Brevet FR3116333A1 — publié le 20220520

La présente invention concerne un dispositif de suivi métrologique d’un appareil de mesure par photogrammétrie comprenant : - une structure tridimensionnelle ; et - au moins huit barres étalon fixées sur la structure tridimensionnelle de sorte que chaque barre étalon s’étend dans un plan et/ou suivant une direction différente des autres barres étalon, chaque barre étalon comprenant au moins deux cibles étalon. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Dispositif et procédé de suivi métrologique d’un appareil de mesure par photogrammétrie DOMAINE DE L'INVENTION L’invention concerne les appareils de mesure par photogrammétrie, plus particulièrement sur l’étalonnage de tels appareils de mesure. ETAT DE LA TECHNIQUE La mesure optique par photogrammétrie repose sur la réalisation de plusieurs images photographiques d’une scène sous plusieurs angles de vue différents, puis la reconstruction en trois dimensions de la scène à partir de l’analyse des images photographiques afin de retrouver la position spatiale de points de la scène dans l’espace et ainsi mesurer des distances entre ces points. Au cours du temps, les appareils de mesure optique par photogrammétrie peuvent présenter différents types d’erreurs. Le suivi métrologique périodique des appareils de mesure par photogrammétrie est donc nécessaire afin de s’assurer que ces appareils de mesure ne dérivent pas dans le temps et continuent de produire des mesures fiables. Le suivi métrologique de ce type d’appareil de mesure a notamment fait l’objet d’une norme internationale (VDI-VDE 2634 Partie 1). Toutefois, il n’existe pas actuellement d’étalon adapté pour réaliser le suivi métrologique qui respecte en outre les exigences définies dans cette norme. Ce suivi est habituellement réalisé à l’aide d’une structure étalon plane sur laquelle des cibles codées sont disposées. Des images photographiques de la structure étalon sont réalisées selon plusieurs points de vue puis leur déformée est analysée afin de déterminer la dérive de l’appareil de mesure. Toutefois, ces mesures sont généralement effectuées par les fabricants des appareils de mesure par photogrammétrie. Or, les fabricants de tels appareils ont tendance à appliquer des procédures de test donnant les résultats les plus favorables pour leurs propres appareils. De plus, les tests devant être réalisés de façon périodique, le renvoi systématique des appareils de mesure par photogrammétrie aux fabricants est coûteux financièrement et en termes de temps. Un but de l’invention est de proposer un dispositif de suivi métrologique d’un appareil de mesure par photogrammétrie qui pallie les inconvénients exposés ci-avant. Plus précisément, un objectif de l’invention est de proposer un dispositif permettant d’assurer un suivi métrologique d’un appareil de mesure par photogrammétrie de manière simple, robuste et efficace, pour un coût modéré. Il est à cet effet proposé, selon un premier aspect de l’invention un dispositif de suivi métrologique d’un appareil de mesure par photogrammétrie comprenant : - une structure tridimensionnelle ; et - au moins huit barres étalon fixées sur la structure tridimensionnelle de sorte que chaque barre étalon s’étend dans un plan et/ou suivant une direction différente des autres barres étalon, chaque barre étalon comprenant au moins deux cibles étalon. Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives du dispositif de suivi métrologique selon le premier aspect sont les suivantes, prises individuellement ou en combinaison : - le dispositif comprend en outre au moins une barre de rapport d’échelle comprenant au moins deux cibles de rapport d’échelle ; - le dispositif comprend deux barres de rapport d’échelle ; - chaque barre étalon comprend cinq cibles étalon ; - les cibles étalon sont séparées deux à deux par des distances prédéterminées différentes ; - les cibles étalon sont séparées deux à deux par les distances suivantes : 250 mm, 500 mm, 750 mm, 1000 mm ; - les cibles étalon et les barres étalon sont de couleur différente, par exemple blanches et noires ; - la structure tridimensionnelle est polygonale et dans lequel, lorsque deux barres étalon sont fixées sur deux faces parallèles entre elles, lesdites barres s’étendent suivant des angles différents ; et/ou - les barres étalon sont fixées sur les faces de la structure tridimensionnelles de sorte à s’étendre le long d’une arête et/ou d’une diagonale. Selon un deuxième aspect, l’invention propose un procédé de suivi métrologique d’un appareil de mesure par photogrammétrie comprenant les étapes suivantes : S1 : réaliser une pluralité d’images d’un dispositif selon le premier aspect ; S2 : déterminer des distances entre les cibles étalon de chaque barre étalon ; S3 : comparer les distances mesurées à l’étape S2 avec des distances de référence ; et S4 : en déduire une erreur de mesure de l’appareil de mesure par photogrammétrie. DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La illustre de façon schématique un dispositif selon un premier mode de réalisation de l’invention. La illustre de façon schématique un dispositif selon un premier mode de réalisation de l’invention. La illustre de façon schématique un dispositif selon un premier mode de réalisation de l’invention. La est un organigramme d’étapes d’un procédé selon un mode de réalisation de l’invention. La illustre la position possible pour les prises de vue du dispositif de la avec un appareil de mesure à contrôler selon un mode de réalisation de l’invention. Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La illustre un dispositif de suivi métrologique d’un appareil de mesure par photogrammétrie selon l’invention. Afin de réaliser un suivi métrologique d’un appareil de mesure par photogrammétrie, il est proposé de réaliser une pluralité d’images photographiques d’un dispositif 1 de suivi métrologique comprenant une structure 2 tridimensionnelle et au moins huit barres étalon 3 fixées sur la structure 2 tridimensionnelle de sorte que chaque barre étalon 3 s’étend dans un plan et/ou suivant une direction différente des autres barres étalon 3. De plus, chaque barre étalon 3 comprend au moins deux cibles étalon 4. La distance entre les deux cibles étalon 4 de chaque barre étalon 3 étant connue, il est alors possible, en déterminant la position des cibles étalon 4 par traitement d’image dans les images photographiques ainsi prises par l’appareil à contrôler, de comparer les distances mesurées entre lesdites cibles étalon 4 avec des distances de référence et d’en déduire une éventuelle déviation, correspondant à une différence entre les distances mesurées entre les cibles étalon 4 et les distances de référence. La structure 2 tridimensionnelle peut comprendre un ensemble de montants, de traverses et optionnellement de diagonales fixés les uns aux autres, de sorte à délimiter ensemble des ouvertures traversantes permettant de voir à travers les faces de la structure 2 et donc de rendre visible un plus grand nombre de cibles étalon 4 dans chaque image photographique. Par exemple, la structure 2 peut être formée par assemblage de profilés métalliques assemblés les uns aux autres au niveau de leurs extrémités respectives. Dans un mode de réalisation, la structure 2 tridimensionnelle peut être polygonale. Une telle structure est avantageuse car elle est stable, ce qui est nécessaire notamment lorsqu’on effectue des mesures de métrologie. Par exemple, la structure tridimensionnelle peut être un parallélépipède rectangle, par exemple un cube. Dans ce qui suit, par souci de simplification de la description, l’invention sera plus particulièrement décrite dans le cas d’une structure 2 tridimensionnelle de forme cubique. Ceci n’est cependant pas limitatif, la structure 2 tridimensionnelle pouvant présenter un nombre de faces différent et/ou une forme parallélépipédique quelconque ou rectangulaire. La structure 2 tridimensionnelle comprend ainsi une face de fond configurée pour être placée sur un support, quatre faces latérales s’étendant perpendiculairement depuis la paroi de fond et une face supérieure. Dans une forme de réalisation, la structure 2 est cubique de côté c compris entre 800 mm et 1500 mm, par exemple 1000 mm. L’encombrement et le coût de fabrication de la structure 2 sont ainsi modérés. Les barres étalon 3 peuvent être fixées le long des arrêtes et/ou des diagonales des faces de la structure 2 tridimensionnelle. De préférence, chaque barre étalon 3 est fixée au niveau d’au moins une des extrémités du montants, de la traverse ou de la diagonale sur laquelle elle est fixée, soit au niveau d’un coin de la structure 2 tridimensionnelle. Dans une forme de réalisation, les barres étalon 3 sont fixées en partie sur la surface externe de la structure 2 tridimensionnelle et en partie sur sa surface interne, afin de permettre la visualisation d’un grand nombre de cibles étalon 4 sur une même image photographique. Ainsi, dans l’exemple illustré sur la , des barres étalon sont placées sur la surface externe des quatre faces latérales du dispositif 1 et sur la surface interne de la face de fond. De manière avantageuse, les barres étalon 3 sont réparties dans le volume de la structure 2 tridimensionnelle. Dans une forme de réalisation, chaque face latérale et la face de fond de la structure 2 tridimensionnelle peut comprendre au moins une barre étalon 3. Toutefois, on notera que les huit barres étalon 3 s’étendent dans un plan et/ou suivant une direction différente des autres barres étalon 3. Ainsi, lorsque deux barres étalon 3 sont fixées sur deux faces parallèles entre elles, les barres étalon 3 s’étendent suivant des angles différents. Dans l’exemple de réalisation illustré sur les figures 1 et 2 , le dispositif 1 comprend par exemple : - deux barres étalon 3 « verticales » fixées respectivement sur la surface externe de deux faces latérales qui s’étendent perpendiculairement par rapport à la face de fond ; on notera que les deux faces latérales portant ces barres étalon 3 verticales sont adjacentes ; - trois barres étalon 3 « inclinées » fixées respectivement sur la surface externe de trois faces latérales qui s’étendent suivant une diagonale de ces faces externes ; on notera à cet effet que les barres étalon 3 inclinées qui sont fixées sur des faces latérales parallèles entre elles s’étendent suivant des diagonales opposées et ne sont donc pas parallèles entre elles ; - une barre étalon 3 fixée sur la surface interne de la face de fond qui s’étend suivant une diagonale de la face de fond ; et - deux barres étalon 3 « horizontales » fixées respectivement sur la surface externe de deux faces latérales, l’une des barres étalon 3 horizontale étant fixée sur l’arête de la face latérale qui est adjacente au fond de la structure 2 et l’autre des barres étalon 3 étant fixée sur l’arête de la face latérale qui est adjacente à sa face supérieure. Bien entendu, le dispositif 1 peut comprendre un plus grand nombre de barres étalon 3, les barres étalon 3 supplémentaires pouvant alors être placées dans un plan et/ou suivant une même direction ou une direction différente des autres barres étalon 3. Les barres étalon 3 peuvent être rapportées et fixées sur la structure 2 tridimensionnelle, typiquement sur les montants, traverses et diagonales de la structure 2 tridimensionnelle. Cela permet notamment de réaliser les barres étalon 3 et la structure 2 tridimensionnelle séparément et dans des matériaux distincts, réduisant ainsi son coût de fabrication. De plus, une telle forme de réalisation permet, le cas échéant, de remplacer et/ou réparer une barre étalon 3 et/ou la structure 2 tridimensionnelle sans impacter pour autant le reste du dispositif 1. En variante, les barres étalon 3 peuvent être monolithiques avec la structure 2 tridimensionnelle. Dans ce cas, les barres étalon 3 peuvent former tout ou partie des montants, diagonales et traverses du dispositif 1. Les barres étalon 3 sont réalisées dans un matériau ayant un coefficient de dilatation très faible à la température à laquelle est effectué le suivi métrologique, c’est-à-dire qui ne se dilate pas ou très faiblement à ladite température. Par ailleurs, le matériau constitutif des barres étalon 3 est choisi de sorte à ne pas se déformer au cours du temps. Par exemple, les barres étalon 3 peuvent être réalisées dans un matériau composite comprenant des fibres de carbone noyées dans une résine, telle que de l’epoxy. Dans une forme de réalisation, une longueur des barres étalon 3 est sensiblement égale à une longueur d’une arête de la structure 2 tridimensionnelle, soit à la longueur du côté c en cas de structure 2 cubique. Cette configuration permet en effet de limiter l’encombrement du dispositif 1 tout en optimisant le nombre de cibles étalon 4 et la distance les séparant. En effet, plus les cibles sont espacées, plus l’erreur de mesure peut être importante et donc meilleur est le suivi métrologique. Les cibles étalon 4 de chaque barre étalon 3 sont séparées deux à deux par une distance de référence prédéfinie. Dans un mode de réalisation, les distances de référence sont prédéterminées avec une incertitude de mesure inférieure au cinquième d’une erreur limite admissible fixée pour l’appareil de mesure par photogrammétrie à contrôler. Le cas échéant, un certificat d’étalonnage peut être utilisé pour chacune des distances étalon afin de contrôler la traçabilité des barres étalon 3 et leur raccordement à des étalons nationaux. Dans un mode de réalisation, chaque barre étalon 3 comprend cinq cibles étalon 4, ce qui permet ainsi de définir, pour chaque barre étalon 3, dix distances de référence (si l’on combine tous les couples de cibles étalon 4 d’une même barre étalon 3). Par exemple, en référence à la , la distance d séparant deux cibles étalon 4 adjacentes est égale à un quart de la distance totale de la barre étalon 3, soit 250 mm dans le cas d’une barre étalon 3 de 1000 mm de longueur, ce qui permet de définir quatre distances de référence égales à 250 mm (d), trois distances de référence égales à 500 mm (2d), deux distances de référence égales à 750 mm (3d) et une distance de référence égale à 1000 mm (4d). En variante, les cibles étalon 4 adjacentes d’une même barre étalon 3 peuvent être séparées deux à deux par une distance d différente. Les cibles étalon 4 peuvent par exemple être circulaires de diamètre compris entre 2 mm et 8 mm, par exemple de diamètre égal à 5mm. La couleur des cibles étalon 4 est choisie de sorte que les cibles étalon 4 contrastent avec les barres étalon 3 afin d’améliorer la détection du centre des cibles étalon 4 et d’obtenir des mesures de distances précises entre les cibles étalon 4. Par exemple, les cibles étalon 4 peuvent être blanches tandis que les barres étalon 3 sont noires ou du moins sombres (ou inversement) afin d’assurer une transition de couleur brutale et assurer une précision de mesure optimale. Par exemple, les cibles étalon 4 peuvent être réalisées dans un matériau céramique blanc. En variante, les cibles étalon 4 d’une même barre étalon 3 peuvent être séparées deux à deux par une distance d prédéterminée. Dans une forme de réalisation, le dispositif 1 comprend en outre au moins une barre de rapport d’échelle 5 afin de permettre de réaliser une mise à l’échelle des mesures de distance effectuées lors du procédé de suivi métrologique et de permettre la mise à l’échelle de la mesure par photogrammétrie. En particulier, en l’absence de barre de rapport d’échelle 5, les distances inter-cibles 4 seraient juste relativement les unes par rapport aux autres mais risqueraient de ne pas correspondre à la réalité. Il y aurait donc un écart par rapport aux valeurs de référence. A cet effet, la barre de rapport d’échelle 5 comporte également au moins deux cibles de rapport d’échelle 6. Le cas échéant, les cibles de rapport d’échelle 6 peuvent être identiques aux cibles étalon 4 décrites ci-avant. De même, la barre de rapport d’échelle 5 peut être réalisée dans un même matériau constitutif que les barres étalon 3. Dans une forme de réalisation, la barre de rapport d’échelle 5 comprend exactement deux cibles de rapport d’échelle 6. Les cibles de rapport d’échelle 6 peuvent par exemple être séparées d’une distance égale à 1000 mm. La barre de rapport d’échelle 5 est configurée pour être placée dans l’environnement de la structure 2 tridimensionnelle afin d’être dans le champ de vision de l’appareil à contrôler lors de la prise des images photographiques. Par exemple, la barre de rapport d’échelle peut être disposée sur le support à proximité de la structure 2 tridimensionnelle. Dans un mode de réalisation, le dispositif 1 peut comprendre une deuxième barre de rapport d’échelle 5 afin d’assurer une redondance en cas de défaut ou de dérive dans le temps de l’autre barre de rapport d’échelle 5. La présence d’une deuxième barre de mise à l’échelle 5 permet ainsi d’augmenter la fiabilité du rapport d’échelle, la probabilité que les deux barres de rapport d’échelle 5 soient défectueuses simultanément est très faible. Procédé de suivi métrologique Le dispositif 1 décrit ci-avant peut être utilisé au cours pour le suivi métrologique d’un appareil de mesure par photogrammétrie. Un tel procédé permet de vérifier que l’appareil de mesure par photogrammétrie est fiable. De préférence, au cours du suivi métrologique, la température est stable afin de ne pas entacher la mesure d’un biais dû à une quelconque dilatation du matériau. Le suivi peut par exemple être réalisé en local climatisé. Le suivi peut notamment être réalisée à une température équivalente à celle qui a été utilisée pour caractériser les barres de mise à l’échelle, c’est-à-dire pour établir les valeurs de références. Au cours d’une étape préliminaire, le dispositif 1 est placé sur un support avec au moins une barre de rapport d’échelle 5. Au cours d’une étape S1, une pluralité d’images photographiques du dispositif 1 et de l’au moins une barre de rapport d’échelle 5 sont réalisées de sorte que chaque cible étalon 4 soit visible au moins une fois, de préférence au moins cinq fois suivant un angle d’incidence différent. Par exemple, une soixantaine d’images photographiques peuvent être réalisées de sorte à être réparties suivant quatre plans horizontaux (à 0°, 20°, 40° et 60°, en réalisant 15 à 16 images par plan) autour du dispositif 1 et à former une demi-sphère (voir ). Le cas échéant, quatre images photographiques supplémentaires peuvent être réalisées afin de calibrer l’objectif de l’appareil photographique, typiquement suivant un angle de visée formant un angle d’environ 90° avec le support sur lequel sont posés le dispositif 1 et les barre de rapport d’échelle 5 (voir également ). Au cours d’une étape S2, les images photographiques ainsi réalisées sont traitées par un moyen de traitement (pouvant notamment comprendre un calculateur de type processeur, microprocesseur, microcontrôleur, etc., configuré pour exécuter des instructions) de sorte à déterminer la distance séparant les cibles étalon 4 de chaque barre étalon 3 visible dans les images photographiques. Pour cela, le moyen de traitement identifie les cibles étalon 4 et, à partir de la position des cibles de rapport d’échelle 6 dans les images photographiques et de la connaissance des différentes distances de référence entre les cibles de rapport d’échelle 6 d’une part et des cibles étalon 4 d’autre part (10 distances si la barre étalon 3 comprend cinq cibles étalon 4), le moyen de traitement calcule les distances entre les cibles étalon 4 de chaque barre étalon 3 par triangulation et détermine la position spatiale et l’orientation de chacune des images photographiques. Au cours d’une étape S3, les distances déterminées au cours de l’étape S2 sont comparées avec les distances de référence, qui sont fixes et prédéterminées. Le moyen de traitement peut notamment déterminer une différence entre les distances mesurées au cours de l’étape S2 et les distances référence correspondantes et en déduire, pour chaque distance mesurée, un écart de mesure et en déduire une erreur de mesure. Dans un mode de réalisation, l’erreur de mesure correspond à l’écart maximal parmi les écarts de mesure déterminés à l’étape S3. Au cours d’une étape S4, l’erreur de mesure est alors comparée à une valeur limite prédéterminée. Lorsque l’erreur de mesure est inférieure ou égale à la valeur limite, alors le test de validation est un succès et on en déduit que l’appareil de mesure par photogrammétrie répond aux exigences de précision. En revanche, lorsque l’erreur de mesure est supérieure à la valeur limite, le test de validation n’est pas un succès et on en déduit que l’appareil de mesure par photogrammétrie ne remplit pas les exigences de précision. Dispositif (1) de suivi métrologique d’un appareil de mesure par photogrammétrie comprenant : - une structure (2) tridimensionnelle ; et - au moins huit barres étalon (3) fixées sur la structure (2) tridimensionnelle de sorte que chaque barre étalon (3) s’étend dans un plan et/ou suivant une direction différente des autres barres étalon (3), chaque barre étalon (3) comprenant au moins deux cibles étalon (4). Dispositif (1) selon la revendication 1, comprenant en outre au moins une barre de rapport d’échelle (5) comprenant au moins deux cibles de rapport d’échelle (6). Dispositif (1) selon la revendication 2, comprenant deux barres de rapport d’échelle (5). Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel chaque barre étalon (3) comprend cinq cibles étalon (4). Dispositif (1) selon la revendication 4, dans lequel les cibles étalon (4) sont séparées deux à deux par des distances prédéterminées différentes. Dispositif (1) selon la revendication 5, dans lequel les cibles étalon (4) sont séparées deux à deux par les distances suivantes : 250 mm, 500 mm, 750 mm, 1000 mm. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel les cibles étalon (4) et les barres étalon (3) sont de couleur différente, par exemple blanches et noires. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel la structure (2) tridimensionnelle est polygonale et dans lequel, lorsque deux barres étalon (3) sont fixées sur deux faces parallèles entre elles, lesdites barres (3) s’étendent suivant des angles différents. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 8, dans laquelle les barres étalon (3) sont fixées sur les faces de la structure (2) tridimensionnelles de sorte à s’étendre le long d’une arête et/ou d’une diagonale. Procédé de suivi métrologique d’un appareil de mesure par photogrammétrie comprenant les étapes suivantes : S1 : réaliser une pluralité d’images d’un dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 9 ; S2 : déterminer des distances entre les cibles étalon (4) de chaque barre étalon (3) ; S3 : comparer les distances mesurées à l’étape S2 avec des distances de référence ; et S4 : en déduire une erreur de mesure de l’appareil de mesure par photogrammétrie.