FR2982664A1

FR2982664A1 - Systeme et procede de telemetrie sans contact adaptes aux objets de forme complexe

Info

Publication number: FR2982664A1
Application number: FR1160235A
Authority: FR
Inventors: Mickael Fouque
Original assignee: SPINCONTROL
Current assignee: SPINCONTROL
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2013-05-17
Anticipated expiration: 2031-11-10
Also published as: FR2982664B1

Abstract

La présente invention se rapporte au domaine de la mesure sans contact physique du contour périmétrique d'objet de forme complexe. Cette invention est née du besoin de réaliser ce type de mesures en s'affranchissant des artefacts induits par la ou les personnes effectuant la mesure. La présente demande décrit un système et un procédé permettant d'effectuer des mesures de contour périmétrique à l'aide de plusieurs télémètres laser judicieusement assemblés sur des rails de mesure motorisés et contrôlés à l'aide d'un programme informatique. L'orientation des télémètres laser est étudiée afin de supprimer les effets de bords lors des mesures de contour périmétrique. Plus particulièrement, l'invention trouve son application principale dans le domaine de la cosmétologie, offrant une solution d'évaluation de l'efficacité de produits cosmétiques amincissants par la mesure, avant et après utilisation des produits amincissants, du contour périmétrique de partie du corps comme par exemple les cuisse, les bras ou le bassin.

Description

S s me et arocédé de tél .rnLtrie sans contact ada stés aux objets de forme complexe DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention se rapporte au domaine de la télémétrie sans contact physique. Cette invention est née du besoin de réaliser ce type de mesures en s'affranchissant des artefacts induits par la ou les personnes effectuant la mesure. La présente demande décrit un système et un procédé permettant d'effectuer des mesures de distance et/ou de position adaptée aux objets de forme complexe, à l'aide de plusieurs télémètres laser judicieusement io disposés. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION De façon connue en soi, il existe de nombreuses applications des lasers associés à des mesures dimensionnelles, les plus connues étant la télémétrie sans contact, renvoyant des informations de distance ou de position 15 des objets mesurés. Généralement, ce type de mesure s'obtient grâce à des appareils fonctionnant suivant le principe de la triangulation : un faisceau laser émis par une source cohérente est réfléchi sur la surface de l'objet dont on désire connaitre la position ou l'éloignement par rapport à la source. Le rayon réfléchi est détecté par un capteur généralement associé à la source laser, et la 20 position du faisceau réfléchi sur le capteur permet d'en déduire des informations de distance et de position. A titre d'exemple, le document EP 1,466,136 décrit un dispositif visant à l'aide d'un laser une cible distante, afin de déterminer la position de la cible par rapport au dispositif. Le dispositif peut évoluer dans toutes les dimensions de l'espace pour cibler un objet, mais 25 seule une source laser est utilisée. Toutes ces solutions qui permettent de mesurer la position et/ou la distance d'une cible loin du dispositif de mesure présentent néanmoins le désavantage de ne pas réaliser de mesure de profils, nécessaire à l'obtention de paramètres bidimensionnels comme une mesure profilométrique.

Ce genre d'inconvénients peut être comblé par l'utilisation de source laser bidimensionnelles, comme les générateurs de nappes laser qui permettent de projeter non plus un point mais une ligne laser, ce qui permet de mesurer simultanément la position de plusieurs points sur une même surface, formant un profil de surface. Une autre manière de mesurer un profil est de faire balayer une source laser ponctuelle suivant une direction fixe. A titre d'exemple, le document EP 2,037,214 décrit un appareil et une méthode permettant de réaliser des mesures de forme de surface de pièces industrielles. Cependant, ce type d'appareil est constitué d'une seule source lumineuse, compliquant io ainsi le système et son utilisation dans le cadre de formes complexes, les extrémités étant difficiles à mesurer précisément. Un tel dispositif devient ainsi rapidement source d'erreurs de mesure. Des dispositifs à base de sources laser et de détecteurs peuvent également être mis en oeuvre pour recréer virtuellement la forme 15 tridimensionnelle d'un objet. A titre d'exemple, le document EP 2,293,013 décrit un dispositif constitué d'une source laser, d'un capteur, et d'un dispositif déflecteur permettant de balayer entièrement l'objet à mesurer. Cependant, ce type de systèmes sont souvent très couteux, et le temps de mesure nécessaire à l'élaboration d'un profil tridimensionnel complet d'une pièce est très long, 20 notamment quand une seule source laser est utilisée, comme c'est le cas ici. De fait, ce type de mesure est mal adapté lorsqu'il est difficile d'envisager l'immobilité totale sur un temps long de l'objet ou de la pièce à mesurer. Il sera par exemple très difficile d'adapter ce type d'appareils à la mesure in vivo. Enfin, l'étude de l'état de l'art nous montre que de nombreux dispositifs 25 et systèmes comportant plusieurs lasers disposés sur des rails mobiles ou non, permettent d'effectuer des mesures d'un contour périmétrique des objets. Par exemple, l'utilisation de deux nappes laser, ou davantage, dans un même plan, ou bien l'utilisation de deux télémètres laser ponctuels, un disposé sur chaque rail, les deux rails étant parallèles et l'objet à mesurer étant entre les deux rails. 30 Ces deux méthodes restent malgré tout source d'erreurs, car elles ne permettent pas de s'affranchir des effets de bord. Une autre possibilité serait d'utiliser un unique télémètre ponctuel placé sur un rail circulaire et se déplaçant le long de ce rail, l'objet à mesurer étant au centre de ce rail. Cependant, ce type de dispositif est compliqué et couteux à mettre en oeuvre, notamment dans le cadre des mesures in vivo. DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en proposant un système et un procédé permettant d'effectuer des séquences de mesures adaptées aux objets de forme complexe, sans contact à l'aide de plusieurs télémètres judicieusement disposés afin d'optimiser la mesure.

A cet effet, l'invention concerne une table de télémétrie sans contact, caractérisée en qu'elle comporte : - un châssis plan disposé sur le sol et stabilisé à l'aide de moyens de stabilisation, une zone de placement de l'objet à mesurer étant représentée sensiblement au centre du châssis, - un rail linéaire vertical fixé sur le châssis, perpendiculairement au plan dudit châssis, le rail étant constitué d'une partie fixe et d'une partie mobile autorisant les translations verticales, la distance de la partie mobile au châssis étant contrôlée et ajustée entre deux séquences de mesures par un moyen de contrôle, une séquence de mesure ayant pour objet la définition du contour périmétrique de tout ou partie d'un objet de forme complexe à une hauteur donnée, - une structure en forme de U disposée dans un plan parallèle au plan du châssis et rendu solidaire de la partie mobile du rail vertical, - une partie mobile, autorisant les translations sur chaque jambe de la structure en U, supportant au moins deux systèmes de télémétrie, chaque système de télémétrie d'une paire étant agencé de telle manière que chaque faisceau de mesure soit orienté vers l'objet à mesurer et ne soit jamais parallèle au plan perpendiculaire aux jambes de la structure en U, la distance entre le système de télémétrie d'une jambe et la surface de l'objet étant optimisée de manière à ce que la surface de l'objet à mesurer se situe à une distance mesurée comprise dans la plage de travail des systèmes de télémétrie, un ensemble logiciel d'acquisition, de contrôle des déplacements des parties mobiles et de traitement des données permettant l'envoi des commandes de l'acquisition des données et la sélection des données exploitables et la suppression des aberrations. Ainsi, l'orientation particulière des systèmes électroniques de télémétrie permet de s'affranchir des effets de bords lors de la reconstruction d'un profil sur la base de données télémétriques. Selon une autre particularité, chaque donnée de distance obtenue par chaque système de télémétrie est associée avec les coordonnées spatiales de chaque système de télémétrie, afin de reconstruire au moins un profil représentant le contour périmétrique de l'objet mesuré à une hauteur donnée Selon une autre particularité, la sélection des données exploitables par l'ensemble logiciel est réalisée par comparaison des données provenant de chaque système de télémétrie pour la mesure d'un point proche ou identique sur le contour, et la suppression des aberrations par l'ensemble logiciel correspond à un écart supérieur à un seuil pour les données de mesure d'un des systèmes de télémétrie par rapport à la mesure de l'autre système sur une même jambe de la structure en U, le dépassement du seuil pouvant être défini comme une sortie de la plage de mesure. Selon une autre particularité, la position mesurée par chaque système de télémétrie est associée en mémoire à une première donnée, représentant la distance de la structure en U au plan du châssis, un deuxième ensemble de données mémorisées, représentant la position de chaque télémètre sur chaque jambe, et pour chaque télémètre une troisième donnée mémorisée, s représentant la distance entre le télémètre et le point du contour périmétrique mesuré par chaque télémètre Selon une autre particularité, la cadence de mesure est ajustable entre chaque séquence de mesures. s Selon une autre particularité, une séquence de mesure est définie par le balayage continu à une hauteur donnée de tous les systèmes de télémétrie sur toute la longueur des jambes de la structure en U, chaque partie mobile se déplaçant dans le sens opposé à l'autre. Selon une autre particularité, la table de télémétrie sans contact est io caractérisée en ce que les systèmes électroniques de télémétrie sont des télémètres laser comprenant notamment une source laser ponctuelle, une lentille émettrice focalisant le faisceau émis, une lentille réceptrice focalisant le faisceau réfléchi, un capteur type CCD ou Cmos vertical. Le choix de ce type de télémètre s'avère avantageux, car pratique, 15 précis, relativement bon marché et offrant des mesures très reproductibles. Toute technologie permettant des mesures de distance et/ou de position est néanmoins utilisable. Selon une autre particularité, la distance entre la lentille émettrice et la surface de l'objet mesurée par un télémètre laser est déduite suivant le principe 20 de la triangulation selon la formule : D = dl + d2 d3 tan8 d2 étant la distance entre le capteur et la source lumineuse du télémètre d'une part, d3 la distance entre la source lumineuse et la lentille réceptrice d'autre part, d2 et d3 étant connues, l'angle 0 entre le faisceau émis 25 et le faisceau réfléchi sur la surface de l'objet étant déduit de la position d'impact du faisceau réfléchi sur le capteur matérialisé par la distance dl du point d'impact par rapport à l'extrémité du capteur la plus proche de la source lumineuse.

Selon une autre particularité, la table de télémétrie sans contact est caractérisée en ce que l'orientation des systèmes électroniques de télémétrie reste fixe pour une mesure ou une série de mesures. Selon une autre particularité, la table de télémétrie sans contact est caractérisée en ce que la plage de travail des systèmes électroniques de télémétrie est comprise entre 10 et 500 mm, et préférentiellement entre 50 et 350 mm. Selon une autre particularité, la table de télémétrie sans contact est caractérisée en ce que la résolution des systèmes électroniques de télémétrie io est comprise entre 1 et 100 im, préférentiellement entre 10 et 20 ptm. Selon une autre particularité, la table de télémétrie sans contact est caractérisée en ce qu'elle comprend un poste de contrôle comprenant un automate programmé à l'aide d'une carte de pilotage et commandant la motorisation des parties mobiles du rail vertical et des jambes de la structure en 15 U selon une séquence de déplacement déterminée, des moyens d'activation des sources laser pendant les phases de mouvement des parties mobiles et de mémorisation des positions mesurées par les capteurs et assignées aux parties mobiles représentant les données, des moyens de saisie des paramètres de la table de télémétrie et de l'objet ou du sujet mesuré, des moyens de transfert de 20 données des systèmes de télémétrie vers des moyens d'enregistrement et de sauvegarde, des moyens de traitement des données, des moyens d'affichage des données. Selon une autre particularité, la table de télémétrie sans contact est caractérisée en ce que la hauteur du rail vertical est comprise entre 150 et 25 250 cm. Selon une autre particularité, la table de télémétrie sans contact est caractérisée en ce que la longueur des rails horizontaux est comprise entre 50 et 200 cm, préférentiellement entre 80 et 120 cm.

Selon une autre particularité, la table de télémétrie sans contact est caractérisée en ce que la distance entre les rails horizontaux est comprise entre 50 et 150 cm, et préférentiellement entre 0,5 et 1 m. Selon une autre particularité, la table de télémétrie sans contact est s caractérisée en ce que les parties mobiles des rails horizontaux et verticaux sont motorisés. Un objectif supplémentaire de l'invention est de proposer un procédé de fonctionnement d'une table de télémétrie sans contact, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivante : 10 a. une étape de choix de la fréquence d'acquisition des données des systèmes de télémétrie et de la vitesse de la partie mobile des rails horizontaux, b. une étape d'installation de tout ou partie d'un objet ou d'un sujet sur la zone de placement du châssis, 15 c. une étape de réglage et de sauvegarde de la hauteur de mesure par translation de la partie mobile du rail vertical, d. une étape de commande par les moyens de contrôle du balayage, par tous les systèmes électroniques de télémétrie sans contact simultanément, de toute la zone de mesure dans le plan 20 du châssis comprise entre les extrémités des jambes de la structure en U, associée à l'acquisition et à l'enregistrement en mémoire des données obtenues par lesdits systèmes de télémétrie, e. une étape de reconstruction par un logiciel exécuté selon un 25 moyen de traitement du contour périmétrique de tout ou partie de l'objet ou du sujet mesuré à une hauteur donnée, suivie de l'enregistrement et/ou de l'affichage des résultats.

Selon une autre particularité, le procédé est caractérisé en ce que les étapes c à e peuvent être répétées, de manière à réaliser un profil périmétrique de l'objet à des hauteurs différentes. Selon une autre particularité, le procédé est caractérisé en ce que le déroulement successif des étapes b à e est réalisé par le biais du poste de contrôle. Ainsi, une fois les paramètres de mesure choisis par l'utilisateur, le procédé peut être entièrement automatisé. Selon un avantage de l'invention, le procédé est non invasif et non Io destructif. Un objectif supplémentaire de l'invention est de proposer une utilisation de la table de télémétrie sans contact caractérisée en ce que la fréquence des mesures réalisées par les systèmes électroniques de télémétrie est comprise entre 1 et 250 Hz, préférentiellement entre 100 et 200 Hz. 15 Selon une autre particularité, l'utilisation de la table de télémétrie sans contact est caractérisée en ce que la vitesse de la partie mobile des jambes de la structure en U est constante durant une séquence de mesures. Selon une autre particularité, l'utilisation de la table de télémétrie sans contact est caractérisée en ce que la vitesse de la partie mobile des jambes de 20 la structure en U est comprise entre 5 et 15 cm/s, préférentiellement 10 cm/sec. Un objectif supplémentaire de l'invention est de proposer une utilisation du procédé de fonctionnement de la table de télémétrie sans contact dans le cadre du diagnostic médical et/ou vétérinaire, et/ou de la recherche cosmétologique. 25 Ainsi, bien que l'invention soit compatible avec de nombreuses applications industrielles nécessitant des mesures dimensionnelles précises et reproductibles, l'invention trouve une application dans le domaine des tests in vivo.

L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 illustre un mode de réalisation préférentiel de l'invention, La figure 2 illustre le principe de la triangulation avec un système de télémétrie utilisé dans l'invention, La figure 3 donne un exemple de traitement de données obtenues après une série de mesure suivant le procédé décrit plus haut, La figure 4 illustre un mode de réalisation préférentiel permettant de Io s'affranchir des effets de bords. Les figures 5a et 5b illustre la manière dont est reconstruit un profil périmétrique à partir des données obtenues des systèmes de télémétrie DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES DE L'INVENTION 15 La table de télémétrie sans contact a été développée afin de faciliter certaines mesures de distance et de position, notamment de manière à rendre ces mesures bien plus répétables et reproductibles. D'autre part, l'invention facilite le traitement des données enregistrées et permet de s'affranchir des artefacts de mesure, dus soit au facteur humain, soit aux effets de bord, effets 20 qui seront décrits en détail plus loin dans la description. En référence aux figures 1 et 2, la table de télémétrie sans contact va maintenant être décrite. La base de la table de télémétrie est constituée d'un châssis (5) rigide placé sur le sol, pouvant par exemple supporter des masses bien supérieures à 100 kilogrammes. Par exemple et de façon non limitative, ce 25 châssis (5) pourra être en bois ou en métal. Dans certains modes de réalisation, la stabilité et la planéité du châssis avec le sol sont contrôlées par des moyens de stabilisation, par exemple et de façon non limitative des pieds réglables (non représentés) fixés sur la surface du châssis en vis-à-vis du sol. Dans un mode de réalisation préférentiel, la forme du châssis sera rectangulaire, mais toute autre forme géométrique plane et stable peut être utilisée. Dans certains modes de réalisations, la table de télémétrie comporte un rail linéaire vertical (1), fixé par exemple et de façon non limitative sur une des extrémités du châssis (5), perpendiculairement au plan dudit châssis (5). Ce rail vertical (1) comporte une partie fixe (10) et une partie mobile (11), permettant des déplacements linéaires. Par exemple et de façon non limitative, la taille de ce rail vertical (1) pourra être comprise entre 150 et 250 cm. Dans certains modes de réalisation, la partie mobile (11) du rail vertical (1) est motorisée, et Io permet la programmation à l'aide d'un automate et d'une carte de pilotage, de déplacements contrôlés en distance et en vitesse. Par exemple et de façon non limitative, les rails linéaires de la marque OWIS, ayant pour référence LTM 80, peuvent être avantageusement utilisés dans l'invention. Dans certains modes de réalisation, une structure en forme de U (3) est 15 disposée dans un plan parallèle au plan du châssis (5) et rendu solidaire de la partie mobile (11) du rail vertical (1). Une partie mobile (31) autorise les translations sur chaque jambe de la structure en U (3). De même que pour le rail linéaire vertical (1), chaque les parties mobiles (31) des jambes de la structure en U (3) peuvent être motorisées, et chaque déplacement peut être 20 programmé. Par exemple et de façon non limitative, la taille des deux jambes de la structure en U (3) sera sensiblement identique et comprise entre 50 et 200 cm, préférentiellement entre 80 et 120 cm. La distance entre les deux jambes de la structure en U (3) est, par exemple et de façon non limitative, comprise entre 50 et 150 cm, préférentiellement entre 50 et 100 cm. 25 Le poste de la table de télémétrie sans contact permettant la réalisation des mesures est constitué de plusieurs systèmes électroniques de télémétrie (4) fixés sur la partie mobile (31) des jambes de la structure en U (3). Dans certains modes de réalisation, chaque partie mobile (31), autorisant les translations sur chaque jambe de la structure en U (3), supporte au moins deux 30 systèmes électroniques de télémétrie (4). Chaque système de télémétrie (4) est agencé de telle manière que chaque faisceau de mesure d'une part soit orienté vers l'objet (2) à mesurer, et d'autre part ne soit jamais parallèle au plan (P) perpendiculaire aux jambes de la structure en U (3). La distance entre les jambes de la structure en U (3) est quant à elle optimisée de manière à ce que le contour périmétrique à une hauteur donnée quelconque de tout ou partie de l'objet mesuré (2) se situe dans la plage de travail (A) des systèmes de télémétrie (4). Les systèmes de télémétrie (4) sont, dans certains modes de réalisations, des dispositifs constitués d'une part d'une source lumineuse ponctuelle (40) projetant un spot sur la surface de l'objet dont on veut connaitre la distance et/ou la position, et d'autre part d'un capteur (41) récoltant la lumière du spot réfléchi sur la surface de l'objet et renvoyé dans la direction du capteur (41). Dans certains modes de réalisation, chaque dispositif de télémétrie comporte deux lentilles, une émettrice (400) et une réceptrice (410), focalisant respectivement les faisceaux émis et réfléchi. Dans certains modes de réalisation préférentiels, ces dispositifs peuvent être des télémètres laser ponctuels, fonctionnant suivant le principe bien connu de la triangulation. En référence à la figure 2, un télémètre (4) fonctionnant suivant le principe de la triangulation laser permet d'obtenir, par des calculs trigonométriques, la distance (D) entre le télémètre (4) et un point situé sur la surface de l'objet. La distance (d2) entre la source lumineuse (40) et le capteur (41) intégrés dans le télémètre est connu. D'autre part, le télémètre (4) enregistre la position d'impact précise du faisceau réfléchi sur le capteur (41), ce qui permet d'obtenir la distance (dl) ) entre ce point d'impact et l'extrémité du capteur (41) la plus porche de la source lumineuse (40), et de déduire l'angle (0) entre le faisceau émis et le faisceau réfléchi. Ainsi la seule donnée inconnue est la distance (D), qui se déduit selon la formule : dl+ d2 D = d3 tan 8 Dans le cas de télémètres lasers ponctuels, la source lumineuse (40) est une source laser ponctuelle, par exemple et de façon non limitative une diode laser émettant à une longueur d'onde de 660 nm. Le capteur (41) peut-être, par exemple et de façon non limitative, un capteur CCD ou CMos vertical enregistrant la position du spot laser réfléchi sur la surface de l'objet dont on veut connaitre la distance et/ou la position, en direction dudit capteur. Dans certains modes de réalisation, la résolution des télémètres laser est comprise entre 1 et 100 pm, préférentiellement entre 10 et 20 pm. La plage de mesure s (A) des télémètres laser est quant à elle comprise, par exemple et de façon non limitative, entre 10 et 500 mm, préférentiellement entre 50 et 350 mm. Bien entendu, l'homme du métier pourra adapter le type de dispositif télémétrique à la table de télémétrie sans contact suivant ses connaissances et/ou préférences. Par exemple et de façon non limitative, des dispositifs mettant à io profit l'aberration chromatique contrôlée pourront être utilisés. Dans certains modes de réalisation, les télémètres laser (4) situés sur une partie mobile (31) d'une jambe de la structure en U (3) sont positionnés cote-à-cote, de telle manière que chaque faisceau laser de chaque télémètre (4) d'une part soit orienté vers la surface de l'objet mesuré (2) et d'autre part ne 15 soit jamais parallèle à un plan (P) perpendiculaire aux jambes de la structure en forme de U (3). En d'autres termes, lors d'une séquences de mesure, la tangente de n'importe quel point de la surface de l'objet mesuré forme avec au moins un des faisceaux émis un angle différent de 0 [Tc] radians Ce positionnement particulier des télémètres (4) permet de s'affranchir 20 des « effets de bord notion qui sera développée plus loin dans la description. Dans certains modes de réalisations, un poste de contrôle (0) est inclus dans l'invention, par exemple et de façon non limitative dans une armoire fixée contre le rail linéaire vertical (1), à l'opposé de la partie mobile (11) du rail vertical. Ce poste de contrôle (0) contient un automate ainsi qu'une carte de 25 pilotage permettant de contrôler le déplacement des parties mobiles (11, 31) du rail vertical (1) et des jambes de la structure en U (3) selon une séquence de déplacement déterminée. Le poste de contrôle (0) contient également des moyens d'activation des sources laser (40) pendant les phases de mouvement des parties mobiles (11, 31) et de mémorisation des positions mesurées par les 30 capteurs (41) et assignées aux parties mobiles représentant les données, ainsi que des moyens de transfert de données des systèmes de télémétrie vers des moyens d'enregistrement et de sauvegarde, par exemple et de façon non limitative des moyens de stockage de masse ou des moyens de sauvegarde optique, des moyens de traitement des données, par exemple et de façon non limitative un processeur, et des moyens d'affichage dynamique. Un ensemble logiciel permet de contrôler l'acquisition, le transfert, le traitement, et enfin la sauvegarde et l'affichage des données. Cet ensemble logiciel permet notamment de sélectionner les données exploitables acquises par les systèmes de télémétrie (4), et surtout de supprimer les aberrations dues aux « effets de bords », permettant in fine la reconstruction précise d'un contour périmétrique de tout ou partie d'un objet (2) à une hauteur donnée. En référence aux figures 5a et 5b, le programme contenu dans les moyens de traitement et permettant la reconstruction du contour périmétrique en sélectionnant les données exploitables et en supprimant les aberrations va maintenant être décrit.

Le système de contrôle (0) commande par un programme le déplacement à une vitesse constante connue et le positionnement d'une paire de télémètres (4) le long d'une jambe de la structure en U (3). Le système de contrôle (0) déduit, à partir de la vitesse de translation des télémètres (4) sur la jambe du U (3), la position de chaque paire de télémètres (4) pour chaque mesure de distance d'un télémètre (4) à la surface de l'objet (2), la fréquence d'acquisition des télémètres (4) étant choisie avant la mesure et contrôlé par le système de contrôle (0). Les données de position, de distance fournies par chaque télémètre (4) dans chaque position sont enregistrées par exemple et de façon non limitative dans un fichier ou un tableau d'une mémoire pour permettre ensuite ou en parallèle au contrôle des déplacements, à une unité de calcul de déterminer en comparant les données de distance de deux positions identiques ou proches de déterminer si une de ces valeurs peut être retenue ou écartée. S'en suit la mémorisation des distances retenues, en association avec les coordonnées des télémètres (4), dans une autre zone mémoire pour servir de données à l'élaboration du contour périmétrique et à son affichage. Le calcul permettant l'obtention des données de position et la reconstruction du profil périmétrique d'un objet (2) à une hauteur donnée va maintenant être décrit. Chaque paire de télémètres (4) envoie aux moyens d'acquisition, des données correspondant à la distance mesurée entre le télémètre (4) laser réalisant la mesure et un point situé sur la surface de l'objet (2). Afin de reconstruire fidèlement le contour périmétrique de l'objet (2) à une hauteur déterminée, il est crucial que les moyens de traitement reliés au moyens d'acquisition des données puissent comparer et surtout regrouper les données de distance mesurées par les télémètres (4), permettant in fine d'attribuer des lo coordonnées (x, y, z) à chaque point du contour périmétrique. Ces coordonnées se déduisent facilement de calculs trigonométriques, connaissant la position de chaque paire de télémètre (x1, x2, x3) à un instant donné (t1, t2, t3), l'angle (a, p) réalisé par le faisceau (42, 43) par rapport au plan (P) perpendiculaire aux jambes du U (3), et la distance (Du, [4) de la source laser à un point de la 15 surface de l'objet (2) mesuré par chaque télémètre (4) à une hauteur donnée. Les aberrations sont détectées lorsque la mesure de distance renvoyée par un télémètre (4) est erronée, c'est-à-dire lorsqu'aucun objet ne se trouve dans la plage de mesure (A), ou lorsque le rayon incident se rapproche des extrémités de l'objet (2) et est tangent à la surface de l'objet (2) : elles sont alors 20 supprimées par les moyens de traitement des données. Le programme de traitement compare et combine ensuite les données exploitables afin de reconstruire le profil périmétrique. Deux cas de figure se présentent alors. Le premier, illustré par la figure 5a, consiste à comparer et combiner les données de deux télémètres (4) d'une même paire, c'est-à-dire situés sur la même jambe 25 de la structure en U (3). Considérons les coordonnées (x, y, z) d'un point du contour mesuré par un télémètre (4) d'une paire, et les coordonnées (x', y', z') d'un point du contour mesuré par l'autre télémètre (4) de la même paire. Ces coordonnées ont pour expression : 30 xt = Dt,8 sin /3 + x, , yti = D fj cos 13 et x' sin a , ria -os a , x1 étant la position d'une paire de télémètres (4) à l'instant t1. Les coordonnées z et z' sont identiques et reflètent simplement la hauteur de la structure en U (3) pendant une mesure. Soit x2 la position de cette même paire à un instant t2. On a alors : X= Dtjj sin /3 + x2 , t2i3 cos fi et x' = x2 -D1 sin a , = Dt2ce COS a La comparaison des coordonnées x et x' d'une part et y et y' d'autre part à des temps différents, par exemple et de façon non limitative t1 et t2, permet d'identifier les points identiques mesurés sur le contour périmétrique par deux télémètres (4) d'une même paire. On a affaire à deux points identiques io quand xti=x'12 et v ,11=y12'- Le deuxième cas de figure, illustré par la figure 5b, consiste à comparer et combiner les données de deux télémètres (4) situés en vis-à-vis, c'est-à-dire situés sur deux jambes différentes de la structure en U (3). Considérons les coordonnées (x, y, z) d'un point du contour mesuré par 15 un télémètre (4) situé sur une des jambes du U, et les coordonnées (x', y', z') d'un point du contour mesuré par le télémètre (4) situé sur l'autre jambe du U (3). Ces coordonnées ont pour expression : x xi- D, sin a , y = Dacos a et x'= -Di sin y , y'= D -D7 cos 7 , x1 étant la position d'un télémètre à l'instant tl , x'1 la position de l'autre 20 télémètre (4) situé sur une autre jambe du U (4), à un instant t'1. Les coordonnées z et z' sont identiques et reflètent simplement la hauteur de la structure en U pendant une mesure. D est la distance entre les jambes du U (3). La comparaison des coordonnées x et x' d'une part et y et y' d'autre part permet d'identifier les points identiques mesurés sur le contour périmétrique par 25 deux télémètres (4) situés sur des jambes de la structure en U (3) différentes. On a affaire à deux points identiques quand x=x', y=y' et si et seulement si chaque autre télémètre (4) de chaque paire renvoie une donnée aberrante. Une donnée aberrante est définie comme étant soit : nulle. En effet, si le point mesuré sur la surface de l'objet (2) est hors de la plage de mesure du télémètre (4), alors le point d'impact du rayon réfléchi sera en dehors de la zone sensible à la lumière du capteur (41). Par conséquent, le télémètre (4) étant incapable de renvoyer une donnée, la mesure sera nulle. - fluctuante et donc non exploitable. En effet, dans le cas où le faisceau incident est quasiment tangent à la surface de l'objet (effets de bords), l'imprécision de mesure grimpe donc exponentiellement tandis que l'on se rapproche des extrémités. Io Dans un mode de réalisation préférentiel, tous les angles (a, p, 7,8) sont égaux. L'invention telle que présentée ici trouvera son application dans de nombreux domaines techniques où la métrologie revêt une importance particulière. Par l'aspect non invasif et non destructif de l'invention, cette 15 dernière est particulièrement bien indiquée dans le cadre de la recherche in vivo, notamment cosmétologique et/ou médicale et/ou vétérinaire. Parmi les applications in vivo, le diagnostic médical, la recherche cosmétologique, et plus particulièrement l'évaluation de l'efficacité des principes actifs cosmétiques et/ou dermatologiques, par exemple et de façon non 20 limitative les amincissants cosmétiques, sont particulièrement indiqués. L'invention permet en effet d'acquérir avec précision et un haut degré de reproductibilité des séquences de mesure, chaque séquence consistant en l'acquisition des points de mesure des positions effectuée par tous les systèmes de télémétrie (4) simultanément, lors d'un balayage continu et à une 25 hauteur donnée sur toute la longueur des jambes de la structure en U (3), chaque partie mobile (31) se déplaçant dans un sens opposé à l'autre. Une séquence de mesure permet donc de définir le contour périmétrique de tout ou partie d'un objet ou d'un sujet (2), à une hauteur donnée. L'invention permet par la suite de réaliser plusieurs séquences de mesure à la suite, en faisant varier 30 la position de la partie mobile (11) du rail (1) vertical. Dans le cadre des applications in vivo, l'invention permet de définir, à au moins une hauteur donnée, le contour périmétrique de parties du corps de sujets volontaires, par exemple et de manière non limitative les cuisses, les jambes, les bras, le tronc. Le procédé permettant ces mesures dans certains modes de réalisation va maintenant être décrit. La première étape est le choix des paramètres d'acquisition des données. Les paramètres variables de la table de télémétrie sur lesquels une action est possible dans cette première étape sont la vitesse de translation des systèmes de télémétrie (4) et la fréquence d'acquisition des mesures réalisées io par lesdits systèmes de télémétrie (4). Un compromis devra être trouvé en agissant sur ces paramètres, de façon à obtenir suffisamment de points de mesure permettant de reconstituer le contour périmétrique de l'objet (2) mesuré sans atteindre la limite de transfert imposée par le matériel. La fréquence d'acquisition des données est comprise, par exemple et de façon non limitative, 15 entre 1 et 250 Hz, préférentiellement entre 100 et 200 Hz. La vitesse de translation de la partie mobile (31) des jambes de la structure en U (3) est, par exemple et de façon non limitative, constante et comprise entre 5 et 15 cm/s, préférentiellement autour de 10 cm/s. La deuxième étape est le placement de tout ou partie de l'objet ou du 20 sujet (2) sur la zone de placement (50) du châssis (5). Cette zone de placement peut être, par exemple et de façon non limitative, un repère dessiné sensiblement au centre du châssis (5). Dans une troisième étape, le réglage de la hauteur de la partie mobile (11) du rail vertical (1) est effectué. La position ainsi atteinte est enregistrée 25 grâce aux moyens de sauvegarde du poste de contrôle (0), afin de pouvoir réutiliser ce paramètre dans le cadre de mesures ultérieures sur le même objet ou sujet (2). Cette étape est d'une importance cruciale dans le cadre des mesures in vivo, car le repérage de la position exacte de mesures antérieures sur un même sujet (2) est particulièrement difficile, les sujets étant par définition 30 en constante évolution.

Dans une quatrième étape, l'utilisateur va envoyer, par le biais du poste de contrôle (0), le signal déclenchant la translation des systèmes de télémétrie (4) fixés sur les jambes de la structure en U (3) par des moyens de contrôle. A mesure que tous les systèmes télémétriques (4) balayent simultanément toute la zone de mesure, l'acquisition et l'enregistrement des données sont réalisés en parallèle. La présence d'au moins quatre systèmes de télémétrie (4) permet de s'affranchir des « effets de bord ». En effet, si la mesure réalisée par un système de télémétrie (4) sur une surface d'un objet (2) loin de ses extrémités est d'une grande précision, et parfaitement en accord avec les données constructeur, il n'en est pas de même des mesures réalisées par le même système de télémétrie (4) aux extrémités de l'objet (2). Il est en effet techniquement impossible aux systèmes télémétriques (4) de détecter avec une grande précision les extrémités des objets (2), car le faisceau est dans ce cas quasiment parallèle à une tangente à un contour périmétrique de l'objet (2).

L'imprécision de mesure grimpe donc exponentiellement tandis que l'on se rapproche des extrémités. Ce problème de précision des mesures aux extrémités est bien connu de l'homme du métier et porte le nom « d'effets de bord », et traduit ce phénomène d'instabilité aux bornes de l'intervalle d'étude. S'il n'est pas possible d'éliminer ce problème, il est possible, en revanche, de le contourner, par exemple en utilisant plusieurs dispositifs de mesures (4) orientés différemment dans l'espace. Ainsi, dans certains modes de réalisation comme illustrés sur la figure 4, la disposition des systèmes de télémétrie (4) décrite plus haut permet de mesurer la totalité du contour périmétrique d'un objet (2) à une hauteur donnée, en combinant les données obtenues par les différents systèmes de télémétrie (4). Dans certains modes de réalisation, l'inclinaison (a, 13, y, ô) des systèmes de télémétrie sera optimisée de manière à permettre un balayage de la totalité de la surface de l'objet ou du sujet à une hauteur donnée, en restant dans la zone de mesure limitée par la longueur des jambes de la structure en U (3). La distance entre les jambes de la structure en U (3) est donc étudiée de manière à ce que la surface de tout ou partie d'objets ou sujets mesurés (2) soit dans la plage de travail (A) des systèmes de télémétrie (4). Dans un mode de réalisation préféré, et de façon non limitative, l'angle (a, p, y, 8) entre le faisceau de chaque système de télémétrie (4) et un plan (P) perpendiculaire aux jambes de la structure en U (3) est de 20 °. L'objet de la cinquième et dernière étape du procédé consiste à combiner, par exemple et de façon non limitative grâce à un ensemble logiciel intégré dans le poste de contrôle (0), ces données afin de reconstruire le contour périmétrique de tout ou partie d'un objet ou d'un sujet (2) à une hauteur donnée. A chaque mesure de position obtenue par un système de télémétrie (4) sont associées les coordonnées spatiales dudit système de télémétrie (4). La Io position mesurée par chaque système de télémétrie (4) est associée à une première coordonnée, représentant la distance de la structure en U (3) au plan du châssis (5), un deuxième ensemble de coordonnées, représentant la position de chaque télémètre (4), et une troisième donnée, représentant la distance entre le télémètre (4) et le point du contour périmétrique mesuré par 15 chaque télémètre. Le traitement par l'ensemble logiciel de toutes les données de distance obtenues par les systèmes de télémétrie (4) durant une séquence de mesure, en fonction de leurs coordonnées spatiales correspondantes, autorise la reconstruction d'un contour périmétrique à une hauteur donnée. Ces résultats sont ensuite affichés sur les moyens d'affichage et enregistrés grâce 20 aux moyens d'enregistrement. Dans certains modes de réalisation, plusieurs séquences de mesure peuvent être réalisées en faisant varier la hauteur de la partie mobile (11) du rail vertical (1). On peut ainsi combiner plusieurs séquences de mesures afin de reconstruire un profil tridimensionnel de tout ou partie d'objet ou d'un sujet. 25 La présente demande décrit diverses caractéristiques techniques et avantages en référence aux figures et/ou à divers modes de réalisation. L'homme de métier comprendra que les caractéristiques techniques d'un mode de réalisation donné peuvent en fait être combinées avec des caractéristiques 30 d'un autre mode de réalisation à moins que l'inverse ne soit explicitement mentionné ou qu'il ne soit évident que ces caractéristiques sont incompatibles. De plus, les caractéristiques techniques décrites dans un mode de réalisation donné peuvent être isolées des autres caractéristiques de ce mode à moins que l'inverse ne soit explicitement mentionné.

Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine Io défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus

Claims

REVENDICATIONS1. Table de télémétrie sans contact, caractérisée en ce qu'elle comporte : - un châssis (5) plan disposé sur le sol et stabilisé à l'aide de moyens de stabilisation, une zone de placement (50) de l'objet (2) à mesurer étant représentée sensiblement au centre du châssis (5), - un rail linéaire vertical (1) fixé sur le châssis, perpendiculairement au plan dudit châssis (5), le rail étant constitué d'une partie fixe (10) et d'une partie mobile (11) autorisant les translations verticales, la distance de la partie mobile (11) au châssis (5) étant contrôlée et ajustée entre deux séquences de mesures par un moyen de contrôle, une séquence de mesure ayant pour objet (2) la définition du contour périmétrique de tout ou partie d'un objet (2) de forme complexe à une hauteur donnée, une structure en forme de U (3) disposée dans un plan parallèle au plan du châssis (5) et rendu solidaire de la partie mobile (11) du rail vertical (1), - une partie mobile (31), autorisant les translations sur chaque jambe de la structure en U (3), supportant au moins deux systèmes de télémétrie (4), chaque système de télémétrie (4) d'une paire étant agencé de telle manière que chaque faisceau de mesure soit orienté vers l'objet (2) à mesurer et ne soit jamais parallèle au plan (P) perpendiculaire aux jambes de la structure en U (3), la distance entre le système de télémétrie (4) d'une jambe et la surface de l'objet étant optimisée de manière à ce que la surface de l'objet (2) à mesurer se situe à une distance mesurée comprise dans la plage de travail (A) des systèmes de télémétrie (4),un ensemble logiciel d'acquisition, de contrôle des déplacements des parties mobiles (11, 31) et de traitement des données permettant l'envoi des commandes de l'acquisition des données et la sélection des données exploitables et la suppression des aberrations.
2. Table de télémétrie selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque donnée de distance obtenue par chaque système de télémétrie (4) et enregistrée dans les moyens de sauvegarde du poste de contrôle (0) est associée avec les coordonnées spatiales de chaque système de télémétrie (4) enregistrées dans les moyens de sauvegarde du poste de contrôle (0), afin de reconstruire grâce aux moyens de traitement au moins un profil représentant le contour périmétrique de l'objet (2) mesuré à une hauteur donnée.
3. Table de télémétrie selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la sélection des données exploitables par l'ensemble logiciel est réalisée par comparaison via les moyens de traitement des données provenant de chaque système de télémétrie pour la mesure d'un point proche ou identique sur le contour, et la suppression des aberrations par l'ensemble logiciel correspond à un écart supérieur à un seuil pour les données de mesure d'un des systèmes de télémétrie par rapport à la mesure de l'autre système sur une même jambe de la structure en U, le dépassement du seuil pouvant être défini comme une sortie de la plage de mesure.
4. Table de télémétrie selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la position mesurée par chaque système de télémétrie (4) et enregistrée dans les moyens de sauvegarde est associée en mémoire à une première donnée, représentant la distance de la structure en U (3) au plan du châssis (5), un deuxième ensemble de données mémorisées dans les moyens de sauvegarde, représentant la position de chaque télémètre (4) sur chaque jambe, et pour chaque télémètre (4) une troisième donnée mémorisée dans les moyens de sauvegarde, représentant la distance entre le télémètre (4) et le point du contour périmétrique mesuré par chaque télémètre (4). 2 9 82 664
5. Table de télémétrie selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cadence de mesure est contrôlée par le système de contrôle (0) et ajustable entre chaque séquence de mesures.
6. Table de télémétrie selon une des revendications précédentes, 5 caractérisée en ce qu'une séquence de mesure est définie par le balayage continu à une hauteur donnée, de tous les systèmes de télémétrie (4) sur toute la longueur des jambes de la structure en U (3), chaque partie mobile (31) se déplaçant dans le sens opposé à l'autre, l'ensemble des opérations étant contrôlé par l'ensemble logiciel du poste de contrôle (0) (pl 316,115). 10
7. Table de télémétrie selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les systèmes électroniques de télémétrie (4) sont des télémètres laser comprenant notamment une source laser ponctuelle (40), une lentille émettrice (400) focalisant le faisceau émis, une lentille réceptrice (410) focalisant le faisceau réfléchi, un capteur (41) type CCD ou Cmos vertical. 15
8. Table de télémétrie selon les revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la distance (D) entre la lentille émettrice (400) et la surface de l'objet mesurée par un télémètre laser (4) est déduite par les moyens de traitement suivant le principe de la triangulation selon la formule : D =dl+ d2 d3 tan 20 d2 étant la distance entre le capteur (41) et la source lumineuse (40) du télémètre (4) d'une part, d3 la distance entre la source lumineuse (40) et la lentille réceptrice (410) d'autre, d2 et d3 étant connues, l'angle 0 entre le faisceau émis et le faisceau réfléchi sur la surface de l'objet (2) étant déduit de la position d'impact du faisceau réfléchi sur le capteur (41), matérialisé par la 25 distance dl du point d'impact par rapport à l'extrémité du capteur (41) la plus proche de la source lumineuse (40), les données relatives à chaque télémètre (4) étant enregistrées dans les moyens de sauvegarde du poste de contrôle (0).. Table de télémétrie selon les revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'orientation des systèmes électroniques de télémétrie (4) reste fixe pour une mesure ou une série de mesures. 10. Table de télémétrie selon une des revendications précédentes, 5 caractérisée en ce que la plage de travail des systèmes électroniques de télémétrie (4) est comprise entre 10 et 500 mm, et préférentiellement entre 50 et 350 mm. 11. Table de télémétrie selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la résolution des systèmes électroniques de télémétrie 10 (4) est comprise entre 1 et 100 pm, préférentiellement entre 10 et 20 'lm. 12. Table de télémétrie selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un poste de contrôle (0) comprenant un automate programmé à l'aide d'une carte de pilotage et commandant la motorisation des parties mobiles (11, 31) du rail vertical (1) et des jambes de la structure en U (3) selon 15 une séquence de déplacement déterminée, des moyens d'activation des sources laser (40) pendant les phases de mouvement des parties mobiles (11, 31) et de mémorisation des positions mesurées par les capteurs (41) et assignées aux parties mobiles (11, 31) représentant les données, des moyens de saisie des paramètres de la table de télémétrie et de l'objet ou du sujet 20 mesuré, des moyens de transfert de données des systèmes de télémétrie vers des moyens d'enregistrement et de sauvegarde, des moyens de traitement des données, des moyens d'affichage des données. 13. Table de télémétrie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur du rail vertical (1) est comprise entre 150 et 250 cm. 25 14. Table de télémétrie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur des rails horizontaux (3) est comprise entre 50 et 200 cm, préférentiellement entre 80 et 120 cm. 15. Table de télémétrie selon les revendications 1 et 9, caractérisée en ce que la distance entre les rails horizontaux (3) est comprise entre 50 et 30 150 cm, et préférentiellement entre 0,5 et 1 m. 2 9 82 664 16. Table de télémétrie selon la revendication 1, caractérisée en ce que les parties mobiles (11, 31) des rails horizontaux (3) et verticaux (1) sont motorisés. 17. Procédé de fonctionnement d'une table de télémétrie sans 5 contact, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a. une étape de choix de la fréquence d'acquisition des données des systèmes de télémétrie (4) et de la vitesse de translation de la partie mobile (31) des rails horizontaux (3), b. une étape d'installation de tout ou partie d'un objet ou d'un sujet 10 sur la zone de placement (50) du châssis (5), c. une étape de réglage et de sauvegarde de la hauteur de mesure par translation de la partie mobile (11) du rail vertical (1), d. une étape de commande par les moyens de contrôle du balayage, par tous les systèmes électroniques de télémétrie sans contact (4) 15 simultanément, de toute la zone de mesure dans le plan du châssis comprise entre les extrémités des jambes de la structure en U (3), associée à l'acquisition et à l'enregistrement en mémoire des données obtenues par lesdits systèmes de télémétrie (4), e. une étape de reconstruction par un logiciel exécuté selon un 20 moyen de traitement du contour périmétrique de tout ou partie de l'objet ou du sujet mesuré (2) à une hauteur donnée, suivie de l'enregistrement et/ou de l'affichage des résultats. 18. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les étapes c à e peuvent être répétées, de manière à réaliser un profil 25 périmétrique de l'objet à des hauteurs différentes. 19. Procédé selon les revendications 17 et 18, caractérisé en ce que le déroulement successif des étapes b à e est réalisé par le biais du poste de contrôle (0).. Utilisation d'une table de télémétrie selon les revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la fréquence des mesures réalisées par les systèmes électroniques de télémétrie (4) est comprise entre 1 et 250 Hz, préférentiellement entre 100 et 200 Hz. 21. Utilisation d'une table de télémétrie selon la revendication 17, caractérisée en ce que la vitesse de la partie mobile (31) des jambes de la structure en U (3) est constante durant une séquence de mesures. 22. Utilisation d'une table de télémétrie selon les revendications 17 et 21, caractérisée en ce que la vitesse de la partie mobile (31) des jambes de la 10 structure en U (3) est comprise entre 5 et 15 cm/s, préférentiellement 10 cm/sec. 23. Utilisation du procédé de fonctionnement de la table de télémétrie sans contact selon la revendication 17 dans le cadre du diagnostic médical et/ou vétérinaire, et/ou de la recherche cosmétologique. 15