FR2896316A1

FR2896316A1 - Small/large dimension object`s e.g. dental molding, three-dimensional scanner for e.g. medical professional, has guide units guiding degree of freedom in translation and in rotation of source to obtain different relative positions of source

Info

Publication number: FR2896316A1
Application number: FR0600354A
Authority: FR
Inventors: Martret Ronan Le; Laurent Schoch; Jean Michel Delouard; Thomas Even
Original assignee: 3D OUEST SARL
Current assignee: 3D OUEST SARL
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2007-07-20
Anticipated expiration: 2026-01-13
Also published as: FR2896316B1

Abstract

The scanner has two guide units (3, 4) e.g. servo motor assemblies, for guiding a degree of freedom in translation and a degree freedom in rotation of an electromagnetic radiation source (2) e.g. ultra violet source, to obtain different relative positions of the source with respect to an object (7). The different relative positions of the source permit a charge coupled device (CCD) camera (1) to capture two images of the object, where each image corresponds to the relative positions for other relative position of the camera with respect to the object. An independent claim is also included for a three-dimensional acquisition method.

Description

Procédé et système d'acquisition tridimensionnelle à source de rayonnementMethod and system for three-dimensional acquisition with radiation source

électromagnétique mobile. 1. DOMAINE DE L'INVENTION Le domaine de l'invention est celui des scanners. electromagnetic mobile. FIELD OF THE INVENTION The field of the invention is that of scanners.

Plus précisément, l'invention concerne un scanner 3D (trois dimensions), aussi appelé système d"acquisition tridimensionnelle dans la suite de la description, du type permettant la numérisation d'objets de petite et/ou de grande dimension, tels que les moulages dentaires, les pièces mécaniques, les machines industrielles, les moyens de transport maritime ou aérien ou encore les parties de corps humain. More specifically, the invention relates to a 3D scanner (three-dimensional), also called three-dimensional acquisition system in the following description, of the type allowing the scanning of objects of small and / or large size, such as moldings dental, mechanical parts, industrial machinery, means of maritime or air transport, or parts of the human body.

Plus précisément encore, l'invention concerne une technique d'acquisition tridimensionnelle, mettant en oeuvre un ensemble de caméras destiné à prendre des images d'un objet éclairé par une source de lumière, par exemple de type laser. L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, à l'acquisition de formes, combinées ou non à des textures. 2. ART ANTÉRIEUR Actuellement, de plus en plus d'entreprises et de professionnels du milieu scientifique, médical, de l'infographie ou encore de l'art et de l'artisanat, utilisent des systèmes d'acquisition tridimensionnelle pour leurs travaux de numérisation 3D. Ces systèmes d'acquisition tridimensionnelle permettent, après une série d'acquisitions, de reconstruire virtuellement en trois dimensions un objet, c'est-à-dire obtenir un modèle 3D polygonal, surfacique ou volumique de l'objet. De manière générale, de tels systèmes délivrent des fichiers dessins dans un format (STL, DXF, X3D,...) compatible avec des logiciels de dessin assisté par ordinateur ( CAO pour Conception Assistée par Ordinateur ou CAD pour Computer Aided Design en anglais), du type CATIA (marque déposée) ou AutoCAD (marque déposée). On connaît déjà de très nombreuses techniques d'acquisition tridimensionnelle. D'une façon générale, on cherche notamment à concilier au moins certains des objectifs suivants : - efficacité de modélisation, la numérisation d'un objet devant être la plus rapide et la plus précise possible, de façon à satisfaire les exigences qualité/temps des professionnels de divers secteurs d'activités comme, par exemple, l'aéronautique ou encore la recherche ; simplicité des manipulations de calibrage, l'utilisateur devant pouvoir effectuer ces opérations avec un nombre réduit d'opérations, et chacune de ces opérations devant être le plus facile possible ; simplicité et faible coût de la fabrication. Il est en outre nécessaire, bien sûr, qu'en position démontée, l'encombrement du système d'acquisition tridimensionnelle soit le plus réduit possible, de façon à faciliter son rangement, et son transport, par exemple dans un véhicule automobile. More specifically, the invention relates to a three-dimensional acquisition technique, using a set of cameras for taking images of an object illuminated by a light source, for example of the laser type. The invention applies in particular, but not exclusively, to the acquisition of shapes, combined or not with textures. 2. PRIOR ART Currently, more and more companies and professionals in the scientific, medical, computer graphics and art and craft industries use three-dimensional acquisition systems for their digitization work. 3D. These three-dimensional acquisition systems make it possible, after a series of acquisitions, to virtually reconstruct an object in three dimensions, that is to say to obtain a polygonal, surface or volume 3D model of the object. In general, such systems deliver drawing files in a format (STL, DXF, X3D, ...) compatible with computer-assisted design software (CAD for Computer Aided Design or CAD for Computer Aided Design). , of the type CATIA (registered trademark) or AutoCAD (trademark). Numerous techniques of three-dimensional acquisition are already known. In general, one seeks in particular to reconcile at least some of the following objectives: - modeling efficiency, the digitization of an object to be as fast and accurate as possible, so as to meet the quality / time requirements of the professionals from various sectors of activity such as aeronautics or research; simplicity of the calibration operations, the user having to be able to perform these operations with a reduced number of operations, and each of these operations must be as easy as possible; simplicity and low cost of manufacture. It is furthermore necessary, of course, that in disassembled position, the bulk of the three-dimensional acquisition system is as small as possible, so as to facilitate its storage and transport, for example in a motor vehicle.

Il est important de noter que dans le présent document, le terme calibrage doit être compris, dans un sens large, comme tout réglage devant être effectué par l'utilisateur avant l'utilisation du système d'acquisition. Parmi les différents types de systèmes d'acquisition tridimensionnelle connus, une première technique consiste à projeter des franges de lumière sur l'objet. It is important to note that in this document, the term "calibration" should be understood, in a broad sense, as any adjustment to be made by the user prior to the use of the acquisition system. Among the various types of known three-dimensional acquisition systems, a first technique consists of projecting fringes of light onto the object.

En faisant un balayage de l'objet par des franges de lumière et en interceptant les rayons réfléchis à l'aide d'un capteur CCD (pour Charge Coupled Device en anglais), on reconstruit le modèle 3D de l'objet. Cette première technique est notamment connue sous le nom de scanner à franges . By scanning the object with fringes of light and intercepting reflected rays using a CCD (Charge Coupled Device), the 3D model of the object is reconstructed. This first technique is known in particular as the fringe scanner.

Ces scanners à franges ont représenté un progrès important dans le mécanisme de numérisation d'objets en temps réel. Cependant, ils présentent un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, la calibration de tels systèmes ne s'avère pas optimale. En effet, les scanners à franges nécessitent la pose de pastilles sur l'objet. These fringe scanners represented a significant advance in the real-time object scanning mechanism. However, they have a number of disadvantages. First, the calibration of such systems is not optimal. Indeed, the fringe scanners require the placement of pellets on the object.

Par ailleurs, les inventeurs ont constaté que l'utilisation de pastilles pouvait être mal adaptée à l'acquisition de textures dans certaines situations. Un autre inconvénient de cette première technique connue, réside dans le fait que les procédures de calibration sont encore assez longues et complexes. En outre, malgré la baisse des coûts des composants (projecteur de lumière), le scanner à franges s'avère toujours être un système peu accessible aux utilisateur à petit budget. Moreover, the inventors have found that the use of pellets may be poorly suited to the acquisition of textures in certain situations. Another disadvantage of this first known technique lies in the fact that the calibration procedures are still quite long and complex. In addition, despite the lower costs of components (light projector), the fringe scanner is still a poorly accessible system for low-budget users.

On connaît, dans l'état de la technique, des systèmes d'acquisition tridimensionnelle portables, du type Handyscan (marque déposée). Cette seconde technique consiste à déplacer manuellement le scanner autour de l'objet, pour en faire l'acquisition. In the state of the art, portable three-dimensional acquisition systems of the Handyscan (registered trademark) type are known. This second technique involves manually moving the scanner around the object to acquire it.

Ce système d'acquisition à la main est bien adapté au cas des utilisateurs familiers à la numérisation 3D. Cependant, pour les autres utilisateurs, il présente un certain nombre d'inconvénients. En effet, l'ergonomie de cette seconde technique connue est limitée par le fait que si l'utilisateur effectue une mauvaise manipulation et dérègle le système, l'utilisateur doit renvoyer le système vers un laboratoire, pour que ce dernier réalise une calibration du système. On comprend donc que, dans cette situation, cela est complexe, et coûteux, tant en temps que financièrement. Quel que soit le type d'utilisateur, habitué ou non à la numérisation 3D, un tel système nécessite plusieurs saisies et/ou déplacements de l'utilisateur autour de l'objet, ce qui est contraignant et long. En outre, et en particulier pour les raisons exposées ci-dessus, cette seconde technique d'acquisition est mal adaptée pour les personnes à mobilité réduite ou celles souffrant d'un handicap de la main. 3. OBJECTIFS DE L'INVENTION L'invention a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique. Plus précisément, l'un des objectifs de la présente invention, dans au moins un mode de réalisation, est de fournir une technique d'acquisition tridimensionnelle qui soit efficace et simple à mettre en oeuvre, notamment en terme de calibration du système. This system of acquisition by hand is well suited to the case of users familiar with 3D scanning. However, for other users, it has a number of disadvantages. Indeed, the ergonomics of this second known technique is limited by the fact that if the user performs improper handling and disrupts the system, the user must send the system to a laboratory, so that it performs a system calibration . So we understand that in this situation it is complex and costly, both financially and financially. Whatever the type of user, accustomed or not to 3D scanning, such a system requires several inputs and / or movements of the user around the object, which is binding and long. In addition, and particularly for the reasons explained above, this second acquisition technique is poorly suited for people with reduced mobility or those with a hand disability. OBJECTIVES OF THE INVENTION The object of the invention is notably to overcome these various disadvantages of the state of the art. More specifically, one of the objectives of the present invention, in at least one embodiment, is to provide a three-dimensional acquisition technique that is efficient and simple to implement, especially in terms of calibration of the system.

Un autre objectif de l'invention, dans au moins un mode de réalisation, est de fournir une telle technique, qui soit ergonomique et supprime, ou tout le moins limite, les opérations de pose manuelle de pastilles devant être effectuées par l'utilisateur pour calibrer le système. L'invention a également pour objectif de fournir une telle technique qui, dans au moins un mode de réalisation, soit notamment bien adaptée à l'acquisition d'objets de toutes dimensions. Another object of the invention, in at least one embodiment, is to provide such a technique, which is ergonomic and eliminates, or at least limits, manual pelletizing operations to be performed by the user for calibrate the system. The invention also aims to provide such a technique which, in at least one embodiment, is particularly well suited to the acquisition of objects of any size.

L'invention a encore pour objectif de proposer une telle technique qui, dans au moins un mode de réalisation, soit notamment bien adaptée à l'acquisition de textures de toutes natures. L'invention a aussi pour objectif de proposer une telle technique qui, dans au moins un mode de réalisation, soit notamment bien adaptée aux personnes à mobilité réduite ou celles souffrant d'un handicap de la main. Un autre objectif de l'invention est de proposer une telle technique qui, dans un mode de réalisation particulier, soit peu coûteuse. L'invention a également pour objectif, dans au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique pouvant délivrer des fichiers dessins dans des formats compatibles avec tous les logiciels de CAO actuels. 4. EXPOSÉ DE L'INVENTION Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un système d'acquisition tridimensionnelle, comprenant au moins une caméra permettant de prendre des images d'un objet éclairé par au moins une source de rayonnement électromagnétique. Selon l'invention, le système comprend des moyens de guidage, selon au moins un degré de liberté en translation et/ou au moins un degré de liberté en rotation, de ladite au moins une source, permettant d'obtenir différentes premières positions relatives de ladite au moins une source par rapport audit objet, de sorte que, pour une deuxième position relative donnée de ladite au moins une caméra par rapport audit objet, ladite au moins une caméra peut prendre au moins deux images de l'objet correspondant chacune à l'une desdites premières positions relatives. Par source de rayonnement électromagnétique, on entend tout type de source de lumière, notamment, mais non exclusivement, une source de lumière de type visible, infrarouge (IR), laser, ultraviolet (UV),... Il est important de noter que par moyens de guidage, on entend par exemple un ensemble de moteurs asservis. Ainsi, l'invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive pour la numérisation en trois dimensions d'un objet. En effet, l'invention propose d'associer un mécanisme de guidage à une source de lumière. Ce mécanisme de guidage génère des couples de mouvements (dits couples translation/rotation) permettant de déplacer, par exemple, un plan de lumière (issu de la source de lumière) sur toute la surface de l'objet. Ainsi, il est possible de couvrir toutes les zones d'ombre d'un objet, c'est-à-dire les parties concaves de l'objet, sans déplacer l'objet ou l'ensemble source/caméra. On note également que la mobilité de la source de lumière par rapport à la caméra, confère au système d'acquisition une profondeur de champs variable. En d'autres termes, il est possible de faire l'acquisition d'objets de tailles diverses à différentes distances. Il est à noter que la présente invention couvre aussi bien le cas dans lequel plusieurs sources de lumière sont mobiles, que le cas dans lequel une seule source de lumière, parmi un ensemble de sources de lumière, est mobile. Selon un aspect avantageux de l'invention, lesdits moyens de guidage permettent un guidage selon un unique degré de liberté en translation et un unique degré de liberté en rotation. Ainsi, il est possible d'avoir une configuration du système dans laquelle la source de lumière possède deux degrés de liberté. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, lesdits moyens de guidage comprennent un moteur pas à pas pour chacun desdits degrés de liberté en translation ou en rotation. De façon avantageuse, ledit système comprend des moyens de déplacement relatif, à au moins un degré de liberté en translation ou rotation, de ladite au moins une caméra par rapport audit objet, permettant d'obtenir différentes deuxièmes positions relatives de ladite au moins une caméra par rapport audit objet, de sorte que, pour chacune desdites deuxièmes positions relatives de ladite au moins une caméra par rapport audit objet, ladite au moins une caméra peut prendre au moins deux images de l'objet correspondant chacune à l'une desdites premières positions relatives. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, lesdits moyens de déplacement relatif comprennent un plateau motorisé sur lequel est posé ledit objet ou auquel est solidarisé temporairement ledit objet. Ainsi, on prévoit avantageusement de mettre en oeuvre un plateau mobile, monté, par exemple, de manière mécaniquement indépendante au système. The invention also aims to propose such a technique which, in at least one embodiment, is particularly well suited to the acquisition of textures of all kinds. The invention also aims to provide such a technique which, in at least one embodiment, is particularly well suited to people with reduced mobility or those suffering from a hand handicap. Another object of the invention is to propose such a technique which, in a particular embodiment, is inexpensive. The invention also aims, in at least one embodiment, to provide such a technique that can deliver drawing files in formats compatible with all current CAD software. 4. DISCLOSURE OF THE INVENTION These various objectives, as well as others which will appear subsequently, are achieved according to the invention by means of a three-dimensional acquisition system, comprising at least one camera making it possible to take images of an object illuminated by at least one source of electromagnetic radiation. According to the invention, the system comprises guide means, according to at least one degree of freedom in translation and / or at least one degree of freedom in rotation, of said at least one source, making it possible to obtain different first relative positions of said at least one source with respect to said object, so that for a given second relative position of said at least one camera with respect to said object, said at least one camera can take at least two images of the object each corresponding to the one of said first relative positions. By source of electromagnetic radiation is meant any type of light source, including, but not limited to, a visible light source, infrared (IR), laser, ultraviolet (UV), ... It is important to note that by means of guiding means, for example, a set of servo motors. Thus, the invention is based on a completely new and inventive approach for the three-dimensional scanning of an object. Indeed, the invention proposes to associate a guiding mechanism with a light source. This guiding mechanism generates pairs of movements (so-called translation / rotation couples) making it possible to move, for example, a plane of light (coming from the light source) over the entire surface of the object. Thus, it is possible to cover all the shadow areas of an object, that is to say the concave parts of the object, without moving the object or the source / camera assembly. We also note that the mobility of the light source relative to the camera, gives the acquisition system a variable depth of field. In other words, it is possible to purchase objects of various sizes at different distances. It should be noted that the present invention also covers the case in which several light sources are movable, that the case in which a single light source, among a set of light sources, is movable. According to an advantageous aspect of the invention, said guiding means allow guiding according to a single degree of freedom in translation and a single degree of freedom in rotation. Thus, it is possible to have a configuration of the system in which the light source has two degrees of freedom. In a preferred embodiment of the invention, said guide means comprise a stepping motor for each of said degrees of freedom in translation or in rotation. Advantageously, said system comprises relative displacement means, with at least one degree of freedom in translation or rotation, of said at least one camera with respect to said object, making it possible to obtain different second relative positions of said at least one camera relative to said object, so that for each of said second relative positions of said at least one camera with respect to said object, said at least one camera can take at least two images of the object each corresponding to one of said first positions related. In a preferred embodiment of the invention, said relative displacement means comprise a motorized platform on which said object is placed or to which said object is temporarily secured. Thus, it is advantageous to implement a movable plate, mounted, for example, mechanically independent of the system.

Selon un aspect avantageux de l'invention, ledit plateau se déplace selon un unique degré de liberté en rotation. Préférentiellement, lesdits moyens de déplacement relatif comprennent en outre des moyens de guidage, selon au moins un degré de liberté en translation ou rotation, de ladite au moins une caméra. Ainsi, on prévoit avantageusement de mettre en oeuvre une caméra mobile. L'invention concerne également un procédé d'acquisition tridimensionnelle, à l'aide d'un système comprenant au moins une caméra permettant de prendre des images d'un objet éclairé par au moins une source de rayonnement électromagnétique, ledit système comprenant en outre des moyens de guidage, selon au moins un degré de liberté en translation et au moins un degré de liberté en rotation, de ladite au moins une source, permettant d'obtenir différentes premières positions relatives de ladite au moins une source par rapport audit objet. Selon l'invention, le procédé comprend une phase de calibration de ladite au moins une source, comprenant elle-même les étapes suivantes, pour une deuxième position relative donnée de ladite au moins une caméra par rapport audit objet, et pour un degré de liberté en rotation donné : positionnement d'une mire dans le champ de vision de ladite au moins une caméra ; acquisition d'une première image de ladite mire, pour une première position initiale de ladite au moins une source correspondant à l'une desdites premières positions relatives ; activation desdits moyens de guidage selon ledit degré de liberté en rotation donné, de façon à obtenir une première position intermédiaire de ladite au moins une source appartenant à l'une desdites premières positions relatives ; acquisition d'une deuxième image de ladite mire, pour ladite première position intermédiaire ; activation desdits moyens de guidage selon ledit degré de liberté en rotation donné, de façon à obtenir une deuxième position intermédiaire de ladite au moins une source appartenant à l'une desdites premières positions relatives ; -acquisition d'une troisième image de ladite mire, pour ladite deuxième position intermédiaire. According to an advantageous aspect of the invention, said plate moves in a single degree of freedom in rotation. Preferably, said relative displacement means further comprise guide means, according to at least one degree of freedom in translation or rotation, of said at least one camera. Thus, it is advantageous to use a mobile camera. The invention also relates to a three-dimensional acquisition method, using a system comprising at least one camera making it possible to take images of an object illuminated by at least one source of electromagnetic radiation, said system further comprising guiding means, according to at least one degree of freedom in translation and at least one degree of freedom in rotation, of said at least one source, making it possible to obtain different first relative positions of said at least one source with respect to said object. According to the invention, the method comprises a calibration phase of said at least one source, itself comprising the following steps, for a given second relative position of said at least one camera with respect to said object, and for a degree of freedom in given rotation: positioning a pattern in the field of view of said at least one camera; acquiring a first image of said pattern, for a first initial position of said at least one source corresponding to one of said first relative positions; activation of said guide means according to said given degree of freedom in rotation, so as to obtain a first intermediate position of said at least one source belonging to one of said first relative positions; acquiring a second image of said target, for said first intermediate position; activation of said guide means according to said given degree of freedom in rotation, so as to obtain a second intermediate position of said at least one source belonging to one of said first relative positions; acquisition of a third image of said target, for said second intermediate position.

Avantageusement, ladite phase de calibration de ladite au moins une source comprend en outre les étapes suivantes, pour ladite deuxième position relative donnée de ladite au moins une caméra par rapport audit objet, et pour un degré de liberté en translation donné : - activation desdits moyens de guidage selon ledit degré de liberté en translation donné, de façon à obtenir une première position finale de ladite au moins une source appartenant à l'une desdites premières positions relatives ; - acquisition d'une quatrième image de ladite mire, pour ladite première position finale. Advantageously, said calibration phase of said at least one source further comprises the following steps, for said given second relative position of said at least one camera with respect to said object, and for a given degree of freedom in translation: activation of said means guide means according to said given degree of freedom in translation, so as to obtain a first final position of said at least one source belonging to one of said first relative positions; acquisition of a fourth image of said target, for said first final position.

Préférentiellement, ladite phase de calibration de ladite au moins une source comprend une étape d'analyse desdites images de ladite mire, permettant d'extraire des paramètres d'un plan associé à ladite source, dit plan de la source. En outre, l'invention propose d'automatiser tout ou partie de la calibration du système, c'est-à-dire retrouver les points qui définissent dans l'espace le plan de la source de lumière, en utilisant des informations de calibration qui sont obtenues par le traitement des images de la mire, chacune d'elles étant associée à une position donnée de la source de lumière. On note qu'il est possible, dans certaines situations, de réitérer plusieurs fois les étapes précitées de la phase de calibration, afin d'affiner la mesure du plan de la source de lumière. Preferentially, said calibration phase of said at least one source comprises a step of analyzing said images of said pattern, making it possible to extract parameters of a plane associated with said source, said plane of the source. In addition, the invention proposes to automate all or part of the calibration of the system, that is to say find the points that define in space the plane of the light source, using calibration information that are obtained by the processing of the images of the pattern, each of them being associated with a given position of the light source. It is noted that it is possible, in certain situations, to repeat several times the aforementioned steps of the calibration phase, in order to refine the measurement of the plane of the light source.

De façon avantageuse, le procédé comprend une phase de calibration d'un plateau motorisé, à au moins un degré de liberté en translation ou rotation, sur lequel est posée ladite mire ou auquel est solidarisée temporairement ladite mire, ledit plateau permettant d'obtenir différentes deuxièmes positions relatives de ladite au moins une caméra par rapport audit objet. La phase de calibration dudit plateau motorisé comprend les étapes suivantes, pour l'une desdites premières positions relatives, et pour un degré de liberté en rotation donné : - positionnement de ladite mire dans le champ de vision de ladite au moins une caméra ; - acquisition d'une cinquième image de ladite mire, pour une deuxième position initiale dudit plateau correspondant à l'une desdites deuxièmes positions relatives ; - activation dudit plateau motorisé selon ledit degré de liberté en rotation donné, de façon à obtenir une deuxième position finale dudit plateau appartenant à l'une desdites deuxièmes positions relatives ; -acquisition d'une sixième image de ladite mire, pour ladite deuxième position finale. De façon préférentielle, ladite phase de calibration dudit plateau motorisé comprend une étape d'analyse desdites images de ladite mire, permettant d'extraire des paramètres d'un repère associé audit plateau, dit repère du plateau. L'invention propose d'automatiser tout ou partie de la calibration du plateau, c'est-à-dire retrouver les points qui définissent dans l'espace le repère du plateau, en utilisant des informations de calibration qui sont obtenues par le traitement des images de la mire, chacune d'elles étant associée à une position donnée du plateau. Selon un aspect avantageux de l'invention, le procédé comprend une phase d'acquisition dudit objet consistant à prendre, pour chaque deuxième position relative de ladite au moins une caméra par rapport audit objet, au moins deux images dudit objet correspondant chacune à l'une desdites premières positions relatives de ladite au moins une source par rapport audit objet. 5. LISTE DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 présente le schéma simplifié d'un système d'acquisition tridimensionnelle selon un premier mode de réalisation préférentiel de l'invention ; - la figure 2 représente un organigramme d'un premier mode de réalisation particulier du procédé d'acquisition de l'invention ; - la figure 3 illustre une séquence d'acquisition tridimensionnelle d'un objet par rotation d'une source de lumière ; - la figure 4 illustre une séquence d'acquisition tridimensionnelle d'un objet par translation et rotation d'une source de lumière ; la figure 5 présente le schéma simplifié d'un système d'acquisition tridimensionnelle selon un second mode de réalisation préférentiel de l'invention ; la figure 6 représente un organigramme d'un second mode de réalisation particulier du procédé d'acquisition de l'invention ; la figure 7 illustre une séquence d'acquisition tridimensionnelle d'un objet par rotation d'un plateau ; et la figure 8 présente le schéma simplifié d'un système d'acquisition tridimensionnelle selon un troisième mode de réalisation préférentiel de l'invention. 6. DESCRIPTION D'UN MODE DE RÉALISATION PARTICULIER Sur toutes les figures du présent document, les éléments identiques sont désignés par une même référence alphanumérique. Par souci de clarté, dans toutes les figures du présent document les moyens sont 15 référencés par des références numériques (du type 1, 2, 3,...) et les étapes de procédé sont référencées par des références alphanumériques (du type El, E2, E3,...). Le principe général de l'invention repose sur la mobilité de chacune des sources de lumière d'un système d'acquisition tridimensionnelle, mise en oeuvre à l'aide de moyens de guidage. 20 Selon l'invention, ces moyens de guidage possèdent plusieurs degrés de liberté en rotation et translation, et permettent d'appliquer des couples translation/rotation aux sources de lumière du système. Ces moyens de guidage permettent ainsi à une caméra, en position fixe, de prendre plusieurs images d'un objet, sans devoir le déplacer. Par souci de simplification de la description, on se limitera, dans toute la suite de 25 ce document, à décrire un système d'acquisition tridimensionnelle comprenant une unique source de lumière de type laser et une unique caméra de type CCD. L'Homme du Métier étendra sans difficulté cet enseignement à un système d'acquisition tridimensionnelle comprenant plusieurs sources de lumière et caméras, de type différents. 30 Toujours par souci de simplification de la description, on se limitera, dans toute la suite de ce document, à décrire le cas particulier d'une source de lumière à deux 10 degrés de liberté, et notamment, un degré de liberté en translation et un degré de liberté en rotation. L'Homme du Métier étendra sans difficulté cet enseignement à une source de lumière avec un nombre supérieur de degrés de liberté en translation et rotation. 6.1 Système d'acquisition tridimensionnelle avec caméra fixe et source de lumière mobile 6.1.1 Description du système On décrit désormais en relation avec la figure 1 un système d'acquisition tridimensionnelle 100 selon un premier mode de réalisation préférentiel de l'invention. Dans ce premier mode de réalisation, le système d'acquisition tridimensionnelle 100 selon l'invention comprend : des moyens de guidage en translation 3 et des moyens de guidage en rotation 4 spécifiques à l'invention ; et - une caméra 1 (par exemple, de type CCD possédant 307.200 pixels) et une source de lumière 2 (par exemple, de type laser ligne, dont les caractéristiques (fournies à titre illustratif) sont les suivantes : une longueur d'onde de 650nm ; une puissance de 16mW et une ouverture de 100 ) de types classiques en soi. Dans le mode de réalisation illustré, les moyens de guidage en rotation 4 sont solidarisés à la source de lumière 2. L'ensemble formé par les moyens de guidage en rotation 4 et la source de lumière 2 est monté articulé sur une première extrémité 51 d'un bras 5, dont la seconde extrémité 52 porte les moyens de guidage en translation 3. Les moyens de guidage en translation 3 sont montés articulés le long d'un rail de guidage 6. La longueur du rail de guidage 6 définit sensiblement l'axe de translation (noté x) de la source de lumière 2. Selon l'invention, les moyens de guidage en translation 3 permettent de déplacer l'ensemble formé par les moyens de guidage en rotation 4 et la source de lumière 2 le long du rail de guidage 6. Dans un mode de réalisation préférentiel, le rail de guidage 6 et les moyens de guidage en translation 3 autorisent une plage de déplacement comprise entre 0 et 100cm, avec un pas de translation d'environ lmm. Il est à noter que pour un déplacement d'environ 50cm de l'ensemble formé par les moyens de guidage en rotation 4 et la source de lumière 2, il est possible de numériser de façon rapide et précise des objets d'environ lm;. Les moyens de guidage en rotation 4 permettent quant à eux de faire tourner la source de lumière 2 autour d'un axe de rotation (y) s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe de translation (x). Dans un mode de réalisation préférentiel, les moyens de guidage en rotation 4 autorisent la source de lumière 2 à effectuer une rotation d'environ 360 autour de l'axe de rotation (y), avec des incréments variables, pouvant être inférieur au degré. Comme on le verra par la suite, la caméra 1 est avantageusement choisie comme origine du système 100. En effet, les inventeurs ont constaté que lors de la mise sous tension du système (la calibration n'ayant pas encore été réalisée) aucune position n'est connue dans le système, hormis le point focal de la caméra. 6.1.2 Calibration et utilisation du système On présente, en relation avec la figure 2, un organigramme illustrant de manière globale un procédé d'acquisition tridimensionnelle d'un objet 7 (en référence à la figure 1) selon un premier mode de réalisation préférentiel de l'invention. Ce procédé, basé sur une gestion du positionnement de la source de lumière 2 par rapport à l'objet 7, est mis en oeuvre, par exemple, sous la forme d'un automate dans une unité de traitement, de type ordinateur personnel. Advantageously, the method comprises a phase of calibration of a motorized plateau, at least one degree of freedom in translation or rotation, on which is laid said target or which is temporarily secured said target, said plateau to obtain different second relative positions of said at least one camera with respect to said object. The calibration phase of said motorized plate comprises the following steps, for one of said first relative positions, and for a given degree of freedom in rotation: positioning of said target in the field of view of said at least one camera; acquisition of a fifth image of said pattern, for a second initial position of said plate corresponding to one of said second relative positions; activation of said motorized plateau according to said given degree of freedom in rotation, so as to obtain a second final position of said plateau belonging to one of said second relative positions; acquiring a sixth image of said target, for said second final position. Preferably, said calibration phase of said motorized plateau comprises a step of analyzing said images of said pattern, for extracting parameters of a marker associated with said plateau, said benchmark of the plateau. The invention proposes to automate all or part of the plateau calibration, that is to say to find the points that define in space the benchmark of the plateau, by using calibration information which is obtained by the processing of the images of the pattern, each of them being associated with a given position of the board. According to an advantageous aspect of the invention, the method comprises a step of acquiring said object consisting of taking, for each second relative position of said at least one camera with respect to said object, at least two images of said object each corresponding to the one of said first relative positions of said at least one source with respect to said object. 5. LIST OF FIGURES Other features and advantages of the invention will appear on reading the following description of a preferred embodiment of the invention, given by way of indicative and nonlimiting example, and the accompanying drawings. , in which: - Figure 1 shows the simplified diagram of a three-dimensional acquisition system according to a first preferred embodiment of the invention; FIG. 2 represents a flowchart of a first particular embodiment of the acquisition method of the invention; FIG. 3 illustrates a three-dimensional acquisition sequence of an object by rotation of a light source; FIG. 4 illustrates a three-dimensional acquisition sequence of an object by translation and rotation of a light source; Figure 5 shows the simplified diagram of a three-dimensional acquisition system according to a second preferred embodiment of the invention; FIG. 6 represents a flowchart of a second particular embodiment of the acquisition method of the invention; FIG. 7 illustrates a three-dimensional acquisition sequence of an object by rotation of a plate; and Figure 8 shows the simplified diagram of a three-dimensional acquisition system according to a third preferred embodiment of the invention. 6. DESCRIPTION OF A PARTICULAR EMBODIMENT In all the figures of this document, the identical elements are designated by the same alphanumeric reference. For the sake of clarity, in all the figures of this document the means are referenced by numerical references (of the type 1, 2, 3, ...) and the process steps are referenced by alphanumeric references (of the El type, E2, E3, ...). The general principle of the invention is based on the mobility of each of the light sources of a three-dimensional acquisition system, implemented using guide means. According to the invention, these guide means have several degrees of freedom in rotation and translation, and make it possible to apply translation / rotation torques to the light sources of the system. These guide means thus allow a camera, in a fixed position, to take several images of an object, without having to move it. In order to simplify the description, throughout the rest of this document, a three-dimensional acquisition system comprising a single laser light source and a single CCD type camera will be described. The skilled person will easily extend this teaching to a three-dimensional acquisition system comprising several light sources and cameras of different types. Still for the sake of simplification of the description, the rest of this document will be limited to describing the particular case of a light source with two degrees of freedom, and in particular a degree of freedom in translation and a degree of freedom in rotation. The skilled person will easily extend this teaching to a light source with a greater number of degrees of freedom in translation and rotation. 6.1 Three-dimensional acquisition system with fixed camera and movable light source 6.1.1 Description of the system With reference to FIG. 1, a three-dimensional acquisition system 100 according to a first preferred embodiment of the invention will now be described. In this first embodiment, the three-dimensional acquisition system 100 according to the invention comprises: translation guide means 3 and rotation guide means 4 specific to the invention; and a camera 1 (for example of the CCD type having 307,200 pixels) and a light source 2 (for example of the line laser type, whose characteristics (provided for illustrative purposes) are the following: a wavelength of 650nm, a power of 16mW and an opening of 100) of conventional types per se. In the illustrated embodiment, the rotation guiding means 4 are secured to the light source 2. The assembly formed by the rotation guiding means 4 and the light source 2 is articulated on a first end 51 an arm 5, whose second end 52 carries the translation guiding means 3. The translation guiding means 3 are mounted articulated along a guide rail 6. The length of the guide rail 6 substantially defines the translation axis (denoted x) of the light source 2. According to the invention, the translation guiding means 3 make it possible to move the assembly formed by the rotation guiding means 4 and the light source 2 along the guide rail 6. In a preferred embodiment, the guide rail 6 and the translation guide means 3 allow a range of displacement between 0 and 100cm, with a translational step of about 1 mm. It should be noted that for a movement of about 50 cm of the assembly formed by the rotation guiding means 4 and the light source 2, it is possible to quickly and accurately scan objects of about lm; The rotation guiding means 4 allow for their part to rotate the light source 2 about an axis of rotation (y) extending substantially perpendicularly to the translation axis (x). In a preferred embodiment, the rotational guiding means 4 allow the light source 2 to rotate about 360 about the axis of rotation (y), with variable increments, which may be less than the degree. As will be seen later, the camera 1 is advantageously chosen as the origin of the system 100. Indeed, the inventors have found that when the system is powered up (the calibration has not yet been performed) no position 'is known in the system, except the focal point of the camera. 6.1.2 Calibration and use of the system With reference to FIG. 2, a flow chart generally illustrating a three-dimensional acquisition method of an object 7 (with reference to FIG. 1) according to a first preferred embodiment is presented. of the invention. This method, based on a management of the positioning of the light source 2 with respect to the object 7, is implemented, for example, in the form of a controller in a processing unit, of the personal computer type.

Une phase de calibration de la source de lumière 2 comprend une première étape E21, au cours de laquelle l'utilisateur place une mire de calibrage (non représentée) dans le champ de vision de la caméra 1. Dans un mode de réalisation préférentiel, la mire de calibrage est une matrice 5 x 5 de disques noirs sur fond blanc. De façon classique, le nombre et la taille des disques dépendent de la taille des objets à numériser. A calibration phase of the light source 2 comprises a first step E21, during which the user places a calibration pattern (not shown) in the field of view of the camera 1. In a preferred embodiment, the Calibration pattern is a 5 x 5 matrix of black disks on a white background. Conventionally, the number and size of the disks depend on the size of the objects to be digitized.

Lors d'une étape E22, on fait l'acquisition d'une première image de la mire, pour une position initiale de la source de lumière 2. Lors d'une étape E23, on active les moyens de guidage en rotation 4, de façon à obtenir une première position intermédiaire de la source de lumière 2. Lors d'une étape E24, on fait l'acquisition d'une deuxième image de la mire, pour la première position intermédiaire obtenue à l'étape E23. During a step E22, a first image of the test pattern is acquired, for an initial position of the light source 2. During a step E23, the rotation guiding means 4 are activated. in order to obtain a first intermediate position of the light source 2. During a step E24, a second image of the pattern is acquired for the first intermediate position obtained in step E23.

Lors d'une étape E25, on active les moyens de guidage en rotation 4, de façon à obtenir une deuxième position intermédiaire de la source de lumière 2. Lors d'une étape E26, on fait l'acquisition d'une troisième image de la mire, pour la deuxième position intermédiaire obtenue à l'étape E25. During a step E25, the rotation guiding means 4 is activated so as to obtain a second intermediate position of the light source 2. During a step E26, a third image of the target, for the second intermediate position obtained in step E25.

Ensuite, lors d'une étape E27, on détermine si un critère de précision de mesure du plan de la source est vérifié, à partir d'une analyse des images obtenues aux étapes E22, E24 et E26. Si le critère de précision de mesure est vérifié, on passe à une étape E28, sinon on retourne à l'étape E23. Lors d'une étape E28, on active les moyens de guidage en translation 3, de façon à obtenir une position finale de la source de lumière 2. Lors d'une étape E29, on fait l'acquisition d'une quatrième image de la mire, pour la position finale obtenue à l'étape E28. Ensuite, lors d'une étape E30, l'automate analyse les images de la mire obtenues aux étapes E22, E24, E26 et E29, de façon à extraire les paramètres du plan de la source. L'étape suivante est relative à une phase d'acquisition de l'objet. Cette phase d'acquisition consiste à prendre plusieurs images de l'objet éclairé par la source lumineuse et d'en extraire des données qui sont utilisées pour reconstituer l'objet en trois dimensions. Comme on le verra par la suite, les paramètres de position de la source de lumière sont modifiés en translation et/ou en rotation entre chaque acquisition. Enfin, lors d'une étape E31, l'utilisateur place l'objet 7 sujet à l'acquisition dans le champs de vision de la caméra 1, puis l'automate active les moyens de guidage en translation 3 et/ou les moyens de guidage en rotation 4, de façon à appliquer des couples translation/rotation à la source de lumière 2 (c'est-à-dire que la source de lumière prend différentes positions par rapport à l'objet, en d'autres termes la source de lumière éclaire l'objet suivant différents angles d'illumination), de sorte que la caméra 1 prenne plusieurs images de l'objet 7, correspondant chacune à une position donnée de la source de lumière 2. La figure 3 illustre de façon schématique une séquence d'acquisition tridimensionnelle d'un objet 7 par rotation de la source de lumière 2. Then, during a step E27, it is determined whether a measurement accuracy criterion of the source plane is verified, from an analysis of the images obtained in steps E22, E24 and E26. If the measurement accuracy criterion is verified, it goes to a step E28, otherwise it returns to step E23. During a step E28, the translation guiding means 3 are activated, so as to obtain a final position of the light source 2. During a step E29, a fourth image of the light source is acquired. target, for the final position obtained in step E28. Then, during a step E30, the automaton analyzes the images of the pattern obtained in steps E22, E24, E26 and E29, so as to extract the parameters of the plane of the source. The next step relates to an acquisition phase of the object. This acquisition phase consists of taking several images of the object illuminated by the light source and extracting data that are used to reconstitute the object in three dimensions. As will be seen later, the position parameters of the light source are modified in translation and / or in rotation between each acquisition. Finally, during a step E31, the user places the object 7 subject to acquisition in the field of view of the camera 1, then the automaton activates the translation guiding means 3 and / or the means of rotation guide 4, so as to apply translational / rotational torques to the light source 2 (i.e., the light source takes different positions with respect to the object, in other words the source light illuminates the object according to different illumination angles), so that the camera 1 takes several images of the object 7, each corresponding to a given position of the light source 2. Figure 3 schematically illustrates a three-dimensional acquisition sequence of an object 7 by rotation of the light source 2.

On considère que le système d'acquisition 100 est calibré, c'est-à-dire qu'on connaît l'ensemble des points qui définissent dans l'espace le plan de la source de lumière. A l'instant t0, la source de lumière 2 éclaire l'objet 7 suivant un premier angle d'illumination al, correspondant à l'angle formé par le plan de lumière P1 et l'axe (F) passant par le point focal de la caméra 1. A ce même instant t0, la caméra 1 prend une première image de l'objet 7. A la fin de cette première acquisition, les moyens de guidage en rotation 4 sont activés jusqu'à ce que la source de lumière 2 occupe une position, dans laquelle elle éclaire l'objet 7 suivant un deuxième angle d'illumination a2. A l'instant t0+1, la source de lumière 2 éclaire l'objet 7 suivant le deuxième angle d'illumination a2, correspondant à l'angle formé par le plan de lumière P2 et l'axe (F) passant par le point focal de la caméra 1. A ce même instant t0+1, la caméra 1 prend une deuxième image de l'objet 7. A la fin de cette deuxième acquisition, les moyens de guidage en rotation 4 sont activés jusqu'à ce que la source de lumière 2 occupe une position, dans laquelle elle éclaire l'objet 7 suivant un troisième angle d'illumination a3. A l'instant t0+2, la source de lumière 2 éclaire l'objet 7 suivant le troisième angle d'illumination a3, correspondant à l'angle formé par le plan de lumière P3 et l'axe (F) passant par le point focal de la caméra 1. A ce même instant t0+2, la caméra 1 prend une troisième image de l'objet 7. La figure 4 illustre de façon schématique une séquence d'acquisition tridimensionnelle d'un objet 7 par translation et rotation de la source de lumière 2. On considère que le système d'acquisition 100 est calibré, c'est-à-dire qu'on connaît l'ensemble des points qui définissent dans l'espace le plan de la source de lumière. A l'instant t0, la source de lumière 2 occupe une première position POST le long du rail de guidage 6 et éclaire l'objet 7suivant un premier angle d'illumination 131, correspondant à l'angle formé par le plan de lumière P4 et l'axe (F) passant par le point focal de la caméra 1. It is considered that the acquisition system 100 is calibrated, that is to say we know all the points that define in space the plane of the light source. At time t0, the light source 2 illuminates the object 7 according to a first illumination angle α1, corresponding to the angle formed by the light plane P1 and the axis (F) passing through the focal point of the camera 1. At the same time t0, the camera 1 takes a first image of the object 7. At the end of this first acquisition, the rotating guide means 4 are activated until the light source 2 occupies a position, in which it illuminates the object 7 according to a second illumination angle a2. At time t0 + 1, the light source 2 illuminates the object 7 according to the second illumination angle a2, corresponding to the angle formed by the plane of light P2 and the axis (F) passing through the point focal point of the camera 1. At the same time t0 + 1, the camera 1 takes a second image of the object 7. At the end of this second acquisition, the rotating guide means 4 are activated until the light source 2 occupies a position, in which it illuminates the object 7 according to a third illumination angle a3. At time t0 + 2, the light source 2 illuminates the object 7 according to the third illumination angle a3, corresponding to the angle formed by the plane of light P3 and the axis (F) passing through the point focal point of the camera 1. At the same time t0 + 2, the camera 1 takes a third image of the object 7. FIG. 4 schematically illustrates a three-dimensional acquisition sequence of an object 7 by translation and rotation of the light source 2. It is considered that the acquisition system 100 is calibrated, that is to say we know all the points that define in space the plane of the light source. At time t0, the light source 2 occupies a first POST position along the guide rail 6 and illuminates the object 7 following a first illumination angle 131, corresponding to the angle formed by the light plane P4 and the axis (F) passing through the focal point of the camera 1.

A ce même instant t0, la caméra 1 prend une première image de l'objet 7. A la fin de cette première acquisition, les moyens de guidage en translation 3 sont activés jusqu'à ce que la source de lumière 2 occupe une deuxième position POS2 le long du rail de guidage 6. Les moyens de guidage en rotation 4 sont ensuite activés jusqu'à ce que la source de lumière 2 éclaire l'objet 7 suivant un deuxième angle d'illumination [32. A l'instant t0+1, la source de lumière 2 occupe la deuxième position POS2 le long du rail de guidage 6 et éclaire l'objet 7 suivant le deuxième angle d'illumination R2, correspondant à l'angle formé par le plan de lumière P5 et l'axe (F) passant par le point focal de la caméra 1. At the same time t0, the camera 1 takes a first image of the object 7. At the end of this first acquisition, the translation guiding means 3 are activated until the light source 2 occupies a second position POS2 along the guide rail 6. The rotational guiding means 4 are then activated until the light source 2 illuminates the object 7 at a second illumination angle [32. At time t0 + 1, the light source 2 occupies the second position POS2 along the guide rail 6 and illuminates the object 7 along the second illumination angle R2, corresponding to the angle formed by the plane of light P5 and the axis (F) passing through the focal point of the camera 1.

A ce même instant t0+1, la caméra 1 prend une deuxième image de l'objet 7. A la fin de cette deuxième acquisition, les moyens de guidage en translation 3 sont activés jusqu'à ce que la source de lumière 2 occupe une troisième position POS3 le long du rail de guidage 6. Les moyens de guidage en rotation 4 sont ensuite activés jusqu'à ce que la source de lumière 2 éclaire l'objet 7 suivant un troisième angle d'illumination (33. At the same time t0 + 1, the camera 1 takes a second image of the object 7. At the end of this second acquisition, the translation guiding means 3 are activated until the light source 2 occupies a third position POS3 along the guide rail 6. The rotational guiding means 4 are then activated until the light source 2 illuminates the object 7 according to a third illumination angle (33.

A l'instant t0+2, la source de lumière 2 occupe la troisième position POS3 le long du rail de guidage 6 et éclaire l'objet 7 suivant le troisième angle d'illumination X33, correspondant à l'angle formé par le plan de lumière P6 et l'axe (F) passant par le point focal de la caméra 1. 6.2 A ce même instant t0+2, la caméra 1 prend une troisième image de l'objet 7. Système d'acquisition tridimensionnelle avec caméra fixe, source de lumière mobile et plateau mobile 6.2.1 Description du système On décrit désormais en relation avec la figure 5, un système d'acquisition tridimensionnelle 200 selon un second mode de réalisation préférentiel de l'invention. Dans ce second mode de réalisation, le système d'acquisition tridimensionnelle 200 selon l'invention comprend : des moyens de guidage en translation 3 et des moyens de guidage en rotation 4 spécifiques à l'invention, déjà décrit en relation avec la figure 1 ; - un plateau 8 à un degré de liberté en rotation spécifique à l'invention ; et - une caméra 1 et une source de lumière 2 de types classiques en soi, décrit également en relation avec la figure 1. At time t0 + 2, the light source 2 occupies the third position POS3 along the guide rail 6 and illuminates the object 7 according to the third illumination angle X33, corresponding to the angle formed by the plane of light P6 and the axis (F) passing through the focal point of the camera 1. 6.2 At the same time t0 + 2, the camera 1 takes a third image of the object 7. Three-dimensional acquisition system with fixed camera, movable light source and movable platen 6.2.1 Description of the system With reference to FIG. 5, a three-dimensional acquisition system 200 according to a second preferred embodiment of the invention will now be described. In this second embodiment, the three-dimensional acquisition system 200 according to the invention comprises: translation guiding means 3 and rotation guiding means 4 specific to the invention, already described in relation to FIG. 1; a plate 8 with a degree of freedom in rotation specific to the invention; and a camera 1 and a light source 2 of conventional types per se, also described with reference to FIG.

Dans le mode de réalisation illustré, le plateau 8 est monté de manière indépendante au système 200, c'est-à-dire qu'il est mécaniquement indépendant du système 200. En d'autres termes, le plateau 8 n'est pas solidarisé au bâti (non représenté) portant la caméra 1 et la source de lumière 2. In the illustrated embodiment, the plate 8 is independently mounted to the system 200, that is to say it is mechanically independent of the system 200. In other words, the plate 8 is not secured. to the frame (not shown) carrying the camera 1 and the light source 2.

Comme illustré, le plateau 8, sur lequel est posé l'objet 7 sujet à l'acquisition, est de forme circulaire et de taille sensiblement deux fois supérieur à la taille de l'objet 7. Il est important de noter que le plateau peut-être de forme géométrique (carré, hexagone, etc.) et de matériau de composition quelconques. Ce qui importe c'est que la liaison en rotation soit ajusté précisément et que le plateau mobile soit stable, c'est-à- dire qu'il ne présente aucune souplesse et qu'il soit insensible aux vibrations. Bien entendu, le plateau doit avoir une taille supérieure à celle de l'objet. Comme déjà indiqué, le plateau 8 possède un degré de liberté en rotation autour d'un axe de rotation (Y) s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe de rotation (y) de la source de lumière 2. Le plateau 8 peut effectuer une rotation d'environ 360 autour de l'axe de rotation (Y), avec des incréments variables. 6.2.2 Calibration et utilisation du système On va décrire maintenant, en relation avec la figure 6, un organigramme illustrant de manière globale un procédé d'acquisition tridimensionnelle d'un objet 7 (en référence à la figure 5) selon un second mode de réalisation préférentiel de l'invention. As illustrated, the plate 8, on which is placed the subject 7 subject to acquisition, is circular in shape and substantially twice the size of the object size 7. It is important to note that the tray can be of geometric shape (square, hexagon, etc.) and any composition material. What is important is that the rotation connection is precisely adjusted and that the movable plate is stable, that is to say, it has no flexibility and is insensitive to vibration. Of course, the tray must be larger than the object. As already indicated, the plate 8 has a degree of freedom in rotation about an axis of rotation (Y) extending substantially parallel to the axis of rotation (y) of the light source 2. The plate 8 can perform a rotation of about 360 around the axis of rotation (Y), with variable increments. 6.2.2 Calibration and use of the system We will now describe, in relation with FIG. 6, a flowchart generally illustrating a method of three-dimensional acquisition of an object 7 (with reference to FIG. 5) according to a second embodiment of FIG. preferential embodiment of the invention.

Ce procédé est basé sur une gestion du positionnement de la source de lumière 2 par rapport à l'objet 7 d'une part et de la caméra 1 par rapport à l'objet 7 d'autre part. Comme on le notera certaines étapes de la figure 6 sont identiques (mêmes références alphanumériques) à certaines étapes (E21 à E30) décrites précédemment à la figure 2. Par souci de simplification de la description, on détaille ci-après uniquement les étapes qui différencient le second mode de réalisation du premier mode de réalisation décrit précédemment. Lors d'une étape E41, l'utilisateur pose une mire de calibrage (non représentée) sur le plateau 8 et la place dans le champ de vision de la caméra 1. Lors d'une étape E42, on fait l'acquisition d'une cinquième image de la mire, pour une position initiale du plateau 8 (la source de lumière 2 étant placée dans une position de départ). This method is based on a management of the positioning of the light source 2 with respect to the object 7 on the one hand and the camera 1 with respect to the object 7 on the other hand. As will be noted, certain steps of FIG. 6 are identical (same alphanumeric references) to certain steps (E21 to E30) previously described in FIG. 2. For the sake of simplification of the description, only the steps that differentiate are described below. the second embodiment of the first embodiment described above. During a step E41, the user places a calibration pattern (not shown) on the plate 8 and places it in the field of view of the camera 1. During a step E42, the acquisition of a fifth image of the target, for an initial position of the plate 8 (the light source 2 being placed in a starting position).

Lors d'une étape E43, on active la rotation du plateau 8, de façon à obtenir une position finale du plateau 8. Lors d'une étape E44, on fait l'acquisition d'une sixième image de la mire, pour la position finale du plateau 8 obtenue à l'étape E43 (la source de lumière 2 étant toujours placée dans la position de départ). Ensuite, lors d'une étape E45, l'automate analyse les images de la mire obtenues aux étapes E42 et E44, de façon à extraire les paramètres du repère du plateau. L'étape suivante est relative à une phase d'acquisition de l'objet. Enfin, lors d'une étape E46, l'utilisateur pose l'objet 7 sujet à l'acquisition sur le plateau 8 et le place dans le champs de vision de la caméra 1. L'automate active dans un premier temps les moyens de guidage en translation 3 et/ou les moyens de guidage en rotation 4, de façon à appliquer des couples translation/rotation à la source de lumière 2 (c'est-à-dire que la source de lumière prend différentes positions par rapport à l'objet, en d'autres termes la source de lumière éclaire l'objet suivant différents angles d'illumination), puis dans un second temps l'automate active la rotation du plateau, de sorte que la caméra 1 prenne plusieurs images de l'objet 7. La figure 7 illustre de façon schématique une séquence d'acquisition tridimensionnelle d'un objet 7 par rotation du plateau 8. On considère que le système d'acquisition 200 est calibré, c'est-à-dire qu'on connaît l'ensemble des points qui définissent dans l'espace le plan de la source de lumière d'une part et le repère du plateau d'autre part. A l'instant t0, la source de lumière 2 occupe une première position POS4 le long du rail de guidage 6 et éclaire l'objet 7 suivant un premier angle d'illumination yl, correspondant à l'angle formé par le plan de lumière P7 et l'axe (F) passant par le point focal de la caméra 1. A ce même instant t0, la rotation du plateau 8 est activée, de sorte que la caméra 1 prenne plusieurs premières images de l'objet 7. A la fin de cette première acquisition, la rotation du plateau 8 est arrêtée et les moyens de guidage en translation 3 sont activés jusqu'à ce que la source de lumière 2 occupe une deuxième position POS5 le long du rail de guidage 6. Les moyens de guidage en rotation 4 sont ensuite activés jusqu'à ce que la source de lumière 2 éclaire l'objet 7 suivant un deuxième angle d'illumination y2. During a step E43, the rotation of the plate 8 is activated so as to obtain a final position of the plate 8. During a step E44, a sixth image of the pattern is acquired for the position final plateau 8 obtained in step E43 (the light source 2 is always placed in the starting position). Then, during a step E45, the automaton analyzes the images of the pattern obtained in steps E42 and E44, so as to extract the parameters of the marker of the tray. The next step relates to an acquisition phase of the object. Finally, during a step E46, the user places the object 7 subject to the acquisition on the plate 8 and places it in the field of view of the camera 1. The automaton activates in a first time the means of translation guiding 3 and / or the rotation guiding means 4, so as to apply translation / rotation torques to the light source 2 (that is to say that the light source takes different positions relative to the light source 2). object, in other words the light source illuminates the object according to different illumination angles), then in a second step the automaton activates the rotation of the plate, so that the camera 1 takes several images of the object 7. FIG. 7 schematically illustrates a three-dimensional acquisition sequence of an object 7 by rotation of the plate 8. It is considered that the acquisition system 200 is calibrated, ie it is known the set of points that define in space the plane of the light source of a p art and the benchmark on the other hand. At time t0, the light source 2 occupies a first POS4 position along the guide rail 6 and illuminates the object 7 at a first illumination angle y1 corresponding to the angle formed by the P7 light plane and the axis (F) passing through the focal point of the camera 1. At this same time t0, the rotation of the plate 8 is activated, so that the camera 1 takes several first images of the object 7. At the end of this first acquisition, the rotation of the plate 8 is stopped and the translation guiding means 3 are activated until the light source 2 occupies a second POS5 position along the guide rail 6. The guide means rotation 4 are then activated until the light source 2 illuminates the object 7 at a second illumination angle y2.

A l'instant t0+1, la source de lumière 2 occupe la deuxième position POS5 le long du rail de guidage 6 et éclaire l'objet 7 suivant le deuxième angle d'illumination 72, correspondant à l'angle formé par le plan de lumière P8 et l'axe (F) passant par le point focal de la caméra 1. At time t0 + 1, the light source 2 occupies the second position POS5 along the guide rail 6 and illuminates the object 7 according to the second illumination angle 72, corresponding to the angle formed by the plane of light P8 and the axis (F) passing through the focal point of the camera 1.

A ce même instant t0+1, la rotation du plateau 8 est activée, de sorte que la caméra 1 prenne plusieurs deuxièmes images de l'objet 7. 6.3 Description d'un autre mode de réalisation de l'invention Il est possible d'envisager de mettre en oeuvre un système d'acquisition tridimensionnelle, dans lequel l'ensemble caméra et source de lumière se trouve sur le plateau asservi en rotation. Une telle configuration permet, notamment, mais non exclusivement : l'acquisition d'objets périphériques, c'est-à-dire des objets qui se trouvent autour du système d'acquisition, par exemple, une salle de musée ou un environnement quelconque ; -1"acquisition d'objets qui sont difficiles ou impossibles à mobiliser. On va décrire maintenant, en relation avec la figure 8, un système d'acquisition tridimensionnelle comprenant un ensemble 81 caméra/source de lumière monté articulé sur un plateau tournant 82. Par souci de simplification de la description, on se limitera à décrire trois positions de l'ensemble 81 caméra/source, correspondant à des rotations de 0 , 90 et 180 du plateau tournant 82. Comme illustré l'ensemble 81 caméra/source de lumière est solidarisé sur un bras 83 asservis en rotation autour d'un sujet humain 84 à numériser. Dans un premier temps, l'ensemble 81 caméra/source de lumière est positionné à l'arrière de la tête 841 du sujet humain 84. L'ensemble 81 caméra/source de lumière prend une première image de la tête 841 correspondant à la partie arrière de la tête 841. Dans un deuxième temps, le plateau tournant 82 est activé, de façon à faire pivoter de 90 , dans le sens des aiguilles d'une montre, l'ensemble 81 caméra/source de lumière. L'ensemble 81 caméra/source de lumière est positionné, de façon à prendre une deuxième image de la tête 841 correspondant à la partie gauche de la tête 841. At the same time t0 + 1, the rotation of the plate 8 is activated, so that the camera 1 takes several second images of the object 7. 6.3 Description of another embodiment of the invention It is possible to consider implementing a three-dimensional acquisition system, in which the camera and light source assembly is on the rotating platen. Such a configuration allows, in particular, but not exclusively: the acquisition of peripheral objects, that is to say objects that are around the acquisition system, for example, a museum room or any environment; Acquisition of objects that are difficult or impossible to mobilize With reference to FIG. 8, a three-dimensional acquisition system comprising a camera / light source assembly mounted articulated on a turntable 82 will now be described. For the sake of simplification of the description, it will be limited to describe three positions of the camera / source assembly 81, corresponding to rotations of 0, 90 and 180 of the turntable 82. As illustrated the assembly 81 camera / light source is secured on an arm 83 rotatably engaged around a human subject 84 to be digitized Firstly, the assembly 81 camera / light source is positioned at the rear of the head 841 of the human subject 84. The Together, the camera / light source 81 takes a first image of the head 841 corresponding to the rear part of the head 841. In a second step, the turntable 82 is activated, so as to rotate 90, in the direction of the clockwise, the entire 81 camera / light source. The camera / light source assembly 81 is positioned to take a second image of the head 841 corresponding to the left portion of the head 841.

Dans un troisième temps, le plateau tournant 82 est activé, de façon à faire pivoter de 90 , dans le sens des aiguilles d'une montre, l'ensemble 81 caméra/source de lumière. L'ensemble 81 caméra/source de lumière est positionné, de façon à prendre une troisième image de la tête 841 correspondant à la partie avant de la tête 841.5 In a third step, the turntable 82 is activated, so as to turn the camera / light source assembly 90 in a clockwise direction. The camera / light source assembly 81 is positioned to take a third image of the head 841 corresponding to the front portion of the head 841.5

Claims

1. three-dimensional acquisition system (100), comprising at least one camera (1) for taking images of an object (7) illuminated by at least one source (2) of electromagnetic radiation, characterized in that said system (100) comprises guiding means (3, 4), according to at least one degree of freedom in translation and / or at least one degree of freedom in rotation, of said at least one source (2), making it possible to obtain different first relative positions of said at least one source with respect to said object, so that, for a given second relative position of said at least one camera (1) with respect to said object, said at least one camera can take at least two images of the object (7) each corresponding to one of said first relative positions.

2. System according to claim 1, characterized in that said guide means (3, 4) allow guidance in a single degree of freedom in translation and a single degree of freedom in rotation.

3. System according to any one of claims 1 and 2, characterized in that said guide means comprise a stepper motor for each of said degrees of freedom in translation or rotation.

4. System according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said system (100) comprises means for relative displacement, at least one degree of freedom in translation or rotation, of said at least one camera (1). ) relative to said object (7), making it possible to obtain different second relative positions of said at least one camera with respect to said object, so that for each of said second relative positions of said at least one camera with respect to said object, said at least one camera can take at least two images of the object each corresponding to one of said first relative positions.

5. System according to claim 4, characterized in that said relative displacement means comprise a motorized plate (8) on which said object (7) is placed or to which said object is temporarily secured.

6. System according to claim 5, characterized in that said plate (8) moves in a single degree of freedom in rotation.

7. System according to any one of claims 4 and 5, characterized in that said relative displacement means further comprises guide means, according to at least one degree of freedom in translation or rotation of said at least one camera.

8. Three-dimensional acquisition method, using a system (100) comprising at least one camera (1) for taking images of an object (7) illuminated by at least one source (2) of radiation electromagnetic system, said system further comprising guiding means (3, 4), according to at least one degree of freedom in translation and at least one degree of freedom in rotation, of said at least one source, making it possible to obtain different first positions said at least one source relative to said object, characterized in that it comprises a calibration phase of said at least one source, itself comprising the following steps, for a given second relative position of said at least one camera with respect to said object, and for a given degree of freedom in rotation: positioning a pattern (E21) in the field of view of said at least one camera; acquiring a first image of said pattern (E22), for a first initial position of said at least one source corresponding to one of said first relative positions; activation of said guide means (E23) according to said given degree of freedom in rotation, so as to obtain a first intermediate position of said at least one source belonging to one of said first relative positions; acquiring a second image of said pattern (E24) for said first intermediate position; activation of said guide means (E25) according to said given degree of freedom in rotation, so as to obtain a second intermediate position of said at least one source belonging to one of said first relative positions; acquiring a third image of said pattern (E26) for said second intermediate position.

9. Method according to claim 8, characterized in that said calibration phase of said at least one source further comprises the following steps, for said second relative position of said at least one camera relative to said object, and for a degree given freedom of translation: activation of said guide means (E28) according to said given degree of freedom in translation, so as to obtain a first final position of said at least one source belonging to one of said first relative positions; acquiring a fourth image of said pattern (E29), for said first final position.

10. Method according to any one of claims 8 and 9, characterized in that said calibration phase of said at least one source comprises a step of analyzing (E30) said images of said pattern, for extracting parameters of a plane associated with said source, said plane of the source.

11. Method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that it comprises a calibration phase of a motorized plate (8), at least one degree of freedom in translation or rotation, on which is posed said target or which is temporarily secured said target, said plate for obtaining different second relative positions of said at least one camera relative to said object, and in that said calibration phase of said motorized plate comprises the following steps, for the one of said first relative positions, and for a given degree of freedom of rotation: positioning said pattern (E41) in the field of view of said at least one camera; acquiring a fifth image of said pattern (E42), for a second initial position of said plate corresponding to one of said second relative positions; activating said motorized platen (E43) according to said given degree of freedom in rotation so as to obtain a second final position of said platen belonging to one of said second relative positions; acquisition of a sixth image of said target (E44), for said second final position.

12. Method according to claim 11, characterized in that said calibration phase of said motorized plate comprises a step of analyzing (E45) said images of said pattern, for extracting parameters of a marker associated with said plateau, said marker of the plateau.

13. Method according to any one of claims 8 to 12, characterized in that it comprises an acquisition phase (E31) of said object of taking, for each second relative position of said at least one camera relative to said object at least two images of said object each corresponding to one of said first relative positions of said at least one source with respect to said object.