FR2584811A1 - Device for measuring deformations of a body, in particular a wind tunnel model - Google Patents

Device for measuring deformations of a body, in particular a wind tunnel model Download PDF

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Abstract

A body C is provided with emitting or reflecting luminous points P1, P2, P3. An optical system casing 10 includes an input slot, followed by an optical system ending in two cylindrical lenses 14 and 24 which interact with photodetector arrays 15 and 25 which act in perpendicular directions. The signals from the arrays 15 and 25, which are of the charge transfer diode type, are gathered in a line SPD in order to be applied to a processing device DTS, calculating the centre of gravity CB for the various luminous spots detected by the arrays.

Description

Dispositif de mesuré de déformations d'un corps, notamment d'une maquette en soufflerie aérodynamique.Device for measuring deformations of a body, in particular a model in an aerodynamic wind tunnel.

L'invention concerne l'usage de dispositifs optoélectroniques pour effectuer, à distance et sans contact, des mesures de déformations sur un corps.The invention relates to the use of optoelectronic devices to perform, remotely and without contact, deformation measurements on a body.

La mesure de déformations s'impose notamment lors de l'étude du comportement d'un corps soumis à des sollicitations mécaniques: comportement au vent d'ouvrages d'art, tels que des ponts, des immeubles, des tours de refroidissement de centrales électriques de grandes dimensions; étude du comportement de structures de satellites en état d'impesanteur, ou en simulation d'ambiance thermique; étude de maquettes, notamment de maquettes d'aéronefs, en soufflerie aérodynamique, application sur laquelle on reviendra plus loin.The measurement of deformations is essential in particular when studying the behavior of a body subjected to mechanical stresses: wind behavior of engineering structures, such as bridges, buildings, cooling towers of power plants large dimensions; study of the behavior of satellite structures in a state of weightlessness, or in a simulated thermal environment; study of models, in particular of aircraft models, in an aerodynamic wind tunnel, application to which we will return later.

Plusieurs solutions ont déjà été proposées pour déterminer la déformation d'un corps.Several solutions have already been proposed for determining the deformation of a body.

I1 a notamment été envisagé d'utiliser des systèmes imageurs, qui mettent en oeuvre des caméras pour filmer la déformation en temps réel. Ces caméras ont des surfaces photosensibles bidimensionnelles dont les résolutions sont de 625 x 625 points pour une caméra Vidicon ou 500 x 500 points pour une caméra à détecteurs en circuits à transfert de charge (dont le nom abrégé est
DTC ou encore CCD de l'anglais Charge Coupled Device).
It has in particular been envisaged to use imaging systems, which use cameras to film the deformation in real time. These cameras have two-dimensional photosensitive surfaces whose resolutions are 625 x 625 dots for a Vidicon camera or 500 x 500 dots for a detector camera in charge transfer circuits (whose short name is
DTC or CCD from the English Charge Coupled Device).

Cette résolution, insuffisante, limite la précision des résultats obtenus, et de telles caméras ne permettent pas de mesurer d e très petits déplacements ou des micro-déformations. D'autres problèmes se posent au niveau de la durée de la mesure, à cause du fonctionnement par essence séquentiel de ces cameras.This insufficient resolution limits the precision of the results obtained, and such cameras do not allow very small displacements or micro-deformations to be measured. Other problems arise with the duration of the measurement, because of the essentially sequential functioning of these cameras.

On a aussi proposé dans la Demande de Brevet français publiée sous le N" 2 255 611 un dispositif d'observation stéréoscopique d'un corps, permettant d'en analyser les dé placements et les déformations. Dans ce dispositif, on balaie ligne par ligne la surface à étudier, au moyen d'un pinceau lumineux, et l'on capte les lumières rétrodiffusées par des rétroréflecteurs disposés sur le corps, en vue de calculer les déplacements des rétroréflecteurs résultant de la déformation.We have also proposed in the French Patent Application published under No. 2 255 611 a device for stereoscopic observation of a body, making it possible to analyze its displacements and deformations. In this device, we scan line by line the surface to be studied, by means of a light brush, and the light backscattered by retroreflectors arranged on the body is captured, in order to calculate the displacements of the retroreflectors resulting from the deformation.

Le système réalisé de cette manière est manifestement complexe; il présente, en outre,l'inconvénient de mettre en oeuvre plusieurs dispositifs optiques mobiles, dont un miroir tournant à grande vitesse. De surcroît, la résolution obtenue n'est pas exceptionnellement bonne, et surtout l'analyse de la surface du corps à étudier est séquentielle. Ceci pose à nouveau un problème de temps de mesure, c'est-à-dire de résolution temporelle, remarque étant faite qu'un balayage mécanique d'une image ne peut pas être très rapide
Pour fixer les idées sur un exemple, on reviendra maintenant sur le problème de la mesure de déformations subies par une maquette d'aéronef en soufflerie aérodynamique.
The system constructed in this way is clearly complex; it also has the disadvantage of using several mobile optical devices, including a mirror rotating at high speed. In addition, the resolution obtained is not exceptionally good, and above all the analysis of the surface of the body to be studied is sequential. This again poses a problem of measurement time, that is to say of temporal resolution, note that a mechanical scanning of an image cannot be very fast.
To fix ideas on an example, we will now return to the problem of measuring deformations undergone by an aircraft model in an aerodynamic wind tunnel.

Dans une telle application, le volume à analyser s'inscrit dans un cube de 4 mètres de côté. Ce cube doit être analysé avec un recul limité à environ 4 mètres. I1 en résulte immédiatement que le système optique utilisé devra être de courte focale. Cette dernière contrainte fait à son tour que l'on ne peut utiliser, en pratique, plusieurs circuits photodétecteurs à transfert de charge juxtaposés.In such an application, the volume to be analyzed fits into a cube of 4 meters on each side. This cube must be analyzed with a recoil limited to about 4 meters. It immediately follows that the optical system used must be of short focal length. This latter constraint in turn means that it is not possible in practice to use several juxtaposed charge transfer photodetector circuits.

Par ailleurs, la résolution requise est de 20 000 points dans chaque dimension. D'un autre côté, il est nécessaire que l'analyse puisse se faire jusqu'à des fréquences de l'ordre du kilohertz, car la maquette est généralement soumise à différents phénomènes vibratoires d'une centaine de hertz. Enfin, il faut que les mesures effectuées en différents points de la maquette puissent être considérées comme simultanées, constituant ainsi à chaque fois une sorte de Fhotographie instantanée de la maquette.In addition, the required resolution is 20,000 points in each dimension. On the other hand, it is necessary that the analysis can be done up to frequencies of the order of a kilohertz, because the model is generally subjected to different vibrational phenomena of a hundred hertz. Finally, it is necessary that the measurements made at different points of the model can be considered to be simultaneous, thus constituting each time a kind of instantaneous photograph of the model.

Cet exposé d'un problème particulier auquel le Demandeur a été confronté montre bien les difficultés que l'on peut rencontrer lors de mesures de déformations.This presentation of a particular problem with which the Applicant was confronted clearly shows the difficulties that can be encountered during deformation measurements.

Plus généralement, la présente invention a pour but de fournir un dispositif opto-électronique de mesures dimensionnelles à distance qui présente de hautes performances, à la fois en terme de résolution spatiale et de temps de mesure.More generally, the present invention aims to provide an opto-electronic device for dimensional measurements at a distance which has high performance, both in terms of spatial resolution and measurement time.

L'un des buts de l'invention est ainsi de fournir une résolution spatiale élémentaire de plusieurs milliers de points, résolution qui puisse être augmentée d'un facteur 10 par des procédés de traitement spécifiques de l'invention.One of the aims of the invention is thus to provide an elementary spatial resolution of several thousand points, a resolution which can be increased by a factor of 10 by specific processing methods of the invention.

Un autre bùt de l'invention est d'obtenir un tel résultat à partir d'un seul circuit intégré formant organe photodétecteur.Another aim of the invention is to obtain such a result from a single integrated circuit forming a photodetector member.

L'invention a aussi pour but d'effectuer des mesures du type précité qui puissent, tout en étant pratiquement simultanées, demeurer valables en présence de phénomènes vibratoires jusqu'à des fréquences de l'ordre d'une centaine de hertz.The invention also aims to carry out measurements of the aforementioned type which can, while being practically simultaneous, remain valid in the presence of vibratory phenomena up to frequencies of the order of a hundred hertz.

Encore un autre but de l'invention est de fournir un dispositif tel que défini ci-dessus, qui soit capabled'opérer avec une optique de courte focale, donc de grande profondeur de champ.Yet another object of the invention is to provide a device as defined above, which is capable of operating with an optic of short focal length, therefore of great depth of field.

Bien entendu, il est requis que ces buts soient atteints en utilisant des moyens purement électroniques, à l'exclusion notamment de tout balayage mécanique par prisme ou miroir tournant.Of course, it is required that these aims be achieved by using purely electronic means, to the exclusion in particular of any mechanical scanning by prism or rotating mirror.

Le dispositif opto-électronique dont l'invention fait usage est du type comportant - des moyens définissant sur le corps à mesurer une série de points lumineux (par émission ou par réflexion), - des moyens photodétecteurs à éléments discrets, placés à distance du corps, et agencés, en combinaison avec des moyens optiques, pour percevoir lesdits points lumineux quelle que soit leur position sur le corps, ainsi que pour délivrer au moins deux informations angulaires numériques en correspondance de chaque élément discret percevant un point lumineux; et - des moyens électroniques numériques propres à traiter ces informations numériques pour en déterminer les déformations du corps.The opto-electronic device of which the invention makes use is of the type comprising - means defining on the body to be measured a series of light points (by emission or by reflection), - photodetector means with discrete elements, placed at a distance from the body , and arranged, in combination with optical means, to perceive said light points whatever their position on the body, as well as to deliver at least two digital angular information in correspondence of each discrete element perceiving a light point; and - digital electronic means suitable for processing this digital information in order to determine the deformations of the body.

L'invention prévoit tout d'abord de faire usage d'une phase initiale d'acquisition individuelle des positions des différents points lumineux du corps, suivie d'une phase de poursuite durant laquelle ces points sont traités ensemble.The invention firstly provides for making use of an initial phase of individual acquisition of the positions of the various light points of the body, followed by a tracking phase during which these points are treated together.

Les moyens photodétecteurs préférentiellement utilisés sont deux barrettes linéaires d'éléments photosensibles qui sont de préférence de taille inférieure à celle de la tache créée sur eux par les points lumineux. Les deux barrettes sont disposées dans le plan focal des moyens optiques et orientées selon deux directions sensiblement perpendiculaires. Quant à eux, les moyens optiques associés sont des moyens d'anamorphose croisée transformant l'image de chaque point lumineux en deux segments de droites sensiblement orthogonaux dont les positions respectives sur les barrettes sont liées aux coordonnées spatiales des points lumineux sur la maquette.The photodetector means preferably used are two linear arrays of photosensitive elements which are preferably of size smaller than that of the spot created on them by the light points. The two bars are arranged in the focal plane of the optical means and oriented in two substantially perpendicular directions. As for them, the associated optical means are means of cross anamorphosis transforming the image of each light point into two segments of straight lines substantially orthogonal whose respective positions on the bars are linked to the spatial coordinates of the light points on the model.

Enfin, pour leur part, les moyens électroniques numériques comprennent des moyens de prétraitement propres à réaliser, simultanément sur chaque barrette, une détermination des barycentres de chacune des différentes taches d'éclairement perçues par cette barrette; et . des moyens de traitement avec poursuite permettant le suivi en continu des mouvements de chacun des points lumineux du corps, à partir des barycentres ainsi relevés sur chacune des barrettes.Finally, for their part, the digital electronic means comprise means of pretreatment capable of carrying out, simultaneously on each strip, a determination of the barycenters of each of the different lighting spots perceived by this strip; and. processing means with tracking allowing continuous monitoring of the movements of each of the light points of the body, from the barycenters thus identified on each of the bars.

La phase initiale d'acquisition peut s'effectuer à l'aide d'un allumage séquentiel des différents points lumineux du corps. Elle peut aussi tenir compte d'une connaissance a priori des positions des points lumineux, dans un état choisi du corps. Celui-ci est rendu immobile, pendant la phase initiale, autant que possible.The initial acquisition phase can be carried out using a sequential ignition of the various light points of the body. It can also take into account a priori knowledge of the positions of the light points, in a chosen state of the body. This is made immobile, during the initial phase, as much as possible.

Pour la phase de poursuite, les points lumineux sont allumés en principe simultanément, de préférence en permanence.For the tracking phase, the light points are normally on simultaneously, preferably permanently.

Selon un autre aspect de l'invention, les moyens électroniques numériques de prétraitement sont du type câblé. Ils comprennent . des moyens pour déterminer des fenêtres spatiales respectivement centrées sur chacune des taches d'éclairement, et . des moyens pour déterminer le barycentre des intensités d'éclairement ressenties par les différents éléments photodétecteurs de chaque fenêtre.According to another aspect of the invention, the digital electronic preprocessing means are of the wired type. They understand . means for determining space windows respectively centered on each of the lighting spots, and. means for determining the barycenter of the light intensities felt by the different photodetector elements of each window.

I1 est avantageux d'éliminer les fenêtres de largeur inférieure à celle que couvre un nombre prédéterminé d'éléments photodétecteurs adjacents les uns aux autres. It is advantageous to eliminate the windows of width less than that covered by a predetermined number of photodetector elements adjacent to each other.

En ce qui les concerne, les moyens optiques d'anamorphose croisée sont au moins partiellement constitués de deux dispositifs optiques de type cylindrique ou sphéro cylindrique, en particulier du type double Gauss cylindrique, du moins pour certaines applications.As far as they are concerned, the optical means of cross anamorphosis are at least partially made up of two optical devices of the cylindrical or spherical cylindrical type, in particular of the cylindrical double Gauss type, at least for certain applications.

Dans un mode de réalisation particulier, les moyens optiques d'anamorphose croisée comprennent deux dispositifs constitués chacun d': - un premier groupe de deux lentilles dont l'une au moins présente une face d'entrée cylindrique; la première lentille étant convergente et la seconde divergente; - une pupille conjuguée de la pupille d'entrée par le premier groupe de lentilles; -une lentille convergente, concave-convexe; et -un groupe de lentilles de sortie constitué d'au moins une lentille convergente possédant une face de sortie cylindrique et de préférence de deux telles lentilles.In a particular embodiment, the optical means of cross anamorphosis comprise two devices each consisting of: - a first group of two lenses, at least one of which has a cylindrical entry face; the first lens being convergent and the second diverging; - a pupil conjugated with the entrance pupil by the first group of lenses; -a converging, concave-convex lens; and a group of output lenses consisting of at least one converging lens having a cylindrical output face and preferably two such lenses.

On définira plus loin un mode de réalisation préférentiel de ces moyens optiques d'anamorphose croisée.A preferred embodiment of these optical anamorphic cross means will be defined below.

Dans une application telle que celle des maquettes d'aéronefs en soufflerie, le'corpus à-mesurer, c'est-àdire la maquette, est coopératif. I1 est alors possible de définir les points lumineux par des diodes électroluminescentes, ou encore, par des extrémités de fibres optiques couplées par ailleurs à une source de lumière telle qu'un laser.In an application such as that of aircraft models in the wind tunnel, the'corpus to be measured, that is to say the model, is cooperative. It is then possible to define the light points by light-emitting diodes, or even by the ends of optical fibers also coupled to a light source such as a laser.

Pour d'autres applications, les points lumineux seront définis par réflexion sur le corps, notamment à l'aide de rétroréflecteurs, qui recevront un faisceau lumineux produit par une source associée au dispositif de mesure et placée de préférence au voisinage immédiat des moyens optiques d'anamorphose croisée.For other applications, the light points will be defined by reflection on the body, in particular using retroreflectors, which will receive a light beam produced by a source associated with the measurement device and preferably placed in the immediate vicinity of the optical means d cross anamorphosis.

En disposant de manière adéquate deux dispositifs selon l'invention, on peut effectuer une mesure tridimensionnelle en temps réel.By suitably arranging two devices according to the invention, a three-dimensional measurement can be carried out in real time.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à l'examen de la description détaillée ciaprès, et des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est un schéma de principe d'un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est un schéma de principe d'un second mode de réalisation de l'invention; - la figure 3 est un schéma de principe d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, applicable aux maquettes d'aéronefs en soufflerie aérodynamique; - la figure 4 est un schéma en éclaté de l'optique d'anamorphose croisée incorporée au dispositif de la figure 3; - les figures 4A et 4B sont des vues dans deux plans perpendiculaires, des caractéristiques optiques des éléments de la figure 4; - la figure 4C est un- tableau donnant les valeurs numériques associées au dispositif des figures 4A et 4B;; - les figures 5A et 5B sont des schémas d'implantation des composants à l'intérieur d'un boîtier optique du dispositif; - la figure 6 est le schéma de principe de la partie électronique du dispositif selon l'invention; et - la figure 7 est le schéma détaillé d'une partie de l'électronique de la figure 6.Other characteristics and advantages of the invention will appear on examining the detailed description below, and the appended drawings, in which - Figure 1 is a block diagram of a first embodiment of the invention; - Figure 2 is a block diagram of a second embodiment of the invention; - Figure 3 is a block diagram of a preferred embodiment of the invention, applicable to aircraft models in an aerodynamic wind tunnel; - Figure 4 is an exploded diagram of the cross anamorphic lens incorporated in the device of Figure 3; - Figures 4A and 4B are views in two perpendicular planes, of the optical characteristics of the elements of Figure 4; - Figure 4C is a table giving the numerical values associated with the device of Figures 4A and 4B ;; - Figures 5A and 5B are layout diagrams of the components inside an optical box of the device; - Figure 6 is the block diagram of the electronic part of the device according to the invention; and - Figure 7 is the detailed diagram of part of the electronics of Figure 6.

Les dessins annexés comportent de nombreuses informations de caractère certain. Ils sont incorporés à la description non seulement pour compléter celle-ci, mais aussi pour contribuer à définir l'invention dans la mesure nécessaire.The accompanying drawings contain a lot of information of a certain nature. They are incorporated into the description not only to supplement it, but also to help define the invention to the extent necessary.

Sur la figure 1, on a désigné par C un corps dont on veut mesurer les déplacements et surtout les déformations.In Figure 1, we have designated by C a body whose displacements and especially the deformations we want to measure.

Ce corps, supposé ici coopératif, est muni de diodes électroluminescentes telles que P1, P2 et P3.This body, assumed here to be cooperative, is provided with light-emitting diodes such as P1, P2 and P3.

Le rayonnement de l'une de ces diodes, par exemple P1, est perçu par un boîtier optique BO, auquel est associé un dispositif de traitement des signaux DTS.The radiation from one of these diodes, for example P1, is perceived by an optical box BO, with which is associated a device for processing DTS signals.

Le boîtier optique BO comporte tout d'abord une fente d'entrée 10, suivie d'un objectif 11. Une lame semiréfléchissante 12 fait subir au rayonnement lumineux issu des points tels que P1 du corps deux trajets différents.The optical box BO first of all has an entry slot 10, followed by an objective 11. A semi-reflective strip 12 subjects the light radiation coming from the points such as P1 of the body to two different paths.

Le trajet direct passe par une lame 13 formant filtre à 0,9 micromètre, et suivie d'une lentille cylindrique par exemple plan convexe 14 qui forme une image du point P1 sur un ou, de préférence, plusieurs éléments d'une barrette de photodétecteurs 15. La lentille 14 réalise une anamorphose de l'image transformant chaque point lumineux en segment de droite pour qu'une image soit toujours formée sur la barrette 15 quelle que soit la position du point P1, à l'intérieur du domaine d'exploration. The direct path passes through a blade 13 forming a filter at 0.9 micrometer, and followed by a cylindrical lens, for example a convex plane 14 which forms an image of the point P1 on one or, preferably, several elements of a photodetector array. 15. The lens 14 performs an anamorphosis of the image transforming each light point into a line segment so that an image is always formed on the bar 15 regardless of the position of the point P1, within the exploration domain .

A partir de la lame 12, l'autre voie comporte un miroir plan de renvoi 22, suivi d'un filtre 23 analogue au filtre 13, puis d'une lentille cylindrique 24 disposée dans la direction perpendiculaire à la lentille 14. La lentille cylindrique 24 forme une image du point P1 sur un ou, mieux, plusieurs éléments d'une barrette de photodétecteurs 25, qui est perpendiculaire à la barrette 15. (La perpendicularité s'entend ici au sens optique, c'est-à-dire compte tenu des différents renvois qui ont pu avoir lieu précédemment.)
Les barrettes 15 et 25 sont dans cet exemple de réalisation des détecteurs multi-éléments linéaires à l'état solide, que l'on appelle aussi détecteurs à transfert de charge, et qui comportent chacune 2 048 capteurs.
From the blade 12, the other path includes a deflection plane mirror 22, followed by a filter 23 similar to the filter 13, then by a cylindrical lens 24 disposed in the direction perpendicular to the lens 14. The cylindrical lens 24 forms an image of the point P1 on one or, better, several elements of a photodetector array 25, which is perpendicular to the array 15. (The perpendicularity is understood here in the optical sense, that is to say account given the various references that may have taken place previously.)
In this example, the bars 15 and 25 are solid state linear multi-element detectors, also called charge transfer detectors, which each have 2,048 sensors.

Les signaux de sortie des barrettes 15 et 25 sont regroupés dans une ligne de transmission SPD, qui aboutit au dispositif de traitement des signaux DTS. Celui-ci comporte une interface, le cas échéant avec mémoire, notée IM. Un séquenceur SQ définit les signaux d'horloge propres au dialogue de l'interface IM avec les barrettes 15 et 25. Un organe de calcul CB détermine le barycentre des taches, comme on le verra plus loin.The output signals of the bars 15 and 25 are grouped together in a transmission line SPD, which terminates in the device for processing the DTS signals. This includes an interface, if necessary with memory, marked IM. A sequencer SQ defines the clock signals specific to the dialogue of the interface IM with the bars 15 and 25. A calculating member CB determines the barycenter of the spots, as will be seen below.

La figure 2 est de structure semblable à la figure 1, et ne sera pas décrite en détail.Figure 2 has a structure similar to Figure 1, and will not be described in detail.

On note simplement que les deux voies de mesure sont totalement indépendantes. Ainsi, le boîtier optique BO comporte deux lucarnes rectangulaires d'entrée 10 et 20, suivies de deux objectifs 11 et 21, puis des filtres 13 et 23 déjà mentionnés. Le reste suit comme précédemment.It is simply noted that the two measurement channels are completely independent. Thus, the optical box BO comprises two rectangular entry skylights 10 and 20, followed by two objectives 11 and 21, then filters 13 and 23 already mentioned. The rest follows as before.

La figure 3 est une variante intéressante, particulière ment applicable aux maquettes d'aéronefs en soufflerie aérodynamique.Figure 3 is an interesting variant, particularly applicable to aircraft models in an aerodynamic wind tunnel.

Une telle soufflerie, dont le contour est schématisé en
SA, reçoit intérieurement une maquette MA.
Such a wind tunnel, whose outline is shown schematically in
SA, internally receives a MA model.

Celle-ci est montée sur un support SM, traversé par un faisceau principal de fibres optiques FOP.This is mounted on a support SM, crossed by a main bundle of FOP optical fibers.

A l'intérieur de la maquette, les fibres optiques se distribuent en FO, pour aller rejoindre différents points que l'on souhaite localiser de manière caractéristique. Ceci a été schématisé ici en prenant des points
P1, P2 et P3 aux extrémités des ailes et à l'avant de l'aéronef. Bien entendu, la pratique peut faire intervenir un nombre de points bien plus élevé.
Inside the model, the optical fibers are distributed in FO, to reach different points that one wishes to locate in a characteristic way. This has been schematized here by taking points
P1, P2 and P3 at the ends of the wings and at the front of the aircraft. Of course, practice can involve a much higher number of points.

La fibre optique pricipale FOP reçoit, à travers une optique formant condenseur OC, le rayonnement d'une source de lumière SL, telle qu'un laser par exemple.The main optical fiber FOP receives, through an optic forming a condenser OC, the radiation from a light source SL, such as a laser for example.

De par son support SL, la maquette est mobile verticalement suivant la direction VT, ainsi qu'en lacet suivant la flèche incurvée LA, ou en roulis suivant la flèche incurvée RO.Through its support SL, the model is movable vertically in the direction VT, as well as in yaw according to the curved arrow LA, or in roll according to the curved arrow RO.

Un hublot F ménagé dans la paroi de la soufflerie aérodynamique SA, permet à un boîtier optique BO d'observer une partie au moins des points lumineux que porte la maquette.A porthole F formed in the wall of the aerodynamic wind tunnel SA allows an optical box BO to observe at least part of the light points carried by the model.

Ce boîtier est constitué comme précédemment, à l'aide de deux barrettes 15 et 25, mais l'on note que les autres éléments sont ici regroupés dans deux objectifs sphérocylindriques notés respectivement 110 pour la voie de mesure en direction X et 120 pour la voie de mesure en direction Y. On admet que les barrettes 15 et25 sont respectivement .chargées des mesures dans les directions X et Y.This box is constituted as before, using two bars 15 and 25, but it is noted that the other elements are here grouped in two spherocylindrical objectives denoted respectively 110 for the measurement channel in direction X and 120 for the channel of measurement in direction Y. It is assumed that the bars 15 and 25 are respectively loaded with measurements in the directions X and Y.

Comme précédemment, les signaux de sortie SPD sont appliqués au dispositif de traitement des signaux DTS.As before, the SPD output signals are applied to the DTS signal processing device.

Le détail d'un objectif sphéro-cylindrique est illustré sur la figure 4. I1 est constitué de six éléments 121 à 126, parmi lesquels on note quatre lentilles cylindriques 121, 122, 125 et 126, dont les rayons de courbure sont choisis pour réduire les aberrations de champ jusqu'à un angle d'incidence des rayons lumineux de 60", Les autres lentilles sont sphériques. L'image du diaphragme 123 par les lentilles 121 et 122 constitue la pupille d'entrée du dispositif optique.The detail of a sphero-cylindrical objective is illustrated in FIG. 4. It consists of six elements 121 to 126, among which there are four cylindrical lenses 121, 122, 125 and 126, the radii of curvature of which are chosen to reduce field aberrations up to an angle of incidence of the light rays of 60 ". The other lenses are spherical. The image of the diaphragm 123 by the lenses 121 and 122 constitutes the entrance pupil of the optical device.

la figure 4A illustre une vue en coupe du dispositif de la figure 4, dans le sens où toutes les lentilles sont actives.Figure 4A illustrates a sectional view of the device of Figure 4, in the sense that all the lenses are active.

La figure 4B; qui est une vue en coupe dans le sens perpendiculaire, montre que les faces d'entrée des lentilles 121 et 122 sont planes. Elle montre aussi que la face d'entrée de la lentille 125 est-plane,alors que c'est la face de sortie de la lentille 126 qui est plane.Figure 4B; which is a sectional view in the perpendicular direction, shows that the entry faces of the lenses 121 and 122 are planar. It also shows that the entry face of the lens 125 is planar, while it is the exit face of the lens 126 which is planar.

Sur la figure 4A,on voit la barrette photodétectrice, ici 25, en toute sa longueur,dans le plan image 127 de l'optique d'anamorphose croisée. Sur la figure 4B, on voit seulement la trace de la barrette 25 en coupe'dans le même plan 127.In FIG. 4A, we see the photodetector strip, here 25, in its entire length, in the image plane 127 of the cross anamorphosis optic. In FIG. 4B, we only see the trace of the bar 25 in section in the same plane 127.

La figure 4C donne les caractéristiques détaillées de l'optique d'anamorphose croisée utilisées préférentiellement selon l'invention. Cette figure part des références numériques déjà données aux lentilles. Chaque lentille est décomposée en son dioptre d'entrée et en son dioptre de sortie : ia colonne NO, qui définit le numéro des dioptres, attribue ainsi les dioptres 1 et 2 à la première lentille 121. Bien entendu, le diaphragme 123 et le plan image 127sont considérés comme des dioptres uniques.FIG. 4C gives the detailed characteristics of the cross anamorphic optics used preferentially according to the invention. This figure starts from the numerical references already given to the lenses. Each lens is broken down into its input diopter and its output diopter: the column NO, which defines the number of diopters, thus assigns dioptres 1 and 2 to the first lens 121. Of course, the diaphragm 123 and the plane image 127 are considered to be unique diopters.

La seconde colonne de la figure 4C repère à chaque fois la nature de la surface du dioptre : le code 20 indique qu'il s'agit d'une surface cylindrique, le code 1 qu'il s'agit d'une surface de révolution, et le code 0 qu'il s'agit d'une surface plane, ce qui est le cas du diaphragme 123 et du plan de sortie 127.The second column of FIG. 4C each time identifies the nature of the surface of the diopter: the code 20 indicates that it is a cylindrical surface, the code 1 that it is a surface of revolution , and the code 0 that it is a flat surface, which is the case of the diaphragm 123 and the exit plane 127.

La colonne RCO indique la courbure en mm . La colonne
SEPN indique l'épaisseur du dioptre situé avant la surface concernée, en millimètres.
The RCO column indicates the curvature in mm. The column
SEPN indicates the thickness of the diopter located before the surface concerned, in millimeters.

Les colonnes IND1 à IND3 montrent l'indice de réfraction du milieu optique situé en avant de la surface concernée, respectivement pour les longueurs d'ondes 0,000824 mm, 0,000850 mm, et 0,000800 mm.Columns IND1 to IND3 show the refractive index of the optical medium located in front of the surface concerned, respectively for the wavelengths 0.000824 mm, 0.000850 mm, and 0.000800 mm.

La colone DISP indique la dispersion du matériau constitutif de la lentille.The DISP column indicates the dispersion of the material constituting the lens.

La colonne HMAX indique la hauteur de l'élément optique constituant la lentille.The HMAX column indicates the height of the optical element constituting the lens.

Enfin, la colonne NAT indique à chaque fois le type de matériau, qui est ici soit l'air soit un verre à l'hexafîuorre de soufre. Finally, the NAT column indicates each time the type of material, which is here either air or a glass with sulfur hexafluorre.

La distance focale d'ensemble de cette optique d'anamorphose croisée est de 20 mm.The overall focal length of this cross anamorphic lens is 20 mm.

Par ailleurs, pour les dioptres cylindriques 1, 3, 9 et 11, quatre lignes supplémentaires indiquent les caractéristiques dans le plan perpendiculaire.Furthermore, for cylindrical diopters 1, 3, 9 and 11, four additional lines indicate the characteristics in the perpendicular plane.

Ces optiques d'anamorphose croisée peuvent être montées comme indiqué en 110 et 120 sur la figure 5A, dans une paroi latérale d'un boitier optique BO. L'une des optiques travaille en direct avec la barrette 15, placée sur un support S15 (figure 5B).These cross anamorphic optics can be mounted as indicated at 110 and 120 in FIG. 5A, in a side wall of an optical box BO. One of the optics works directly with the bar 15, placed on a support S15 (FIG. 5B).

L'optique 120 travaille avec la barrette 25, par l'intermédiaire d'un renvoi d'angle au moyen d'un miroir 22.The optic 120 works with the bar 25, by means of an angle gear by means of a mirror 22.

La barrette 25 est fixée sur un support S25.The bar 25 is fixed on a support S25.

Les barrettes sont reliées par différentes lignes d'alimentation et de signaux utiles constituant l'ensemble
SPD au circuit électronique de la figure 6 que l'on décrira maintenant.
The bars are connected by different supply lines and useful signals constituting the assembly
SPD to the electronic circuit of FIG. 6 which will now be described.

De manière classique, un boîtier 200 alimente les barrettes 15 et 25 avec les tensions et courants qui leur sont nécessaires.Conventionally, a box 200 supplies the bars 15 and 25 with the voltages and currents they need.

I1 part de la barrette 15 une liaison multiple 201, et de même de la barrette 25 une liaison multiple 202, qui va vers un bloc 210 chargé de commander les barrettes ("meneurs") à l'aide de signaux d'horloge, tout en effectuant une adaptation vidéo. I1 starts from the bar 15 a multiple link 201, and likewise from the bar 25 a multiple link 202, which goes to a block 210 responsible for controlling the bars ("leaders") using clock signals, all by performing a video adaptation.

Pour cela, il est prévu un synthétiseur de fréquences 205, qui commande une logique 206, laquelle d'une part élabore différents signaux d'horloge X'"T'"Ra' çRb destinés aux barrettes et transitant donc vers le bloc 210 par un bus 208. D'autre part, la logique 206 définit des adressesd'éléments binaires sur les barrettes par un autre bus 214 qui va vers un bloc 220 chargé de l'extraction des barycentres des taches lumineuses.For this, a frequency synthesizer 205 is provided, which controls a logic 206, which on the one hand develops different clock signals X '"T" "Ra' çRb intended for the bars and therefore passing to the block 210 by a bus 208. On the other hand, the logic 206 defines addresses of binary elements on the arrays by another bus 214 which goes to a block 220 responsible for the extraction of the barycenters of the light spots.

La liaison entre les blocs 210 et 220 se fait par un bus 212, lequel sépare les signaux vidéo relatifs aux éléments de rang pair et ceux relatifs aux éléments de rang impair, comme le comprendra l'homme de l'art au fait du fonctionnement des barrettes DTC.The connection between the blocks 210 and 220 is made by a bus 212, which separates the video signals relating to the elements of even rank and those relating to the elements of odd rank, as will be understood by those skilled in the art familiar with the operation of the DTC strips.

A partir du bloc 220, une interface 280 élabore des signaux numériques de coordonnées X. et Y., sur 16 bits i i en parallèle, dans un bus 295, qui peut aller vers un microcalculateur 290 auquel est associé un moniteur 295.From block 220, an interface 280 processes digital signals of coordinates X. and Y., on 16 bits i i in parallel, in a bus 295, which can go to a microcomputer 290 with which a monitor 295 is associated.

L'ensemble forme moyen de traitement avec poursuite.The whole form of treatment with continuation.

Les phases d'horloge indiquées plus haut à propos du bus 208 ont la signification suivante - wX est l'horloge qui règle le temps d'intégrationvdes
photodétecteurs, est l'horloge de lecture des photodétecteurs; - Ra est l'horloge de remise au niveau de référence de la diode de lecture des paquets de charges pour la voie paire; - < PRb est l'horloge de remise au niveau de référence de la diode de lecture pour la voie impaire.
The clock phases indicated above with respect to bus 208 have the following meaning - wX is the clock which regulates the integration time vdes
photodetectors, is the clock for reading photodetectors; - Ra is the clock for returning to the reference level of the diode for reading the packets of charges for the even channel; - <PRb is the reset clock to the reference level of the read diode for the odd channel.

I1 est maintenant fait référence à la figure 7.  I1 is now referred to in FIG. 7.

Les entrées V2i+l et V . représentent respectivement les
2i informations vidéo impaires et paires, qui arrivent en alternat sur les sorties des barrettes 15 et 25.
The V2i + l and V inputs. respectively represent
2i odd and even video information, which arrives alternately on the outputs of bars 15 and 25.

On voit également que le bloc de génération d'horloge 206 va engendrer lui-même les signaux de phases d'horloge et et vT déjà mentionnées, et ce sous le contrôle d'un bus 214 formant canal d'entrée/sortie.It can also be seen that the clock generation block 206 will itself generate the clock phase signals and and vT already mentioned, and this under the control of a bus 214 forming an input / output channel.

Les informations vidéo impaires des barrettes vont vers un circuit d'adaptation vidéo noté 221A. Les informations de rang pair vont sur un circuit d'adpatation vidéo noté 221B. Ces circuits 221A et 221B sont respectivement suivis de circuits de seuil 223A et 223B.The odd video information of the bars goes to a video adaptation circuit denoted 221A. The information of even rank goes on a video adaptation circuit denoted 221B. These circuits 221A and 221B are respectively followed by threshold circuits 223A and 223B.

En parallèle sur cela, les sorties des blocs 221A et 221B vont aussi sur un circuit 230 formant multiplexeur, et qui traite les informations de niveau vidéo issues de chacun des points des barrettes pour, d'une part, les appliquer à un convertisseur analogique/numérique 232, d'autre part les transmettre aussi à un circuit 225 formant détecteur du maximum de chaque tache, ce circuit 225 recevant aussi les sorties des circuits à seuil 223A et 223B.In parallel with this, the outputs of blocks 221A and 221B also go to a circuit 230 forming a multiplexer, which processes the video level information coming from each of the points of the bars in order, on the one hand, to apply them to an analog / digital 232, on the other hand also transmit them to a circuit 225 forming a detector of the maximum of each spot, this circuit 225 also receiving the outputs of the threshold circuits 223A and 223B.

Les étages 221 ont pour but d'aligner les signaux vidéo utiles par rapport aux signaux de référence du niveau d'obscurité, tel que défini dans les circuits à seuil 223.The stages 221 are intended to align the useful video signals with respect to the reference signals of the dark level, as defined in the threshold circuits 223.

Le multiplexeur analogique 230 remet en série les signaux de chaque pixel (qui proviennent en parallèle pour les rangs pair et impair) avant que ne soit faite leur numérisation sur six bits par le convertisseur 232. The analog multiplexer 230 puts the signals of each pixel in series (which come in parallel for the even and odd ranks) before their digitization on six bits is done by the converter 232.

Les informations vidéo issues des circuits d'adaptation 221 sont rendues discrètes par les circuits de seuil 223. Après cela, le circuit détecteur de maximum et de taches 225 utilise des comparateurs analogiques pour détecter la présence des taches, et indiquer à quel moment on rencontre le pixel qui définit le maximum de la tache. A ce moment, un circuit de mémoire du type premier rentré-premier sorti (FI-FO) référencé 226 stocke l'adresse qui se trouve sur le canal 214, ce qui assure la mémorisation de la position du maximum de chaque tache.The video information coming from the adaptation circuits 221 are made discrete by the threshold circuits 223. After that, the maximum and spot detector circuit 225 uses analog comparators to detect the presence of spots, and indicate when we meet the pixel that defines the maximum of the spot. At this time, a memory circuit of the first in-first-out (FI-FO) type referenced 226 stores the address which is on the channel 214, which ensures the memorization of the position of the maximum of each spot.

Un compteur de taches 228 est incrémenté à chaque fois qu'une nouvelle tache d'éclairement est rencontrée, tache qui est définie par un certain nombre de pixels adjacents, c'est-à-dire voisins, qui se trouvent exictés, compte tenu notamment des effets de seuil qui ont été appliqués en amont.A spot counter 228 is incremented each time a new lighting spot is encountered, a spot which is defined by a certain number of adjacent pixels, that is to say neighboring pixels, which are found to be exicted, taking account in particular threshold effects that were applied upstream.

Enfin, il est prévu un circuit 236 qui sert à la validation d'une grille de calcul de part et d'autre du maximum de la tache, afin d'extraire le barycentre de celle-ci.Finally, there is a circuit 236 which is used to validate a calculation grid on either side of the maximum of the spot, in order to extract the barycenter from the latter.

Le circuit 225 ayant défini par une impulsion le fait qu'il a rencontré un pixel maximum, on peut résumer le fonctionnement en disant que l'organe 226 stocke l'adresse correspondant à ce pixel, tandis que le compteur de taches 228 est incrémenté d'une unité et que le circuit de validation 236 définit un segment de part et d'autre du maximum, en termes de nombre de pixels à prendre en considération.The circuit 225 having defined by a pulse the fact that it has encountered a maximum pixel, we can summarize the operation by saying that the member 226 stores the address corresponding to this pixel, while the spot counter 228 is incremented by 'a unit and that the validation circuit 236 defines a segment on either side of the maximum, in terms of number of pixels to be taken into consideration.

Ce segment pourrait être de longueur fixe. En pratique, il est préférable de l'ajuster pour tenir compte de différentes caractéristiques de la tache, dont l'ampîi- tude de son pixel maximum, et éventuellement l'amplitude des pixels voisins.This segment could be of fixed length. In practice, it is preferable to adjust it to take into account different characteristics of the spot, including the amplitude of its maximum pixel, and possibly the amplitude of the neighboring pixels.

La sortie du convertisseur analogique 232 est appliquée à un circuit de retard numérique 234, qui peut être une mémoire tampon. Ce retard est destiné à permettre au circuit détecteur 225 de fonctionner pour détecter un maximum. I1 a bien sûr aussi pour but de permettre un retour en arrière sur le nombre voulu de pixels, tel que défini par la grille de calcul de l'organe 236 : on ne peut en effet savoir à l'avance quel sera le maximum, et par conséquent déterminer si le pixel courant va ou non intervenir dans un calcul de barycentre.The output of the analog converter 232 is applied to a digital delay circuit 234, which can be a buffer memory. This delay is intended to allow the detector circuit 225 to operate to detect a maximum. I1 is of course also intended to allow a return to the desired number of pixels, as defined by the calculation grid of the member 236: we cannot in fact know in advance what will be the maximum, and therefore determine whether or not the current pixel will intervene in a barycenter calculation.

Ainsi, les informations numérisées pour les pixels appartenant à chaque tache sont sélectionnées par le circuit de validation des grilles de calcul 236, pour être appliquées à des organes de calcul réalisés sous forme matérielle.Thus, the information digitized for the pixels belonging to each spot are selected by the validation circuit of the calculation grids 236, to be applied to calculation bodies produced in material form.

Ces organes de calcul comprennent tout d'abord un organe 242 qui réalise une somme de multiplications de la forme x. multiplié par yi, où yi est une information numérique
i i représentant l'intensité lumineuse perçue à chaque pixel, tandis que x. est une information numérique représentant la position de ce pixel.
These calculating members firstly comprise a member 242 which performs a sum of multiplications of the form x. multiplied by yi, where yi is digital information
ii representing the light intensity perceived at each pixel, while x. is digital information representing the position of this pixel.

L'organe de calcul 242 est fondé sur un circuit multiplicateur/accumulateur opérant sur 16 bits. Une mémoire 246 du type FIFO, c'est-à-dire premier rentré-premier sorti, réalise le stockage des informations que l'on appellera numérateurs, pour une raison que l'on comprendra plus loin.The calculation unit 242 is based on a multiplier / accumulator circuit operating on 16 bits. A memory 246 of the FIFO type, that is to say first-in-first-out, stores the information which will be called digitizers, for a reason which will be understood later.

Le circuit 244 réalise une sommation de ia forme
Ce circuit peut être un simple circuit accumulateur sur 16 bits. Là encore, sa sortie est appliquée à une mémoire 248 du type-FIFO, et qui stocke des dénominateurs.
The circuit 244 performs a summation of the form
This circuit can be a simple 16-bit accumulator circuit. Here again, its output is applied to a memory 248 of the FIFO type, which stores denominators.

En fin de lecture de la barrette concernée, qui est l'une des barrettes 15 et 25, un microprocesseur 280, connecté au canal d'entrée-sortie 214, va tout d'abord lire le nombre de taches détectées, tel qu'il est manifesté par le compteur 228.At the end of reading of the bar concerned, which is one of the bars 15 and 25, a microprocessor 280, connected to the input-output channel 214, will first of all read the number of spots detected, as it is shown by counter 228.

Ensuite, séquentiellement,pour chaque tache, il lit l'adresse du maximum dans le circuit 226.Then, sequentially, for each task, it reads the address of the maximum in the circuit 226.

I1 acquiert alors le numérateur et le dénominateur associés à la grille de calcul de la tache concernée, respectivement dans les mémoires 246 et 248. I1 then acquires the numerator and the denominator associated with the grid for calculating the task concerned, in memories 246 and 248 respectively.

Le microprocesseur 280 est alors en mesure de calculer le barycentre de la tache selon la formule barycentre = adresse grille x 16 + (numérateur x 16)
dénominateur
L'homme de l'art comprendra que le résultat est exprimé en seizièmes de pixel.
The microprocessor 280 is then able to calculate the barycenter of the task according to the formula barycenter = grid address x 16 + (numerator x 16)
denominator
Those skilled in the art will understand that the result is expressed in sixteenths of a pixel.

Typiquement, le calcul d'un barycentre par le moyen qui vient d1êtredécrit prend environ 90 microsecondes.Typically, the calculation of a barycenter by the means just described takes about 90 microseconds.

Ainsi, pour une application visant le suivi d'une dizaine de points en temps réel, il faut compter au total environ 2 millisecondes pour lire toute la barrette DTC qui est associée, et obtenir les adresses des dix taches avec une précision de -+ 1/16ème de pixel.Thus, for an application aiming to follow a dozen points in real time, it takes a total of approximately 2 milliseconds to read the entire DTC bar which is associated, and obtain the addresses of the ten spots with an accuracy of - + 1 / 16th pixel.

L'homme de l'art aura également compris qu'il est avan tageux que la largeur d'une tache lumineuse soit supérieure à la taille du pixel, pour augmenter la précision de la mesure.Those skilled in the art will also have understood that it is advantageous that the width of a light spot is greater than the size of the pixel, in order to increase the accuracy of the measurement.

Bien entendu, on pourra aussi faire usage du microprocesseur 280 ou bien des organes 221, 223 et 225 pour omettre des points parasites, définis par exemple par le fait que la longueur du segment auquel ils appartiennent est inférieure à une longueur paramétrée. I1 est ainsi possible de supprimer certaines surbrillances de l'image qui ne seraient pas dues aux diodes ou autres sources lumineuses placées sur la maquette.Of course, it will also be possible to use the microprocessor 280 or else the members 221, 223 and 225 to omit parasitic points, defined for example by the fact that the length of the segment to which they belong is less than a configured length. It is thus possible to remove certain highlights from the image which are not due to the diodes or other light sources placed on the model.

Les expérimentations effectuées par le Demandeur ont montré qu'un tel filtrage n'altère pas la précision du calcul du barycentre des taches intéressantes.The experiments carried out by the Applicant have shown that such filtering does not alter the precision of the calculation of the barycenter of the interesting spots.

Dans ce qui précède, on s'est rapporté à une seule barrette; bien entendu, les mêmes opérations sont effectuées pour la seconde barrette, opérant dans la direction perpendiculaire.In the above, we have referred to a single bar; of course, the same operations are carried out for the second bar, operating in the perpendicular direction.

Pour l'application aux maquettes d'aéronefs en soufflerie aérodynamique, on a besoin d'une seule barrette pour chaque direction de mesure. Pour d'autres applications, il est concevable de disposer pour chaque direction d'un réseau linéaire d'éléments photosensibles constitué de plusieurs barrettes de photodétecteurs en série, la continuité entre les barrettes étant réalisée avec des éléments optiques du type lame semi-transparente.For the application to aircraft models in an aerodynamic wind tunnel, only one bar is required for each direction of measurement. For other applications, it is conceivable to have, for each direction, a linear network of photosensitive elements consisting of several arrays of photodetectors in series, the continuity between the arrays being produced with optical elements of the semi-transparent plate type.

On comprendra que les dispositions qui viennent d'être décrites permettent d'effectuer une analyse bidimensionnelle sans moyens mécaniques. On atteint une grande résolution dans le champ, puisque dans l'exemple choisi la barrette retenue ayant 2048 photo-éléments, le gain est d'un facteur 100 environ par rapport aux matrices de photodétecteurs également disponibles. Les traitements de signaux qui viennent d'être décrits permettent d'atteindre une résolution largement inférieure au pixel.It will be understood that the arrangements which have just been described make it possible to carry out a two-dimensional analysis without mechanical means. A high resolution is reached in the field, since in the example chosen, the selected array having 2048 photo-elements, the gain is about a factor of 100 compared to the arrays of photodetectors also available. The signal processing which has just been described makes it possible to achieve a resolution much lower than the pixel.

Enfin, la vitese d'-analyse, que l'on a appelée aussi temps de mesure, obtenue selon l'invention, est largement supérieure à ce que permet la technique antérieure puisque, par exemple, une dizaine de points de la cible peuvent être localisés en moins de 2 millisecondes.Finally, the speed of analysis, which has also been called measurement time, obtained according to the invention, is much higher than what the prior art allows since, for example, ten points of the target can be located in less than 2 milliseconds.

Par ailleurs, l'optique d'anamorphose croisée qui a été décrite plus haut est très avantageuse en ce qu'elle permet la mise en oeuvre du dispositif de l'invention dans un domaine où il faut opérer avec un champ large, pouvant aller jusqu'à 70 , tout en conservant des aberrations acceptables.Furthermore, the cross anamorphosis optic which has been described above is very advantageous in that it allows the implementation of the device of the invention in a field where it is necessary to operate with a wide field, up to 'to 70, while retaining acceptable aberrations.

Ce qui vient d'être décrit permet l'acquisition simultanée d'un nombre assez important de pixels.What has just been described allows the simultaneous acquisition of a fairly large number of pixels.

I1 faut encore pouvoir traiter ces pixels simultanément. It is still necessary to be able to process these pixels simultaneously.

Pour cela, l'invention fait usage d'un micro-calculateur séparé, illustré en 290 sur la figure 6, et auquel peut être associé un moniteur de visualisation 298.For this, the invention makes use of a separate microcomputer, illustrated at 290 in FIG. 6, and with which a display monitor 298 can be associated.

Le calculateur 290 reçoit sur un bus 295 les informations de positon de barycentre définies par le microprocesseur 280.The computer 290 receives on a bus 295 the barycenter position information defined by the microprocessor 280.

Dans une phase initiale, les points lumineux de la cible sont allumés séquentiellement. Ceci permet d'acquérir les points un par un, en leurs deux coordonnées. On pourra bien sûr s'aider à cet effet de toutes informations connues à l'avance sur ces points, ce qui est particulièrement aisé dans le cas d'une maquette d'aéronef au repos dans la soufflerie aérodynamique.In an initial phase, the target's light points are lit sequentially. This makes it possible to acquire the points one by one, at their two coordinates. We can of course use for this purpose any information known in advance on these points, which is particularly easy in the case of an aircraft model at rest in the aerodynamic wind tunnel.

Par la suite, on peut opérer par continuité pour suivre les paires de coordonnées X et Y relatives aux différents points, ce qui permet une simplification considérable du traitement, et surtout une accélération de celui-ci, par rapport au cas où il faudrait à chaque fois traiter séquentiellement chacun des points lumineux que porte la cible.Thereafter, one can operate by continuity to follow the pairs of coordinates X and Y relative to the different points, which allows a considerable simplification of the processing, and especially an acceleration of this one, compared to the case where it would be necessary for each times treat sequentially each of the light points that the target carries.

L'invention permet ainsi une restitution d'attitude de la maquette d'aéronef (ou de tout autre corps que l'on souhaite mesurer). Mais, de par la grande précision et le temps de réponse faible qu'elle procure, l'invention permet aussi le suivi dynamique des positions des points, pour accéder à des déformations que peut subir cette maquette ou ce corps. Et ceci est vrai même si l'on tient compte de vibrations à fréquence relativement élevée, qui peuvent atteindre une centaine de hertz.The invention thus allows an attitude restitution of the aircraft model (or of any other body which it is desired to measure). However, due to the high precision and the low response time that it provides, the invention also allows dynamic monitoring of the positions of the points, in order to access the deformations that this model or this body can undergo. And this is true even if we take into account relatively high frequency vibrations, which can reach a hundred hertz.

Jusqu'à présent, on a considéré une mesure effectuée suivant deux coordonnées. En utilisant en même temps un autre dispositif selon l'invention, orienté dans une direction différente par rapport au corps, il est bien entendu possible de faire sur celui-ci des mesures tridimensionnelles.Up to now, a measurement made according to two coordinates has been considered. By using at the same time another device according to the invention, oriented in a different direction relative to the body, it is of course possible to make three-dimensional measurements thereon.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit. Elle s'étend au contraire à toute variante qui résulte de la description ainsi que des revendications ci-après. Of course, the invention is not limited to the embodiment described. On the contrary, it extends to any variant which results from the description and from the claims below.

Claims (15)

Revendications.Claims. 1. Dispositif opto-électronique, pour effectuer à distance et sans contact des mesures des déformations d'un corps, du type comportant - des moyens définissant sur le corps (C) une série de points lumineux (P1-P3); - des moyens photodétecteurs (BO) à éléments discrets placés à distance du corps, et agencés, en combinaison avec des moyens optiques, pour recevoir lesdits points lumineux quelle que soit leur position sur le corps, ainsi que pour délivrer au moins deux informations angulaires numériques (SPD) en correspondance de chaque élément discret percevant un point lumineux; et - des moyens électroniques numériques,propres à traiter ces informations numériques pour en déterminer les déformations; caractérisé, en combinaison - par le fait que, après une phase initiale d'acquisition individuelle des positions des différents points lumineux du corps, ceux-ci sont traités ensuite ensemble dans une phase de poursuite; - par le fait que les moyens photodétecteurs sont deux réseaux linéaires de barrettes de photodétecteurs (15, 25), disposés dans le plan focal des moyens optiques et orientés selon deux directions sensiblement perpendiculaires, la taille de chacun des éléments photosensibles étant inférieure à celle de la tache créée sur eux par les points lumineux, les moyens optiques associés (10-14; 20-24) étant des moyens d'anamorphose croisée transformant l'image de chacun des points lumineux en deux segments de droite sensiblement orthogonaux;; - par le fait que les moyens électroniques numériques comprennent . des moyens de prétraitement (DTS) propres à réaliser, simultanément sur chaque barrette, une détermination de barycentre dans chacune des différentes taches d'éclairement perçues par cette barrette; et . des moyens de traitement avec poursuite (MTP) permettant le suivi en continu des mouvements de chacun des points lumineux du corps, à partir des barycentres relevés sur chacune des barrettes.1. Opto-electronic device for remotely contactlessly measuring deformations of a body, of the type comprising - means defining on the body (C) a series of light points (P1-P3); - photodetector means (BO) with discrete elements placed at a distance from the body, and arranged, in combination with optical means, to receive said light points whatever their position on the body, as well as to deliver at least two digital angular information (SPD) in correspondence of each discrete element perceiving a luminous point; and - digital electronic means, suitable for processing this digital information to determine the deformations; characterized, in combination - by the fact that, after an initial phase of individual acquisition of the positions of the various light points of the body, these are then treated together in a tracking phase; - by the fact that the photodetector means are two linear arrays of photodetector arrays (15, 25), arranged in the focal plane of the optical means and oriented in two substantially perpendicular directions, the size of each of the photosensitive elements being less than that of the spot created on them by the light points, the associated optical means (10-14; 20-24) being means of cross anamorphosis transforming the image of each of the light points into two substantially orthogonal line segments; - by the fact that the digital electronic means include. pre-treatment means (DTS) suitable for carrying out, simultaneously on each strip, a determination of barycenter in each of the different lighting spots perceived by this strip; and. tracking processing means (MTP) allowing the continuous monitoring of the movements of each of the light points of the body, from the barycenters noted on each of the bars. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la phase initiale d'acquisition s'effectue à l'aide d'un allumage séquentiel des différents points lumineux du corps, tandis que ceux-ci sont allumés simultanément, de préférence en permanence, pendant la phase de poursuite. 2 Device according to claim 1, characterized in that the initial acquisition phase is carried out using a sequential lighting of the various light points of the body, while these are lit simultaneously, preferably permanently , during the chase phase. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la phase initiale s'effectue à l'aide d'une connaissance a priori des positions des points lumineux1 dans un état choisi du corps.3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the initial phase is carried out using a priori knowledge of the positions of the light points1 in a selected state of the body. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps est immobile pendant la phase initiale.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the body is immobile during the initial phase. 5. Dispositif selon l'une des revendications i à 4, caractérisé en ce que les moyens électroniques numériques de prétraitement (DTS) sont du type câblé.5. Device according to one of claims i to 4, characterized in that the digital electronic preprocessing means (DTS) are of the wired type. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens électroniques numériques de prétraitement comprennent des moyens pour déterminer des fenêtres spatiales respectivement centrées sur chacune des taches d'éclairement, et des moyens pour déterminer le barycentre des intensités d'éclairement ressenties par les différents éléments photodétecteurs de chaque fenêtre.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the digital electronic preprocessing means comprise means for determining spatial windows respectively centered on each of the lighting spots, and means for determining the barycenter of the intensities of illumination felt by the different photodetector elements of each window. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par l'élimination des fenêtres de la largeur inférieure à celle que couvre un nombre prédéterminé d'éléments photodétecteurs adjacents.7. Device according to claim 6, characterized by the elimination of the windows of the width less than that which covers a predetermined number of adjacent photodetector elements. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens optiques d'anamorphose croisée sont au moins partiellement constitués de deux dispositifs de type cylindrique ou sphéro-cylindrique (110 120).8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the optical means of cross anamorphosis at least partially consist of two devices of the cylindrical or sphero-cylindrical type (110 120). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens optiques d'anamorphoe croisée sont du type double-gauss cylindrique (110, 120).9. Device according to claim 8, characterized in that the optical anamorphic cross means are of the cylindrical double-gauss type (110, 120). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens optiques d'anamorphose croisée comprennent deux dispositifs constitués chacun d': - un premier groupe de deux lentilles dont l'une au moins présente une face d'entrée cylindrique; la pre mière lentille étant convergente et la seconde divergente;- - une pupille, conjuguée de la pupille d'entrée par le premier groupe de lentilles; - une lentille convergente, concave-convexe; et - un groupe de lentilles de sortie constitué d'au moins une lentille convergente poss-édant une face de sortie cylindrique.10. Device according to claim 9, characterized in that the optical means of cross anamorphosis comprise two devices each consisting of: - a first group of two lenses, at least one of which has a cylindrical entry face; the first lens being convergent and the second diverging; - a pupil, conjugated with the entrance pupil by the first group of lenses; - a converging, concave-convex lens; and - a group of output lenses consisting of at least one converging lens having a cylindrical output face. 11. Dispositif selon la revendication 10,caractérisé en ce que le groupe de sortie comprend deux lentilles convergentes possédant une face de sortie cylindrique.11. Device according to claim 10, characterized in that the outlet group comprises two converging lenses having a cylindrical outlet face. 12. Dispositif selon la revendication 11, possédant sensiblement les caractéristiques du tableau de la figure 4C.12. Device according to claim 11, having substantially the characteristics of the table of Figure 4C. 13. Dispositif selon l'une des revendication précédentes, caractérisé en ce que, le corps étant coopératif, les points lumineux sônt définis du côté du corps lui-même, par des diodes électroluminescentes, de préférence par des extrémités de fibres optiques couplées par ailleurs à une source due lumière telle qu'un laser (SL).13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that, the body being cooperative, the light points are defined on the side of the body itself, by light-emitting diodes, preferably by ends of optical fibers coupled elsewhere. to a light source such as a laser (SL). 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les points lumineux sont définis par réflexion sur le corps, de préférence par rétroréflecteurs, d'un faisceau lumineux produit par une source associée au dispositif.14. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the light points are defined by reflection on the body, preferably by retroreflectors, of a light beam produced by a source associated with the device. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la source est placée au voisinage immédiat des moyens optiques d'anamorphose croisée. 15. Device according to claim 14, characterized in that the source is placed in the immediate vicinity of the optical means of cross anamorphosis. i6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux jeux de moyens photodétecteurs et d'optiques d'anamorphose croisée associés, ce qui permet une mesure tridimensionnelle en temps réel. i6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises two sets of photodetector means and associated cross anamorphosis optics, which allows three-dimensional measurement in real time.
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