FR2949587A1

FR2949587A1 - Making an assembly of parts using a computer, comprises establishing digital model in three dimensions of each part, forming a virtual template of each part, and setting digital model with respect to reference of the workstation

Info

Publication number: FR2949587A1
Application number: FR0904176A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Berron
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2011-03-04

Abstract

The process of making an assembly of parts using a computer, comprises establishing a digital model in three dimensions of each part comprising its own reference and forming a virtual template of each part, setting the digital model with respect to a reference of a workstation (2), producing a video image of the workstation using an image acquisition unit, analyzing the resulting images for determining the position of the image acquisition unit with respect to the reference of the workstation and positioned on the workstation, and producing a video image of the digital model. The process of making an assembly of parts using a computer, comprises establishing a digital model in three dimensions of each part comprising its own reference and forming a virtual template of each part, setting the digital model with respect to a reference of a workstation (2), producing a video image of the workstation using an image acquisition unit, analyzing the resulting images for determining the position of the image acquisition unit with respect to the reference of the workstation and positioned on the workstation, producing a video image of the digital model or part of it is seen by the camera if it is real, and overlaying the video image of the digital model or part of it on video image of the workstation. The process further comprises establishing a chronology of different stages of assembly of parts for making the assembly, where the each assembly operation includes generating a virtual image of the part for introducing in the component set during process, generating an image of the state of progress of the component set, setting the two images one over the other so that the virtual image with respect to the assembly occupies the spacing for occupying the part for introducing in the assembly, and displaying two images superimposed on same display screen. A real-time detection of defects is carried out by comparing the image of the performed assembly and the image of the digital model of the assembly. An independent claim is included for an installation for making an assembly of parts using a computer.

Description

PROCEDE ET INSTALLATION DE REALISATION D'ASSEMBLAGE DE PIECES METTANT EN OEUVRE LA REALITE AUGMENTEE. Domaine technique La présente invention est du domaine des techniques et matériels utilisés pour assembler des pièces les unes aux autres par soudage, boulonnage et autres et ce selon un ordre déterminé par des gammes de fabrication. Plus particulièrement, la présente invention est relative à une méthode et une installation d'assemblage assisté par ordinateur, d'éléments d'une structure tridimensionnelle. METHOD AND INSTALLATION FOR REALIZING THE ASSEMBLY OF PARTS USING THE INCREASED REALITY Technical Field The present invention is in the field of techniques and materials used to assemble parts to each other by welding, bolting and the like and in an order determined by manufacturing ranges. More particularly, the present invention relates to a computer assisted assembly method and installation of elements of a three-dimensional structure.

Etat de la technique antérieure. On sait qu'en vue de l'usinage et de l'assemblage de pièces, le bureau des méthodes établit des gammes de fabrication. Ces gammes de fabrication décrivent les diverses étapes de la fabrication des assemblages des pièces et sont accompagnées de plans de fabrication comportant toutes les informations nécessaires au bon déroulement des travaux d'assemblage. Ces plans de fabrication sont établis selon des normes précises, les éléments objets de ces plans y sont représentés habituellement en deux dimensions sur une ou plusieurs vues. La personne chargée de la fabrication ou de l'assemblage doit savoir, pour mener à bien sa tâche, interpréter les vues pour reconstruire mentalement en trois dimensions, l'assemblage ou la pièce qu'il doit réaliser. On connaît de l'état de la technique, des logiciels de conception assistée par ordinateur avec l'aide desquels il est possible de réaliser des modèles numériques en trois dimensions affichés sur écran. De tels logiciels sont utilisés pour établir en finalité des plans cotés de pièces ou d'assemblage à partir desquels une fabrication doit être entreprise. On connaît également de l'état de la technique des équipements qui permettent de créer à partir de modèles numériques virtuels en trois dimensions, la représentation physique ou maquette, en résine, de ce modèle. S'il est possible avec cette technique de réaliser une maquette de l'objet à fabriquer il n'est pas possible actuellement, avec cette même technique de réaliser l'objet proprement dit. On connaît également du brevet européen EP 290 809, un système de fabrication utilisant des modèles numériques en trois dimensions. Ce système utilise en outre un théodolite assisté par ordinateur pour la réalisation d'assemblages de pièces conformes aux modèles numériques. On connaît également de l'état de la technique des méthodes et des moyens de soudage assisté par ordinateur. Ainsi le brevet FR 2 678 190 montre un procédé de soudage assisté par ordinateur consistant à filmer l'opération de soudage et à traiter en temps réel l'image obtenue afin d'en extraire des paramètres propres au soudage et à corriger ces paramètres à partir de données préenregistrées. On connaît aussi du brevet européen EP1486283 un procédé de commande de soudage. Selon ce procédé les pièces sont mises en place les unes par rapport aux autres sur une base d'appui et la configuration réalisée est photographiée afin d'établir une carte photographique permettant d'identifier les points de soudure et les paramètres de soudage. Le soudage est réalisé par un robot de soudage commandé à partir des valeurs des paramètres de soudage et 15 à partir de données de niveau délivrées par des pointeurs laser. On connaît également de l'état de l'art, des techniques de réalité augmentée. Typiquement ces techniques consistent à enrichir une représentation visuelle d'un environnement réel, par des informations visuelles générées par 20 ordinateur. Dans la pratique, l'opérateur porte des lunettes de visualisation dans lesquelles sont projetées les images de l'environnement réel et de manière superposée à ces dernières, les informations d'enrichissement visuel. Afin d'éviter tout défaut de superposition, sont prévus divers moyens de calage de ces images les unes par rapport aux autres, ces moyens prenant en compte la 25 position spatiale de l'opérateur par rapport à un système de coordonné lié à l'environnement réel. Exposé de l'invention Problème technique Les méthodes de réalisation d'assemblage de pièces selon la technique 30 antérieure font encore appel à des moyens relativement complexes à mettre en oeuvre et relativement coûteux. Par ailleurs ces méthodes connues font appel à une main d'oeuvre hautement qualifiée d'un coût horaire élevé. State of the prior art. It is known that for the machining and assembly of parts, the office of methods establishes manufacturing ranges. These manufacturing ranges describe the various stages of the manufacture of the assemblies of the parts and are accompanied by plans of manufacture including all the information necessary for the good progress of the work of assembly. These plans of manufacture are established according to precise standards, the elements objects of these plans are usually represented in two dimensions on one or more views. The person in charge of the manufacture or the assembly must know, to carry out his task, to interpret the views to reconstruct mentally in three dimensions, the assembly or the part which he must realize. Computer-aided design software is known from the state of the art with the aid of which it is possible to produce three-dimensional numerical models displayed on a screen. Such software is used to ultimately establish dimensioned plans of parts or assemblies from which a manufacturing must be undertaken. Also known from the state of the art equipment that can create from virtual models in three dimensions, physical representation or model, resin, this model. If it is possible with this technique to make a model of the object to be manufactured, it is not possible at present, with this same technique, to produce the object itself. Also known from European Patent EP 290 809, a manufacturing system using digital models in three dimensions. This system also uses a computer-assisted theodolite for the production of assemblies of parts conforming to numerical models. Also known from the state of the art methods and means of computer-assisted welding. Thus, patent FR 2,678,190 shows a computer-assisted welding process of filming the welding operation and processing in real time the image obtained in order to extract parameters specific to the welding and to correct these parameters from pre-recorded data. Also known from European Patent EP1486283 a welding control method. According to this method, the parts are placed in relation to each other on a support base and the configuration made is photographed in order to establish a photographic map making it possible to identify the welding points and the welding parameters. The welding is performed by a welding robot controlled from the values of the welding parameters and from level data delivered by laser pointers. We also know the state of the art, augmented reality techniques. Typically these techniques consist in enriching a visual representation of a real environment, by visual information generated by computer. In practice, the operator wears viewing glasses in which are projected the images of the real environment and superimposed thereon, the visual enrichment information. In order to avoid any overlapping defect, various means are provided for wedging these images relative to one another, these means taking into account the spatial position of the operator with respect to a coordinate system related to the environment. real. DESCRIPTION OF THE INVENTION TECHNICAL PROBLEM The methods for producing parts assembly according to the prior art still make use of relatively complex means to implement and relatively expensive. Moreover, these known methods call upon a highly skilled workforce with a high hourly cost.

Par ailleurs, malgré le haut degré de technicité de la main d'oeuvre utilisée, des erreurs de manipulation ou de positionnement de pièces lors des assemblages sont toujours possibles. Afin de détecter les mauvaises réalisations, sont mis en place des services de métrologie ou des services de qualité. Typiquement, ces services mènent une série de tests plus ou moins poussés qui peuvent consister soit à un simple contrôle dimensionnel ou bien en des analyses plus profondes mettant en oeuvre des techniques de radiographies, d'échographie, de résistance à la charge et autres techniques de contrôle destructif ou non destructif, coûteuses en soi. En tout état de cause ces techniques de contrôle interviennent après la réalisation de la pièce ou de l'assemblage, de sorte que les rapports de qualité nécessaires à l'amélioration de la fabrication interviennent trop tardivement dans la plupart des cas. Par ailleurs, ces contrôles sont toujours coûteux et l'homme de l'art cherche à minimiser leur fréquence sans pour autant nuire à la qualité de la production réalisée. Solution technique La présente invention a pour objet de résoudre les inconvénients précédemment énoncés en mettant en oeuvre une méthode d'assemblage assistée par ordinateur faisant appel aux techniques de la réalité augmentée pour guider un opérateur dans la réalisation dudit assemblage. Un autre but de la présente invention est la mise en oeuvre d'une méthode d'assemblage selon laquelle l'opérateur est guidé pas-à-pas dans la réalisation de l'assemblage. Un autre but de la présente invention est la mise en oeuvre d'une méthode d'assemblage dans laquelle une information de qualité d'assemblage est produite en temps réel par analyse des paramètres propres aux techniques utilisées pour la réalisation de l'assemblage. Un autre but de la présente invention est la mise en oeuvre d'une méthode d'assemblage apte pour chaque étape d'assemblage contrôler et 30 ajuster les réglages des machines participant à ladite étape d'assemblage. A cet effet le procédé, selon l'invention, de réalisation d'un assemblage de pièces assisté par ordinateur, faisant appel à un poste de travail, se caractérise essentiellement en ce qu'il consiste : - à établir un modèle numérique en trois dimensions de chaque pièce, ce modèle comportant un référentiel qui lui est propre, ce modèle formant un gabarit virtuel de chaque pièce, - à établir un modèle numérique en trois dimensions de l'assemblage, ce modèle numérique comportant un référentiel qui lui est propre, et formant un gabarit virtuel d'assemblage, - à positionner ce modèle numérique par rapport à un référentiel du poste de travail, - à produire une image vidéo du poste de travail à l'aide d'une caméra portée 10 par l'opérateur, - à analyser l'image produite afin de déterminer la position de la caméra par rapport au référentiel du poste de travail, - à produire une image vidéo du modèle numérique ou d'une partie de ce dernier tel qu'il serait vu par la caméra s'il était réel et positionné sur le poste de travail, 15 - à superposer l'image vidéo du modèle numérique ou d'une partie de dernier à l'image vidéo du poste de travail. Ainsi l'opérateur par simple observation de l'image vidéo enrichie d'éléments de réalité augmentée qui forment un gabarit virtuel peut parfaitement réaliser l'assemblage des pièces sans pour autant devoir suivre les indications 20 données par des plans en deux dimensions comme c'est actuellement le cas. Par ailleurs, comme l'assemblage numérique ou une partie de ce dernier se superpose à l'image qu'il reçoit du poste de travail, il est à même de positionner de manière relativement précise les différentes pièces les unes par rapport aux autres. 25 En outre par comparaison entre l'image de l'assemblage réalisé et l'image du modèle numérique de l'assemblage, qui forme un gabarit virtuel, il devient possible de détecter en temps réels les défauts de réalisation et de rebuter le cas échéant l'assemblage réalisé. On évite ainsi, par des contrôles simples menés au niveau du poste de travail, de coûteux contrôles réalisés 30 ultérieurement par les services qualité. Le gabarit virtuel pourra apparaître sous la forme d'une image filaire en ce sens que seules les arêtes des pièces composant cet assemblage sont représentées. Alternativement, le gabarit virtuel pourra être représenté selon un mode surfacique, alors les surfaces des pièces composant l'assemblage seront visibles sous forme d'aplats colorés. Selon une autre caractéristique, le procédé selon l'invention consiste également à établir une chronologie des différentes étapes d'assemblage des pièces en vue de la réalisation dudit assemblage, et au cours de l'opération d'assemblage, pour chaque étape d'assemblage, à générer une image virtuelle vidéo, ou gabarit virtuel, de la pièce à introduire dans l'assemblage en cours de réalisation, à générer une image vidéo de l'état d'avancement dudit assemblage, à caler ces deux images l'une par rapport à l'autre de façon que l'image virtuelle par rapport à l'assemblage occupe l'emplacement que doit occuper la pièce à introduire dans ledit assemblage et à afficher ces deux images de manière superposée sur au moins un même écran de visualisation. Lorsque l'assemblage de la pièce sera réalisé, sera commandé l'affichage du modèle numérique de la nouvelle pièce à assembler. Moreover, despite the high degree of technicality of the workforce used, errors in handling or positioning parts during assembly are always possible. In order to detect bad achievements, are set up metrology services or quality services. Typically, these services carry out a series of more or less advanced tests which can consist either of a simple dimensional control or of deeper analyzes using techniques of X-rays, ultrasound, resistance to the load and other techniques of destructive or non-destructive control, costly in itself. In any case, these control techniques take place after the production of the part or the assembly, so that the quality ratios necessary for the improvement of the manufacture occur too late in most cases. Moreover, these controls are always expensive and those skilled in the art seek to minimize their frequency without adversely affecting the quality of production produced. TECHNICAL SOLUTION The object of the present invention is to solve the aforementioned disadvantages by implementing a computer assisted assembly method using augmented reality techniques to guide an operator in the realization of said assembly. Another object of the present invention is the implementation of an assembly method according to which the operator is guided step-by-step in the realization of the assembly. Another object of the present invention is the implementation of an assembly method in which an assembly quality information is produced in real time by analyzing the parameters specific to the techniques used to carry out the assembly. Another object of the present invention is the implementation of an assembly method suitable for each assembly step to control and adjust the settings of the machines participating in said assembly step. For this purpose, the method according to the invention for producing a computer assisted assembly using a workstation is essentially characterized in that it consists in: - establishing a numerical model in three dimensions of each piece, this model having a reference system of its own, this model forming a virtual template of each piece, - to establish a numerical model in three dimensions of the assembly, this numerical model including a repository of its own, and forming a virtual assembly template, - positioning this digital model with respect to a repository of the workstation, - producing a video image of the workstation using a camera carried by the operator, - analyzing the produced image to determine the position of the camera relative to the workstation repository; - to produce a video image of the digital model or part thereof as it would be seen by the camera if it was real and positioned on the workstation, 15 - to superimpose the video image of the digital model or a part of last to the video image of the workstation. Thus the operator by simple observation of the video image enriched augmented reality elements that form a virtual template can perfectly achieve the assembly of the parts without having to follow the indications 20 given by two-dimensional planes as c ' is currently the case. Moreover, since the digital assembly or a part thereof is superimposed on the image it receives from the workstation, it is able to position the various parts relative to one another in a relatively precise manner. Furthermore, by comparison between the image of the assembly made and the image of the digital model of the assembly, which forms a virtual template, it becomes possible to detect defects in real time and to discard, if necessary. the assembly done. By means of simple controls carried out at the workstation, this avoids costly controls subsequently carried out by the quality departments. The virtual template may appear in the form of a wireframe image in that only the edges of the parts composing this assembly are represented. Alternatively, the virtual template can be represented in a surface mode, so the surfaces of the parts making up the assembly will be visible in the form of colored areas. According to another characteristic, the method according to the invention also consists in establishing a chronology of the different assembly steps of the parts for the realization of said assembly, and during the assembly operation, for each assembly step , to generate a virtual video image, or virtual template, of the part to be introduced into the assembly in progress, to generate a video image of the progress of said assembly, to wedge these two images one by relative to the other so that the virtual image with respect to the assembly occupies the location that must occupy the part to be introduced into said assembly and to display these two images superimposed on at least one same display screen. When the assembly of the part will be realized, will be ordered the display of the numerical model of the new part to be assembled.

Grâce à cette disposition l'opérateur est guidé pas-à-pas dans les étapes de réalisation de l'assemblage. Par ailleurs, un mauvais assemblage de la pièce pourra se traduire par la mise au rebut avant achèvement de l'assemblage ce qui est représentatif d'une économie ou bien, de préférence si cela est possible par la reprise et la correction du travail réalisé. With this arrangement the operator is guided step-by-step in the steps of producing the assembly. Moreover, a bad assembly of the part may result in the scrapping before completion of the assembly which is representative of an economy or, preferably if this is possible by the recovery and correction of the work done.

Selon une autre caractéristique, le procédé consiste pour chacune des étapes d'assemblage à ajuster et contrôler les réglages des machines utilisées pour les travaux d'assemblage. L'opérateur se trouve ainsi déchargé de ces tâches qui peuvent s'avérer fastidieuses et délicates à accomplir. According to another characteristic, the method consists for each of the assembly steps to adjust and control the settings of the machines used for the assembly work. The operator is thus relieved of these tasks which can prove tedious and delicate to accomplish.

La présente invention se rapporte également à une installation pour la mise en oeuvre du procédé. Ainsi cette installation se caractérise essentiellement en ce qu'elle comprend un poste de travail sur lequel l'assemblage sera réalisé dans un emplacement déterminé, un référentiel, une unité de gestion, de commande et de calcul contenant les modèles numériques en trois dimensions de l'assemblage à réaliser et des pièces composant cet assemblage, un moyen d'acquisition d'images vidéo connectée à l'unité de gestion, apte à acquérir des images de la scène de travail, et des images du référentiel, et une unité de visualisation connectée à l'unité de gestion et prévue pour être portée par l'opérateur, sur laquelle sont affichées les images de la scène de travail enrichies d'images virtuelles de réalité augmentée. Selon une autre caractéristique de l'invention, le référentiel est constitué par une mire, installée au-dessus du poste de travail. The present invention also relates to an installation for implementing the method. Thus this installation is essentially characterized in that it comprises a workstation on which the assembly will be carried out in a specific location, a repository, a management, control and calculation unit containing the three-dimensional digital models of the computer. assembly to be produced and parts making up this assembly, a video image acquisition means connected to the management unit, able to acquire images of the working scene, and images of the reference frame, and a display unit connected to the management unit and intended to be carried by the operator, on which the images of the work scene enriched with virtual augmented reality images are displayed. According to another characteristic of the invention, the repository is constituted by a test pattern, installed above the workstation.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la mire est constituée par un damier comportant des cases claires et des cases sombres, lesdites cases se présentant chacune sous la forme d'un carré. Description sommaire des figures et des dessins. D'autres avantages, buts et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'une forme préférée de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés en lesquels : - la figure 1 est une vue d'une installation selon l'invention pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, selon une première forme de réalisation, - la figure 2 est une vue d'une installation selon l'invention selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue d'une installation selon l'invention selon une troisième forme de réalisation de l'invention, Meilleure manière de réaliser l'invention En figure 1 est représentée une installation selon l'invention pour la réalisation d'un assemblage 1 composé de plusieurs pièces 10, 11, 12, ces pièces pouvant être de diverses natures. Sur cette figure est également représenté le gabarit virtuel G que doit suivre l'opérateur pour la réalisation de sa tâche. Ce gabarit virtuel apparaît sous la forme d'une image filaire, en trait mixe fort. According to another characteristic of the invention, the pattern is constituted by a checkerboard having light boxes and dark boxes, said boxes being each in the form of a square. Brief description of figures and drawings. Other advantages, aims and features of the invention will become apparent on reading the description of a preferred embodiment given by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. view of an installation according to the invention for implementing the method according to the invention, according to a first embodiment, - Figure 2 is a view of an installation according to the invention according to a second embodiment of the invention, - Figure 3 is a view of an installation according to the invention according to a third embodiment of the invention, best way to achieve the invention in Figure 1 is shown an installation according to the invention for the realization of an assembly 1 composed of several parts 10, 11, 12, these parts can be of various kinds. In this figure is also shown the virtual template G to be followed by the operator for the realization of his task. This virtual template appears in the form of a wireframe, in strong mixed line.

Cette installation comprend un poste de travail 2 formé essentiellement d'un établi sur lequel un opérateur va réaliser pas-à-pas l'assemblage 1. L'installation un moyen d'acquisition d'images vidéo comprenant au moins une première caméra 3 adaptée à l'acquisition d'images animées du poste de travail et plus précisément de la scène de travail et de l'assemblage en cours de réalisation. Selon une première forme de réalisation, ce moyen d'acquisition d'images vidéo comprend au moins une seconde caméra 4 adaptée à l'acquisition d'images animées d'un référentiel 6 attaché au poste de travail 1. L'installation comporte de plus une unité de gestion, de commande et de calcul 5 à laquelle sont connectées les deux caméras 3 et 4, cette unité de commande comportant des blocs mémoires renfermant le modèle numérique en trois dimensions de l'assemblage à réaliser, et les modèles numériques en trois dimensions des pièces composant ledit assemblage. This installation comprises a workstation 2 essentially consisting of a workbench on which an operator will perform step-by-step assembly 1. The installation means for acquiring video images comprising at least a first camera 3 adapted to the acquisition of animated images of the workstation and more precisely of the working scene and the assembly in progress. According to a first embodiment, this video image acquisition means comprises at least a second camera 4 adapted to the acquisition of moving images of a repository 6 attached to the work station 1. The installation also comprises a management, control and calculation unit 5 to which the two cameras 3 and 4 are connected, this control unit comprising memory blocks enclosing the three-dimensional digital model of the assembly to be produced, and the digital models in three dimensions of the parts composing said assembly.

Enfin, l'installation comporte une unité de visualisation 7 portée par l'opérateur, sur laquelle sont affichées les images vidéos produite par la première caméra enrichies d'images vidéos de réalité augmentée, montrant le modèle numérique de l'assemblage ou une partie de ce dernier. Cette image vidéo de réalité augmentée se superpose à l'image vidéo de la scène de travail et est positionnée parfaitement dans cette dernière de sorte que le modèle numérique est affiché dans la position qu'il occuperait s'il était réel et parfaitement positionné dans le poste de travail. Pour réaliser l'orientation du modèle numérique ou de la partie considérée de ce dernier et le recalage de ce dernier dans la scène de travail, l'unité de gestion 5 analyse l'image du référentiel 6 associé au poste de travail 2 et compare cette dernière à l'image d'un modèle du référentiel qu'elle possède en mémoire. Par comparaison de ces deux images et des déformations que présente l'image du référentiel par rapport à son modèle, l'unité de gestion 5 est apte à déterminer la position et l'orientation de la seconde caméra 4 dans l'espace et par voie de conséquence la position de l'opérateur par rapport au poste de travail. Ainsi par ce biais, l'unité de gestion 5 peut calculer l'orientation et la position du modèle numérique par rapport à la première caméra 3. Les première et seconde caméra 3, 4 sont portées par un casque 8 à l'usage de l'opérateur et sont de préférence montées de manière ajustable en position sur ce casque. La liaison entre ces caméras 3, 4 et l'unité de gestion 5 pourra être du type filaire, mais de préférence, pour une meilleure souplesse d'utilisation, la liaison sera du type Hertzien. Selon la forme préférée de réalisation, le référentiel 6 attaché au poste de travail 2 est installé fixement au-dessus du plan de travail 2 et est constitué par une figure géométrique comportant des zones claires et des zones foncées. De préférence, cette figure géométrique sera constituée par un damier dont les cases présenteront chacune un contour carré. Finally, the installation comprises a viewing unit 7 carried by the operator, on which are displayed the video images produced by the first camera enriched with augmented reality video images, showing the digital model of the assembly or a part of this last. This augmented reality video image is superimposed on the video image of the work scene and is perfectly positioned in the latter so that the digital model is displayed in the position it would occupy if it were real and perfectly positioned in the workplace. In order to carry out the orientation of the numerical model or of the considered part thereof and the registration of the latter in the work scene, the management unit 5 analyzes the image of the reference frame 6 associated with the workstation 2 and compares this last in the image of a model of the repository that it has in memory. By comparing these two images and the deformations that the image of the reference frame presents with respect to its model, the management unit 5 is able to determine the position and orientation of the second camera 4 in space and by way of consequently the position of the operator with respect to the workstation. Thus, in this way, the management unit 5 can calculate the orientation and the position of the digital model with respect to the first camera 3. The first and second cameras 3, 4 are carried by a helmet 8 for the use of the camera. and are preferably mounted adjustably in position on this helmet. The link between these cameras 3, 4 and the management unit 5 may be of the wired type, but preferably, for better flexibility of use, the link will be of the Hertzian type. According to the preferred embodiment, the reference 6 attached to the workstation 2 is fixedly installed above the work plane 2 and is constituted by a geometric figure with light areas and dark areas. Preferably, this geometric figure will be constituted by a checkerboard whose boxes will each have a square outline.

On a précédemment décrit une installation pour laquelle le référentiel 6 est installé fixement au-dessus du poste de travail 2, mais selon une variante d'exécution ce référentiel 6 sera installé fixement sur ce poste de travail. Dans ce cas de figure, le moyen d'acquisition d'images vidéos est une caméra 3 portée par le casque 8 à l'usage de l'opérateur, apte à acquérir en continu des images vidéos du poste de travail 2 et des images vidéo du référentiel 6. Une telle disposition sera adoptée lorsque les risques de perte d'image du référentiel seront inexistants ou très faibles. On a précédemment décrit une installation selon laquelle le référentiel 6 10 est fixe par rapport au poste de travail 2. Selon une variante d'exécution, le référentiel 6 est attaché au casque 8 à l'usage de l'opérateur. Dans ce cas de figure le moyen d'acquisition d'images vidéos comprend une caméra 3 fixée sur le casque et apte à acquérir en continu des images du poste de travail et une seconde camera 4 fixe par rapport au poste de travail et apte à acquérir des 15 images du référentiel 6 installé sur le casque 8. Avantageusement le casque 8 pourra être équipé d'au moins un inclinomètre 9 connecté par voie hertzienne ou filaire à l'unité de gestion et de contrôle et de commande 5. L'information d'inclinaison qu'il est apte à générer peut compenser avantageusement, pendant une brève période, l'absence 20 d'image du référentiel 6 due par exemple à une occultation de ce dernier. Ainsi malgré cette occultation, l'affichage du gabarit virtuel G ne se pas interrompue. L'unité de visualisation 7 sera constituée par deux écrans fixés à l'ossature d'une paire de lunettes destinées à être portée par l'opérateur ou bien intégrées dans le casque 8. 25 Selon une forme pratique de réalisation, le ou chaque outil 10 dont est équipé le poste de travail 2 est doté d'un repère 11 constituant référentiel et le moyen d'acquisition d'images vidéos est apte à acquérir des images vidéo de ce repère 11 afin de déterminer la position de l'outil 10 dans l'espace. Ainsi la ligne d'action de cet outil pourra être affichée sous forme de réalité augmentée dans 30 l'unité de visualisation portée par l'opérateur. Par ailleurs le gabarit virtuel G affiché dans l'unité de visualisation 7 pourra présenter sous forme de figures géométriques colorées ou non, sous forme de cibles et autres, les zones devant être intersectées par la ligne d'action de l'outil. Ainsi, s'agissant par exemple de la formation d'un perçage à réaliser sur l'assemblage, sera affiché l'axe du foret et le gabarit virtuel G pourra présenter un point d'entrée du perçage et un point de sortie. Ainsi, l'opérateur pourra positionner correctement l'outil. De même un mauvais positionnement de l'outil pourra être détecté et signalé et si l'opération à réaliser avec cet outil est malgré tout entreprise, la pièce pourra être rebutée avant de subir d'autres interventions d'usinage. L'invention telle que décrite trouve notamment son application dans tout genre de travaux d'assemblage. Elle peut notamment être utilisée lors de travaux de soudage par exemple lors des opérations de pointage des pièces. We have previously described an installation for which the repository 6 is fixedly installed above the workstation 2, but according to an alternative embodiment this repository 6 will be fixedly installed on this workstation. In this case, the video image acquisition means is a camera 3 worn by the helmet 8 for use by the operator, able to continuously acquire video images of the workstation 2 and video images. 6. Such a provision will be adopted when the risks of loss of image of the reference frame will be non-existent or very low. An installation has previously been described according to which the repository 6 is stationary relative to the workstation 2. According to an alternative embodiment, the repository 6 is attached to the helmet 8 for the use of the operator. In this case, the means for acquiring video images comprises a camera 3 fixed on the helmet and able to continuously acquire images of the workstation and a second camera 4 fixed with respect to the workstation and able to acquire of the 15 images of the repository 6 installed on the helmet 8. Advantageously the helmet 8 may be equipped with at least one inclinometer 9 connected by radio or wired to the management unit and control and control 5. The information of The inclination it is capable of generating may advantageously compensate, for a brief period, the lack of image of the reference frame 6 due for example to an occultation of the latter. Thus despite this occultation, the display of the virtual template G is not interrupted. The display unit 7 will consist of two screens attached to the frame of a pair of spectacles intended to be worn by the operator or integrated into the helmet 8. According to a practical embodiment, the or each tool 10 of which is equipped the workstation 2 is provided with a referential reference mark 11 and the video image acquisition means is able to acquire video images of this marker 11 to determine the position of the tool 10 in space. Thus the line of action of this tool can be displayed as augmented reality in the viewing unit carried by the operator. Furthermore, the virtual template G displayed in the display unit 7 may present in the form of colored geometric figures or not, in the form of targets and the like, the areas to be intersected by the line of action of the tool. Thus, for example for the formation of a hole to be made on the assembly, will be displayed the drill axis and the virtual template G may have a piercing entry point and an exit point. Thus, the operator will be able to correctly position the tool. Similarly, a poor positioning of the tool can be detected and reported and if the operation to be performed with this tool is still undertaken, the part can be rejected before undergoing other machining operations. The invention as described finds particular application in any kind of assembly work. It can in particular be used during welding work for example during the pointing operations of the parts.

Elle peut aussi être utilisée en vue de la fabrication des matériaux composites pour lesquels les différents plis doivent adopter des orientations différentes. II va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et variantes du domaine des équivalents techniques sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. It can also be used for the manufacture of composite materials for which the different plies must adopt different orientations. It goes without saying that the present invention may receive any arrangements and variations in the field of technical equivalents without departing from the scope of this patent.

Claims

CLAIMS1 / A method for producing a computer assisted assembly of parts, using augmented reality, characterized in that it consists in: - establishing a three-dimensional numerical model of each part, this model comprising a reference system which is clean, this model forming a virtual template of each piece, - to establish a three-dimensional numerical model of the assembly, this digital model including a reference system of its own, and forming a virtual assembly template, - to positioning this digital model with respect to a workstation repository, - producing a video image of the workstation using an image acquisition means, 15 - analyzing the produced image to determine the position of the image acquisition means relative to the workstation frame and positioned on the workstation; - to produce a video image of the digital model or part of a workstation; e as it would be seen by the camera if it were real, 20 - to superimpose the video image of the digital model or a part of last to the video image of the workstation. 2 / A method according to claim 1, characterized in that it consists in: - establishing a chronology of the various assembly steps of the parts for the realization of said assembly, and during the assembly operation, 25 for each assembly step, to generate a virtual image of the part to be introduced into the set composed in progress, to generate an image of the progress of said compound set, to wedge these two images one by relative to the other so that the virtual image with respect to the assembly occupies the location that must occupy the part to be introduced into said assembly and to display these two images superimposed on at least one same display screen .3 / A method according to the preceding claim, characterized in that it consists for each of the assembly steps to adjust and control the settings of the machines used for assembly work. 4 / A method according to any one of the preceding claims, characterized in that it consists in detecting in real time the defects of realization of the assembly by comparison between the image of the assembled assembly and the image of the numerical model assembly. 5 / Installation for implementing the method according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a workstation (2) on which the assembly will be performed in a specific location, a reference (6) , a management, control and calculation unit (5) containing the three-dimensional numerical models of the assembly to be produced and the components of this assembly, a video image acquisition means connected to the management unit , adapted to acquire images of the working scene, and images of the repository (6), and a display unit (7) connected to the management unit (5) and intended to be worn by the operator, on which are displayed images of the work scene enriched with augmented reality virtual images. 6 / Installation according to the preceding claim, characterized in that the repository (6) is attached to the workstation (2), the reference is fixed relative to said station. 7 / installation according to the preceding claim, characterized in that the reference system (6) is constituted by a test pattern. 8 / Apparatus according to the preceding claim, characterized in that the pattern (6) is constituted by a checkerboard having light boxes and dark boxes, said boxes being each in the form of a square. 9 / Apparatus according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the repository (6) is installed above the workstation (2) and the video image acquisition means comprises a first 30 camera (3) carried by a helmet (8) for the use of the operator, able to continuously acquire video images of the workstation (2) and the assembly made on the latter and a second camera (4) carried by the helmet, able to continuously acquire video images of the repository (6) attached to this workstation (2) .10 / Installation according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the repository (6 ) is fixedly installed on the workstation (2) and the means for acquiring video images is a camera (3) carried by a helmet (8) for the use of the operator, able to acquire continuously video images of the workstation and the assembly made on it and video images of the reference whole (6). 11 / Apparatus according to claim 5, characterized in that the reference frame (6) is attached to a helmet (8) intended to be worn by the operator, and that the video image acquisition means comprises a camera (3 ) fixed on the helmet and able to continuously acquire images of the workstation and the assembly made on the latter and a second camera (4) fixed relative to the workstation (2) and able to acquire images of the repository. 12 / Apparatus according to any one of claims 9 to 11, characterized by at least one inclinometer (9) fixedly installed on the helmet (8). 13 / Apparatus according to any one of claims 5 to 12, the workstation (2) is equipped with at least one tool (10) characterized in that said tool (10) is provided with a mark (11 ) referential component and the video image acquisition means is adapted to acquire video images of this marker (11) to determine the position of the tool in space.