurements. Le système selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - les moyens de prise d'images comportent au moins deux capteurs d'images dont les champs de vision se recouvrent au moins partiellement ; - les au moins deux capteurs d'images sont propres à capter chacun une image d'au moins trois lignes lumineuses correspondant chacune à une trace à mesurer ; - les moyens de projection de ligne lumineuse comportent une pluralité de diodes laser chacune adaptée pour projeter une raie laser ; - les moyens de prise d'images comportent une pluralité de capteurs d'images tous identiques ; -les capteurs d'images sont des capteurs à large champ de vision dont la largeur et la hauteur de champ, à une distance nominale de travail sensiblement égale à 1 m, sont comprises entre 0,8 m et 2 m, de préférence sensiblement égales à 1,33 m ; - le système est adapté pour mesurer des jeux et affleurements sur au moins un ouvrant latéral de véhicule automobile, les moyens de prise d'image étant agencés le long d'une arche ; - les moyens de calcul comportent un module de traitement d'images destiné à extraire des informations à partir des au moins deux images, notamment pour déterminer des distances autres que les jeux et affleurements et effectuer un contrôle de présence/absence d'éléments de la carrosserie ; et - les moyens de calcul sont propres à calculer le profil des surfaces en trois dimensions. L'invention a également pour objet un procédé de mesure de jeux et d'affleurements entre des pièces de carrosserie présentant des bords respectifs en vis-à-vis, caractérisé en ce qu'il utilise un système tel que décrit précédemment et en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - projection sur les surfaces des pièces d'au moins une ligne lumineuse coupant lesdits bords des pièces; -acquisition d'au moins deux images de la ligne lumineuse sous deux angles de vue différents ; - calcul du profil des surfaces le long de la ligne lumineuse à partir des au moins deux images ; et - détermination des valeurs de jeux et d'affleurements. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue de dessus d'un système selon l'invention utilisé pour mesurer les jeux et affleurements sur plusieurs ouvrants et surfaces d'un véhicule automobile ; - la Figure 2 est une vue de face du système de la Figure 1 ; - la Figure 3 est une vue de côté du système de la Figure 1, le véhicule étant dans une première position ; - la Figure 4 est une vue similaire à celle de la Figure 3, le véhicule étant dans une deuxième position ; - la Figure 5 est une vue du capteur d'images du système de la Figure 1 ; et - la Figure 6 est un diagramme montrant le principe de fonctionnement du système de la Figure 1. Les Figures 1 et 2 représentent, de façon simplifiée, un système 10 adapté pour mesurer des jeux et affleurements sur plusieurs ouvrants et surfaces d'un véhicule automobile 12. En particulier, le système 10 est adapté pour mesurer des jeux et affleurements sur les ouvrants latéraux du véhicule 12. Dans tout ce qui suit, les termes de position et d'orientation indiqués, tels que � avant �, � arrière �, � droite � et � gauche �, s'entendent par rapport aux orientations usuelles d'un véhicule. Le système 10 est fixe et comprend des moyens de projection de ligne lumineuse, des moyens de prise d'images 14, des moyens de calcul 16 et des moyens d'entraînement du véhicule 12 par rapport aux moyens de projection de ligne lumineuse et aux moyens de prise d'images 14. Les moyens de prise d'images 14 sont agencés le long d'une arche sous laquelle le véhicule 12 défile et comportent un ensemble de capteurs d'images 18 tous identiques, au nombre de neuf dans l'exemple considéré. Les capteurs d'images 18 sont des caméras numériques à large champ de vision. Comme illustré sur la Figure 5, chaque capteur d'images 18 est un capteur à large champ de vision dont la largeur de champ L et la hauteur de champ H, à une distance nominale de travail D sensiblement égale à 1 m, sont comprises entre 0,8 m et 2 m, de préférence comprises entre 1,1 m et 1,5 m et de préférence sensiblement égales à 1,33 m. La distance nominale de travail D de chaque capteur d'images 18 est comprise entre 0,6 m et 1,4 m, de préférence comprise entre 0,8 m et 1,2 m et de préférence sensiblement égale à 1 m. La résolution de chaque capteur d'images 18 est supérieure à 4 Mpx et leur fidélité intrinsèque est inférieure à 75 �m. L'agencement et le large champ de vision de chaque capteur d'images 18 permettent d'obtenir au moins une zone dans laquelle les champs de vision d'au moins deux capteurs d'images 18 se recouvrent au moins partiellement, couvrant ainsi une même zone de l'ouvrant dans laquelle au moins une mesure doit être effectuée. En référence à la Figure 3, le véhicule 12 est dans une première position qui permet au système 10 de mesurer les jeux et affleurements sur la partie avant des portes avant 20. Le système 10 étant sensiblement symétrique par rapport à l'axe longitudinal du véhicule 12, seules les mesures effectuées du côté gauche du véhicule 12 seront décrites par la suite. Les jeux et affleurements sont calculés entre la partie avant de la porte avant gauche 20 et, par exemple, l'aile avant gauche 22 et le montant de baie gauche 24. Chacune de ces pièces 20, 22, 24 possède une surface sensiblement dans le prolongement l'une de l'autre et présentant un bord en vis-à-vis avec celui d'une autre des pièces 20, 22, 24, les bords respectifs étant espacés l'un de l'autre par un faible interstice. Les moyens de projection de ligne lumineuse sont propres à projeter sur les surfaces considérées au moins une ligne lumineuse coupant sensiblement transversalement les bords de ces surfaces. Dans l'exemple représenté ici, les moyens de projection de ligne lumineuse comportent une pluralité de diodes laser chacune adaptée pour projeter une raie laser 26 correspondant chacune à une trace à mesurer. Les moyens de prise d'images 14 sont propres à capter au moins deux images de chaque ligne lumineuse 26 sous deux angles de vue différents. Ainsi, chaque raie laser 26 est vue par au moins deux capteurs d'images 18 distincts. Les champs de vision des quatre capteurs d'images 18 disposés sur le côté gauche de l'arche (Figure 1) sont représentés par des cadres sur la Figure 3. Seuls deux capteurs d'images 18 auraient été suffisants pour mesurer les quatre traces 26, leur champ de vision 28, 30 respectifs englobant les quatre raies laser 26. En particulier, avec deux capteurs d'images 18, il est possible de mesurer au moins trois traces, comme par exemple cinq traces ou plus de cinq traces. En référence à la Figure 4, le véhicule 12 est dans une deuxième position qui permet au système 10 de mesurer les jeux et affleurements sur la partie arrière de la porte avant gauche 20. Ces jeux et affleurements sont calculés entre la partie arrière de la porte avant gauche 20 et, par exemple, la partie avant de la porte arrière gauche 32. Comme représenté sur la Figure 6, les moyens de calcul 16 comportent un module de traitement d'images 34 destiné à extraire des informations à partir des images prises par les capteurs d'images 18. A partir de ces informations, un module de calcul 36 permet de calculer les profils des surfaces, en deux dimensions et en trois dimensions, le long des lignes lumineuses 26 par un procédé de calcul du type utilisé en stéréoscopie, et d'en déduire des valeurs de jeux et d'affleurements. Le module de traitement d'images 34 permet également de déterminer des distances autres que les jeux et affleurements, d'obtenir des informations sur les points caractéristiques des surfaces considérées, comme par exemple la localisation du centre de gravité de l'image d'un poinçonnage, et aussi d'effectuer un contrôle en vérifiant par exemple la présence ou l'absence de pièces visibles du véhicule telles que des écrous ou encore des goujons. En amont des moyens de prise d'images 14 et des moyens de calcul 16, le système 10 comprend un système adapté pour transmettre un code cycle propre au modèle et à la silhouette du véhicule 12 à tester, à un module de gestion de gammes 38. Le module de gestion de gammes 38 est propre à sélectionner la gamme de mesures à appliquer et à lancer l'acquisition d'images. Le choix de la gamme de mesures en fonction du véhicule à contrôler actionne les moyens de projections de ligne lumineuse de manière sélective en activant certaines des diodes laser, les capteurs d'images 18 à large champ de vision n'étant pas modifiés. L'arrivée d'un nouveau véhicule différent génère l'envoi par ledit système adapté d'un code cycle différent propre à sélectionner une gamme de mesures différente. En aval des moyens de prise d'images 14 et des moyens de calcul 16, le système 10 comprend un module d'affichage 40 permettant à un opérateur de visualiser les résultats obtenus. Les moyens d'entraînement du véhicule 12 sont adaptés pour déplacer le véhicule 12 sous l'arche formée par l'ensemble des diodes laser et des capteurs d'images 18, et sont formés par exemple par une table à rouleaux. Le fonctionnement du système 10 va maintenant être expliqué. En début de cycle, le véhicule 12, posé sur un support, est en position d'attente devant le système 10. Ledit système adapté envoie un code cycle, correspondant au modèle et à la silhouette du véhicule 12 en attente, au module de gestion de gammes 38 qui sélectionne la gamme de mesures à appliquer et lance l'acquisition d'images. Le véhicule 12 avance alors sous l'arche, entraîné par les moyens d'entraînement, et passe dans la première position illustrée sur la Figure 3. Les diodes laser projettent sur les surfaces une pluralité de lignes lumineuses 26 correspondant aux traces à mesurer et coupant sensiblement transversalement lesdits bords des surfaces. Les capteurs d'images 18 captent au moins deux images de chaque ligne lumineuse 26 sous deux angles de vue différents. Les images sont ensuite transmises aux moyens de calcul 16 où deux opérations de traitement différentes sont effectuées. Lors d'une première étape et à partir des images transmises, le module de traitement d'images 34 extrait des informations en deux dimensions sur le profil des surfaces. Lors d'une deuxième étape et à partir de ces informations, le module de calcul 36 établit le profil des surfaces, en deux dimensions et en trois dimensions, le long des lignes lumineuses 26 et détermine des valeurs de jeux et d'affleurements à l'aide d'un algorithme du type utilisé dans le domaine de la stéréoscopie. Les résultats obtenus sont visualisés par un opérateur sur le module d'affichage 40. L'avancement du véhicule 12 sous l'arche est continu, la vitesse de défilement étant relativement faible et ajustée en fonction des constantes de temps caractéristiques des diodes laser et des capteurs d'images 18. Le véhicule 12 passe ensuite dans la deuxième position illustrée sur la Figure 4. Les étapes précédentes se répètent alors. L'invention propose donc une solution de mesure par capteurs à large champ de vision et procédé stéréoscopique qui permet de mesurer les jeux et affleurements sur un véhicule automobile de façon simple, peu coûteuse, flexible, efficace et polyvalente. En effet, le large champ de vision des capteurs d'images permet d'avoir une gamme de contrôle, c'est-à-dire un ensemble de traces à mesurer, importante et flexible et la redondance dans la prise d'images permet d'avoir des mesures fiables. De plus, les capteurs d'images étant tous sensiblement identiques, leur interchangeabilité ainsi que l'approvisionnement et la gestion des capteurs de rechange s'en trouvent facilités. La flexibilité du système permet de mesurer les jeux et affleurements dans le flux de fabrication du véhicule à trois stades différents : en sortie d'atelier ferrage où par exemple les ouvrants sont mis en référence manuellement, en sortie d'atelier peinture et en sortie d'atelier montage. Dans tout ce qui a été décrit précédemment, les raies laser 26 correspondant aux traces à mesurer sont projetées sur les surfaces sensiblement transversalement aux bords des surfaces. En variante, les raies laser 26 présentent un angle avec la perpendiculaire aux bords des surfaces et les moyens de calcul 16 comportent un module de correction propre à compenser cette inclinaison. Toujours en variante, le système 10 s'applique à une partie quelconque appropriée du véhicule 12 et les capteurs d'images 18 sont agencés de façon correspondante. Par exemple, avec les capteurs d'images 18 agencés le long de l'arche précédemment décrite, le système 10 est propre à mesurer des jeux et affleurements sur le pavillon du véhicule 12, ou encore sur son capot. De même, les capteurs d'images 18 peuvent être agencés selon deux arches ou bien sensiblement selon une sphère, en fonction de la localisation des traces à mesurer. En variante encore, le nombre de capteurs d'images 18 du système 10 est quelconque approprié, au moins égal à deux, par exemple égal à sept ou plus. Toujours en variante, le système 10 peut fonctionner avec des capteurs d'images 18 à large champ de vision de types différents. Dans une autre variante, l'avancement du véhicule sous l'arche est discontinu, le véhicule étant arrêté successivement dans les première et deuxième positions. Dans une autre variante encore, le système et le procédé selon l'invention s'appliquent à une carrosserie quelconque, par exemple celle d'un véhicule ferroviaire ou aérien. REVENDICATIONS 1.- Système (10) de mesure de jeux et d'affleurements entre des pièces de carrosserie (12) présentant des bords respectifs en vis-à-vis, du type comprenant des moyens de projection de ligne lumineuse propres à projeter sur les surfaces des pièces au moins une ligne lumineuse (26) coupant lesdits bords des pièces, des moyens de prise d'images (14) et des moyens de calcul (16), caractérisé en ce que les moyens de prise d'images (14) sont propres à capter au moins deux images de la ligne lumineuse (26) sous deux angles de vue différents, et en ce que les moyens de calcul (16) sont propres à calculer le profil des surfaces le long de la ligne lumineuse (26) à partir des au moins deux images et à en déduire des valeurs de jeu et d'affleurement. 2.- Système (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de prise d'images (14) comportent au moins deux capteurs d'images (18) dont les champs de vision (28, 30) se recouvrent au moins partiellement. 3.- Système (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les au moins deux capteurs d'images (18) sont propres à capter chacun une image d'au moins trois lignes lumineuses (26) correspondant chacune à une trace à mesurer. 4.- Système (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de projection de ligne lumineuse comportent une pluralité de diodes laser chacune adaptée pour projeter une raie laser (26). 5.- Système (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de prise d'images (14) comportent une pluralité de capteurs d'images (18) tous identiques. 6.- Système (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les capteurs d'images (18) sont des capteurs à large champ de vision dont la largeur (L) et la hauteur (H) de champ, à une distance nominale de travail (D) sensiblement égale à 1 m, sont comprises entre 0,8 m et 2 m, de préférence sensiblement égales à 1,33 m. 7.- Système (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est adapté pour mesurer des jeux et affleurements sur au moins un ouvrant latéral (20) de véhicule automobile (12), les moyens de prise d'image (14) étant agencés le long d'une arche. 8.- Système (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de calcul (16) comportent un module de traitement d'images (34) destiné à extraire des informations à partir des au moins deux images, notamment pour déterminer des distances autres que les jeux et affleurements et effectuer un contrôle de présence/absence d'éléments de la carrosserie. 9.- Système (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de calcul (16) sont propres à calculer le profil des surfaces en trois dimensions. 10.- Procédé de mesure de jeux et d'affleurements entre des pièces de carrosserie (12) présentant des bords respectifs en vis-à-vis, caractérisé en ce qu'il utilise un système (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes et en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - projection sur les surfaces des pièces d'au moins une ligne lumineuse (26) coupant lesdits bords des pièces ; - acquisition d'au moins deux images de la ligne lumineuse (26) sous deux angles de vue différents ; -calcul du profil des surfaces le long de la ligne lumineuse (26) à partir des au moins deux images ; et - détermination des valeurs de jeux et d'affleurements.