Brevet FR3076234A1 — publié le 20190705

Systeme de localisation d'un outil par rapport a une surface. La presente invention concerne un systerne de localisation d'un outil par rapport a une surface. Elle concerne egalement un procede mis en 5 oeuvre dans un tel systerne. Dans I'industrie notamment, des operateurs peuvent etre amenes realiser de nombreuses operations de mesure, vissage, pergage, serrage, ouverture de vannes... Ces operations doivent souvent etre realisees dans 10 un ordre bien defini et en suivant differentes localisations. Parfois, dans des domaines a haut niveau d'exigence, il est necessaire de suivre un protocole, par exemple de vissage dans lequel it existe un ordre, par exemple de fixation des differents points et avec des niveaux de puissance predetermines. Lorsqu'un grand nombre d'operations sont necessaires dans 15 une surface limitee, des erreurs peuvent se produire. Si le protocole n'est pas respecte, it peut etre necessaire de refaire toutes les operations, des pieces peuvent etre abirnees ainsi que des consommables. La presente invention a pour objet un systerne d'aide de respect des 20 protocoles. Un autre but de ('invention est de permettre un gain de temps lors de la realisation d'un grand nombre d'operations necessitant ('utilisation d'un ou de plusieurs outils. L'invention a encore pour but un systerne permettant un controle 25 qualite continu et efficace. On atteint au moins l'un des objectifs precites avec un systerne de localisation d'un outil par rapport a une surface de travail, ce systerne comprenant : 30 - au moins un emetteur de faisceau lumineux place sur l'outil, - au moins une camera destinee a visualiser l'outil et ladite surface sur laquelle l'outil doit intervenir, cette camera etant apte a detecter le faisceau lumineux ernis par l'emetteur, - une unite de traitement configuree pour : -2- o determiner dans une image acquise par la camera, la position d'un point cible de la surface a partir de la position de l'emetteur, l'outil pointant ce point cible, o projeter le point cible sur un referentiel cartesien, o determiner les coordonnees du point cible dans le referentiel cartesien, o emettre un signal d'acquittement lorsque les coordonnees du point cible correspondent a des coordonnees d'un point d'intervention predefini dans le referentiel cartesien et preselectionne. Le systerne selon ('invention permet de localiser des points sur la surface. II comporte donc au moins un dispositif de vision tel une camera. II est possible de prevoir plusieurs cameras pour eviter des zones d'ombre. Ces cameras peuvent etre disposees pour que les champs de vision puissent couvrir Ia surface totale notamment si des obstacles fixes ou mobiles (agents ou personnes) peuvent se situer entre Ia camera et Ia surface de travail. Plusieurs outils peuvent egalement intervenir dans le champ de vision. Pour distinguer differents outils les uns des autres, il est possible que chaque outil ait une signature specifique, par exemple avec une oscillation particuliere du faisceau lumineux. Louth peut etre une perceuse, une visseuse, un systerne de mesure ou tout autre outil portatif, electrique ou non, qu'un operateur peut utiliser pour realiser des travaux sur une surface de travail. L'emetteur et la camera sont des dispositifs permettant a ('unite de traitement de recueillir un ensemble de donnees d'entree puis de determiner la position et le parcours de l'outil par rapport a la surface de travail. L'unite de traitement peut contenir toute l'intelligence de fawn a configurer l'outil et/ou autoriser son utilisation en fonction de la position de l'outil. Cependant, une grande partie de l'intelligence peut etre deportee dans l'outil. Dans ce cas, ('unite de traitement se contente de transmettre la position a l'outil. Ce dernier, equipe de composants materiels et logiciels adaptes, peut alors adapter tout seul son comportement en fonction de sa position. La communication entre ('unite de traitement et l'outil est de -3- preference bidirectionnelle pour l'echange des instructions et des diagnostics. II permet ainsi un suivi spatio-temporel de l'outil dans Ia zone de travail qui est Ia surface de travail. 5 Un tel suivi permet de garantir Ia qualite du travail et de savoir a quelle etape l'utilisateur en est en cas d'interruption ou de changement d'utilisateur. L'invention propose donc un systerne d'aide, de verification et de 10 controle permettant a l'utilisateur de ne pas se tromper. L'utilisateur peut se laisser guider par l'unite de traitement qui peut lui indiquer les points a traiter. Lorsque l'outil est bien position* l'unite de traitement peut emettre un signal sonore et/ou visuel et de preference transmettre un signal d'acquittement par un moyen sans fil, par exemple Bluetooth, vers l'outil. 15 L'invention permet de configurer ou d'adapter le comportement de l'outil a la surface de travail, de fournir des informations contextuelles l'utilisateur, de realiser un rapport d'activite localisee de l'outil, de securiser et de fiabiliser ('utilisation de l'outil. De preference, le referentiel cartesien est un referentiel plan, 20 notamment base sur ladite surface. Lors de ('identification du referentiel cartesien, on peut convertir la position du point cible en des coordonnees polaires a partir de la position du pixel dans ('image acquise. Cette etape peut avantageusement etre realisee avant toute etape de projection. 25 Selon une caracteristique avantageuse de ('invention, le systerne peut comprendre un module d'affichage dispose sur l'outil ou dans un systerne de vision distant tel un casque ou des lunettes de realite augment& pour afficher le protocole ou le signal d'acquittement provenant de ('unite de traitement. Ce signal d'acquittement est de preference affiche et permet de 30 confirmer que l'outil est bien place. Ce signal peut egalement etre genere sous forme sonore ou visuel par le module d'affichage qui comprend de ce fait des moyens logiciels et materiels necessaires, tels que microprocesseurs, espaces memoires, diodes, emetteurs sonores,... -4- Le module d'affichage peut etre un ecran permettant de visualiser des instructions et des indications. Selon une caracteristique avantageuse, le systerne peut comprendre un 5 module relais dispose sur l'outil apte a commander ('activation, la desactivation ou le niveau de puissance de l'outil en reponse a une consigne provenant de ('unite de traitement. Le module relais est equipe de logiciels et materiel necessaires pour la realisation de ses fonctions. II comprend de preference un emetteur/recepteur sans fil pour communiquer avec ('unite de 10 traitement. II comprend egalement des actionneurs pour controler l'outil. En fonction du point a traiter, ('unite de traitement peut controler l'outil pour l'activer, par exemple autoriser Ia fonction visseuse/deviseuse, pour adapter Ia puissance en fonction de Ia tache prevue,... Pour les outils electriques, le controle peut etre realise en ajoutant un 15 relais commande par ('unite de traitement pour couper ('alimentation. Pour des outils pneumatiques, une vanne peut etre ajoutee pour couper Ia pression. Pour des outils commandos electroniquement, quelle que soit Ia source de puissance, ('unite de traitement peut shunter l'electronique de commande pour adapter sa propre logique. Pour tous les types d'outils, un 20 blocage mecanique peut etre ajoute sur Ia gaschette de commande pour bloquer ('usage de l'outil. Selon une caracteristique avantageuse de ('invention, le systerne peut comprendre en outre un dispositif trigonometrique permettant de placer 25 l'outil perpendiculairement a la surface. Effectivement, pour ameliorer la precision, il est possible de disposer l'outil perpendiculairement a la surface de fawn a connaltre precisement la distance entre le point cible et ('emplacement de l'emetteur du faisceau lumineux sur l'outil. Pour ce faire, on peut utiliser des niveaux a bulles ou 30 encore un dispositif trigonometrique apte a mesurer le positionnement de l'outil par rapport a la surface. Le dispositif trigonometrique peut etre un dispositif de controle d'orthogonalite de l'outil par rapport a la surface de travail, ce dispositif peut comprendre : -5- - un support destine a etre solidement fixe a l'outil, ce support peut etre dispose perpendiculairement a l'axe principal de l'outil, - au moins trois capteurs de distance disposes de fawn non align& sur le support et aptes a mesurer des distances entre chaque capteur de 5 distance et le plan de travail, trois capteurs peuvent etre disposes respectivement sur les trois angles d'un triangle equilateral inscrit sur le support, tel un trepied, chaque capteur pouvant mesurer le long d'une droite perpendiculaire au triangle, - une autre unite de traitement, ou la merne, pour controler les 10 capteurs et pour calculer, a partir des distances mesurees, l'inclinaison et ('orientation de l'axe principal de l'outil par rapport a la surface de travail, en deduire si l'axe principal est orthogonal ou pas, et pour generer un signal d'information. Le support peut comprendre une ouverture centrale dans laquelle l'outil 15 doit s'inserer de sorte que l'axe principal de l'outil se trouve au centre du triangle. Avec un tel dispositif, dit trepied, on peut prevoir de realiser d'abord l'orthogonalite avant de realiser la localisation. L'interet est de realiser proprement la projection du point d'emission, lorsque l'emetteur est dispose 20 a l'arriere de l'outil, sur la surface de travail. Idealement, dans ce cas, la pointe de l'outil est en contact avec la surface de travail. Selon un mode de realisation avantageux, la camera et l'emetteur peuvent etre de type infrarouge. La camera peut ainsi detecter aisement le 25 faisceau infrarouge dans tout le champ de vision. L'emetteur peut etre constitue d'une diode infrarouge. Pour eviter le caractere unidirectionnel de la diode infrarouge et s'assurer que la camera detecte bien le signal ernis, une emission omnidirectionnelle est recherchee. Pour ce faire, la diode infrarouge peut etre equip& d'un diffuseur ou bien, plusieurs diodes 30 infrarouges peuvent etre utilisees pour emettre dans des directions differentes. Selon ('invention, l'emetteur peut etre dispose a l'arriere de l'outil, la camera etant apte a detecter directement le faisceau provenant de 35 l'emetteur. Dans ce cas, l'outil peut etre en contact du point cible lors de la -6- localisation de fawn a realiser une localisation precise en tenant compte de la longueur de l'outil et en disposant ce dernier perpendiculairement a la surface. On peut egalement envisager un mode sans contact. 5 Selon un autre mode de realisation, ('emetteur peut etre dispose a ('avant de l'outil, Ia camera etant apte a detecter le faisceau provenant de ('emetteur apres reflexion sur Ia surface. L'emetteur est alors dispose de fawn a viser le point cible. 10 Selon un autre aspect de l'invention, il est prevu, un procede de localisation d'un outil par rapport a une surface de travail, ce procede comprenant les &apes suivantes: - pointage de l'outil sur un point cible de la surface, - acquisition d'une image d'un faisceau lumineux ernis par un 15 emetteur, cet emetteur etant dispose sur l'outil, - determination, dans une image acquise au moyen d'une camera visualisant l'outil portatif et la surface, de la position dudit point cible a partir de la position de ('emetteur, - projection du point cible sur un referentiel cartesien, 20 - determination des coordonnees du point cible dans le referentiel cartesien, - emission d'un signal d'acquittement lorsque les coordonnees du point cible correspondent a des coordonnees d'un point d'intervention predefini dans le referentiel cartesien. 25 Avec le procede selon l'invention, quelle que soit ('orientation de la surface par rapport a la camera, l'utilisateur est certain de pouvoir atteindre les bonnes cibles sur la surface. 30 Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, le procede selon l'invention peut comprendre une phase de calibration permettant de definir une fonction de transfert utilisee lors de l'etape de projection, cette phase de calibration comprenant les &apes suivantes : - placement successivement de l'outil sur plusieurs points de 35 calibration de la surface, -7- - a chaque placement, generation d'un faisceau lumineux par l'emetteur, - acquisition d'une image du faisceau lumineux au moyen d'une camera visualisant l'outil portatif et la surface, 5 - determination dans l'image acquise de la position de chaque point de calibration a partir successivement de la position de l'emetteur, - conversion de la position de chaque point de calibration en des coordonnees polaires, - determination de l'orientation de la surface par rapport a la camera 10 en comparant les coordonnees polaires des points de calibration par rapport a des coordonnees cartesiennes connues de ces points de calibration, - determination d'une fonction de transfert entre le referentiel polaire et le referentiel cartesien. 15 Selon une variante, on peut envisager une phase de calibration permettant de definir une fonction de transfert utilisee lors de l'etape de projection, cette phase de calibration comprenant les &apes suivantes : - acquisition d'une image au moyen d'une camera visualisant aux 20 moins quatre faisceaux lumineux provenant respectivement d'au moins quatre points de calibration, ces points de calibration etant predisposes sur la surface de travail ou sur un support de cette surface de travail, - determination dans l'image acquise de la position de chaque point de 25 calibration, - determination de l'orientation de la surface par rapport a la camera, - determination d'une fonction de transfert entre l'image acquise et la et le referentiel cartesien de la surface de travail. 30 La phase de calibration permet de definir une fonction de transfert qui permet de tenir compte de l'orientation de la surface de travail par rapport a la camera. Les points de calibration sont des points de reference utilises pour la calibration, ils peuvent definir la surface de travail. Generalement, ce ne sont pas des points d'intervention sur lesquels l'outil doit intervenir, 35 mais ils peuvent l'etre. -8- Les points d'interventions sont par exemples les points reels a traiter et pour lesquels la disposition des uns par rapport aux autres est connue dans l'unite de traitement. II s'agit des dimensions et positions reelles de ces points d'interventions. Mais ('orientation de la surface dans l'espace par 5 rapport a la camera oblige a une conversion des referentiels permettant de realiser une correlation entre les points visualises dans la camera et ces memes points tels que representes dans un referentiel reel, cartesien sans deformation. 10 Lorsque l'emetteur est dispose a l'arriere de l'outil, la calibration et ('utilisation necessitent de projeter, au sens de calcul mathernatique, le point d'emission sur la surface de travail. Dans le cas de la perceuse/visseuse, on peut utiliser le trepied defini ci-dessus. Cet accessoire a deux fonctions : une fonction naturelle car l'orthogonalite est 15 necessaire pour la qualite d'utilisation de l'outil ; et une fonction d'axe de projection car on exploite la position orthogonale pour connaltre la projection du point d'emission sur la surface. Dans les faits, comme cette projection est toujours la merne (angle d'erreur tres faible, distance emetteur-surface constante), ('unite de traitement peut simplement calibrer 20 et detecter une surface virtuelle qui est decal& de la surface de travail de la longueur de l'outil. Dans le cas d'un outil qui n'exige pas cette orthogonalite, par exemple des broches d'un multimetre, plusieurs options sont possibles: - soit ajouter la fonction trepied, 25 - soit utiliser des capteurs d'orientations pour projeter correctement le point d'emission sur la surface de travail. Les capteurs d'orientations, tels un accelerometre trois axes, permet de determiner ('orientation de l'outil par rapport a la terre grace a l'effet de la gravite. En connaissant ('orientation de l'outil, on peut projeter le point 30 d'emission sur la surface de travail et donc ainsi garantir une bonne precision des mesures. Selon ('invention, l'etape de pointage peut consister a placer une extremite de l'outil en contact avec le point cible. -9- Selon l'invention, les points de calibration peuvent etre plusieurs points permettant de delimiter ladite surface. De preference, les points de calibration sont quatre coins definissant un parallelogramme dans ladite surface. Dans ce cas, le referentiel cartesien 5 est de preference un referentiel plan base sur le parallelogramme. On peut par exemple definir en outre un point central du parallelogramme. L'identification de la surface est obtenue par detection des quatre coins du parallelogramme. Une fois que la surface, notamment plane, identifiee, le systerne est capable de calculer les coordonnees de tout point de la 10 surface pointe par l'outil. Par exemple, les coordonnees sont calculees dans un referentiel base sur le parallelogramme. Selon la taille de la surface de travail et la maniere dont elle est equipee, la capture des points de calibration peut etre realisee de plusieurs manieres : 15 - soit directement avec l'outil : le systerne demande a l'utilisateur de pointer les uns apres les autres les quatre points de la zone de travail ; le systerne recupere alors autant d'images et isole chacun des points, - Soit automatiquement : si la surface de travail est déjà equip& 20 d'emetteurs installes en permanence, it est alors possible de les allumer en merne temps pour realiser la calibration avec une seule image ; cette methode permet aussi de repeter regulierement la calibration sans intervention de l'utilisateur. 25 Selon un mode de realisation de l'invention, plusieurs points d'interventions sont predefinis dans le referentiel cartesien et classes suivant un ordre predetermine, l'outil n'est active que lorsqu'il pointe sur un point cible selon ('ordre predetermine et que ce point cible correspond a un point d'intervention predefini. 30 Avec le procede selon l'invention, un protocole peut etre enregistre dans ('unite de traitement. Ce protocole peut etre le traitement d'un ensemble de points d'interventions selon un ordre predetermine. Dans ce cas, l'utilisateur suit des consignes provenant de ('unite de traitement. Ces consignes peuvent etre transmises au module d'affichage ou dictees 35 ('attention de l'utilisateur. Celui-ci suit la sequence et l'outil n'est -10- operationnel que lorsque l'utilisateur le positionne devant un point cible correspondant au point d'intervention devant etre traite a cet instant. L'unite de traitement peut donc bloquer ('activation de l'outil si l'utilisateur n'a pas place l'outil au bon endroit par rapport a l'etape en 5 cours. L'unite de traitement peut regler le couple du moteur de l'outil, sa force, son cycle d'actions, ... Elle peut egalement commander une prise de photos ou de mesures a des endroits specifiques de la surface. On peut par ailleurs, enregistrer les &apes successives realisees par 10 l'utilisateur de fawn a verifier par la suite le bon respect du protocole. Selon une caracteristique avantageuse de l'invention, l'emetteur n'est active que lorsque l'outil est positionne perpendiculairement a la surface. Cela permet d'ameliorer la precision des calculs. Le fait de positionner l'outil 15 perpendiculairement a la surface permet de connaltre precisement la distance entre le point cible de la surface et l'emetteur. D'autres caracteristiques et avantages de l'invention apparaltront a la lecture de la description detainee de mises en oeuvre et de modes de 20 realisation nullement limitatifs, au regard de figures annexees sur lesquelles : - La figure 1 est une vue schernatique generale du systeme selon l'invention, - La figure 2 est une vue schernatique d'un outil, tel une visseuse, 25 selon l'invention, - La figure 3 est une vue schernatique d'une image prise par la camera du systeme selon l'invention, - La figure 4 est une vue schernatique de quelques dimensions de la façade d'un objet traiter selon l'invention, 30 - Les figures 5a et 5b sont des diagrammes operationnels simplifies des &apes de calibration et de localisation (en fonctionnement) realisees au sein de ('unite de traitement selon l'invention, - La figure 6 est une illustration, vue de la camera, de la surface de ('objet sur laquelle l'utilisateur doit travailler selon l'invention, et - La figure 7 est une vue schematique illustrant la localisation de l'outil Iorsque ce dernier pointe sur un point cible. Les modes de realisation qui seront decrits dans la suite ne sont 5 nullement limitatifs; on pourra notamment mettre en oeuvre des variantes de ('invention ne comprenant qu'une selection de caracteristiques decrites par la suite isolees des autres caracteristiques decrites, si cette selection de caracteristiques est suffisante pour conferer un avantage technique ou pour differencier ('invention par rapport a l'etat de la technique anterieur. Cette 10 selection comprend au moins une caracteristique de preference fonctionnelle sans details structurels, ou avec seulement une partie des details structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conferer un avantage technique ou pour differencier ('invention par rapport a l'etat de la technique anterieur. 15 En particulier toutes les variantes et tous les modes de realisation decrits sont prevus pour etre combines entre eux dans toutes les combinaisons ou rien ne s'y oppose sur le plan technique. Les differents modes de realisation de la presente invention comprennent diverses &apes. Ces &apes peuvent etre mises en oeuvre par 20 des instructions d'une machine executable au moyen d'un microprocesseur par exemple. Alternativement, ces &apes peuvent etre realisees par des circuits integres specifiques comprenant une logique cablee pour executer les &apes, ou par toute combinaison de composants programmable et 25 composants personnalises. Sur la figure 1, on distingue un objet 1, une camera 2 visualisant l'objet 1, un outil 3 dans le champ de vision de la camera 2 et une unite de traitement 4 connect& avec ou sans fil a la camera 2 et a l'outil 3. 30 L'objet 1 est pose sur une plateforme 5 qui peut etre un tapis roulant ou un convoyeur en position d'arret pour qu'un utilisateur puisse travailler sur l'objet 1. Cet objet 1 peut etre une piece industrielle en bois, en metal ou en tout autre materiau. II peut s'agir d'un element aeronautique sur lequel des vis doivent etre vissees au moyen de l'outil qui est par exemple 35 une visseuse 3. La surface 6 de travail est un parallelogramme delimite par -12- quatre coins 7-10. Toutefois, it est possible de travailler sur des points a l'exterieur du parallelogramme a condition de rester a une distance raisonnablement proche. Cette surface 6 se trouve sur une façade de l'objet qui est visible de la 5 camera. La camera 2 est disposee dans la meme piece que l'objet et est orient& de fawn a avoir dans son champ de vision la surface 6. En pratique, cette camera n'est pas forcement en face et a la meme hauteur que la surface 6. 10 Plusieurs cameras infrarouges peuvent etre utilisees pour : - couvrir une zone de travail plus large sans avoir recours a des systemes dynamiques - augmenter la precision - rendre le systeme plus robuste quant a des zones d'ombre. 15 On utilise la camera 2 pour localiser l'emplacement exact de l'outil 3 et guider l'utilisateur pour qu'il visse efficacement les bonnes vis aux bons endroits et dans le bon ordre. Pour ce faire, on utilise un outil modifie selon ('invention. Sur la figure 2, on distingue un tel outil dote d'un emetteur infrarouge 20 11 dispose a l'arriere. La fonction de cet emetteur est d'emettre un faisceau infrarouge qui sera detecte par la camera de fawn a localiser l'outil, puis en deduire l'emplacement d'un point cible de la surface lorsque l'extremite de l'outil pointe sur ce point cible. Cet emetteur peut emettre en permanence, mais pour des raisons d'efficacite it peut etre active uniquement par 25 l'utilisateur en cas de besoin de localisation ou automatiquement lorsque l'outil est capable de detecter qu'il est proche ou au contact de la surface et correctement oriente. En fonctionnement, l'utilisateur doit faire attention a ce que l'emetteur soit visible de la camera 2. On peut envisager un autre mode de realisation ou l'emetteur est dispose a ('avant de l'outil de fawn a 30 pointer sur le point cible. La camera peut alors detecter le faisceau reflechi et non le faisceau direct. Avantageusement, l'outil est egalement equipe d'un ecran 12 apte afficher des donnees provenant de ('unite de traitement. D'autres moyens 35 d'affichage peuvent etre envisages comme par exemple des diodes -13- electroluminescentes. Le moyen d'affichage peut etre associe a un emetteur sonore pour transmettre des indications sonores a l'utilisateur. Les donnees provenant de l'unite de traitement peuvent etre des consignes a suivre pour respecter un protocole de vissage par exemple. II 5 peut egalement s'agir de signaux d'acquittement pour signifier a l'utilisateur que la localisation a bien eu lieu. Louth est egalement equipe d'un module relais 13 connecte aux organes internes de l'outil tels que par exemple le moteur ou tout autre organe. Cela permet a l'unite de traitement de controler a distance l'outil: 10 activation, desactivation, puissance, couple, vitesse de rotation,... La communication de l'ecran 12 et du module relais 13 avec l'exterieur, notamment l'unite de traitement 4, est rendu possible par un module Bluetooth 14 equipant l'outil. 15 Pour que l'unite de traitement puisse indiquer a l'utilisateur ou placer l'outil, on doit operer une conversion entre le referentiel vu par la camera et le referentiel reel (dimensionnement exact des points les uns par rapport aux autres). 20 Sur la figure 3 est represent& une image de la camera sur laquelle on distingue les quatre coins 7-10. Ces points ne sont pas directement visibles par la camera. Pour les identifier, on a place l'outil devant un premier point cible, par exemple le coin 7, on a active l'emetteur, puis la camera a detecte le faisceau infrarouge de l'emetteur. Ceci a ete realise pour chacun 25 des points 7 a 10. L'unite de traitement a memorise chaque position et l'image de la figure 3 est une representation de la position des quatre coins en merne temps. Du fait de la distance et de ('orientation de l'objet 1 par rapport a la camera 2, un repere ou une echelle est indispensable pour connaltre la position reelle de chaque point sur la surface. Bien que tres 30 schernatique, on voit que le quadrilatere 7-10 est plus un losange qu'un rectangle comme on peut le voir sur la figure 4 qui illustre une representation de face de la façade de l'objet 1. Les dimensions reelles de ce rectangle sont connues grace aux specifications techniques de l'objet 1 et sauvegardees dans ('unite de traitement. -14- Selon l'invention, ('unite de traitement est apte a elaborer une fonction de transfert pour passer du referentiel de l'image de Ia figure 3 au referentiel de l'image de Ia figure 4. On peut egalement tenir compte de Ia distance entre l'emetteur dispose 5 a l'extremite arriere de l'outil et l'extremite avant qui est en contact avec un point cible. Cette distance etant connue, elle est integree dans les calculs. Dans ce cas, on peut considerer les points 7-10 sur l'image de Ia figure 3 correspondent bien aux points 7-10 sur l'objet 1. De preference, toute mesure de localisation est effectuee en ayant 10 l'outil perpendiculaire a Ia surface. Ainsi, i1 n'est pas necessaire de compenser Ia distance entre les deux extremites de l'outil. Dans ce cas, on peut considerer les points 7-10 sur l'image de Ia figure 3 correspondent en fait a Ia position de l'emetteur 11 lorsque l'outil est correctement positionne face aux points 7-10 de l'objet 1. 15 Sur la figure 5a, on distingue un organigramme operationnel d'une phase de calibration. La premiere etape 19 consiste a detecter les points cibles 7-10, qui sont quatre coins du parallelogramme 6, au moyen de la camera 2. Les 20 coordonnees pixels de ces points sont transmises vers ('unite de traitement. Ensuite, on realise a l'etape 20 une conversion des coordonnees pixels de la camera en des coordonnees polaires. En particulier on convertit les positions des quatre coins en des positions de coordonnees polaires en utilisant les caracteristiques connues de la camera : resolution de l'image et 25 longueur focale de l'objectif. Sur la figure 6 est illustree une representation du champ de vision de la camera 2 sur la surface 6. On comprend qu'il y a une distorsion entre le parallelogramme reel et son image acquise sur la camera. On calcule ensuite a l'etape 21 l'orientation de la surface. Pour cela, on 30 peut comparer les coordonnees obtenues avec le dimensionnement reel du parallelogramme. On peut ainsi definir une fonction de transfert a utiliser en fonctionnement. Avec l'invention, it est possible de travailler de maniere relative. On peut recalculer l'orientation de la surface avec la seule hypothese que les 35 quatre points sont les coins d'un parallelogramme. Les dimensions reelles -15- peuvent etre utilisees en plus pour ameliorer le calcul et/ou correler les informations issues d'un reseau de cameras. On construit a l'etape 22 un systerne de coordonnees plan base sur le parallelogramme. II s'agit d'un referentiel cartesien XY comme on peut le 5 voir sur Ia figure 6. Puis, on place ou projette a l'etape 23 dans ce systerne de coordonnees plan ('ensemble de points de calibration, par exemple les points 7-10 qui delimitent le parallelogramme. Avec une telle calibration, ('unite de traitement sait desormais, pour un 10 faisceau infrarouge detects sur Ia camera, a quel endroit exact l'outil se trouve vis-à-vis de ('image de Ia figure 4, c'est-à-dire quel est le point cible de Ia surface 6 sur Ia figure 1 que l'outil va adresser. Dans les calculs de position, on peut faire l'hypothese que les points utilises pour Ia calibration et ('utilisation sont dans un merne plan. Cette 15 hypothese permet de reconstruire rapidement un environnement exploitable et précis sans besoin de donnees complementaires. Pour une surface non plane, avec une seule camera, on peut coupler les images acquises avec un modele tridimensionnel ; il est alors possible de projeter les points sur cette surface complexe. Dans le cas de Ia 20 presence de plusieurs cameras, on peut reconstruire une position non seulement dans un plan mais aussi dans l'espace. L'organigramme de localisation, en fonctionnement, est represents sur la figure 5b. Pour mettre en place la localisation, l'utilisateur vient placer en 25 contact ou a faible distance d'un point cible de la surface, l'extremite avant de l'outil, c'est-à-dire la douille dans le cas dune visseuse. II active ensuite l'emetteur. Lorsque le faisceau infrarouge de l'emetteur est detects par la camera, ('unite de traitement convertit a l'etape 24 le point cible en des coordonnees polaires. A l'etape 25, ('unite de traitement utilise la fonction 30 de transfert, obtenue lors de la calibration, pour realiser une projection du point cible sur le referentiel de coordonnees plan. A l'etape 26, on construit ou on determine des coordonnees de ce point cible dans le systerne de coordonnees plan. Par exemple, lorsque la surface de travail est une surface d'un produit 35 a poser sur un plan de travail, la phase de calibration consiste a reconnaltre -16- le plan de travail sur lequel est installe le produit sujet a ('utilisation de l'outil. Pour cela, on pointe les coins du plan de travail avec l'outil muni de son emetteur. Ces coins seront soit directement situes sur le produit, soit situes sur le plan de travail. Dans ce dernier cas, ('installation du produit sur 5 le plan de travail devra etre realise de maniere deterministe : avec des points d'ancrage predefinis et/ou une methode de detrompage. Selon le type d'installation de la camera, cette etape peut etre simplifiee. Lorsque l'on pose la camera de maniere temporaire, elle est necessaire a chaque nouvelle installation. Cependant, si la camera et la 10 zone de travail sont fixes l'un par rapport a l'autre alors it n'est pas necessaire de repeter la calibration avant chaque cycle d'utilisation. Un exemple de fonctionnement du systeme selon ('invention peut etre tel que decrit ci-apres dans le suivi spatio-temporel d'un protocole. 15 Dans cet exemple, ('unite de traitement va executer un processus qui doit aider l'utilisateur a suivre un protocole de vissage. Sur la figure 7, le parallelogramme 6 defini par les coins 7-10 a ete identifie et la calibration a eu lieu. Le protocole a mettre en oeuvre requiert a ce que l'utilisateur visse dans l'ordre les points cibles 16, 18, 15 et 17. 20 L'unite de traitement envoie une premiere consigne a destination de l'utilisateur. Cette consigne peut etre affichee sur l'ecran 12 et comprendre une indication demandant a l'utilisateur de placer l'outil sur le point cible en haut a droite. Si l'utilisateur place l'outil sur le point cible 17. L'unite de traitement 25 peut repondre en affichant qu'il ne s'agit pas du bon point cible ou bien emettre un bruit sonore de reprobation. L'unite de traitement maintient l'outil en mode desactive. L'utilisateur ne peut pas visser. L'utilisateur va alors placer l'outil 3 face au point cible 16. L'unite de traitement va verifier et se rendre compte que l'outil est correctement 30 place. Via le module relais 13 ('unite de traitement va commander ('activation de l'outil. L'utilisateur pourra alors visser. L'unite de traitement va ensuite indiquer le prochain point cible a visser jusqu'a realiser les quatre points 15-18 sur la figure 7. Certaines operations a certains points cibles peuvent necessiter un couple donne avec une 35 vitesse de vissage donne. Ces parametres peuvent egalement etre contrOles -17- par l'unite de traitement. L'utilisateur aura juste a appuyer sur la gaschette de Ia visseuse sans faire attention au niveau de puissance a fournir. Avantageusement, l'unite de traitement peut comprendre un module de communication pour se connecter a differents systernes de gestion de Ia 5 production. Dans le cas d'outil de production ou d'assemblage, it peut s'agir de recuperer les actions a realiser aux points ou l'outil a ete localise ; mais on peut egalement se connecter aux systernes de suivi de Ia qualite pour remonter les informations : tragabilite de Ia production, renseignement des bases de dorm& de metrologie si l'outil localise est un outil de mesure par 10 exemple. Le systerne selon ('invention permet donc de localiser des points sur une surface plane. II est compose d'un dispositif de vision et d'un dispositif emetteur; le dispositif emetteur est associe a un outil (visseuse, perceuse, 15 ...) pour beneficier automatiquement de Ia fonction de localisation fournie par ('unite de traitement. L'identification du plan dans le referentiel de Ia piece ou se trouvent Ia camera et ('objet se fait par Ia localisation des quatre coins d'un parallelogramme sur Ia surface de travail. Une fois Ia surface plane calibree, 20 le systerne est capable de calculer les coordonnees de n'importe quel point de Ia surface point& par le dispositif emetteur. Les coordonnees sont calculees dans un referentiel base sur le parallelogramme. La presente invention concerne un systerne de localisation d'un outil 25 par rapport a une surface, ce systerne comprenant : - au moins un emetteur de faisceau lumineux place sur l'outil, - au moins une camera en position fixe destinee a visualiser l'outil et ladite surface sur laquelle l'outil doit intervenir, cette camera etant apte a detecter le faisceau lumineux ernis par l'emetteur, 30 - une unite de traitement configuree pour determiner la position de l'outil dans un referentiel de coordonnees plan base sur la surface prealablement identifiee. -18- Bien sir, ('invention n'est pas limit& aux exemples qui viennent d'être decrits et de nombreux amenagements peuvent etre apportes a ces exemples sans sortir du cadre de ('invention. Une autre application de ('invention peut etre ('identification d'un 5 consommable parmi plusieurs consommables. Par exemple, si la surface de travail comprend des bacs avec des consommables, l'outil peut indiquer le bon bac lorsqu'on REVENDICATIONS1. Systeme de localisation d'un outil par rapport a une surface de travail, ce systerne comprenant : - au moins un emetteur de faisceau lumineux place sur l'outil, - au moins une camera destinee a visualiser l'outil et ladite surface sur laquelle l'outil doit intervenir, cette camera etant apte a detecter le faisceau lumineux, - une unite de traitement configuree pour : o determiner dans une image acquise par la camera, la position d'un point cible de la surface a partir de la position de l'emetteur, l'outil pointant ce point cible, o projeter le point cible sur un referentiel cartesien, o determiner les coordonnees du point cible dans le referentiel cartesien, o emettre un signal d'acquittement lorsque les coordonnees du point cible correspondent a des coordonnees d'un point d'intervention predefini dans le referentiel cartesien et preselectionné. 2. Systeme selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il comprend un module d'affichage dispose sur l'outil ou dans un systerne de vision distant pour afficher le signal d'acquittement provenant de l'unite de traitement. 3. Systeme selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce qu'il comprend un module relais dispose sur l'outil apte commander ('activation, la desactivation ou le niveau de puissance de l'outil en reponse a une consigne provenant de ('unite de traitement. 4. Systeme selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce qu'il comprend en outre un dispositif trigonometrique permettant de placer l'outil perpendiculairement a la surface. 5. Systeme selon l'une quelconque des revendications precedentes, 35 caracterise en ce que la camera et l'emetteur sont de type infrarouge. -20- 6. Systeme selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que ('emetteur est constitue d'une ou plusieurs diodes infrarouges, equipe(es) ou non d'un diffuseur de facon a emettre dans 5 plusieurs directions. 7. Systeme selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que ('emetteur est dispose a l'arriere de l'outil, la camera etant apte a detecter directement le faisceau provenant de ('emetteur. 10 8. Systeme selon l'une quelconque des revendications 1 a 6, caracterise en ce que ('emetteur est dispose a ('avant de l'outil, la camera etant apte detecter le faisceau provenant de ('emetteur apres reflexion sur la surface. 15 9. Procede de localisation d'un outil par rapport a une surface de travail, ce procede comprenant les &apes suivantes: - pointage de l'outil sur un point cible de la surface, - acquisition d'une image d'un faisceau lumineux ernis par un emetteur, cet emetteur etant dispose sur l'outil, 20 - determination, dans une image acquise au moyen d'une camera visualisant l'outil portatif et la surface, de la position dudit point cible a partir de la position de ('emetteur, - projection du point cible sur un referentiel cartesien, - determination des coordonnees du point cible dans le referentiel 25 cartesien, - emission d'un signal d'acquittement lorsque les coordonnees du point cible correspondent a des coordonnees d'un point d'intervention predefini dans le referentiel cartesien. 30 10. Procede selon la revendication 9, caracterise en ce qu'il comprend une phase de calibration permettant de definir une fonction de transfert utilisee lors de l'etape de projection, cette phase de calibration comprenant les &apes suivantes : - placement successivement de l'outil sur plusieurs points de calibration de la surface, -21- - a chaque placement, generation d'un faisceau lumineux par l'emetteur, - acquisition d'une image du faisceau lumineux au moyen d'une camera visualisant l'outil portatif et la surface, 5 - determination dans l'image acquise de la position de chaque point de calibration a partir successivement de la position de l'emetteur, - conversion de la position de chaque point de calibration en des coordonnees polaires, - determination de l'orientation de la surface par rapport a la camera 10 en comparant les coordonnees polaires des points de calibration par rapport a des coordonnees cartesiennes connues de ces points de calibration, - determination d'une fonction de transfert entre le referentiel polaire et le referentiel cartesien. 15 11. Procede selon la revendication 9, caracterise en ce qu'il comprend une phase de calibration permettant de definir une fonction de transfert utilisee lors de l'etape de projection, cette phase de calibration comprenant les &apes suivantes : 20 - acquisition d'une image au moyen d'une camera visualisant aux moins quatre faisceaux lumineux provenant respectivement d'au moins quatre points de calibration, ces points de calibration etant predisposes sur la surface de travail ou sur un support de cette surface de travail, 25 - determination dans l'image acquise de la position de chaque point de calibration, - determination de l'orientation de la surface par rapport a la camera, - determination d'une fonction de transfert entre l'image acquise et la et le referentiel cartesien de la surface de travail. 30 12. Procede selon l'une quelconque des revendications 9 a 11, caracterise en ce que l'etape de pointage consiste a placer une extremite de l'outil en contact avec le point cible. -22- 13. Procede selon l'une quelconque des revendications 9 a 12, caracterise en ce que les points de calibration sont plusieurs points permettant de delimiter ladite surface. 5 14. Procede selon l'une quelconque des revendications 9 a 12, caracterise en ce que les points de calibration sont quatre coins definissant un parallelogramme dans ladite surface. 15. Procede selon l'une quelconque des revendications 9 a 14, caracterise 10 en ce que plusieurs points d'interventions sont predefinis dans le referentiel cartesien et classes suivant un ordre predetermine, l'outil n'est active que lorsqu'il pointe sur un point cible selon l'ordre predetermine et que ce point cible correspond a un point d'intervention predefini. 15 16. Procede selon l'une quelconque des revendications 9 a 15, caracterise en ce que l'emetteur n'est active que lorsque l'outil est positionne perpendiculairement a la surface.