INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
- le procédé comprend en outre les étapes suivantes : S52 : détermination d’un échantillonnage d’un gradient d’une surface de front d’onde de sortie à partir de l’ensemble de rayons lumineux images déterminé à l’étape S5 ; S53 : détermination de plusieurs fonctions représentatives de la surface de front d’onde de sortie à partir de l’échantillonnage de gradient déterminé à l’étape S52, chacune desdites plusieurs fonctions représentatives de la surface de front d’onde de sortie correspondant à une somme : - d’une surface de front d’onde idéale au niveau d’une sortie d’une optique principale sans aberration optique, la surface de front d’onde idéale étant une surface sphérique présentant un rayon de surface sphérique ; et - d’une fonction d’aberration adaptée pour prendre en compte des aberrations optiques d’ordre primaire et d’ordre supérieur de l’optique principale, la fonction d’aberration étant adaptée pour être décomposée en une série de polynômes ; l’étape S53 correspondant à une détermination des coefficients associés à des degrés de polynôme de la série de polynômes de la fonction d’aberration jusqu’à un degré représentatif d’une aberration d’ordre supérieur de l’optique principale, les paramètres de projection de chaque ensemble de données d’entrée comprenant les coefficients déterminés à l’étape S53 ;
- les paramètres de projection de chaque ensemble de données d’entrée comprennent : - le rayon de la surface de front d’onde idéale sphérique (S_id) ; - les coefficients jusqu’au cinquième degré de la série de polynômes de la fonction d’aberration ; et - une distance entre l’optique principale et le capteur de la caméra plénoptique ;
- les positions des éléments optiques sur le plan de matrice sont connues, les positions des pixels du capteur sur le plan de capteur sont connues, et la position relative du plan de matrice par rapport au plan de capteur est déterminée à l’étape S3 à partir des étapes suivantes : S310 : acquisition par la caméra plénoptique d’un objet de référence ; S320 : détection sur le plan de capteur de l’image de l’objet de référence par la caméra plénoptique ; S330 : détermination des positions des éléments optiques sur le plan de capteur, à partir de l’image de l’objet de référence détectée à l’étape S320 ; S340 : détermination d’une transformation géométrique entre le plan de matrice et le plan de capteur, à partir des positions des éléments optiques sur le plan de matrice connues et des positions des éléments optiques sur le plan de capteur déterminées à l’étape S330 ;
- l’étape S340 de détermination de la transformation géométrique entre le plan de matrice et le plan de capteur comprend les étapes suivantes : S341 : détermination d’une homographie entre le plan de matrice et le plan de capteur ; et S342 : détermination d’une rotation et/ou d’une translation entre le plan de matrice et le plan de capteur, à partir de l’homographie déterminée à l’étape S35.
- le procédé peut comprendre en outre une étape S41 de détermination d’une position de chaque élément optique attribué à un pixel respectif de l’ensemble déterminé à l’étape S4 sur le plan de capteur, à partir de la position relative du plan de matrice par rapport au plan de capteur déterminée à l’étape S3, chaque rayon lumineux image déterminé à l’étape S5 passant par ledit pixel et ledit élément optique respectif ;
- les éléments optiques sont des microlentilles ou des sténopés.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un procédé de reconstruction tridimensionnelle d’un objet à l’aide d’une caméra plénoptique, ledit objet comprenant une pluralité de points objets, le procédé comprenant les étapes suivantes : S100 : calibrage de la caméra plénoptique par détermination d’un ensemble de données d’entrée de calibrage minimisant une erreur de calibrage de la caméra plénoptique à l’aide d’un procédé de calibrage selon le premier aspect ; pour chaque point objet de l’objet à reconstituer tridimensionnellement : S101 : acquisition du point objet par la caméra plénoptique ; S102 : détermination d’une position image du point objet, ladite position image correspondant à une position détectée sur un capteur de la caméra plénoptique de l’image du point objet à travers la caméra plénoptique ; S104 : détermination d’un ensemble de pixels du capteur, chaque pixel de l’ensemble de pixels appartenant à un macropixel du capteur et étant associé à un unique élément optique d’une matrice d’éléments optiques de la caméra plénoptique, ledit unique élément optique étant attribué à un macropixel du capteur, chaque pixel de l’ensemble de pixels étant en outre associé à la position image du point objet ; S105 : détermination d’un ensemble de rayons lumineux images, dans lequel chaque rayon lumineux image passe par un pixel respectif de l’ensemble de pixels et par l’unique élément optique attribué audit pixel respectif lors de l’étape S104 ; S106 : détermination d’un ensemble de rayons lumineux objets, dans lequel chaque rayon lumineux objet est déterminé à partir d’un rayon lumineux image associé déterminé à l’étape S105 et des paramètres projection de l’ensemble de calibrage déterminé à l’étape S100 ; et S107 : reconstruction tridimensionnelle du point objet, ledit point objet correspondant à un barycentre de l’ensemble des intersections des rayons lumineux objets déterminés à l’étape S106.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne un dispositif de reconstruction tridimensionnelle comprenant une caméra plénoptique et un moyen de traitement numérique, la caméra plénoptique comprenant une optique principale, un capteur photosensible et une matrice d’éléments optiques disposée entre l’optique principale et le capteur, la matrice d’éléments optiques comprenant une pluralité d’éléments optiques disposés sur un plan de matrice, le capteur comprenant au moins un macropixel comprenant une pluralité de pixels disposés sur un plan de capteur, le moyen de traitement numérique comprenant un modèle de caméra plénoptique adapté pour être calibré par un procédé de calibrage de la caméra plénoptique selon le premier aspect, le moyen de traitement numérique étant adapté pour mettre en œuvre un procédé de reconstruction tridimensionnelle d’un objet selon le deuxième aspect.
La , déjà commentée, est un schéma illustrant une caméra plénoptique.
La , déjà commentée, est un schéma illustrant des tracés des rayons à partir d’un front d’onde pour un système optique idéal sans aberrations optiques.
La , déjà commentée, est un schéma illustrant des tracés des rayons à partir d’un front d’onde pour un système optique réel avec aberrations optiques.
La , déjà commentée, est un schéma illustrant une approche classique de modélisation d’une aberration optique d’ordre supérieur.
La est un schéma illustrant des caractéristiques fondamentales d’une caméra plénoptique d’un dispositif de reconstruction tridimensionnelle selon un mode de réalisation de l’invention.
Les organes d’attache 29, 31, 33 sont par exemple des colliers en forme d’oméga entourant les éléments 15, 17 et fixés au support 19 à leurs extrémités, par exemple par rivetage ou vissage.
Chaque organe d’attache 29, 31, 33 comporte une portion en arc de cercle 35 entourant en partie l’élément 15, 17 concerné et une première extrémité 37 et une seconde extrémité 37 s’étendant respectivement depuis chaque extrémité de la portion en arc de cercle 35.
Les organes d’attache 31 et 33 comportent des portions en arc de cercle situées radialement à l’extérieur des extrémités 37 correspondantes. A l’inverse, l’organe d’attache 29 comporte une portion en arc de cercle 35 située radialement à l’intérieur des extrémités 37 correspondantes.
Les organes d’attache 31, 33 sont fixés directement au support 19 tandis que l’organe d’attache 29 est fixé au support par l’intermédiaire de deux éléments élastiquement déformables 39.
Chaque élément déformable 39 présente une forme générale de C et comporte deux parties axiales 41, 43 parallèles, respectivement radialement interne et externe, reliées par une partie radiale 45. La partie axiale interne 41 forme une embase fixée au support 19, par exemple par vissage. Par ailleurs, les extrémités 37 de l’organe d’attache 29 sont fixées aux parties axiales externes 43, par exemple par vissage.
Chaque élément déformable 39 peut être réalisé en alliage de titane.
Les éléments déformables 39 sont opposés et situés en regard l’un de l’autre, de sorte que les extrémités libres des parties axiales externes 43 se font face.
Chaque élément 39 est déformable selon la direction radiale et permet, en se déformant, d’amortir les vibrations dans le support 19 en fonctionnement. Cela permet d’atténuer les vibrations transmises à travers le support 19 et propagées le long du tube 15 d’air de démarrage, augmentant ainsi la durée de vie de la vanne de démarrage.
Chaque organe d’attache 39 peut être fixé sur la partie externe 43 de chaque élément déformable 39 par l’intermédiaire d’une vis et d’un écrou (non représentés), ledit écrou étant monté dans une cage (non représentée) solidaire de l’organe d’attache 39, ledit écrou étant situé radialement entre la partie axiale externe 43 et le support 19.
Par ailleurs, l’élément déformable 39 peut être fixé au support 19 par l’intermédiaire d’une vis et d’un écrou (non représentés), ledit écrou étant monté dans une cage (non représentée) solidaire du support 19.
Préforme d’aube, aube et système de fixation d’aube de turbomachine Le présent exposé concerne le domaine des aubes en matériau tissé tridimensionnellement pour turbomachine, notamment pour aéronef, et plus particulièrement la fixation de telles aubes sur la turbomachine.
On connaît dans les turbomachines, notamment pour aéronef, des systèmes pour fixer des aubes en matériau composite, par exemple des aubes d’une soufflante, sur des pièces qui sont montées sur la structure centrale du moteur ou qui font partie de cette structure. Ces pièces sont métalliques en raison des contraintes mécaniques et d’intégration sur la structure centrale du moteur auxquelles elles doivent répondre.
Lors du fonctionnement de la turbomachine (aéronef en vol), les aubes de la soufflante sont soumises de manière principale à des sollicitations en flexion (en raison de l’incidence des aubes par rapport au flux d’air rencontré) qui génèrent des modes vibratoires et également à des sollicitations de pression aérodynamique constante. Ces sollicitations s’appliquent de manière statique et dynamique sur les aubes. En cas d’impact (ex : corps étrangers tels que oiseaux…) les aubes peuvent être soumises à des sollicitations de plus grandes amplitudes.
On connaît aujourd’hui deux types de fixation d’aube qui sont : - d’une part, une fixation par bridage comme illustré sur la où une aube 1A (partiellement représentée) en matériau composite présente en section transversale une forme en T retournée avec la barre verticale 1A1 du T formant la pale de l’aube et la barre horizontale 1A2 du T formant le pied de l’aube et où des éléments de fixation 1A3 traversent l’épaisseur du pied d’aube 1A2 pour venir le fixer à une pièce métallique horizontale 1A4 disposée en dessous, - et, d’autre part, une fixation tangentielle comme illustré sur la où une aube 1B (partiellement représentée) en matériau composite présente en section transversale une forme sensiblement verticale dont le pied d’aube1B1 est enchâssé dans une pièce métallique 1B2 disposée en dessous, plus particulièrement, dans l’espace ménagé entre deux parois parallèles 1B21 et 1B22 de la pièce 1B2 qui s’étendent perpendiculairement à une base horizontale 1B23 de cette pièce, des éléments de fixation 1B3 traversant horizontalement les deux parois parallèles 1B21 et 1B22 et le pied d’aube 1B1 pour fixer cette dernière à la pièce 1B2.
Bien que chacune de ces solutions soit satisfaisante, elles présentent néanmoins certains points d’amélioration.
Le miroir 250 est agencé de telle sorte qu’un deuxième faisceau lumineux incident sur la lame se trouve incident, après transmission de la lame, sur le miroir 250, de façon sensiblement perpendiculaire au miroir 250. Dans cet exemple, le deuxième faisceau lumineux est émis par la même source lumineuse 210 que le premier faisceau lumineux, et est référencé 221 également car ils ont les mêmes propriétés (cohérence et longueur d’onde) ; mais le premier faisceau et le deuxième faisceau ne sont pas émis simultanément.
Le deuxième faisceau incident est alors transmis une première fois par la lame 100, réfléchi par le miroir de référence 250 et transmis à nouveau par la lame 100. Il en résulte un faisceau de transmission 223 envoyé sur l’analyseur de front d’onde 240 des moyens d’analyse de front d’onde, afin de générer un deuxième signal de mesure caractéristique du front d’onde dudit faisceau de transmission.
On peut alors calculer, au moyen de l’unité de traitement 260 et à partir dudit premier signal de mesure et dudit deuxième signal de mesure, au moins un premier signal représentatif d’une déformation de la première face A de la lame par rapport à une première surface de référence et au moins un deuxième signal représentatif d’une déformation de la deuxième face B de la lame par rapport à une deuxième surface de référence, comme cela est décrit ci-dessous au moyen des , , , , .
Il est à noter que les éléments optiques du système 200 peuvent présenter des défauts de réalisation qui peuvent être pris en compte dans une étape de calibration pour ne pas perturber la qualité des mesures réalisées. Une façon pratique de procéder à la calibration est de mesurer ces défauts en réalisant une mesure de front d’onde dans la configuration de la dans laquelle la lame à analyser 100 aurait été retirée. Ces défauts ainsi mesurés sont ensuite soustraits aux mesures réalisées (présentées en détail ci-après) en présence de la lame à analyser 100.
De façon pratique la qualité optique du miroir de référence 250 pourra être choisie en fonction de la précision souhaitée sur les mesures de déformations des faces A et B de la lame analyser 100. En effet, la précision de ces mesures ne pourra pas être meilleure que la qualité optique du miroir de référence 250.
Le principe du calcul est décrit ci-dessous et est illustré au moyen des , , , , .
Le principe est décrit en prenant l’exemple d’un analyseur de front d’onde de type Shack-Hartmann mais s’applique à tout type d’analyseur de front d’onde, c’est-à-dire tout type de système de mesure capable de faire une mesure du front d’onde de façon directe sans avoir à faire interférer le faisceau de mesure avec un faisceau de référence. Ces analyseurs ont pour caractéristique commune notamment d’être sensibles à une dérivée du front d’onde.
La illustre ainsi un analyseur de type Shack-Hartmann identique à celui illustré sur la , avec notamment une matrice de microlentilles 20 et une matrice de détecteurs élémentaires 30.
Le principe est décrit en prenant l’exemple d’une lame à analyser à faces planes et sensiblement parallèles. On cherche ainsi les déformations des faces A et B de la lame par rapport à des surfaces de référence planes. Cependant, comme cela sera détaillé par la suite, le principe du calcul peut s’appliquer à d’autres formes de lames à faces parallèles.
Dans la première étape de l’exemple du procédé décrit au moyen des et , on génère deux faisceaux de réflexion 222a et 222b issus respectivement de la réflexion par les faces A et B de la lame. Comme illustré sur la , l’analyseur de front d’onde reçoit donc simultanément les fronts d’onde 310a et 310b des faisceaux de réflexion 222a, 222b respectivement. Chaque front d’onde 310a, 310b peut être déformé par rapport à un front d’onde de référence, par exemple un front d’onde plan.
Comme illustré sur la , chaque microlentille (20i, 20j, …) de la matrice de microlentilles intercepte et focalise une partie du front d’onde (310a,i, 310a,j, …) du front d’onde 310a et intercepte et focalise une partie du front d’onde (310b,i, 310b,j, …) du front d’onde 310b.
Comme illustré sur la , il s’ensuit un déplacement du barycentre d’une part de la tache de focalisation (330a,i, 330a,j,…) résultant de la focalisation par la microlentille (20i, 20j, …) de la partie du front d’onde (310a,i, 310a,j, …) du front d’onde 310a et d’autre part un déplacement du barycentre de la tache de focalisation (330b,i, 330b,j,…) résultant de la focalisation par la microlentille (20i, 20j, …) de la partie du front d’onde (310b,i, 310b,j, …) du front d’onde 310b.
En pratique, la matrice de détecteurs élémentaires 30 détecte pour chaque microlentille une répartition d’énergie lumineuse (330i, 330j, …) qui est une somme en énergie des taches de focalisation (330a,i, 330b,i,…) et (330a,j, 330b,j,…). Pour obtenir une somme en énergie de deux taches de focalisation 330a,i et 330b,i, on cherchera à ce que les taches de focalisation n’interfèrent pas et soient issues de deux faisceaux incohérents entre eux. Ceci est rendu possible, dans le cas de deux faisceaux issus des réflexions sur les deux faces d’une lame à faces sensiblement parallèles, par une source d’illumination dont la longueur de cohérence et inférieure à deux fois l’épaisseur optique de la lame.
D’une façon pratique les taches de focalisation (330a,i, 330b,i,…) et (330a,j, 330b,j,…) peuvent être superposées, partiellement superposées ou disjointes. Dans tous les cas, le déplacement de la répartition d’énergie lumineuse résultante (330i, 330j, …) par rapport à une position théorique nominale (par exemple la position des taches de focalisation issues d’un front d’onde plan) est significative de la pente locale de la moyenne pondérée des fronts d’onde des faisceaux de réflexion 222a et 222b.
Dans un cas où l’on néglige les réflexions multiples sur la lame, on peut déterminer que les coefficients de pondération pour établir ladite moyenne pondérée sont le coefficient de réflexion R 1 de la face A pour le faisceau 222a et le coefficient de réflexion R 2 de la face B multiplié par le carré du coefficient de transmission T du matériau dont est formée la lame et multiplié par le carré de (1-R 1 ) pour le faisceau 222b. (1-R 1 ) est, d’une part, la fraction du faisceau d’illumination transmis dans le substrat de la lame au niveau d’interface air-face A et, d’autre part la fraction du faisceau réfléchi par la face B et transmis dans l’air au niveau d’interface face A-air.
A partir du signal de mesure ainsi déterminé et correspondant à la matrice bidimensionnelle des déplacements, on peut déterminer une matrice des pentes locales du front d’onde correspondant à la moyenne pondérée des fronts d’onde de réflexion 222a et 222b et en déduire une matrice des valeurs du front d’onde correspondant mesurées au niveau de chaque microlentille.
Les et illustrent deux étapes pour la mise en œuvre d’un exemple de procédé d’analyse de la qualité de surface d’une lame 100 à faces sensiblement parallèles, au moyen d’un premier exemple d’un système d’analyse de la qualité de surface d’une lame. Dans cet exemple, on cherche à analyser la qualité des deux surfaces d’une lame plane à faces sensiblement parallèles.
Le système d’analyse de la qualité de surface d’une lame illustré sur les et et référencé 200, comprend au moins un premier support (non représenté sur les figures), configuré pour recevoir la lame 100 à analyser et un deuxième support (non représenté sur les figures) configuré pour recevoir un miroir 250 ( ). Le miroir est agencé par exemple de façon amovible, ou peut être occultable par exemple au moyen d’un cache ou peut être orientable, par exemple au moyen d’une rotation motorisée ou non, de façon à ce qu’un faisceau lumineux incident puis réfléchi par ce dernier ne soit pas reçu par les moyens d’analyse de front d’onde.
Le système 200 comprend en outre des moyens d’émission lumineuse comprenant une source d’émission lumineuse 210 à faible cohérence temporelle, et présentant au moins une longueur d’onde à laquelle la lame 100 est au moins partiellement transparente.
De façon générale, la source d’émission lumineuse 210 peut comprendre une lampe à incandescence, une diode électroluminescente ou LED (acronyme de « Light Emitting Diode »), une diode super luminescente ou SLED (acronyme de « Super Luminescent Diode ») ou encore une diode laser utilisée sous son seuil de génération de l’effet laser.
Le choix de la source lumineuse peut être adaptée à la lame que l’on cherche à analyser. Par exemple dans le cas de l’analyse d’un filtre spectral, la source d’émission lumineuse 210 peut comprendre une diode super luminescente (SLED) dont la longueur d’onde est choisie dans la bande spectrale de transmission du filtre interférentiel.
Le système 200 comprend en outre des moyens d’analyse du front d’onde comprenant, dans l’exemple des et un analyseur de front d’onde 240, par exemple, mais non limitativement, un analyseur de type Shack-Hartmann.
Le système 200 comprend par ailleurs une unité de traitement 260 configuré pour le traitement de signaux de mesure émis par l’analyseur de front d’onde 240 et peut comprendre une unité d’affichage (non représentée).
De façon générale, une unité de traitement à laquelle il est fait référence dans la présente description peut comprendre une ou plusieurs entités physiques, et se trouver rassemblée dans un ou plusieurs ordinateurs. Lorsque dans la présente description, il est fait référence à des étapes de calcul ou traitement pour la mise en œuvre notamment d’étapes de procédés, il est entendu que chaque étape de calcul ou traitement peut être mis en œuvre par logiciel, hardware, firmware, microcode ou toute combinaison appropriée de ces technologies. Lorsqu’un logiciel est utilisé, chaque étape de calcul ou traitement peut être mise en œuvre par des instructions de programme d’ordinateur ou du code logiciel. Ces instructions peuvent être stockées ou transmises vers un support de stockage lisible par l’unité de traitement et/ou être exécutées par l’unité de traitement afin de mettre en œuvre ces étapes de calcul ou traitement.
La source lumineuse 210 émet dans cet exemple un premier faisceau lumineux 221. Dans cet exemple, les moyens d’émission sont configurés pour qu’en opération, le faisceau lumineux 221 soit incident sur la lame de façon sensiblement perpendiculaire à la lame (incidence normale). Bien qu’une incidence normale soir privilégiée, il est possible d’adapter le système d’analyse pour que le premier faisceau lumineux soit incident avec un angle par rapport à la normale. Un tel exemple est illustré sur les , , .
Dans l’exemple des et , on cherche à analyser une lame à face parallèles sensiblement plane et les moyens d’émission sont configurés pour qu’en opération, le faisceau lumineux soit incident sur la lame avec un front d’onde sensiblement plan. Par exemple, les moyens d’émission comprennent, outre la source 210, un ensemble de lentilles optiques 211, 212, 215 et d’éléments de déflexion 213, 214 permettant de sensiblement collimater le faisceau lumineux en sortie de l’élément optique 215 et d’adapter la taille dudit faisceau à la taille de la lame à analyser. Avantageusement, l’ensemble des lentilles optiques permettent en outre d’assurer sensiblement une conjugaison optique entre la lame à analyser et un plan d’analyse de l’analyseur de front d’onde, par exemple le plan de la matrice de microlentilles dans le cas d’un analyseur de type Shack-Hartmann.
Comme illustré sur la , dans une première étape du procédé mis en œuvre dans cet exemple, le premier faisceau lumineux 221 est, d’une part, réfléchi par la première face A de la lame 100 pour former un premier faisceau de réflexion 222a et, d’autre part, transmis par la lame et réfléchi par la deuxième face B de la lame 100 puis transmis à nouveau par cette dernière pour former un deuxième faisceau de réflexion 222b.
Les moyens d’analyse de front d’onde sont configurés pour recevoir, sur la surface d’analyse de l’analyseur de front d’onde 240, le premier faisceau de réflexion 222a et le deuxième faisceau de réflexion 222b afin de générer un premier signal de mesure caractéristique d’une combinaison des fronts d’onde desdits premier et deuxième faisceaux de réflexion, comme cela sera détaillé par la suite.