Brevet FR2940831A1 — publié le 20100709

TITRE : DISPOSITIF D'ECLAIRAGE D'UNE ENTITE D'AU MOINS UN VEHICULE AUTOMOBILE. La présente invention se rapporte à un dispositif d'éclairage destiné à projeter un motif lumineux sur une entité d'au moins un véhicule automobile. La présente invention se rapporte également à un système de mesure destiné à mesurer au moins un paramètre d'une entité d'au moins un véhicule automobile. La maîtrise de la conformité des véhicules automobiles est un objectif important pour les constructeurs car elle contribue fortement à l'appréciation de la qualité de fabrication pour les clients finaux. Les véhicules automobiles comportent sur leur carrosserie des éléments devant être contôlés que l'on désignent par � entités �. Une entité est, par exemple, un orifice circulaire, oblong, carré ou rectangulaire, une encoche, une distance d'un point sur une surface plane, un bord de tôle franc, plié ou arrondi, un coin ou une pièce cylindrique, un jeu franc ou bordé, un affleurement à partir de surfaces planes ou curvilignes ou encore un alignement de surfaces planes ou curvilignes. Le contrôle des entités passe par la mesure de paramètres de ces dernières, tels que le centre, la largeur, la longeur, la profondeur, le diamètre, la surface de l'entité et les coordonnées de points appartenant à ladite entité. Afin de réaliser la mesure, il est connu d'employer des pistolets portables, comme celui décrit dans le document FR 2 756 626 Al. Les systèmes de mesure usuels utilisent au moins une caméra qui capture au moins une image de l'entité à contrôler. Cette technologie nécessite un éclairage de l'entité suffisant pour que chaque image ainsi relevée soit exploitable dans la perspective de déterminer les paramètres réels de l'entité. Pour ce faire, ce type de système comporte une source lumineuse montée dans un boîter appelé � canon �. La source lumineuse est apte à projeter une raie laser de manière perpendiculaire sur l'entité à contrôler. L'image de la raie laser projetée sur l'entité est capturée par la ou les caméras puis analysée par une unité centrale afin de déterminer les paramètres réels de l'entité au moyen d'algorithmes. II est alors possible de les comparer avec les paramètres théoriques attendus pour détecter toute anomalie dans la fabrication du véhicule automobile. Cependant, de tels systèmes emploient généralement des caméras à faible champ de vision, de largeur et de longueur inférieures à environ 60 mm. De ce fait, lesdits systèmes ne permettent pas de capturer des images sur une grande surface de la carosserie. A titre d'exemple, une surface de carrosserie est qualifiée de grande lorsque la surface est supérieure à environ 10 m2. II est alors nécessaire d'augmenter le nombre de sources lumineuses et le nombre de caméras. Par ailleurs, il est fréquent de contrôler des véhicules automobiles de modèles différents, voire de nouveaux modèles. Généralement, lors de la mesure des paramètres des entités, ces différents types de véhicules automobiles se suivent si bien qu'il est nécessaire de positionner et d'orienter des systèmes de mesure adaptés à chaque type de véhicules automobiles. A titre d'exemple, quatre modèles différents de véhicules automobiles comportent chacun généralement au moins quarante entités à contrôler. Une telle quantité d'entités implique un éclairage d'au moins cent soixante sources de lumière laser. En outre, si un véhicule présente une erreur dans son positionnement par rapport au positionnement théorique, l'erreur se répercute sur les images relevées par la ou les caméras. II est donc nécessaire de corriger la position du ou des systèmes de mesure et en particulier sur celle de la source lumineuse. L'installation de ce type de système présente l'inconvénient d'être longue, fastidieuse et coûteuse. Ainsi, toute modification de la position du système de mesure induit une importante augmentation du coût de l'installation ainsi qu'une perte de temps significative. Les systèmes de contrôle de l'art antérieur présentent en outre une flexibilité insuffisante pour s'adapter à des contrôles successifs de véhicules automobiles de modèles différents ou présentant un mauvais positionnement. Un but de la présente invention est donc de fournir un système de mesure dont le dispositif d'éclairage est efficace, simple à installer et polyvalent. A cet effet, selon un premier aspect, l'invention a pour objet un dispositif d'éclairage destiné à projeter un motif lumineux sur une entité d'au moins un véhicule automobile, comportant un boîtier comprenant au moins une source de lumière laser apte à émettre un faisceau laser et une lentille apte à transformer le faisceau laser en un motif adapté à l'entité à éclairer, remarquable en ce qu'il comprend un miroir monté sur ledit boîtier et apte à être mobile en rotation selon au moins un axe de rotation afin de projeter le motif lumineux sur l'entité à éclairer. Le dispositif de la présente invention permet de réduire de manière significative les coûts et les délais de la mesure des paramètres d'une entité appartenant à des modèles différents ou présentant un mauvais positionnement. En effet, le boîtier du dispositif de la présente invention est surmonté d'un miroir apte à être mobile en rotation afin de projeter le motif lumineux sur l'entité à éclairer. Ainsi, il est possible d'orienter le miroir pour s'adapter à une entité dont la position varie entre deux véhicules successifs pour éviter de modifier la position du boîtier en cas des véhicules automobiles successifs différents. II n'est donc plus nécessaire de multiplier le nombre de dispositifs d'éclairage afin de couvrir une quantité importante de modèles différents de véhicules automobiles. Ainsi, la polyvalence et l'efficacité du dispositif de l'invention procure à l'opérateur un gain de temps et d'argent. En outre, le dispositif de l'invention présente l'avantage de pouvoir être couplé à des moyens de prises d'image, tels que des caméras, à large champ de vision, dont la longueur et la largeur sont supérieures à 600 mm. En effet, il est possible de projeter le motif lumineux sur une plus grande surface que celle permise par les dispositifs d'éclairage de l'art antérieur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, l'ensemble selon l'invention comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes considérées seules ou selon toutes les combinaisons possibles: - le boîtier est mobile en rotation selon au moins un axe de rotation sensiblement parallèle à un axe longitudinal dudit boîtier ce qui permet de positionner avec une précision supplémentaire le motif sur l'entité à contrôler ; - le miroir est mobile en rotation selon au moins un axe de rotation sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal du boîtier ce qui permet de positionner de manière précise le motif sur l'entité à contrôler ; - le boîtier contient au moins deux sources de lumière laser distinctes de couleurs différentes ce qui permet d'éclairer des entités sur des carrosseries de véhicules automobiles de couleurs différentes ; - le boîtier comporte au moins deux sources de lumière laser associées à deux lentilles distinctes aptes à projeter deux motifs lumineux différents ce qui permet de limiter davantage le nombre de dispositifs de l'invention en renforçant la flexibilité dudit dispositif ; - le dispositif d'éclairage comporte en outre au moins une source de lumière blanche apte à éclairer le motif projeté sur l'entité ce qui permet de révéler des motifs difficiles à révéler par l'utilisation d'un faisceau laser ; - la source de lumière blanche est émise selon une longueur d'onde comprise entre 350 nm et 800 nm ; - le motif est un point, au moins une raie, une croix ou un quadrillage ; - le miroir et le boîtier sont montés sur un support mobile en translation selon au moins une direction de l'espace ce qui permet d'améliorer la flexibilité du dispositif de l'invention ; - la mobilité du boîtier, du miroir et/ou du support mobile est commandée par un moyen d'asservissement ce qui permet d'améliorer la précision du positionnement du motif sur l'entité. Selon un autre aspect, l'invention a pour objet un système de mesure destiné à mesurer au moins un paramètre d'une entité d'au moins un véhicule automobile, remarquable en ce qu'il comporte le dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes et des moyens de prise d'images configurés pour relever l'image du motif lumineux projeté par le dispositif d'éclairage sur l'entité à mesurer. De manière préférentielle, les moyens de prise d'images 25 comprennent au moins une caméra à large champ de vision ce qui permet de capter des images sur une plus grande surface de carrosserie. Préférentiellement, le système de l'invention est relié à une unité centrale comportant des d'enregistrements aptes à mémoriser les paramètres de l'entité mesurée et des moyens d'asservissement aptes à asservir au moins 30 une partie du dispositif d'éclairage. L'invention sera davantage comprise à la lecture de la description non limitative qui va suivre, faite en référence aux figures ci-annexées. - Les figures 1 a à 1g sont des représentations schématiques en 35 perspectives des entités dont l'image est relevée par un système de l'invention ; - La figure 2 est une représentation schématique en perspective de le technologie monovision à triangulation employant un système de mesure de l'invention ; - La figure 3 est une représentation schématique en perspective de le technologie stéréovision employant un autre système de mesure de l'invention ; - La figure 4 est une représentation schématique en perspective d'un dispositif de l'invention. Le système de mesure 1 de l'invention est destiné à mesurer les paramètres d'une entité 3 d'au moins un véhicule automobile (non représenté) (voir figure 1 a à 1g). L'entité 3 peut être par exemple un orifice sensiblement circulaire 3a, oblong, carré ou rectangulaire, une encoche 3b, une distance 3c d'un point sur une surface sensiblement plane, un bord de tôle 3d franc, plié ou arrondi, un coin ou une pièce sensiblement cylindrique 3e, un jeu franc ou bordé, un affleurement 3f à partir de surfaces sensiblement planes ou curvilignes ou encore un alignement 3g de surfaces sensiblement planes ou curvilignes (voir figures 1 a à 1g). Dans le cas d'un orifice et de pièces sensiblement cylindriques, les paramètres à mesurer sont typiquement le centre, la largeur, la longueur, la surface, le diamètre ou encore la circonférence de l'orifice ou de la pièce. Dans le cas d'un bord de tôle, le paramètre à mesurer est typiquement l'angle. Dans le cas d'un affleurement 3f à partir de surfaces sensiblement planes ou curvilignes ou encore d'un alignement 3g de surfaces sensiblement planes ou curvilignes, les paramètres à mesurer sont typiquement le jeu représenté par la longueur j et l'affleurement (ou décalage) représenté par la hauteur a. Le système 1 de l'invention comporte un dispositif d'éclairage 5 selon l'invention pour projeter un motif lumineux sur l'entité 3 et des moyens de prises d'image 7, 7a et 7b aptes à capter au moins une image du motif projetée 9 sur l'entité 3 (voir figures 2 et 3). Les moyens de prises d'images 7, 7a et 7b comprennent au moins une caméra, préférentiellement au moins une caméra à large champ de vision (voir figures 2 et 3). Une caméra à large champ de vision présente une largeur et une longueur de champ supérieures à 600 mm, notamment 300 mm. Une telle caméra permet de capter des images sur une plus grande surface de carrosserie, telle que des surfaces supérieures à environ 0,4 m2, notamment à 0,1 m2. De manière avantageuse, le nombre de dispositifs 5 de l'invention pour éclairer de telles surfaces est ainsi limité. II existe notamment deux technologies de capture d'images : la technologie monovision à triangulation (figure 2) et la technologie stéréovision (figure 3). Dans la technologie monovision rerpésentée à la figure 2, on utilise une seule caméra 7 afin de capturer l'image de la projection du motif sur l'entité 3. Le motif projeté 9 présente une déformation lorsqu'il intersecte l'entité 3. Les paramètres d'une entité sont déterminés dans deux dimensions dans le référentiel du véhicule automobile. Dans le cas de la technologie de stéréovision représentée à la figure 3, une pluralité de caméras 7a et 7b permet de déterminer les paramètres d'une entité 3 en trois dimensions dans le référentiel du véhicule automobile. Typiquement, dans ce cas-là, l'entité contrôlée est un orifice, une distance, un bord de tôle, un coin, un affleurement et/ou un alignement. Le dispositif de l'invention 5 comprend un boîtier 11 comprenant au moins une source de lumière laser apte à émettre un faisceau laser et une lentille apte à transformer le faisceau laser en un motif adapté à l'entité à contrôler (voir figure 4). Le boîtier 11 est de forme sensiblement longitudinale selon un axe longitudinal 13. Selon un mode de réalisation préféré, le boîtier 11 est mobile en rotation selon au moins un axe de rotation sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 13 dudit boîtier. La mobilité du boîtier 11 permet de positionner avec une précision supplémentaire le motif sur l'entité 3 à éclairer. De manière avantageuse, la source de lumière laser émet un faisceau laser dont la longueur d'onde est choisie en fonction de l'entité à mesurer et de la couleur de la carrosserie du véhicule automobile. A titre d'exemple, la longueur d'onde est notamment comprise entre 400 nm et 900 nm, voire entre 430 nm et 830 nm. Selon une variante non représentée, le boîtier 11 contient au moins deux sources de lumière laser distinctes de couleurs différentes afin de contrôler des entités sur des carrosseries de véhicules automobiles de couleurs différentes. Par exemple, le boîtier 11 peut comprendre deux sources de lumière laser dont une première source est une diode laser de longueur d'onde sensiblement égale à environ 635 nm, de couleur rouge, et une seconde source est une diode laser de longueur d'onde égale à environ 430 nm. Les deux diodes laser sont ainsi capables d'éclairer de manière efficace aussi bien des véhicules de couleur rouge que des véhicules de couleur verte. Selon une autre variante, le boîtier 11 comporte au moins deux sources de lumière laser associées à deux lentilles distinctes aptes à projeter deux motifs lumineux différents. Ainsi, le dispositif 5 de l'invention n'est pas limité à l'éclairage d'une seule catégorie d'entités mais à plusieurs types d'entités différentes. On limite de cette manière encore davantage le nombre de dispositif 5 de l'invention en renforçant la polyvalence dudit dispositif 5. Le boîtier 11 comporte également une lentille apte à transformer le faisceau laser en un motif adapté à l'entité à mesurer. La lentille peut être couplée avec un cache apte à permettre la projection de motifs spécifiques. De manière préférentielle, le motif est un point, au moins une raie, une croix ou un quadrillage. Typiquement, le motif projeté sur l'entité 3 est une raie. Le dispositif 5 de l'invention comporte également un miroir 15 monté sur ledit boîtier 11 et apte à être mobile en rotation selon au moins un axe de rotation 17 et 19. La mobilité du miroir 15 assure un positionnement réglable du motif sur l'entité 3 à éclairer. Ainsi, dans le cas où deux entités successives ne se correspondent pas, il est aisément possible de modifier l'orientation du miroir 15 afin d'amener le motif sur chaque entité 3 à mesurer. Le dispositif 5 de l'invention est donc adaptable à différents modèles de véhicules automobiles. Selon une variante préférée, le miroir 15 est mobile en rotation selon au moins un axe de rotation 17 sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal 13 du boîtier ce qui permet de positionner de manière précise le motif sur l'entité 3 à éclairer. Le miroir 15 peut être également mobile selon un axe sensiblement parallèle 19 à l'axe longitudinal 13 du boîtier. Ainsi, le dispositif 5 de l'invention permet un éclairage sur une grande surface de la carrosserie du véhicule automobile, notamment sur une surface supérieure à 1 m2. De manière préférentielle, le dispositif 5 de l'invention comporte en outre au moins une source de lumière blanche (non représentée) apte à éclairer le motif projeté sur l'entité 3. La source de lumière blanche peut être intégrée ou non au boîtier 11. La source de lumière blanche est émise selon une longueur d'onde comprise entre 350 nm et 800 nm, notamment entre 380 nm et 700 nm. L'emploi de lumière blanche addditionnelle peut également se révéler nécessaire dans le cas où l'entité est difficile à révéler par l'utilisation d'une source de lumière laser, comme un affleurement et/ou un alignement. La lumière blanche additionnelle est typiquement employée en association avec une raie laser dans la mesure d'orifices. L'image capturée par le système 1 de l'invention est révélée par ombre chinoise. Typiquement, le dispositif 5 de l'invention est orienté et positionné de sorte que le motif projeté intersecte l'entité selon un angle de projection compris entre 45° et 90°, voire sensiblement perpendiculaire. L'angle de projection est déterminé par rapport de la normale de la surface de l'entité à éclairer. Ainsi, l'éclairage de l'entité 3 est optimum, ce qui permet de capturer des images de grande qualité. Selon une variante préférée, le miroir 15 et le boîtier 11 sont montés sur un support mobile 21 en translation selon au moins une direction de l'espace dans le référentiel du véhicule automobile. La mobilité du miroir 15 et/ou du boîtier 11 permet le contrôle d'une grande variété d'entités 3 présentes sur un même véhicule ou sur deux véhicules de modèles différents. De telles mobilités permettent d'améliorer encore davantage la flexibilité du système 1 de l'invention. Selon une variante, le système 1 de l'invention est lié à une unité centrale (non représentée) comportant un moyen d'enregistrement apte à mémoriser les paramètres de l'entité 3 mesurée et au moins un moyen d'asservissement apte à asservir le boîtier 11, le miroir 15 et/ou le support mobile 21. A titre d'exemple d'unité centrale, on peut citer une unité centrale d'ordinateur. Les moyens d'enregistrement sont aptes à mémoriser les paramètres réels de l'entité 3 ainsi déterminés. Ainsi, il est ainsi possible de consulter ultérieurement lesdits paramètres, par exemple pour vérifier que la mesure a été effectuée correctement. A titre d'exemple de moyens d'enregistrement, on peut citer la carte mémoire et le disque dur. Les moyens d'asservissement permettent de manière avantageuse d'orienter et de positionner le système 1 de l'invention selon des données précises afin d'optimiser le contrôle de l'entité 3. A titre d'exemple de moyens d'asservissement, on peut citer un dispositif galvanométrique, un moteur pas à pas. De manière avantageuse, les moyens d'asservissement permettent de déterminer avec précision l'angle d'orientation du boîtier 11 et du miroir 15 ainsi que le déplacement du support 21 mobile. Par conséquent, le positionnement du motif sur l'entité 3 est plus précis. Selon un permier mode de réalisation, il est possible de piloter manuellement les moyens d'asservissement afin de déterminer la position et l'orientation des entités 3 à mesurer et de définir l'ordre dans lequel ces dernières sont contrôlées. II est ainsi possible de déterminer un pas de pointage prédéterminé afin de simplifier la programmation. Typiquement, le pas de pointage est compris entre 0,5 mm et 5 mm, notamment entre 0,5 mm et 2 mm. Selon une variante, on utilise une pièce tracée, à savoir une pièce sur laquelle on indique au préalable l'emplacement de différentes entités 3 à mesurer appartenant à des véhicules automobiles d'un même modèle. La pièce tracée sert d'étalon pour vérifier si l'entité 3 est correctement positionnée afin de ne pas introduire d'erreur dans la mesure des paramètres à partir des images capturées. Selon une autre variante, il est possible de piloter automatiquement les moyens d'asservissement. Pour ce faire, l'unité centrale utilise typiquement un programme d'ordinateur dans lequel on enregistre des paramètres afin d'adapter l'orientation et la position du système 1 de l'invention à l'entité 3 à contrôler sans intervention d'un opérateur. De ce fait, de manière avantageuse, le temps de l'installation du système 1 de l'invention est raccourci. Le programme d'ordinateur peut de manière avantageuse détecter l'éclairage suffisant de l'entité 3 pour déclencher de manière automatique l'acquisition des images par les moyens de prises d'images. Ainsi, l'opérateur n'intervient plus dans la détermination des paramètres de l'entité 3. Selon une variante, afin de détecter si le véhicule automobile n'est pas placé selon la position théorique attendue, des moyens de détection de position peuvent être de manière avantageuse positionnés sous ou autour de la caisse dudit véhicule automobile. A titre d'exemple, on peut citer des capteurs monovision à triangulation. Ainsi, lorsque la position réelle du véhicule automobile ne correspond pas à la position théorique, les moyens de détection de position envoient par tout type de moyen de liaison connu de l'homme du métier une consigne au moyen d'asservissement. Pour ce faire, les moyens de détection de position et les moyens d'asservissement sont reliés à l'unité centrale qui corrige l'orientation et la position du système selon l'invention en fonction de la consigne. L'unité centrale envoie alors une commande aux moyens d'asservissement. Lorsqu'un véhicule automobile se présente pour être contrôlé, il est placé généralement sous une arche par l'intermédiaire de tapis automatisés. Lorsque le véhicule est placé conformément à sa position théorique, on isole l'entité 3 à contrôler sur le véhicule automobile. Le miroir 15, le boîtier 11 et, le cas échéant, le support mobile 21 sont orientés et placés selon une position optimale par rapport à la direction de ladite entité 3 à contrôler. La source lumineuse du dispositif 5 de l'invention envoie alors un motif, par exemple une raie, sur l'entité 3 à contrôler suivant l'orientation la plus adéquate pour le type d'entité. La raie se déforme lorsqu'elle intersecte la surface de l'entité 3. La déformation est ensuite capturée par une ou plusieurs caméras 7, 7a et 7b sous forme d'image pour permettre la détermination des paramètres réels de l'entité 3. La ou les caméras 7, 7a et 7b sont typiquement décalées par rapport à la source de lumière laser. Le décalage de la ou des caméras 7, 7a et 7b est pris en considération lors de la détermination des paramètres de l'entité 3 à contrôler. Un ensemble d'algorithmes connus de l'homme du métier permet de déterminer les points caractéristiques du profil de l'image ainsi capturée. REVENDICATIONS1. Dispositif d'éclairage (5) destiné à projeter un motif lumineux sur une entité (3) d'au moins un véhicule automobile, comportant un boîtier (11) comprenant au moins une source de lumière laser apte à émettre un faisceau laser et une lentille apte à transformer le faisceau laser en un motif adapté à l'entité (3) à éclairer, caractérisé en ce qu'il comprend un miroir (15) monté sur ledit boîtier (11) et apte à être mobile en rotation selon au moins un axe de rotation (17 ; 19) afin de projeter le motif lumineux sur l'entité (3) à éclairer. 2. Dispositif (5) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le boîtier (11) est mobile en rotation selon au moins un axe de rotation sensiblement parallèle à un axe longitudinal (13) dudit boîtier. 3. Dispositif (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le miroir (15) est mobile en rotation selon au moins un axe de rotation (17) sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (13) du boîtier (11). 4. Dispositif (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (11) contient au moins deux sources de lumière laser distinctes de couleurs différentes. 5. Dispositif (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (11) comporte au moins deux sources de lumière laser associées à deux lentilles distinctes aptes à projeter deux motifs lumineux différents. 6. Dispositif (5) selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une source de lumière blanche apte à éclairer le motif projeté sur l'entité. 7. Dispositif (5) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la source de lumière blanche est émise selon une longueur d'onde comprise entre 350 nm et 800 nm. 30 8. Dispositif (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le motif est un point, au moins une raie, une croix ou un quadrillage. 9. Dispositif (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le miroir (15) et le boîtier (11) sont montés 35 sur un support mobile (21) en translation selon au moins une direction de l'espace. 10. Dispositif (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mobilité du boîtier (11), du miroir (15) et/ou du support mobile (21) est commandée par un moyen d'asservissement. 11. Système de mesure (1) destiné à mesurer au moins un paramètre d'une entité (3) d'au moins un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte le dispositif (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes et des moyens de prise d'images configurés pour relever l'image du motif lumineux projeté (9) par le dispositif d'éclairage (5) sur l'entité (3) à mesurer. 12. Système (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de prise d'images comprennent au moins une caméra (7 ; 7a, 7b) à large champ de vision. 13. Système (1) selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il est relié à une unité centrale comportant des d'enregistrements aptes à mémoriser les paramètres de l'entité (3) mesurée et des moyens d'asservissement aptes à asservir au moins une partie du dispositif d'éclairage (5). 25 30 35