Brevet FR3055155A1 — publié le 20180223

SYSTEME DE MESURE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un système de mesure, en particulier dans le cadre de la mesure de coordonnées de points sur une carrosserie d'un véhicule. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Lorsqu'un véhicule a subi un choc relativement important, il est nécessaire de vérifier la position de certains points de la carrosserie, en particulier du châssis pour assurer que la carrosserie n'a pas subi de dégâts. Pour ce faire, plusieurs méthodes manuelles existent, mais ces méthodes sont 10 longues. EXPOSE DE L'INVENTION Un objet de la présente invention est de proposer un système de mesure qui permet une automatisation de la prise de mesures de points caractéristiques. A cet effet, est proposé un système de mesure destiné à déterminer des 15 coordonnées d'un point, ledit système de mesure comportant : - un châssis, - une caméra centrale montée sur le châssis et présentant un premier axe de visée, - deux caméras latérales montées sur le châssis de part et d'autre de la caméra 20 centrale, chacune présentant un axe de visée, - un télémètre fixé sur la caméra centrale et présentant un deuxième axe de visée parallèle au premier axe de visée et orienté dans la même direction, - une cible qui présente une diode lumineuse et un embout de contact destiné à venir en contact avec le point, et 25 - une unité de contrôle qui est en liaison avec les caméras, le télémètre et la cible, - pour chaque caméra, un système motorisé commandé par l'unité de contrôle, chaque caméra étant montée sur le châssis par l'intermédiaire de son système motorisé, 3055155 2 - pour chaque caméra, un système de suivi qui est prévu pour commander le système motorisé associé pour orienter la caméra de manière à aligner son axe de visée avec la diode lumineuse, l'unité de contrôle étant prévue pour déterminer les coordonnées de la diode 5 lumineuse à partir d'une image de chaque caméra latérale, puis les coordonnées de l'embout de contact à partir des coordonnées de la diode lumineuse, l'unité de contrôle étant prévue pour, à partir de la connaissance de l'orientation du premier axe de visée et de la distance mesurée par le télémètre, déterminer une zone de l'espace dans lequel se trouve la diode lumineuse, puis commander le système motorisé de chaque caméra latérale afin d'orienter son axe de visée vers cette zone de 1 ' espace. Avantageusement, la cible comporte une pluralité d'autres diodes disposées autour de la diode lumineuse, et chaque système de suivi est alors prévu pour discriminer les sources lumineuses qu'il observe en fonction de la présence ou non de ces autres sources lumineuses autour de la source lumineuse qu'il observe. Avantageusement, les autres diodes présentent une couleur et une intensité lumineuse différente de celle de la diode lumineuse. Avantageusement, le système de mesure comporte des moyens de calculs d'orientation qui sont prévus pour déterminer l'orientation de la cible dans l'espace. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de calculs d'orientation comportent un accéléromètre implémenté dans la cible et au moins un accéléromètre implémenté dans le châssis, et un module de calcul prévu pour déterminer l'orientation de la cible à partir des données transmises par les accéléromètres. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de calculs d'orientation calculent l'orientation de la cible à partir des images déformées des autres diodes fournies par les caméras latérales. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : la Fig. 1 montre un système de mesure selon l'invention mis en oeuvre dans le cadre de la mesure de points sur la carrosserie d'un véhicule, et 3055155 3 la Fig. 2 est une vue de côté du système de mesure de la Fig. 1. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION La Fig. 1 montre un véhicule 10 qui est monté sur une plateforme élévatrice 20. La Fig. 1 et la Fig. 2 montrent également un système de mesure 100 qui 5 comprend : - un châssis 102 reposant sur le sol, - une caméra centrale 104 montée sur le châssis 102 et présentant un premier axe de visée 202, - deux caméras latérales 106a-b montées sur le châssis 102 de part et d'autre de 10 la caméra centrale 104, chacune présentant un axe de visée, - un télémètre 108 fixé sur la caméra centrale 104 et présentant un deuxième axe de visée 204 parallèle au premier axe de visée 202 et orienté dans la même direction, - une cible 110 qui présente une diode lumineuse 112 et un embout de contact 118, et 15 - une unité de contrôle 114, par exemple du type ordinateur personnel, qui est en liaison avec les caméras 104 et 106a-b, le télémètre 108 et la cible 110. Le châssis 102 prend ici la forme d'une poutrelle rectiligne et les trois caméras 104 et 106a-b sont alignées le long de la poutrelle et la caméra centrale 104 est disposée de préférence au milieu des caméras latérales 106a-b. 20 Dans le mode d'utilisation présenté ici, la poutrelle est orientée perpendiculairement à l'axe longitudinal du véhicule 10 et positionnée en avant du véhicule 10. Le système de mesure 100 comporte également pour chaque caméra 104, 106a- b, un système motorisé. Chaque caméra 104, 106a-b est alors montée sur le châssis 25 102 par l'intermédiaire de son système motorisé qui est commandé par l'unité de contrôle 114 et qui oriente l'axe de visée de chaque caméra indépendamment de l'axe de visée des autres caméras et selon toutes les directions. Chaque système motorisé permet entre autres la rotation de la caméra associée autour d'un premier axe vertical et d'un deuxième axe horizontal. L'orientation angulaire de chaque caméra 104, 106a- 30 b est connue par la position du système motorisé qui informe l'unité de contrôle 114 de la position angulaire de ladite caméra 104, 106a-b, par exemple par la mise en place d'encodeurs angulaires pour chaque axe de rotation. 3055155 4 Chaque caméra latérale 106a-b est prévue pour effectuer un suivi (tracking en Anglais) de la diode lumineuse 112. A cette fin, pour chaque caméra latérale 106a-b, le système de mesure 100 présente un système de suivi qui commande le système motorisé associé pour orienter chaque caméra latérale 106a-b de manière à aligner son 5 axe de visée avec la diode lumineuse 112. Le système de suivi prend préférentiellement la forme d'un logiciel qui est implémenté dans chaque caméra latérale 106a-b ou dans l'unité de contrôle 114. Lorsque les axes de visée des caméras latérales 106a-b sont alignés avec la diode lumineuse 112, l'unité de contrôle 114 récupère au moins une image de chaque 10 caméra latérale 106a-b et, à partir de ces images, et de l'orientation de chaque caméra latérale 106a-b, détermine les coordonnées de la diode lumineuse 112 dans l'espace par rapport à une référence du système de mesure 100. La détermination des coordonnées de la diode lumineuse 112 s'effectue par un calcul du type stéréovision. La distance entre les deux caméras latérales 106a-b est connue par construction. 15 Après détermination des coordonnées de la diode lumineuse 112, l'unité de contrôle 114 calcule les coordonnées de l'embout de contact 118 dont la position par rapport à la diode lumineuse 112 est connue par construction. Ainsi, lorsqu'un opérateur positionne l'embout de contact 118 contre un point de la carrosserie du véhicule 10, l'unité de contrôle 114 détermine les coordonnées de 20 l'embout de contact 118 dans l'espace par rapport à la référence et donc du point où il est appliqué à partir des coordonnées de la diode lumineuse 112 visée par les caméras latérales 106a-b. Les mesures des différents points de la carrosserie du véhicule 10 s'effectuent alors de manière simple et automatique. 25 Le télémètre 108 est par exemple un télémètre à laser et présente une ouverture angulaire réduite. Tant que la caméra centrale 104 vise la diode lumineuse 112, le télémètre 108 vise la cible 110 afin d'en évaluer la distance par rapport à la caméra centrale 104. Afin d'effectuer une mesure plus précise, les caméras latérales 106a-b ont un 30 angle de vision restreint et la caméra centrale 104 présente un angle de vision plus large. La caméra centrale 104 est prévue pour effectuer un suivi (tracking en Anglais) de la diode lumineuse 112. A cette fin, le système de mesure 100 présente un système de suivi qui commande le système motorisé associé pour orienter la caméra centrale 3055155 5 104 de manière à aligner son premier axe de visée 202 avec la diode lumineuse 112. Le système de suivi prend préférentiellement la forme d'un logiciel qui est implémenté dans la caméra centrale 104 ou dans l'unité de contrôle 114. Ainsi, lorsque l'opérateur déplace la cible 110, la caméra centrale 104 suit 5 continuellement la cible 110 tandis que dans certains cas d'utilisation, les caméras latérales 106a-b peuvent perdre la cible 110. Dans ces cas, l'unité de contrôle 114 récupère l'orientation du premier axe de visée 202 de la caméra centrale 104 qui a suivi la diode lumineuse 112 de la cible 110 et la distance mesurée par le télémètre 108. L'orientation du premier axe de visée 202 10 est donnée par la position du système motorisé qui porte la caméra centrale 104. De la connaissance de l'orientation du premier axe de visée 202 et de la distance, l'unité de contrôle 114 détermine une zone de l'espace dans lequel se trouve la diode lumineuse 112, et l'unité de contrôle 114 peut alors commander le système motorisé de chaque caméra latérale 106a-b afin d'orienter son axe de visée vers cette 15 zone de l'espace. Le système de suivi associé à chaque caméra latérale 106a-b peut alors repositionner précisément l'axe de visée de la caméra latérale 106a-b vers la diode lumineuse 112 et il est alors, à nouveau, possible de déterminer la position de l'embout de contact 118. Les liaisons entre l'unité de contrôle 114 et les caméras 104 et 106a-b, le 20 télémètre 108 et la cible 110 peuvent être de type filaire ou, de préférence, sans fil comme représenté sur la Fig. 1. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté sur la Fig. 1, les caméras 104 et 106a-b et le télémètre 108 sont reliés à un boîtier de communication 116 qui assure la communication sans fil avec l'unité de contrôle 114. L'unité de contrôle 114, qui est préférentiellement un ordinateur personnel, 25 comprend reliés par un bus de communication: un processeur ou CPU (« Central Processing Unit » en anglais), une mémoire vive RAM (« Random Access Memory » en anglais), une mémoire morte ROM (« Read Only Memory » en anglais), une unité de stockage telle qu'un disque dur ou un lecteur de support de stockage, et une interface de communication permettant à l'unité de contrôle de communiquer avec les 30 différents éléments du système de mesure 100. Le processeur est capable d'exécuter des instructions chargées dans la RAM à partir de la ROM, d'une mémoire externe, d'un support de stockage (tel qu'une carte SD), ou d'un réseau de communication. Lorsque l'équipement est mis sous tension, le processeur est capable de lire de la RAM des instructions et de les exécuter. Ces 3055155 6 instructions forment un programme d'ordinateur causant la mise en oeuvre, par le processeur, de tout ou partie des algorithmes et étapes décrits permettant la mise en oeuvre de l'invention, en particulier les systèmes de suivi et de calcul de coordonnées. Tout ou partie des algorithmes et étapes décrits peut être implémenté sous forme 5 logicielle par exécution d'un ensemble d'instructions par une machine programmable, par exemple un DSP (« Digital Signal Processor » en anglais) ou un microcontrôleur, ou être implémenté sous forme matérielle par une machine ou un composant dédié, par exemple un FPGA (« Field-Programmable Gate Array » en anglais) ou un ASIC (« Application-Specific Integrated Circuit » en anglais). 10 Afin d'éviter que les caméras 104 et 106a-b confondent une autre source lumineuse avec la diode lumineuse 112, ce qui engendrerait des erreurs, une pluralité d'autres diodes 120 sont disposées sur la cible 110 autour de la diode lumineuse 112. Chaque système de suivi est alors prévu pour discriminer les sources lumineuses qu'il observe en fonction de la présence ou non de ces autres sources lumineuses autour de 15 la source lumineuse qu'il observe. Ainsi, si la source lumineuse qui est visée ne présente pas les autres sources lumineuses autour, le système de suivi en conclut qu'il ne s'agit pas de diode lumineuse 112 et cherche une autre source lumineuse, et si la source lumineuse qui est visée présente les autres sources lumineuses autour, le système de suivi en conclut qu'il s'agit de diode lumineuse 112. 20 Pour faciliter ces repérages, les autres diodes 120 présentent une couleur et une intensité lumineuse différentes de celles de la diode lumineuse 112. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, il y a quatre autres diodes 120 qui forment un carré dont le centre est la diode lumineuse 112. Toute autre configuration est possible. 25 Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, la cible 110 est orientée verticalement, c'est-à-dire que l'embout de contact 118 est à la verticale de la diode lumineuse 112, mais selon l'aptitude de l'opérateur ou de l'encombrement autour du point à mesurer, il peut arriver que la cible 110 prenne une orientation différente et il est alors nécessaire que l'unité de contrôle 114 évalue la position de l'embout de 30 contact 118 par rapport à la diode lumineuse 112 pour calculer sa position. A cette fin, le système de mesure 100 présente des moyens de calculs d'orientation qui sont prévus pour déterminer l'orientation de la cible 110 dans 1 ' espace. 3055155 7 Selon un mode de réalisation, les moyens de calculs d'orientation comportent un accéléromètre implémenté dans la cible 110 et au moins un accéléromètre implémenté dans le châssis 102, et un module de calcul implémenté par exemple dans l'unité de contrôle 114 et qui est prévu pour déterminer l'orientation de la cible 110 à partir des 5 données transmises par les accéléromètres. Selon un autre mode de réalisation, les moyens de calculs d'orientation sont un logiciel qui calcule l'orientation de la cible 110 à partir des images déformées des autres diodes 120 fournies par les caméras latérales 106a-b. Les moyens de calculs d'orientation sont implémentés par exemple dans l'unité de contrôle 114. A cette fin, 10 les autres diodes 120 sont au moins au nombre de trois. Les diodes 120 supplémentaires au-delà de trois assurent une redondance pour les calculs. REVENDICATIONS1) Système de mesure (100) destiné à déterminer des coordonnées d'un point, ledit système de mesure (100) comportant : - un châssis (102), - une caméra centrale (104) montée sur le châssis (102) et présentant un premier axe de visée (202), - deux caméras latérales (106a-b) montées sur le châssis (102) de part et d'autre de la caméra centrale (104), chacune présentant un axe de visée, - un télémètre (108) fixé sur la caméra centrale (104) et présentant un deuxième axe de visée (204) parallèle au premier axe de visée (202) et orienté dans la même direction, - une cible (110) qui présente une diode lumineuse (112) et un embout de contact (118) destiné à venir en contact avec le point, et - une unité de contrôle (114) qui est en liaison avec les caméras (104, 106a-b), le télémètre (108) et la cible (110), - pour chaque caméra (104, 106a-b), un système motorisé commandé par l'unité de contrôle (114), chaque caméra (104, 106a-b) étant montée sur le châssis (102) par l'intermédiaire de son système motorisé, - pour chaque caméra (104, 106a-b), un système de suivi qui est prévu pour commander le système motorisé associé pour orienter la caméra (104, 106a-b) de manière à aligner son axe de visée (202) avec la diode lumineuse (112), l'unité de contrôle (114) étant prévue pour déterminer les coordonnées de la diode lumineuse (112) à partir d'une image de chaque caméra latérale (106a-b), puis les coordonnées de l'embout de contact (118) à partir des coordonnées de la diode lumineuse (112), l'unité de contrôle (114) étant prévue pour, à partir de la connaissance de l'orientation du premier axe de visée (202) et de la distance mesurée par le télémètre (108), déterminer une zone de l'espace dans lequel se trouve la diode lumineuse (112), puis commander le système motorisé de chaque caméra latérale (106a-b) afin d'orienter son axe de visée vers cette zone de l'espace. 2) Système de mesure (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cible (110) comporte une pluralité d'autres diodes (120) disposées autour de la diode 3055155 9 lumineuse (112), et en ce que chaque système de suivi est alors prévu pour discriminer les sources lumineuses qu'il observe en fonction de la présence ou non de ces autres sources lumineuses autour de la source lumineuse qu'il observe. 3) Système de mesure (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les 5 autres diodes (120) présentent une couleur et une intensité lumineuse différentes de celles de la diode lumineuse (112). 4) Système de mesure (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de calculs d'orientation qui sont prévus pour déterminer l'orientation de la cible (110) dans l'espace. 10 5) Système de mesure (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de calculs d'orientation comportent un accéléromètre implémenté dans la cible (110) et au moins un accéléromètre implémenté dans le châssis (102), et un module de calcul prévu pour déterminer l'orientation de la cible (110) à partir des données transmises par les accéléromètres. 15 6) Système de mesure (100) selon la revendication 4 et l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de calculs d'orientation calculent l'orientation de la cible (110) à partir des images déformées des autres diodes (120) fournies par les caméras latérales (106a-b).