FR2734357A1 - Installation d'observation et procede pour effectuer des mesures tridimensionnelles sans contact - Google Patents
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Abstract
Installation d'observation (1) dans laquelle une machine de mesure (10) présente un élément mobile (12) selon trois axes de coordonnées (X, Y, Z) de la machine de mesure (10); l'élément mobile (12) est équipé d'une tête de mesure articulée (15) supportant un capteur d'observation (25) présentant une caméra de télévision et une source de faisceau laser; en analysant l'image bidimensionnelle saisie par la caméra de télévision et la position du faisceau laser dans l'image bidimensionnelle, on détermine les coordonnées d'un point par rapport à un système de référence du capteur d'observation (25); la mesure est ensuite reliée au système de référence de la machine de mesure.
Description
Installation d'observation et Drocédé pour effectuer des mesures
tridimensionnelles sans contact La présente invention concerne une installation d'observation et un procédé pour effectuer des mesures tridimensionnelles
sans contact.
On connaît des systèmes de mesure comprenant au moins un palpeur pouvant se déplacer dans un espace de mesure à trois dimensions, raccordé à un certain nombre de transducteurs pour déterminer la position du palpeur par rapport à un système de référence cartésien, et qui vient en contact avec
les surfaces d'un objet pour en déterminer les dimensions.
On connaît également des systèmes de mesure sans contact, qui comprennent des appareils d'observation, (par exemple des caméras de télévision), coopérant avec des appareils de
calcul pour traiter l'image et déterminer ainsi les dimen-
sions de l'objet saisi par l'appareil d'observation.
Les systèmes de mesure sans contact présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux systèmes à contact. En particulier: les systèmes de mesure sans contact permettent une mesure plus rapide que les systèmes à contact, dans lesquels les mesures sont effectuées en un certain nombre d'étapes en positionnant le palpeur en un certain nombre de différentes positions de contact; les systèmes de mesure sans contact permettent de mesurer des intervalles très petits (par exemple dans des carrosseries de véhicules), qui sont, soit impossibles, soit difficiles à mesurer en utilisant des systèmes à contact, lorsque le palpeur est plus grand aue l'intervalle ou ne peut pas être positionné facilement; les systèmes de mesure sans contact permettent de mesurer des matériaux déformables sans les déformer dans les opérations
de mesure.
D'autre part, les systèmes de mesure sans contact ne sont pas
aussi précis que les systèmes à contact.
En outre, en comportant des appareils d'observation qui ne peuvent pas être orientés dans un espace à trois dimensions, les systèmes de mesure sans contact connus ont un petit nombre de degrés de liberté de sorte qu'on ne peut effectuer des mesures que dans un petit nombre de directions dans !'espace. C'est un but de la présente invention de procurer une installation d'observation et un procédé pour effectuer des
mesures sans contact, et qui permet d'éliminer les inconvé-
nients caractéristiques des systèmes connus.
De façon plus spécifique, c'est un but de la présente invention de procurer une procédure d'étalonnage pour déterminer l'orientation et la position dans l'espace et les
caractéristiques optiques globales du dispositif d'observa-
tion en permettant ainsi des mesures dans une direction
quelconque dans un espace à trois dimensions.
Selon une définition générale de la présente invention, l'installation d'observation pour effectuer des mesures tridimensionnelles sans contact comprend: une machine de mesure présentant un élément mobile pouvant se déplacer dans un espace de mesure à trois dimensions;
ladite machine de mesure présentant des moyens pour détermi-
ner un premier vecteur définissant la position d'un point de référence dudit élément mobile par rapport à un premier système de référence de la machine de mesure elle-même et
défini par un premier système de référence cartésien compre-
nant des axes de coordonnées orthogonaux; un capteur d'observation d'une tête de mesure montée sur ledit élément mobile; ladite tête de mesure présentant des moyens de positionnement pour orienter ledit capteur d'observation dans ledit espace de mesure; ledit capteur d'observation comprenant au moins une caméra de télévision et une source de rayons laser;
ladite caméra de télévision couvrant un espace tridimen-
sionnel, en particulier un espace sous la forme d'un angle solide et présentant un axe optique; ledit faisceau laser présentant un axe de symétrie coupant ledit espace tridimensionnel; l'intersection dudit axe optique et dudit axe de symétrie définissant l'origine d'un deuxième système de référence cartésien faisant partie d'un deuxième système de référence dudit capteur d'observation; ledit deuxième système de référence cartésien comprenant des axes de coordonnées orthogonaux, un axe de ce système étant orienté selon ledit axe optique;
ladite caméra de télévision saisissant une image bidimension-
nelle définissant un plan image, au centre duquel peut être défini un point correspondant à l'origine dudit deuxième système de référence disposé avec les premier et deuxième axes de coordonnées, perpendiculaires l'un à l'autre et dans le plan image; ledit capteur d'observation fournissant, pour un point dans l'espace de mesure, une mesure exprimée par un vecteur de mesure relatif audit deuxième système de référence et orienté par rapport à ce deuxième système; ladite installation comprenant des moyens de calcul pour calculer un certain nombre de paramètres extrinsèques comprenant: au moins un vecteur de décalage s'étendant de l'origine dudit deuxième système de référence jusqu'audit point de référence dudit élément mobile, ledit vecteur de décalage étant défini pour au moins une première disposition desdits moyens de positionnement; au moins une matrice de rotation définissant les relations entre ledit premier système de référence cartésien et ledit deuxième système de référence cartésien; ladite installation comprenant des moyens de calcul pour calculer un deuxième vecteur exprimant la distance entre l'origine desdits premier et deuxième systèmes de référence; ledit deuxième vecteur étant calculé sur la base dudit premier vecteur et dudit vecteur de décalage; ladite installation présentant des moyens de calcul vectoriel pour calculer une mesure correcte en reliant ledit vecteur de mesure audit premier système de référence par l'intermédiaire de ladite matrice de rotation; et lesdits moyens de calcul vectoriel reliant ladite mesure correcte audit premier système de référence au moyen dudit
deuxième vecteur.
La présente invention a également pour objet un procédé de mesure tridimensionnelle sans contact qui comprend les étapes suivantes: déterminer un premier vecteur définissant la position, par rapport à un premier système de référence, d'un point de référence d'un élément mobile d'une machine de mesure;
ledit premier système de référence étant de la machine elle-
même et étant défini par un premier système de référence cartésien comprenant des axes de coordonnées orthogonaux; déterminer, au moyen d'un capteur d'observation monté sur la tête de mesure dudit élément mobile, un vecteur de mesure relatif à un deuxième système de référence du capteur d'observation lui-même et défini par un deuxième système de référence cartésien; calculer un certain nombre de paramètres extrinsèques comprenant: au moins un vecteur de décalage s'étendant de l'origine dudit deuxième système de référence jusqu'audit point de référence dudit élément mobile; au moins une matrice de rotation définissant la relation entre ledit premier système de référence cartésien et ledit deuxième système de référence cartésien; calculer un deuxième vecteur exprimant la distance entre les origines desdits premier et deuxième systèmes de référence respectivement; ledit deuxième vecteur étant calculé sur la base dudit premier vecteur et dudit vecteur de décalage; calculer une mesure correcte en reliant ledit vecteur de mesure audit premier système de référence par l'intermédiaire de ladite matrice de rotation; et relier ladite mesure correcte audit premier système de
référence au moyen dudit deuxième vecteur.
Une réalisation préférée non limitative de la présente invention va être décrite à titre d'exemple en se reportant au dessin joint, sur lequel: la figure 1 est une vue schématique d'une machine de mesure employée dans une installation d'observation selon les enseignements de la présente invention; - les figures 2a, 2b montrent un détail de la machine de la figure 1 dans deux positions opérationnelles différentes; - la figure 3 montre schématiquement le modèle employé pour décrire le dispositif optique de l'installation d'observation selon la présente invention; - la figure 4 montre schématiquement le principe de mesure de l'installation selon la présente invention; - les figures 5a, 5b, 5c, sont trois vues d'un étalon prismatique utilisé pour étalonner l'installation selon la présente invention; - les figures 6a, 6b, 6c, 6d montrent des étapes dans l'étalonnage de l'installation selon la présente invention; et - les figures 7a, 7b, 7c, 7d montrent des images saisies par
le dispositif d'observation selon la présente invention.
Le repère 1 sur la figure 1 désigne une installation d'obser-
vation pour effectuer des mesures tridimensionnelles sans contact, et dans laquelle une machine de mesure connue 10, par exemple du type à portique mobile, présente un élément (colonne) 12 qui peut être déplacé par des actionneurs (non représentés) à l'intérieur d'un espace à trois dimensions T
et dans trois directions de coordonnées X, Y, Z perpendicu-
laires les unes aux autres.
La machine de mesure 10 présente donc un système de référence X, Y, Z avec une origine O et elle comprend des transducteurs de mesure électroniques connus (non représentés) pour déterminer la position X, Y, Z de l'élément mobile 12 par rapport à l'origine O du système de référence X, Y, Z. L'installation de mesure 1 comprend également une tête de
mesure connue 15 pouvant être montée sur l'élément mobile 12.
De façon plus spécifique, la tête de mesure 15 comprend un premier corps 18 qui est solidarisé de l'élément mobile 12, et un deuxième corps 20 (figures 2a, 2b), qui est axialement
symétrique et qui est mobile par rapport au premier corps 18.
De façon plus spécifique, le deuxième corps 20 présente une
première portion terminale articulée sur une portion termi-
nale mobile 18a du premier corps 18 et pouvant donc tourner autour d'un axe pratiquement horizontal repéré en P sur les figures 2a, 2b (angle de tangage). La portion terminale mobile 18a peut également tourner par rapport à la colonne 12
autour de son propre axe de symétrie R (angle de roulis).
Les angles de tangage et de roulis varient de manière discrète de sorte que le nombre d'angles de tangage et de
roulis possible est un nombre fini.
En conséquence, la tête de mesure 15 présente deux "degrés de liberté" comprenant respectivement les rotations en roulis et
tangage ci-dessus.
Le corps 20 présente une deuxième portion terminale présen-
tant à son tour un dispositif de raccordement 22 (représenté schématiquement) pour monter un capteur d'observation 25
(représenté schématiquement) ou des palpeurs conventionnels.
En se reportant à la figure 3, le capteur d'observation 25 comprend un boîtier extérieur 28, qui est raccordé au dispositif de raccordement 22, et qui contient une caméra de télévision 31 (représentée schématiquement) et une source 33 de rayons laser 35. La caméra 31 couvre un espace à trois dimensions 38 représenté sur la figure 3 par un angle solide en forme de pyramide, avec son sommet au niveau de l'objectif (non représenté) de la caméra 31. L'angle solide 38 présente un axe optique 41 représenté par la ligne en traits mixtes: (points - tirets) et il est défini par quatre plans P1, P2, P3, P4 qui se coupent pour définir quatre arêtes K, L, M, N
(représentées par des lignes droites) de l'angle solide 38.
Le faisceau laser 35 présente un axe de symétrie 44 (indiqué par la ligne en traits mixtes: points-tirets) coupant l'espace à trois dimensions 38 et l'intersection des axes 44
et 41 est indiquée CR (centre de référence).
L'intersection du faisceau laser 35 et de l'angle solide 38 délimite un espace de mesurabilité 47 sous la forme d'un tronc de pyramide défini latéralement par des portions des plans P1, P2, P3, P4 et par des plans de base rectangulaires
P5 et P6 perpendiculaires à l'axe 41. De façon plus spécifi-
que, le plan P5 présente une arête rectiligne LM définie par l'intersection du faisceau 35 et du plan P1 et le plan P6 présente une arête rectiligne RM définie par l'intersection
du faisceau 35 et du plan P3 opposé au plan P1.
Les figures 7b, 7c, 7d montrent un certain nombre d'images
pour démontrer le principe opérationnel du capteur d'observa-
tion 25. Les figures 7b, 7d montrent des images respectives saisies par la caméra 31 d'un objet plat (par exemple une plaque métallique, non représentée) se trouvant dans le même plan que les plans P5 et P6, et qui montrent une ligne 50 (ligne de laser) définie par l'intersection du faisceau 35 et
de l'objet lui-même.
De façon plus spécifique, la ligne de laser 50 est située au niveau du bord latéral gauche de l'image sur la figure 7b et
au niveau du bord latéral droit de l'image sur la figure 7d.
Si l'objet plat est situé dans le même plan qu'un plan passant par le point CR et perpendiculaire à l'axe 41, la ligne de laser 50 est située à mi-distance dans l'image
(figure 7C).
L'emplacement de la ligne de laser 50 à l'intérieur de l'image et, de ce fait, la distance D entre la ligne de laser
50 et le centre CI de l'image, dépend de la position de l'ob-
jet sur l'axe 41 et de ce fait de la distance de l'objet à la
caméra 31.
En mesurant la distance D dans l'image saisie par la caméra, il est donc possible, au moyen de calculs trigonométriques connus, de déterminer la distance réelle de l'objet à la caméra. Le capteur d'observation 25 présente un système de référence interne X', Y', Z' avec une origine O' au centre de référence
CR, et avec l'axe Z' aligné le long de l'axe 41 (figure 3).
De façon plus spécifique, dans l'image rectangulaire bidimen-
sionnelle saisie par la caméra 31, les axes X', Y' peuvent être orientés dans le même plan que le plan image et avec l'origine O' au centre CI de l'image (figures 7b-7d). Bien que l'axe Z' ne soit donc pas détectable directement dans l'image, sa position est déterminée à l'aide de la ligne
laser 50, comme indiqué précédemment.
L'installation 1 (figure 1) comprend également une unité de traitement centrale 52 comprenant de façon conventionnelle un micro-ordinateur VAX, qui communique avec la machine de
mesure 10 (par laquelle elle reçoit la mesure de l'emplace-
ment de l'élément 12) et avec le capteur d'observation 25. De façon plus spécifique, le capteur 25 est raccordé à un ordinateur PC de traitement d'images (par exemple un PC 486), qui est raccordé par un réseau DECNET 53 à l'unité 52 pour
lui fournir l'information tridimensionnelle saisie à l'inté-
rieur de l'espace de mesurabilité 47.
On prévoit également un terminal vidéo 54 raccordé à l'unité 52 pour raccordement à la machine de mesure, et un terminal vidéo 54a raccordé au PC pour afficher l'image et entrer les
paramètres caractéristiques du capteur.
Pour fonctionner, l'installation 1 exige un certain nombre de ce qu'il est convenu d'appeler des paramètres d'étalonnage
intrinsèques et extrinsèques.
Les paramètres intrinsèques décrivent le fonctionnement interne du capteur d'observation 25 et sont intrinsèques à ce capteur. En fait, la caméra 31 fournit une image bidimensionnelle (figures 7a-7d) comprenant une matrice rectangulaire de pixels (par exemple 500 x 582) et dans laquelle l'information relative à l'emplacement (c'est-à-dire la distance) de l'objet le long de l'axe Z' est déterminée indirectement par la mesure et le traitement de la valeur de la distance D de la ligne de laser 50 au centre CI de l'image, comme indiqué précédemment. Les dimensions réelles de l'objet (selon X' et Y') sont
déterminées directement en examinant les dimensions corres-
pondantes dans l'image et en les convertissant au moyen d'un
facteur d'échelle approprié.
Chaque pixel dans l'image saisie par la caméra 31 correspond donc à une dimension réelle (en millimètres) qui est fonction de la distance de l'objet à la caméra 31. Autrement dit, une dimension réelle de l'objet (selon X' ou Y') est reliée à la dimension saisie dans l'image, par un facteur d'échelle qui est fonction de la distance selon Z': dimension réelle (en mm) = dimension de pixel x f(Z'),
o f(Z') est défini par un jeu de paramètres intrinsèques.
Les paramètres extrinsèques relient le capteur d'observation
au volume de mesure de la machine de mesure 10.
En fait, le capteur d'observation 25 produit des mesures relatives au système de référence X', Y', Z' à l'intérieur de l'espace de mesurabilité 47, et qui sont reliées au système de référence X, Y, Z de la machine 10 au moyen de paramètres extrinsèques. De façon plus spécifique, l'installation 1 utilise: - un premier jeu de paramètres extrinsèques défini par la matrice de rotation ROT-MAT reliant le système de référence X, Y, Z au système de référence X', Y', Z'; - un deuxième jeu de paramètres extrinsèques, qui décrivent le vecteur CT-CR ou ce qu'il est convenu d'appeler le facteur de DECALAGE (o CR est l'origine du système de référence X', Y', Z', et CT est le centre de l'élément mobile 12 (figure 3)). !0 Les paramètres extrinsèques ci- dessus sont calculés pour
chaque orientation possible de la tête de mesure 15.
La figure 4 montre la relation entre les divers systèmes de
référence, pour clarifier le fonctionnement de l'installa-
tion 1 et la manière dont les paramètres intrinsèques et
extrinsèques sont utilisés pour effectuer la mesure.
De façon plus spécifique, la figure 4 montre un système de référence cartésien X, Y, Z de la machine de mesure 10, le système de référence X', Y', Z' du capteur d'observation 25, le vecteur de DECALAGE s'étendant entre l'origine O' du système de référence X', Y', Z' et le centre CT de la tête de l'élément mobile 12, le vecteur CTPOS s'étendant entre l'origine O du système de référence X, Y, Z et le centre de la tête CT, et le vecteur V s'étendant entre l'origine O du système de référence X, Y, Z et l'origine O' du système de
référence X', Y', Z'.
Pour tout point donné P dans l'espace, le capteur d'observa-
tion 25 fournit une mesure exprimée par un vecteur m' relatif au système de référence cartésien X', Y', Z' et orienté par rapport à lui, et qui doit être relié au système de référence
X, Y, Z.
Dans ce but, au moyen de la matrice de rotation ROT-MAT, l'installation selon la présente invention convertit le vecteur m' saisi par le capteur d'observation 25 en fonction de l'équation m = ROT-MAT(m'), pour générer un vecteur m orienté selon le système de référence X, Y, Z. Un vecteur V doit également être ajouté au vecteur m pour relier la mesure du point P au système de référence X, Y, Z et obtenir une mesure M du point P par rapport à X, Y, Z,
c'est-à-dire M = m+V.
Le vecteur V est calculé en ajoutant le vecteur de DECALAGE au vecteur CTPOS. De façon plus spécifique, le vecteur CTPOS est fourni par les transducteurs (non représentés) disposés le long des trois axes de la machine 10 (et il décrit l'emplacement du centre CT de la tête de l'élément mobile 12 par rapport au système de référence X, Y, Z), et, comme on l'a noté, le vecteur de DECALAGE est l'un des paramètres extrinsèques.
On va maintenant décrire les opérations d'étalonnage effec-
tuées par l'installation selon la présente invention pour
définir les paramètres extrinsèques et intrinsèques.
Les opérations d'étalonnage sont effectuées à l'aide d'un
étalon prismatique.
Les figures 5a, 5b, 5c montrent une réalisation préférée de
l'étalon 60 selon la présente invention.
L'étalon 60 présente des sections transversales définies par des octogones réguliers et il est délimité par 26 parois latérales planes. De façon plus spécifique, l'étalon 60
comprend 18 parois carrées et 8 parois triangulaires.
Chaque paroi carrée et chaque paroi triangulaire présentent un trou neutre circulaire central 63 pour le but qui va être
décrit ci-après.
Pour effectuer les opérations d'étalonnage, l'étalon 60 est placé sur la machine de mesure 10, et une étape de mesure préliminaire (bloc 98 sur la figure 6a) est effectuée pour mesurer la disposition de l'étalon 60 par rapport au système de référence X, Y, Z de la machine 10. A ce stade de mesure préliminaire, les positions des trous 63 et l'orientation des faces de l'étalon prismatique par rapport au système de référence X, Y, Z de la machine 10 sont déterminées. L'étape de mesure préliminaire est effectuée en utilisant un palpeur mécanique connu (non représenté) monté sur le
dispositif de raccordement 22.
A la fin de l'étape de mesure préliminaire, le palpeur mécanique (non représenté) est retiré et la tête 15 est équipée du capteur d'observation 25 (bloc 99 en aval du
bloc 98).
En se reportant aux figures 6a et 6b, on va maintenant décrire les opérations effectuées par l'installation selon la présente invention pour calculer les paramètres extrinsèques relatifs à la définition de la matrice ROT-MAT. Dans la
description suivante, on se référera à l'image I (également
appelée plan image) saisie par la caméra 31 et visualisée sur
le terminal vidéo 54a.
En se référant à la figure 7a, l'image I comprend une matrice
de points rectangulaire délimitée par un contour rectangulai-
re, et, à l'intérieur de l'image I, on peut définir un point central (centre d'image) CI par lequel passe l'axe Z' du
système de référence X', Y', Z'.
On peut également définir à l'intérieur de l'image I une ligne droite rl parallèle aux grands côtés de l'image et correspondant à l'axe Y', et une ligne droite r2 parallèle aux petits côtés de l'image et correspondant à l'axe X'. Les
lignes rl et r2 se coupent au centre de l'image CI.
Au début (bloc 100 en aval du bloc 99), l'opérateur, utili-
sant une manette de commande 55 (figure 1), positionne la
tête de mesure 15 sur l'étalon 60, avec la caméra 31 en vis-
à-vis d'une face de l'étalon 60 orientée selon Z, et pendant
cette opération les angles de roulis et de tangage sont nuls.
La caméra 31 est ainsi orientée et saisit un trou 63 dans le plan image. Le bloc 100 est suivi par un bloc 110 dans lequel une procédure automatique est validée pour repositionner la tête de mesure 15 en une position pl (par rapport à X, Y, Z) de
sorte que le centre de l'image du trou 63 est situé exacte-
ment au centre d'image CI, et, dans cette position, l'axe Z'
passe exactement à travers le centre du trou.
Le bloc 110 est suivi par un bloc 120, dans lequel la tête 15 est déplacée le long de l'axe Z de la machine de mesure 10 de sorte que, du fait que l'axe de la machine 10 ne coïncide pas avec l'axe Z' du capteur 25, l'image du trou s'éloigne du
centre du plan image.
Le bloc 120 est suivi par un bloc 130, dans lequel une procédure automatique est validée pour repositionner la tête de mesure 15 en une position p2 (par rapport à X, Y, Z) de sorte que le centre de l'image du trou est situé exactement au centre d'image CI et, dans cette position, l'axe Z' passe
exactement à travers le centre du trou.
Le bloc 130 est suivi par un bloc 140, dans lequel est calculée la ligne (par rapport à X, Y, Z) passant par les
points pl et p2 et qui correspond à l'axe Z'.
Le bloc 140 est suivi par un bloc 150 (figure 6b), dans lequel la tête de mesure 15 est repositionnée automatiquement de sorte que, dans l'image saisie par la caméra 31, le trou
est situé proche de l'axe Y' (ligne rl).
Le bloc 150 est suivi par un bloc 160, dans lequel une procédure automatique est validée pour repositionner la tête en une position p3 de sorte que le centre de l'image du trou est situé exactement sur l'axe Y' et, dans cette
position, l'axe Y' passe exactement par le centre du trou.
Le bloc 160 est suivi par un bloc 170, dans lequel la tête 15 est déplacée par rapport à l'axe Y de sorte que l'image du
trou s'éloigne de l'axe Y'.
Le bloc 170 est suivi par un bloc 180, dans lequel une procédure automatiaue est validée pour repositionner la tête de mesure 15 en une position p4 de sorte que le centre de l'image du trou est situé exactement sur l'axe Y', et, dans cette position, l'axe Y' passe exactement par le centre du trou. Le bloc 180 est suivi par un bloc 190, dans lequel est calculée la ligne (par rapport au système X, Y, Z) passant
par les points p3 et p4, et qui correspond à l'axe Y'.
Le bloc 190 est suivi par un bloc 200, dans lequel, étant donné les axes Z' et Y', on définit l'axe X' perpendiculaire à eux et, de ce fait, le système de référence complet X', Y', Z'. Le bloc 200 est suivi par un bloc 210, dans lequel est calculée d'une manière connue la matrice ROT- MAT exprimant la relation angulaire entre les systèmes de référence X, Y, Z et
X', Y', Z'.
En se référant aux figures 6c et 6d, on va maintenant décrire les opérations effectuées par l'installation selon la présente invention pour calculer les paramètres extrinsèques
relatifs à la définition du vecteur de DECALAGE.
Au début (bloc 250 en aval du bloc 210), l'installation 1 valide une procédure automatique pour déplacer la tête de mesure 15 selon l'axe Z' (maintenant connu, du fait que le système de référence X', Y', Z' a été calculé), jusqu'à ce que la ligne de laser 50 soit située exactement au centre du plan image, et que le centre du trou soit situé exactement au centre CI de l'image (figure 7c). Dans cette position, p5, l'origine du système X', Y', Z', est située exactement au centre du trou projeté sur la face du prisme. La position du centre du trou (par rapport à X, Y, Z) est toutefois connue, ayant été obtenue par un jeu précédent de mesures (bloc 98), tandis que la position du centre CT de la tête (par rapport à X, Y, Z) est déterminée directement par la machine 10. Le vecteur de DECALAGE peut ainsi être calculé (bloc 260 en aval du bloc 250) en fonction de l'équation:
décalage = position p5 - position du centre de la tête CT.
En se référant à la figure 6c, on va maintenant décrire les
opérations effectuées pour calculer les paramètres intrinsè-
ques.
Au début (bloc 265 en aval du bloc 260), la ligne de laser est positionnée au centre du plan image en déplaçant la tête
de mesure 15 le long de l'axe Z' pour atteindre la posi-
tion K1 (Xl, Y1, Z1).
Le bloc 265 est suivi par un bloc 270, dans lequel un mouvement +deltaZ' est imparti à la tête 15 le long de l'axe
Z' pour atteindre la position K2 (X2, Y2, Z2).
Le bloc 270 est suivi par un bloc 275 pour déterminer le déplacement en pixels, y-pix, de la ligne de laser dans le plan image par rapport à la position initiale établie dans le
bloc 265.
Le bloc 275 est suivi par un bloc 280, dans lequel un paramètre DIM_PIX_Z2 est calculé en fonction de l'équation: DIM_PIXZ2 = deltaZ'/y- pix Le bloc 280 est suivi par un bloc 285, dans lequel un mouvement - deltaZ' est imparti à la tête 15 le long de l'axe
Z' pour atteindre la position K3 (X3, Y3, Z3).
Le bloc 285 est suivi par un bloc 290 pour déterminer le déplacement en pixels yl-pix, de la ligne de laser par rapport à la position initiale établie dans le bloc 265.
Le bloc 290 est suivi par un bloc 295, dans lequel les paramètres intrinsèques sont calculés: DIM_PIX_Z1 = deltaZ'/yl-pix YPIXREFER = ylpix
PIXZCSTADD = DIMPIXZ1
PIXZCST_MUL = (DIM_PIX_Z2 - DIM_PIX_Zl)/(y-pix-yl-pix) La relation entre la dimension physique en Z' dans le système de référence du capteur d'observation 25 et le nombre détecté de pixels est une fonction des paramètres intrinsèques calculée dans le bloc 295 selon l'équation: Z' = y-pix * [PIX_Z_CST_ADD + (y-pix - Y_PIXREFER) * PIXZCST_MUL] Le bloc 295 est suivi par un bloc 300, dans lequel l'image du trou est positionnée exactement dans le centre du plan image (position initiale) en déplaçant la tête de mesure 15 le long
de l'axe Z' pour atteindre une position P3 (X3, Y3, Z3).
Le bloc 300 est suivi par un bloc 310, dans lequel la tête 15 est déplacée selon les trois axes pour atteindre une position
P1 (Xi, Y1, Z1).
Le bloc 310 est suivi par un bloc 320, dans lequel sont
déterminés les déplacements de l'image du trou en pixels, x-
pix, y-pix, le long des axes X' et Y' et par rapport à la
position initiale P3 établie dans le bloc 300.
Le bloc 320 est suivi par un bloc 340, dans lequel sont calculés les paramètre suivants: DIMPIX X1 = [X3-Xl]/(x-pix) DIM_PIX_Y1 = [Y3-Y1]/(ypix) Le bloc 340 est suivi par un bloc 350, dans lequel une image du trou est positionnée au centre du plan image en déplaçant
la tête de mesure 15 le long de l'axe Z'.
Le bloc 350 est suivi par un bloc 360, dans lequel la tête 15 est déplacée le long des trois axes pour atteindre une
position P2 (X2, Y2, Z2).
On détermine également les déplacements de l'image du trou en pixels, xl-pix, yl-pix, le long des axes X' et Y' et par rapport à la position P2 établie dans le bloc 350 (bloc 362
en aval du bloc 360).
Le bloc 362 est suivi par un bloc 365, dans lequel sont calculés les paramètres suivants: DIM_PIX_X2 = [X2-X3]/(x'-pix) DIMPIX_Y2 = [Y2Y3]/(y'-pix) Le bloc 365 est suivi par un bloc 366, dans lequel sont définies les quantités suivantes (paramètres intrinsèques):
DELTAZPREFER = (Z2-Z3)
PIXX CSTMUL= (DIMPIXXl - DIM PIXX2)/(Z1-Z2)
PIX X CST ADD = DIM PIX X2
PIXYCST_MUL = (DIMPIX_Y1 - DIM_PIX_Y2)/(Z1-Z2)
PIXYCSTADD = DIMPIXY2
Les quantités ci-dessus forment les paramètres intrinsèques et, étant donné les coordonnées x-pix, y-pix en pixels du point dans l'image et l'emplacement du point selon Z', permettent la détermination des coordonnées réelles X', Y' du point selon les équations: X' = xpix*[PIXXCST_ADD +
(Z'-DELTA_ZP_REFER)*PIX_XCST_MUL]
Y' = y-pix*[PIXYCST_ADD + (Z' - DELTAZP_REFER)*
PIXY CSTMUL]
Pour toutes les autres inclinaisons de la tête de mesure 15 (toutes les combinaisons possibles d'angles de tangage et de roulis, dans lesquelles ces angles sont autres que nuls), les opérations ci-dessus sont seulement répétées pour calculer les paramètres extrinsèques (DECALAGE et ROT-MAT). Pour ce faire, on utilise les autres faces de l'étalon 60, en particulier la face dont la perpendiculaire vient le plus près de l'orientation du capteur 25 pour les angles de
tangage et de roulis fixés.
Les avantages de la présente invention apparaîtront claire-
ment à la lecture de la description précédente. En vertu des
procédures de calcul des paramètres intrinsèques et extrinsè-
ques, l'installation 1 permet de déterminer l'orientation et la disposition du dispositif d'observation dans l'espace (paramètres extrinsèques) et les caractéristiques optiques
globales du dispositif d'observation (paramètres intrinsè-
ques) pour permettre d'effectuer des mesures dans une
direction quelconque dans un espace à trois dimensions.
Claims (16)
1. Installation de mesures tridimensionnelle sans contact, caractérisée en ce qu'elle comprend: une machine de mesure (10) présentant un élément mobile (12)
pouvant se déplacer dans un espace de mesure à trois dimen-
sions (T); ladite machine de mesure (10) présentant des moyens pour déterminer un premier vecteur (CTPOS) définissant la position d'un point de référence (CT) dudit élément mobile (12) par rapport à un premier système de référence de la machine de mesure elle-même (10) et défini par un premier système de
référence cartésien (X, Y, Z) comprenant des axes de coordon-
nées orthogonaux X, Y, Z; un capteur d'observation (25) d'une tête de mesure (15) montée sur ledit élément mobile (12);
ladite tête de mesure (15) présentant des moyens de position-
nement (18) pour orienter ledit capteur d'observation (25) dans ledit espace de mesure (T); ledit capteur d'observation (25) comprenant au moins une caméra de télévision (31) et une source (33) de rayons laser (35);
ladite caméra de télévision (31) couvrant un espace tridimen-
sionnel (38), en particulier un espace sous la forme d'un angle solide et présentant un axe optique (41); ledit faisceau laser (35) présentant un axe de symétrie (44) coupant ledit espace tridimensionnel (38); l'intersection dudit axe optique (41) et dudit axe de symétrie (44) définissant l'origine d'un deuxième système de référence cartésien (X', Y', Z') faisant partie d'un deuxième système de référence dudit capteur d'observation; ledit deuxième système de référence cartésien comprenant des axes de coordonnées orthogonaux X', Y', Z', un axe (Z') de ce système étant orienté selon ledit axe optique (41); ladite caméra de télévision (31) saisissant une image bidimensionnelle définissant un plan image, au centre (CI) duquel peut être défini un point correspondant à l'origine dudit deuxième système de référence disposé avec les premier et deuxième axes de coordonnées (Y', X'), perpendiculaires l'un à l'autre et dans le plan image; ledit capteur d'observation (25) fournissant, pour un point (P) dans l'espace de mesure, une mesure exprimée par un vecteur de mesure (m') relatif audit deuxième système de référence (X', Y', Z') et orienté par rapport à ce deuxième système; ladite installation (1) comprenant des moyens de calcul pour calculer un certain nombre de paramètres extrinsèques comprenant: au moins un vecteur de DECALAGE s'étendant de l'origine (O') dudit deuxième système de référence (X', Y', Z') jusqu'audit point de référence (CT) dudit élément mobile (12), ledit vecteur de décalage étant défini pour au moins une première disposition desdits moyens de positionnement; au moins une matrice de rotation (ROT-MAT) définissant les relations entre ledit premier système de référence cartésien (X, Y, Z) et ledit deuxième système de référence cartésien
(X', Y', Z');
ladite installation (1) comprenant des moyens de calcul pour calculer un deuxième vecteur (V) exprimant la distance entre l'origine desdits premier et deuxième systèmes de référence; ledit deuxième vecteur (V) étant calculé sur la base dudit premier vecteur et dudit vecteur de décalage; ladite installation (1) présentant des moyens de calcul vectoriel pour calculer une mesure correcte (m) en reliant ledit vecteur de mesure (m') audit premier système de référence par l'intermédiaire de ladite matrice de rotation; et lesdits moyens de calcul vectoriel reliant ladite mesure correcte (M=m+V) audit premier système de référence au moyen
dudit deuxième vecteur (V).
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de calcul pour calculer ladite matrice de rotation comprennent: des moyens de mesure préliminaire (98) pour effectuer un cycle d'opérations de calcul initiales dans lesquelles un étalon (60) est placé sur la machine de mesure (10) et les positions d'éléments de référence de l'étalon (60) en relation avec le premier système de référence (X, Y, Z) sont mesurées; ledit étalon (60) présentant un certain nombre de faces, dont chacune présente un élément de référence central (63); des moyens de positionnement (100) pour positionner ledit capteur d'observation en vis-à-vis d'une face de l'étalon (60) et orienté selon un axe sélectionné (Z) du premier système de référence cartésien; ladite caméra de télévision (31) saisissant un élément de référence (63) dans le plan image; des premiers moyens de repositionnement (110) pour valider une procédure automatique grâce à laquelle ladite tête de mesure (15) est repositionnée dans une première position (pl) de telle sorte que le centre de l'image de l'élément de référence est disposé exactement au centre d'image (CI) et l'axe Z' du deuxième système de référence cartésien passe exactement par le centre de l'élément de référence; des premiers moyens de déplacement (120) dans lesquels un mouvement le long de l'axe sélectionné (Z) de la machine de mesure (10) est imparti à ladite tête de mesure (15), ledit mouvement faisant que l'image de l'élément de référence s'éloigne du centre du plan image; des deuxièmes moyens de repositionnement (130), dans lesquels une procédure automatique est validée pour repositionner ladite tête de mesure (15) dans une deuxième position (p2) de
telle sorte aue le centre de l'image de l'élément de réfé-
rence est situé exactement au centre d'image (CI), l'axe Z' du deuxième système de référence passant exactement, dans cette position, par le centre de l'élément de référence; des moyens de calcul d'un premier axe (140) pour calculer une première ligne passant par les première et deuxième positions (pl, p2) et relative au premier système de référence, ladite première ligne correspondant à l'axe Z'; des troisièmes moyens de repositionnement (150), grâce
auxquels la tête de mesure (15) est repositionnée automati-
quement de telle manière que, dans l'image saisie par la caméra de télévision (31), l'élément de référence est
positionné au voisinage immédiat du premier axe de coordon-
nées Y'; des quatrièmes moyens de repositionnement (160), grâce
auxquels une procédure automatique est validée pour reposi-
tionner ladite tête de mesure (15) dans une troisième position (p3) de telle sorte que le centre de l'image de l'élément de référence est positionné exactement sur le premier axe de coordonnées Y' et que, dans cette position, l'axe Y' passe exactement par le centre de l'élément de référence; des deuxièmes moyens de déplacement (170), grâce auxquels un mouvement relatif à l'axe Y du premier système de référence est imparti à ladite tête de mesure (15), ledit mouvement faisant que l'image de l'élément de référence s'éloigne de l'axe Y'; des cinquièmes moyens de repositionnement (180), grâce auxquels une procédure automatique est validée pour reposi- tionner la tête de mesure (15) dans une quatrième position (p4) de telle sorte que le centre de l'image de l'élément de référence est positionné exactement sur le premier axe de coordonnées Y' et que, dans cette position, l'axe Y' passe exactement par le centre de l'élément de référence; des moyens de calcul d'un deuxième axe (190) pour calculer
une deuxième ligne par rapport au premier système de réfé-
rence (X, Y, Z) et passant par lesdites troisième et qua-
trième positions (p3, p4), ladite deuxième ligne correspon-
dant à l'axe Y'; des moyens de calcul d'un troisième axe (200) grâce auxquels,
étant donné les axes Z' et Y' du deuxième système de référen-
ce, l'axe Y' perpendiculaire aux axes Z' et Y' est calculé pour définir complètement le deuxième système de référence
(X', Y', Z');
des moyens de calcul finaux (210) pour calculer ladite matrice de rotation (ROT-MAT) exprimant la relation angulaire entre les axes X, Y, Z du premier système de référence et les
axes X', Y', Z' du deuxième système de référence.
3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit étalon (60) présente des sections transversales définies par des octogones réguliers et est défini par 26 parois latérales planes;
l'étalon comprenant 18 parois carrées et 8 parois triangulai-
res; chaque paroi carrée et chaque paroi triangulaire présentant, au centre, un trou neutre circulaire (63) définissant ledit
élément de référence.
4. Installation selon la revendication 2 ou la revendica-
tion 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de calcul pour calculer ledit vecteur de DECALAGE comprennent: des sixièmes moyens de repositionnement (250) pour valider une procédure automatique grâce à laquelle la tête de mesure (15) est déplacée le long de l'axe Z' du deuxième système de référence (X', Y', Z') jusqu'à une cinquième position (p5),
dans laquelle une ligne de laser (50), formée par l'intersec-
tion dudit faisceau (35) et d'une face dudit étalon, est située exactement dans le centre du plan image, et le centre de l'élément de référence est situé exactement au centre de l'image (CI); ladite cinquième position ayant été déterminée préalablement par lesdits moyens de mesure préliminaires (98); des moyens de rappel pour lire la valeur de ladite cinquième position (p5) dans ledit premier système de référence; des moyens de calcul vectoriel (260) pour calculer le vecteur de DECALAGE sur la base de la distance, par rapport audit premier système de référence, entre la cinquième position (p5) et la position dudit point de référence (CT) dudit élément mobile (12) pour lequel est déterminée ladite
cinquième position.
5. Installation selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de calcul pour calculer un certain nombre de paramètres intrinsèques décrivant le fonctionnement intérieur du capteur d'observation (25) et pour corréler les dimensions d'un objet saisi dans ladite image bidimensionnelle aux dimensions
réelles de l'objet.
6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits moyens de calcul pour calculer les paramètres intrinsèques comprennent: des septièmes moyens de repositionnement (265) pour déplacer ladite tête de mesure le long de l'axe Z' dudit deuxième système de référence pour atteindre une première position initiale K1 (Xl, Y1, Zl), dans laquelle l'image de l'élément de référence est située exactement au centre du plan image; des troisièmes moyens de déplacement (270), grâce auxquels la tête de mesure (15) est déplacée le long de l'axe (Z') pour atteindre une première position finale K2 (X2, Y2, Z2); des premiers moyens d'analyse d'image (275) pour déterminer, dans ladite image bidimensionnelle, un premier déplacement de pixels (y- pix), le long de l'axe Y' dans le plan image, de la ligne de laser formée par l'intersection dudit faisceau et de ladite face dudit étalon (60); des premiers moyens de calcul de paramètre (280) pour calculer un paramètre sur la base du premier déplacement de pixels (y-pix) et desdites premières positions initiale et finale; des huitièmes moyens de repositionnement (285), grâce auxquels ladite tête de mesure (15) est déplacée le long de l'axe Z' pour atteindre une deuxième position finale K3 (X3,
Y3, Z3);
des deuxièmes moyens d'analyse d'image (290) pour déterminer, dans ladite image bidimensionnelle, un deuxième déplacement de pixels (yl- pix), le long de l'axe Y' dans le plan image, de la ligne de laser depuis l'axe X'; des deuxièmes moyens de calcul de paramètres (295) pour calculer au moins un paramètre intrinsèque sur la base d'au
moins lesdits premier et deuxième déplacements de pixels (y-
pix, yl-pix).
7. Installation selon la revendication 5 ou la revendica-
tion 6, caractérisée en ce que lesdits moyens de calcul pour calculer des paramètres intrinsèques comprennent: des neuvièmes moyens de repositionnement (300) pour déplacer la tête de mesure (15) le long de l'axe Z' du deuxième système de référence pour atteindre une première position préliminaire P3 (X3, Y3, Z3), dans laquelle l'image de l'élément de référence est située exactement au centre du plan image; des dixièmes moyens de repositionnement (310) pour déplacer la tête de mesure (15) le long de trois axes pour atteindre une première position finale P1 (Xl, Y1, Zl);
des troisièmes moyens d'analyse d'image (320) pour détermi-
ner, dans ladite image bidimensionnelle, des premières paires de déplacements de pixels (x-pix, y-pix) de l'image dudit élément de référence le long de deux axes de coordonnées (X' et Y'), à travers le plan image et en relation avec le déplacement entre la première position préliminaire et la première position finale; des troisièmes moyens de calcul de paramètres (340) pour calculer un premier nombre de paramètres sur la base de
ladite première paire de déplacements de pixels (x-pix, y-
pix) et ladite première position préliminaire et ladite position finale; des onzièmes moyens de repositionnement (350), grâce auxquels l'image d'un élément de référence est repositionnée dans le centre du plan image en déplaçant la tête de mesure (15) le long de l'axe Z' pour atteindre une deuxième position préliminaire; des douzièmes moyens de repositionnement (360) pour déplacer la tête de mesure (15) le long de trois axes pour atteindre une deuxième position finale P2 (X2, Y2, Z2);
des quatrièmes moyens d'analyse d'image (362) pour détermi-
ner, dans ladite image bidimensionnelle, des secondes paires de déplacements de pixels (x'-Dpx, y-pix) de l'image dudit élément de référence le long de deux axes de coordonnées (X' et Y'), à travers le plan image et en relation avec le déplacement entre la deuxième position préliminaire et la deuxième position finale; des quatrièmes moyens de calcul de paramètres (360) pour calculer un deuxième nombre de paramètres sur la base desdites deuxièmes paires de déplacements de pixels (x'-pix, y'-pix) et desdites deuxièmes positions préliminaire et finale; des moyens (366) pour définir lesdits paramètres intrinsèques en tant que fonction desdits premier et deuxième nombres de paramètres.
8. Procédé de mesure tridimensionnelle sans contact, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:
déterminer un premier vecteur (CTPOS) définissant la posi-
tion, par rapport à un premier système de référence, d'un point de référence (CT) d'un élément mobile (12) d'une machine de mesure (10);
ledit premier système de référence étant de la machine elle-
même (10) et étant défini par un premier système de référence cartésien (X, Y, Z) comprenant des axes de coordonnées orthogonaux X, Y, Z; déterminer, au moyen d'un capteur d'observation (25) monté sur la tête de mesure (15) dudit élément mobile (12), un vecteur de mesure (m') relatif à un deuxième système de référence (X', Y', Z') du capteur d'observation (25) lui-même et défini par un deuxième système de référence cartésien (X',
Y', Z');
calculer un certain nombre de paramètres extrinsèques comprenant: au moins un vecteur de DECALAGE s'étendant de l'origine (O') dudit deuxième système de référence (X', Y', Z') jusqu'audit point de référence (CT) dudit élément mobile (12); au moins une matrice de rotation (ROT-MAT) définissant la relation entre ledit premier système de référence cartésien (X, Y, Z) et ledit deuxième système de référence cartésien
(X', Y', Z');
calculer un deuxième vecteur (V) exprimant la distance entre
les origines desdits premier et deuxième systèmes de réfé-
rence respectivement; ledit deuxième vecteur (V) étant calculé sur la base dudit premier vecteur et dudit vecteur de DECALAGE; calculer une mesure correcte (m) en reliant ledit vecteur de
mesure (m') audit premier système de référence par l'intermé-
diaire de ladite matrice de rotation; et relier ladite mesure correcte (M=m+V) audit premier système
de référence au moyen dudit deuxième vecteur.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qau'il comprend l'étape dans laquelle on positionne ledit capteur d'observation (25) par rapport audit élément mobile (12) en orientant ledit capteur d'observation (25) dans un
espace de mesure (T) de ladite machine de mesure (10).
10. Procédé selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que ledit capteur d'observation (25) comprend au moins une caméra de télévision (31) et une source (33) de faisceau laser (35); ladite caméra de télévision (31) couvrant un espace à trois dimensions (38), notamment un espace sous la forme d'un angle solide et présentant un axe optique (41); ledit faisceau laser (35) présentant un axe de symétrie (44) coupant ledit espace à trois dimensions (38); l'intersection dudit axe optique (41) et dudit axe de symétrie (44) définissant l'origine dudit deuxième système de référence cartésien (X', Y', Z') dudit capteur d'observation; ledit deuxième système de référence cartésien comprenant des axes de coordonnées orthogonaux X', Y', Z', dont un axe (Z') est orienté selon ledit axe optique; ladite caméra de télévision (31) saisissant une image bidimensionnelle définissant un plan image, au centre (CI) duquel peut être défini un point correspondant à l'origine dudit deuxième système de référence disposé avec les premier et deuxième axes de coordonnées (X', Y') perpendiculaires
l'un à l'autre et dans le plan image.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite étape de calcul de ladite matrice de rotation comprend les sous-étapes suivantes: effectuer (98) un cycle d'opérations de calcul initiales, dans lesquelles sont mesurées les positions d'éléments de référence d'un étalon (60) par rapport au premier système de référence (X, Y, Z); ledit étalon (60) présentant un certain nombre de faces dont chacune présente un élément de référence central (63); positionner (100) ledit capteur d'observation en vis-à-vis d'une face de l'étalon (60) en orientant ledit capteur d'observation selon un axe sélectionné (Z) du premier système de référence cartésien; ladite caméra de télévision (31) saisissant un élément de référence (63) dans le plan image; repositionner automatiquement (110) ladite tête de mesure (15) dans une première position (pl) de telle sorte que le centre de l'image de l'élément de référence est situé exactement au centre d'image (CI) et que l'axe Z' du deuxième système de référence cartésien passe exactement par le centre de l'élément de référence; déplacer (120) ladite tête de mesure (15) le long de l'axe sélectionné (Z) de la machine de mesure (10), ce déplacement faisant que l'image de l'élément de référence s'éloigne du centre du plan image; repositionner automatiquement (130) ladite tête de mesure (15) dans une deuxième position (p2) de telle sorte que le centre de l'image de l'élément de référence est situé exactement au centre d'image (CI), et que, dans cette position, l'axe Z' du deuxième système de référence passe exactement par le centre de l'élément de référence; calculer (140) une première ligne passant par les première et deuxième positions (pl, p2) et relative au premier système de référence, ladite première ligne correspondant à l'axe Z'; repositionner automatiquement (150) la tête de mesure (15) de telle manière que, dans l'image saisie par la caméra de télévision (31), l'élément de référence est situé proche du premier axe de coordonnées Y'; positionner automatiquement (160) ladite tête de mesure (15) dans une première position (p3) de telle sorte que le centre de l'image de l'élément de référence est situé exactement sur
le premier axe de coordonnées Y', et que, dans cette posi-
tion, le premier axe de coordonnées Y' passe exactement par le centre de l'élément de référence; déplacer (170) ladite tête de mesure (15) de telle sorte que l'image de l'élément de référence s'éloigne du premier axe de coordonnées Y'; repositionner automatiquement (180) la tête de mesure (15) dans une quatrième position (p4) de telle sorte que le centre de l'image de l'élément de référence est situé exactement sur le premier axe de coordonnées Y' et que, dans cette position, l'axe Y' passe exactement par le centre de l'élément de référence; calculer (190) une deuxième ligne relative au premier système de référence (X, Y, Z) et passant par lesdites troisième et
quatrième positions (p3, p4). cette deuxième ligne correspon-
dant au premier axe de coordonnées Y'; calculer (200), étant donné les axes Z' et Y' du deuxième système de référence, l'axe X' perpendiculaire aux axes Z' et Y' pour définir complètement le deuxième système de référence
(X', Y', Z');
calculer (210) ladite matrice de rotation (ROT-MAT) exprimant la relation angulaire entre les axes X, Y, Z du premier système de référence et les axes X', Y', Z' du deuxième
système de référence.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit étalon (60) présente des sections transversales définies par des octogones réguliers et est défini par 26 parois latérales planes;
l'étalon comprenant 18 parois carrées et 8 parois triangulai-
res; chaque paroi carrée et chaque paroi triangulaire présentant, au centre, un trou neutre circulaire (63) servant d'élément
de référence.
13. Procédé selon la revendication 11 ou la revendication 12, caractérisé en ce que l'étape consistant à calculer le vecteur de DECALAGE comprend les sous-étapes suivantes: positionner automatiquement (250) la tête de mesure (15) le long de l'axe Z' du deuxième système de référence (X', Y', Z'), jusqu'à une cinquième position (p5), dans laquelle une ligne de laser (50), formée par l'intersection dudit faisceau (35) et d'une face dudit étalon, est située exactement dans le centre du plan image, et le centre de l'élément de référence est situé exactement au centre de l'image (CI); la valeur de ladite cinquième position (p5) ayant été déterminée dans le cycle initial (98); calculer (260) le vecteur de DECALAGE sur la base de la distance, par rapport audit premier système de référence, entre la cinquième position (p5) et la position du point de référence (CT) de l'élément mobile (12) pour lequel est
déterminée ladite cinquième position.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications
précédentes 10 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape dans laquelle on calcule un certain nombre de paramètres intrinsèques décrivant le fonctionnement interne du capteur d'observation (25) et pour corréler les dimensions de l'objet saisi dans l'image bidimensionnelle aux dimensions réelles de l'objet.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'étape dans laquelle on calcule un certain nombre de paramètres intrinsèques comprend les sous-étapes suivantes: repositionner (265), la tête de mesure selon l'axe Z' du deuxième système de référence pour atteindre une première position initiale K1 (Xl, Y1, Zl), dans laquelle l'image de l'élément de référence est située exactement au centre du plan image; déplacer (270) la tête de mesure (15) le long de l'axe Z' pour atteindre une première position finale K2 (X2, Y2, Z2); analyser (275) ladite image bidimensionnelle pour déterminer un premier déplacement de pixels (y- pix), le long de l'axe Y' à travers le plan image, de la ligne de laser formée par l'intersection du faisceau laser et d'une face de l'étalon
(60);
calculer (280) des paramètres sur la base du premier déplace-
ment de pixels (y-pix) et des premières positions initiale et finale; repositionner (285) la tête de mesure (15) le long de l'axe Z' pour atteindre une deuxième position finale K3 (X3, Y3, Z3); analyser (290) ladite image pour déterminer un deuxième déplacement de pixels (yl-pix) de la ligne de laser le long de l'axe Y' à travers le plan image; calculer (295) au moins un paramètre intrinsèque sur la base d'au moins lesdits premier et deuxième déplacements de pixels
(y-pix, yl-pix).
16. Procédé selon la revendication 14 ou la revendication , caractérisé en ce que ladite étape dans laquelle on calcule les paramètres intrinsèques comprend les sous-étapes suivantes: positionner (300) la tête de mesure (15) le long de l'axe Z' du deuxième système de référence pour atteindre une première position préliminaire P3 (X3, Y3, Z3) dans laquelle l'image de l'élément de référence est située exactement dans le centre du plan image; repositionner (310) la tête de mesure (15) en la déplaçant le long de trois axes pour atteindre une première position finale P1 (Xl, Y1, Zl); analyser (320) cette image bidimensionnelle pour déterminer des premières paires de déplacement de pixels (x-pix, y-pix) de l'image de l'élément de référence le long de deux axes de coordonnées (X' et Y') à travers le plan image et relatives au déplacement entre la première position préliminaire et la première position finale; calculer (340) des premiers nombres de paramètres sur la base
de ladite première paire de déplacements de pixels (x-pix, y-
pix) et desdites premières positions, préliminaire et finale; repositionner (350) la tête de mesure (15) le long de l'axe Z' de telle sorte que l'image d'un élément de référence est située dans le centre du plan image dans une deuxième position préliminaire; repositionner (360) la tête de mesure (15) le long de trois axes pour atteindre une deuxième position finale P2 (X2, Y2, Z2); analyser (362) ladite image pour déterminer des deuxièmes paires de déplacements de pixels (x'-pix, y'-pix) de l'image
de cet élément de référence le long de deux axes de coordon-
nées (X' et Y') à travers le plan image et relatives au déplacement entre la deuxième position préliminaire et la deuxième position finale; calculer (365) des deuxièmes nombres de paramètres sur la base des deuxièmes paires de déplacements de pixels (x'-pix, y'-pix) et des deuxièmes positions préliminaire et finale; définir (366) les paramètres intrinsèques comme fonction
desdits premier et deuxième nombres de paramètres.
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