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CENTRE NATIONAL de RECHERCHES METALLURGIQUES,
Association sans but lucratif à Bruxelles (Belgique).
Procédé de mesure des distances par voie optique.
La présente invention est relative à un procé- dé de mesure des distances par voie optique.
On connaît depuis longtemps diverses méthodes optiques pour mesurer des distances, comme par exemple celle existant entre deux points ou entre un point et une surface déterminée.
Ces méthodes utilisent le plus souvent une sour- ce lumineuse obtenue par exemple par combustion d'un matériau .quelconque, par chauffage, électrique ou non, arc électrique, etc..., source qui envoie un faisceau lumineux sur.l'objet dont on veut mesurer la distance.
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Suivant un moyen connu pour effectuer cette mesure, on utilise un organe récepteur de lumière que l'on déplace jusqu'à ce qu'il enregistre le maximum de lumière ré- fléchie par le dit objet. La connaissance de la distance en- tre la source d'émission et l'organe récepteur, ainsi que l'orientation de leurs axes optiques par rapport à la ligne "source-organe de réception" permet par une triangulation classique de calculer la distance cherchée.
De telles méthodes sont en général' suffisantes pour fournir des résultats ne nécessitant pas une très 'grande précision. Toutefois, comme elles sont sensibles à nombre d'éléments perturbateurs, tels que l'absorption des rayons au cours de leur trajet, les variations de température am- biante sur le dit trajet, distance trop grande, présence de poussières, diffusion du faisceau, faible coefficient de ré- flexion, largeur de la bande émise, ouverture trop grande du faisceau, dimensions de la tache lumineuse sur l'objet éclai- ré, inter@pence avec d'autres faisceaux, etc.., il s'ensuit que ces méthodes sont en général impropres ou même impossi- bles à employer lorsque la précision nécessaire est très éle- vée .
La présente invention a pour objet un procédé permettant d'éliminer les inconvénients cités ci-dessus.
Le procédé objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que l'on mesure la distan- ce existant entre un objet et un endroit déterminé, en proje- tant sur cet objet à partir d'un émetteur, un rayonnement type Laser ou Maser dont l'orientation est connue par rapport
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à une direction de référence, et en mesurant en un point dont la position est connue en fonction de celle de l'émet- teur, l'angle fait avec une direction de référence par le faisceau de rayonnement renvoyé par l'objet vers ce point, ce qui permet de calculer la position de l'objet par rapport à l'émetteur et par voie de conséquence par rapport à tout endroit dont la position est connue ou connaissable par rap- port à celle de 1'émetteur et du récepteur.
On choisira de préférence la position du récep- teur suivant les lois de l'optique, c'est-à-dire dans le ou les directions dans lesquelles les faisceaux réfléchis ont la plus grande intensité.
Il ne sort pas du cadre de la présente inven- tion, de fixer le récepteur sur un .ngle de vis6e déterminé par rapport à une direction de référence, et de déplacer le dit récepteur jusqu'à ce que son axe optique rencontre le point d'impact du faisceau lumineux sur l'objet visé, ce qui permet encore de calculer la distance cherchée au moyen d'une triangulation classique.
'Cette méthode présente notamment l'avantage d'une très grande précision car les sources lumineuses Laser ou Maser sont très intenses ce qui permet donc une focalisa- tion très poussée du faisceau émis, une tache d'impact très petite et donc une mesure plus précise des angles de visée.
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NATIONAL METALLURGICAL RESEARCH CENTER,
Non-profit association in Brussels (Belgium).
Optical distance measurement method.
The present invention relates to a method for measuring distances by optical means.
Various optical methods have long been known for measuring distances, such as for example that existing between two points or between a point and a determined surface.
These methods most often use a light source obtained for example by combustion of any material, by heating, electric or not, electric arc, etc., a source which sends a light beam onto the object of which we want to measure the distance.
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According to a known means of carrying out this measurement, a light receiving member is used which is moved until it registers the maximum amount of light reflected by said object. Knowledge of the distance between the source of emission and the receiving member, as well as the orientation of their optical axes with respect to the "source-receiving member" line, makes it possible by a conventional triangulation to calculate the sought distance. .
Such methods are generally sufficient to provide results which do not require great precision. However, as they are sensitive to a number of disturbing elements, such as absorption of rays during their path, variations in ambient temperature on the said path, too great a distance, presence of dust, scattering of the beam, low coefficient of reflection, width of the emitted band, opening of the beam too large, dimensions of the light spot on the illuminated object, inter @ pence with other beams, etc., it follows that these methods are generally unsuitable or even impossible to use when the required precision is very high.
The subject of the present invention is a method making it possible to eliminate the drawbacks mentioned above.
The method which is the subject of the present invention is essentially characterized in that the distance existing between an object and a determined location is measured by projecting onto this object from an emitter, laser type radiation or Maser whose orientation is known relative to
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to a reference direction, and by measuring at a point whose position is known as a function of that of the emitter, the angle made with a reference direction by the beam of radiation returned by the object to this point , which makes it possible to calculate the position of the object with respect to the emitter and consequently with respect to any place whose position is known or knowable with respect to that of the emitter and the receiver.
The position of the receiver will preferably be chosen according to the laws of optics, that is to say in the direction or directions in which the reflected beams have the greatest intensity.
It does not depart from the scope of the present invention, to fix the receiver on a determined viewing angle with respect to a reference direction, and to move said receiver until its optical axis meets the point of view. 'impact of the light beam on the targeted object, which still makes it possible to calculate the distance sought by means of a conventional triangulation.
'This method presents in particular the advantage of very high precision because the Laser or Maser light sources are very intense, which therefore allows very high focusing of the emitted beam, a very small impact spot and therefore a more precise measurement. precise viewing angles.