FR3098211A1

FR3098211A1 - Robot photogrammétrique à câbles

Info

Publication number: FR3098211A1
Application number: FR1907402A
Authority: FR
Inventors: Stéphane Caro; Jean-Christophe Bry; Benjamin RIVALLAND
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2021-01-08
Also published as: US20210003386A1; US11788832B2

Abstract

La présente invention concerne une méthode de paramétrage d’un robot photogrammétrique à câbles, comportant un bâti, une plateforme mobile sur laquelle est montée au moins une caméra et une pluralité de câbles, chaque câble s’étendant d’un point d’attache de la plateforme mobile à un point de sortie réglable en position tout en restant lié au bâti. L’espace de travail maximal du robot est défini par les plages de positions possibles des différents points de sortie des câbles. On détermine par ailleurs un ensemble de couples de positions et d’orientations de consigne de la plateforme pour effectuer les mesures de points d’une scène par photogrammétrie. On applique ensuite un algorithme génétique comprenant des opérations de croisement, mutation et sélection sur une population de vecteurs représentant chacun des positions respectives des points de sortie des câbles, la sélection étant effectuée au moyen d’une fonction d’aptitude faisant appel à au moins une première fonction d’objectif évaluant un pourcentage de collision et une seconde fonction d’objectif évaluant un pourcentage de violation d’une contrainte d’équilibre de la plateforme mobile, lorsque celle-ci prend lesdites différentes positions et orientations de consigne. Figure pour l'abrégé: Fig. 5

Description

ROBOT PHOTOGRAMMÉTRIQUE À CÂBLES

La présente invention concerne le domaine de la photogrammétrie et plus particulièrement une méthode de paramétrage d’un robot photogrammétrique à câbles.

Etat de la technique antérieure

La photogrammétrie est une technique bien connue permettant de restituer une représentation 3D d’une scène en utilisant la parallaxe obtenue entre images acquises selon des points de vue différents. Cette technique est utilisée couramment en métrologie industrielle.

Lorsque les objets à mesurer sont de grande taille, on peut recourir à un robot de photogrammétrie prenant des vues de l’objet à restituer en différents points et sous différents angles. Un exemple de robot de photogrammétrie à bras articulé est décrit dans la demande américaine US-A-2019/0122425.

Il a été également proposé d’utiliser un type de robot de type particulier, dit robot parallèle à câbles ou, plus simplement, robot à câbles (cable robot) pour effectuer des campagnes de mesures de photogrammétrie. On trouvera un exemple d’un tel système de photogrammétrie dans l’article de J-D Deschênes intitulé « A cable-driven parallel mechanism for capturing object appearance from multiple viewpoints » publié dans Proc. of 6th International Conference on 3D Digital Imaging and Modeling (3DIM 2007), 21-23 Août 2007.

On rappelle qu’un robot à câbles est un type particulier de robot à cinématique parallèle dont les chaînes cinématiques ne sont pas des segments rigides mais des câbles. Ces câbles, attachés à une plate-forme mobile, sont chacun reliés à un treuil indépendant via une ou plusieurs poulies de renvoi. Les points auxquels sont fixés les câbles sur la plateforme mobile sont dénommés points d’attache. Un câble s’étend par conséquent d’un point d’attache sur la plateforme mobile à un point d’ancrage sur le bâti (ou base), matérialisé par le treuil sur lequel il est enroulé. On appelle point de sortie (exit point) d’un câble, le point de contact du câble sur la dernière poulie de renvoi (ou le dernier œillet) avant d’être attaché à la plateforme mobile. La position et l’orientation de la plateforme mobile sont ainsi déterminées par les longueurs des différents câbles entre les points d’attache et les points de sortie.

Dans certains cas, les points de sortie peuvent être mobiles relativement au bâti de manière à permettre une configuration adaptative du robot, comme décrit dans la demande EP-A-2982483.

Un robot à câbles présente l’avantage de pouvoir se déplacer rapidement en translation. Toutefois, son adaptation à la photogrammétrie est une tâche complexe. En effet, il faut tout d’abord tenir compte des contraintes inhérentes à ce type de robot, certaines parties de l’espace de travail n’étant pas accessibles à la plateforme mobile en raison de phénomènes de collision (collisions entre câbles, collisions entre câbles et la plateforme, ou bien encore de collisions entre câbles et l’environnement). Ensuite, il faut s’assurer que la caméra montée sur la plateforme mobile est suffisamment stable pour permettre la prise de vue et qu’aucun câble ou partie de la plateforme mobile ne vient obstruer son champ de vision. Enfin, les positions et attitudes successives de la caméra doivent permettre de restituer la représentation 3D de la scène et, plus généralement, d’effectuer une campagne de mesures de position d’un ensemble prédéterminé de points de la scène.

Un but de la présente invention est de proposer une méthode de paramétrage d’un robot photogrammétrique à câbles permettant d’effectuer sans difficulté une campagne de mesures de position d’un ensemble prédéterminé de points d’une scène.

Présentation de l’invention

La présente invention est définie par une méthode de paramétrage d’un robot photogrammétrique à câbles comprenant un bâti, une plateforme mobile sur laquelle est montée au moins une caméra et une pluralité de câbles, chaque câble s’étendant d’un point d’attache de la plateforme mobile à un point de sortie lié au bâti, les différents câbles pouvant être actionnés de manière à déplacer et orienter la plateforme, les positions des points de sortie des différents câbles étant réglables sur le bâti. Cette méthode de paramétrage est spécifique en ce que :
- on détermine un ensemblede vecteurs représentant toutes les positions possibles des points de sortie des câbles, ledit ensemble définissant un espace de travail maximal du robot photogrammétrique ;
- à partir d’un ensemble prédéterminé de points à mesurerdans une scène, et dudit ensemble de vecteurs, on détermine un ensemblede couples de positions et d’orientations de consigne de la plateforme pour effectuer les mesures des points depar photogrammétrie;
- on génère une population initiale de vecteurs deet on lui applique cycliquement des opérations de croisement, mutation et sélection, pour obtenir, à chaque cycle, une nouvelle population, les opérations de croisement, mutation et sélection étant répétées jusqu’à ce qu’un critère d’arrêt soit satisfait, ladite opération sélection étant réalisée au moyen d’une fonction d’aptitude, la fonction d’aptitude étant une combinaison de fonctions d’objectif, dont au moins une première fonction d’objectif évaluant un pourcentage de collision et une seconde fonction d’objectif évaluant le pourcentage de violation d’une contrainte d’équilibre de la plateforme mobile, lorsque celle-ci prend lesdites différentes positions et orientations de consigne ;
- lorsque le critère d’arrêt est satisfait, on sélectionne le vecteur de points de sortie correspondant à la valeur la plus élevée de la fonction d’aptitude et l’on règle les positions des points de sortie selon les valeurs des composantes du vecteur ainsi sélectionné.

Ledit pourcentage de collision peut être calculé à partir d’un pourcentage de collision entre deux câbles quelconques de ladite pluralité de câbles et d’un pourcentage de collision d’un câble de ladite pluralité de câbles avec la plateforme.

Le pourcentage de violation d’une contrainte d’équilibre de la plateforme peut être calculé comme le pourcentage de couples de positions et orientations de consignes pour lesquels un indicateur de marge de capacité indique une impossibilité d’équilibre de la plateforme, compte tenu des tensions maximales des câbles et de leurs positions d’attache sur la plateforme.

Avantageusement, la combinaison de fonctions d’objectif fait intervenir en outre une troisième fonction d’objectif évaluant le pourcentage de couples de positions et orientations de consigne pour lesquels la tension d’au moins l’un des câbles est supérieure à une valeur maximale de tension prédéterminée.

L’ensembledes couples de positions et orientations de consigne peut être déterminé de manière à ce que chaque point à mesurer deappartienne au champ de vision de la caméra pour au moins un premier couple de position et orientation de consigne deet un second couple de position et orientation de consigne de, distinct du premier, et que la mesure dudit point, obtenue par photogrammétrie à partir des images de la caméra lorsqu’elle prend les position et orientation du premier couple, puis les position et orientation du second couple, est inférieure à une valeur d’erreur maximale prédéterminée.

De préférence, après chaque opération de sélection, on détermine, pour chacun des couples de positions et orientations de consigne, si le champ de vision de vision de la caméra est obstrué par un câble, un élément de la plateforme ou un élément du bâti, et qu’en cas d’obstruction, l’ensembleest modifié en remplaçant ce couple de position et d’orientation de consigne par un nouveau couple de position et d’orientation de consigne.

Préalablement à la modification de l’ensemble, on vérifie avantageusement que, lorsque la plateforme prend la position et l’orientation de consigne du nouveau couple, l’erreur de mesure par photogrammétrie est inférieure à ladite valeur d’erreur maximale prédéterminée.

Après la modification de l’ensemble, on poursuit cycliquement les opérations de croisement, mutation et sélection, les fonctions d’objectif étant alors évaluées sur les différentes positions et orientations de consigne de l’ensembleainsi modifié.

Dans tous les cas, la plateforme mobile peut être en configuration suspendue ou en configuration pleinement contrainte.

Brève description des figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture d’un mode de réalisation préférentiel de l’invention, décrit en référence aux figures jointes parmi lesquelles :

représente de manière schématique un robot photogrammétrique à câbles ;

représente un exemple d’un premier type de configuration d’attache de la plateforme mobile ;

et

représentent des exemples d’un second type de configuration d’attache de la plateforme mobile ;

représente un espace de travail maximal du robot photogrammétrique, pour une configuration donnée des points de sortie des câbles ;

représente un ordinogramme d’une méthode de paramétrage de robot photogrammétrique selon un mode de réalisation de l’invention ;

représente l’ensemble des positions et orientations d’une caméra embarquée sur la plateforme pour effectuer une campagne de mesures d’une scène ;

et

représentent une première et une seconde trajectoire pour effectuer une campagne de mesures photogrammétriques.

On considérera dans la suite un robot photogrammétrique à câbles comme évoqué dans la partie introductive.

Un tel robot est représenté schématiquement en Fig. 1. Il comporte un bâti, 100, comprenant ici quatre pylônes verticaux, 110, 120, 130, 140 faisant par exemple partie d’une structure métallique.

La plateforme mobile (ou nacelle), 150, représentée ici schématiquement sous la forme d’un cube est reliée au bâti par huit câbles, 160, respectivement attachés aux points d’attache de la plateforme (ici les sommets du cube), un couple de câbles étant associé à un pylône et chaque câble s’étendant de son point d’attache sur la plateforme jusqu’à un point d’ancrage (généralement un actionneur tel qu’un treuil par exemple) en passant par son point de sortie (poulie de renvoi ou œillet). Les points d’ancrage sont ici désignés par A1-A8 et les points de sortie par EX1-EX8. Avantageusement, chaque poulie de renvoi peut pivoter autour de l’axe du pylône sur lequel elle est montée, de manière à ce que sa gorge soit toujours alignée avec le câble. La hauteur de chaque poulie de renvoi peut être fixe ou bien, avantageusement, réglée de manière indépendante sur le bâti.

Les positions des points de sortie des différents câbles et la configuration d’attache de la plateforme, les tensions minimales et maximales pouvant être exercées par les câbles et le torseur des efforts mécaniques extérieurs, définissent l’espace de travail du robot.

Différents types de configuration d’attache de la plateforme mobile peuvent être envisagés :

Dans une configuration, dite suspendue, dont un exemple est représenté en Fig. 2, les points de sortie des câbles sont situés au-dessus de l’espace de travail du robot. On a indiqué en base de la figure la correspondance entre les points d’attache et les numéros des câbles. Dans cette configuration, la plateforme mobile est toujours suspendue par les câbles et, en situation statique, aucune force verticale dirigée vers le bas, autre que celle de la simple gravité, ne s’exerce sur la plateforme. Le poids de la plateforme joue donc ici un rôle essentiel pour garantir l’équilibre mécanique du robot.

Dans une configuration pleinement contrainte, dont divers exemples sont représentés en Figs. 3A-3C, l’espace de travail du robot est inclus dans le polyèdre formé par les points de sortie des différents câbles. Dans cette configuration, les câbles travaillent en opposition, de part et d’autre de la plateforme mobile. Ainsi pour une plateforme schématisée par un cube, on peut relier les points de sortie de poulies de renvoi montées sur un même pylône, à des sommets opposés ou adjacents du cube et cela suivant différentes combinaisons possibles. Différentes combinaisons sont possibles selon la manière dont on associe les points d’attache de la plateforme aux points de sortie des câbles, comme indiqué dans les tableaux de correspondance au bas des Figs. 3A.3C.

On conçoit que suivant les différentes configurations et combinaisons possibles, les situations de collision de câbles entre eux, avec la plateforme ou avec l’environnement soient différentes.

Les positions des différents points de sortie des câbles, conjointement avec la configuration d’attache des câbles sur la plateforme, définissent un espace de travail du robot photogrammétrique.

Plus précisément, on a représenté schématiquement en Fig. 4, un espace de travail du robot photogrammétrique. Cet espace de travail est défini comme l’enveloppe des positions du centre de géométrique (ou isobarycentre) de la plateforme mobile lorsque les câbles sont actionnés par les treuils. Autrement dit, l’espace de travail est celui balayé par le centre géométrique de la plateforme mobile lorsque les longueurs de câbles entre leurs points d’attache et leurs points de sortie respectifs prennent toutes les valeurs possibles garantissant l’équilibre statique et dynamique du robot.

On remarque que cette enveloppe est comprise dans un polyèdre (ici un parallélépipède) dont les sommets sont des points de sortie des différents câbles. Pour des positions données des points de sortie, le décalage entre l’espace de travail et le polyèdre est dû aux distances respectives entre le centre géométrique de la plateforme et les différents points d’attache des câbles.

On notera que le point focal de la caméra équipant la plateforme mobile pourra être distinct du centre géométrique de cette dernière. Dans certains cas, le point focal de la caméra pourra être indexé selon trois axes, autrement dit sa position pourra être contrôlée selon un repère lié à la plateforme. De même, les angles d’Euler définissant l’orientation de la caméra par rapport à un trièdre lié à la plateforme pourront être contrôlés pour faire varier l’attitude de la caméra.

Il convient de noter que la plateforme mobile peut être équipée d’une pluralité de caméras, notamment pour effectuer simultanément des prises de vue dans une pluralité de directions. Dans ce cas, les remarques précédentes s’appliquent à chacune des caméras.

On a représenté en 420, le polyèdre correspondant aux positions extrémales des points de sortie, c’est-à-dire lorsque ces points de sortie sont les plus éloignés les uns des autres. Dans la suite, la surface de ce polyèdre est dénommée surface extrémale des points de sortie. L’espace de travail, 410, du robot photogrammétrique correspondant aux positions extrémales des points de sortie est dénommé espace de travail maximal.

Compte tenu de la surface extrémale des points de sortie et de l’espace de travail maximal que l’on peut en déduire, la méthode de paramétrage selon la présente invention se propose de trouver, pour un ensemble donné de points à mesurer dans une scène ou sur un objet, les positions optimales de points de sortie des câbles pour opérer le robot photogrammétrique.

La Fig. 5 représente sous forme schématique l’ordinogramme d’une méthode de paramétrage de robot photogrammétrique selon un mode de réalisation de l’invention.

La méthode de paramétrage suppose de connaître un certain nombre de caractéristiques géométriques et physiques du robot photogrammétrique.

On supposera notamment que les caractéristiques géométriques et physiques de la plateforme sont connues ou qu’elles ont fait l’objet d’une hypothèse de travail. Cette hypothèse de travail peut être itérée si besoin.

On entend ici par caractéristiques géométriques les dimensions de la plateforme mobile, la configuration d’attache de la plateforme et son type (configuration suspendue ou pleinement contrainte), les positions des points d’attache sur la plateforme et, le cas échéant, la position et l’orientation de la caméra sur la plateforme.

On entend par caractéristiques physiques de la plateforme, le poids de la plateforme, y compris celui de sa charge utile (c’est-à-dire la ou les caméras) ainsi que le moment des forces extérieures qui s’exercent sur elles.

On dispose aussi des caractéristiques géométriques (diamètre par exemple) et physiques des câbles, en particulier de leur masse spécifique ainsi que des tensions maximales qu’ils peuvent supporter.

Dans tous les cas, les positions des points de sortie des câbles font partie des paramètres à déterminer.

On a représenté en 510 les données géométriques du bâti. A partir des données géométriques du bâti, on peut déduire en 520, les plages des positions possibles des différents points de sortie, définissant la surface extrémale des points de sortie. Ainsi, par exemple dans le cas illustré en Fig. 4, lesdites positions possibles sont situées sur les arêtes verticales du parallélépipède 420. D’autres géométries de bâti peuvent bien entendu être envisagées sans sortir du cadre de la présente invention. En particulier, les plages de positions possibles des points de sortie ne sont pas nécessairement sur des arêtes verticales.

On appellera, dans la suite, vecteur des points de sortie des câbles, tout N-upletoùreprésente les coordonnées du point de sortie d’indice n. Sans perte de généralité, nous supposerons que les points de sortie sont situés sur des arêtes verticales et que leurs plages de positions possibles sont identiques. Autrement dit, le vecteur des points de sortie peut s’exprimer sous la formeoù dans le repère Oxyz lié au bâti, l’axe Oz étant l’axe vertical etétant la plage commune des valeurs depossibles.

A partir des plages des points de sortie des câbles on peut déduire en 540 l’espace de travail maximal du robot photogrammétrique, c’est-à-dire, comme indiqué plus haut, l’enveloppe des positions possibles du centre géométrique de la plateforme mobile, pour une orientation ou plusieurs orientations donnée de la plateforme.

En 530, la méthode de paramétrage reçoit également en entrée un ensemble,, des points à mesurer d’une scène (ou plus particulièrement d’un objet). Ces points sont définis par leurs coordonnées dans le repère Oxyz, avec, le cas échéant, une marge de tolérance sur ces coordonnées. Il est à noter qu’il s’agit ici bien d’une connaissance au moins approximative des positions des points à mesurer, permettant, comme indiqué plus loin, de déterminer des positions et orientations de consigne de la caméra (ou le cas échéant des caméras).

A partir de l’espace de travail maximal du robot photogrammétrique, de l’ensemble, et des caractéristiques de la caméra, un module de simulation photogrammétrique détermine en 550, un ensemble de positions de consigne de la caméra et, pour chacune de ces positions de consigne, l’orientation ou les orientations de consigne que la caméra doit adopter pour pouvoir mesurer par triangulation les points de l’ensemble. Un tel module de simulation est disponible sous la forme d’un produit logiciel commercialisé sous le nom de V-STARS^TMpar l’entreprise Geodetic Systems.

Le module de simulation photogrammétrique s’assure notamment que chaque point à mesurer (compte tenu de la marge de tolérance) est bien couvert par un nombre prédéterminé de prises de vue avec un écart angulaire suffisant pour pouvoir effectuer la triangulation avec le degré de précision minimal requis.

Autrement dit, tant que la contrainte de degré de précision n’est pas vérifiée en 570, on corrige l’ensemble des couples de positions et d’orientations en 550.

La Fig. 6 représente un exemple d’ensemble de positions et d’orientations de consigne pour un robot photogrammétrique. On voit que pour chaque position de consigne la plateforme doit prendre une pluralité d’orientations de consigne pour effectuer une prise de vue de la scène à mesurer.

L’ensemble des positions et orientations de consigne de la caméra est fourni en 580 à l’algorithme génétique, sous la forme d’un fichier,.

L’algorithme génétique représenté à droite de la figure dispose d’une part des plages des positions possibles de chacun des points de sortie des câbles et, d’autre part, des caractéristiques géométriques et physiques de la plateforme et des câbles comme défini plus haut.

A partir des plages de positions possibles des points de sortie, on génère à l’étape 525, une population de vecteurs des points de sortie. Cette population de vecteurs peut être obtenu par tirage aléatoire dans l’intervalle, un vecteur de ladite population ayant pour composantes les résultats detirages aléatoires dans cet intervalle. Chaque vecteur de la population peut être considéré comme une solution potentielle du problème de paramétrage du robot photogrammétrique.

Une fois la population de vecteurs constituée, on soumet cette population à des opérations successives de croisement, mutation et sélection comme exposé ci-après.

En 535, l’opération de croisement entre deux vecteurs parents de la population, pourra consister à former un vecteur dont une première moitié est constituée despremières composantes de l’un des vecteurs parents et une seconde moitié desdernières composantes de l’autre vecteur parent. D’autres positions de point de coupure sont bien entendu également envisageables.

En 545, l’opération de mutation pourra être réalisée en ajoutant un vecteur de bruit gaussien. Par exemple, si l’on noteun vecteur de points de sortie en sortie de l’opération de croisement, le vecteur muté sera donné par :

oùest un vecteur dont les composantes sont des variables aléatoires i.i.d obéissant à une loi normale centrée, et oùest le taux de mutation, donnant l’amplitude du bruit gaussien.

Les vecteurs de points de sortie possédant une composante à l’extérieur de l’intervallesont directement éliminés.

A l’étape 555, on évalue la valeur de la fonction d’aptitude (fitness function) pour chaque vecteurde la population courante (après les opérations de croisement et de mutation), sur la base de l’ensemble des positions et orientations de consigne de la caméra.

Cette fonction d’aptitude prend en compte une ou plusieurs fonction(s) d’objectif, parmi lesquelles :

Une première fonction d’objectif,, représente le pourcentage de violation d’une contrainte d’équilibre de la plateforme, lorsque celle-ci prend les différentes positions et orientations de consigne. Cette contrainte d’équilibre est avantageusement calculée comme l’indicateur de marge de capacité (capacity margin index) ou CMI. On trouvera une description détaillée du calcul de cet indicateur dans l’article de F. Guay intitulé « Measuring how well a structure supports varying external wrenches », 2^ndConf. on Mechanisms, Transmissions and Applications, Bilbao, Spain, 2013. Cet indicateur représente le degré de satisfaction minimal des contraintes d’équilibre statique de la plateforme, compte tenu du torseur des forces extérieures à la structure (essentiellement dû à la gravité) et du torseur dû à l’application des tensions des câbles aux points d’attache. Il suppose de connaître les positions des points d’attache sur la plateforme ainsi que les tensions maximales des câbles.

Le calcul de cet indicateur est réalisé pour chaque couple de position et d’orientation de consigne de la plateforme. Lorsque cet indicateur est positif, il existe des valeurs de tension de câbles positives et inférieures aux valeurs maximales précitées permettant de garantir une position d’équilibre de la plateforme (équipée de sa charge utile). En revanche, lorsque cet indicateur est négatif, il n’existe pas de N-uplet de tensions de câbles positives et inférieures aux valeurs maximales précitées permettant de garantir l’équilibre statique de la plateforme.

Une deuxième fonction d’objectif,, représente le pourcentage de collision entre au moins deux câbles lorsque la plateforme mobile prend les différentes positions et orientations de consigne.

Une troisième fonction d’objectif,, représente le pourcentage de collision entre au moins un câble et la plateforme mobile lorsque la plateforme mobile prend les différentes positions et orientations de consigne.

Une quatrième fonction d’objectif,, représente le pourcentage de collision entre la plateforme mobile et l’environnement du bâti lorsque celle-ci prend les différentes positions et orientations de consigne.

D’autres fonctions d’objectif peuvent le cas échéant être prises en compte. Ainsi, par exemple, il pourra être fait appel à une cinquième fonction d’objectif représentant le pourcentage de violation de la tension maximale des câbles lorsque la plateforme prend les différentes positions et orientations de consigne.

Ces fonctions d’objectif représentent de manière générale une fréquence de collision ou une violation d’une contrainte lorsque la plateforme mobile prend les différentes positions et orientations de consigne.

La fonction d’aptitude,combine cesdifférentes fonctions d’objectif, par exemple sous la forme d’une combinaison linéaire avec coefficients de pondération. Ainsi par exemple, on pourra choisir comme fonction d’aptitude :

où,, sont les différents coefficients de pondération.

A l’étape 565, on détermine, pour chaque vecteur,, de la population s’il existe une obstruction du champ de vision de la caméra lorsque la plateforme prend les différentes positions et orientations de consigne. Cette obstruction peut être due à la plateforme mobile ou aux câbles par exemple. Lorsqu’une telle obstruction est constatée pour un point et une orientation de consigne, la combinaison de ce point et de cette orientation est supprimée dans l’ensemble des couples de position, orientation de consigne de la plateforme. Ce couple peut alors être remplacé par un autre couple correspondant à une position de consigne différente de celle supprimée et d’orientation de consigne permettant de couvrir le même champ de vision sur l’objet. Cette situation a été représentée en Fig. 7B où les zones entourées indiquent les positions de consigne (et, si besoin, les orientations de consigne) qui ont été modifiées dans la Fig. 7A. Le cas échéant, lorsque la caméra est indexée angulairement, l’orientation de consigne de la plateforme pourra être identique, seule l’orientation de la caméra étant modifiée.

La suppression ou le remplacement d’un ou plusieurs couple(s) de position, orientation de consigne dans le fichierest indiqué par la contre-réaction 567. Le cas échéant, les tolérances de position des points à mesurer peuvent être vérifiées en appelant la routine 560. Si ces tolérances ne sont pas respectées, l’étape 550 est répétée.

En absence d’obstruction du champ de vision de la camera lorsque la plateforme prend les différentes positions et orientations de consigne de, on passe à l’étape de sélection.

A l’étape 575, on effectue une sélection des vecteurs de la population réalisant les valeurs les plus élevées de la fonction d’aptitude. Ces vecteurs constituent une nouvelle population de vecteurs, définissant la population de la génération suivante.

On teste enfin en 585 si un critère d’arrêt est satisfait, par exemple si un nombre prédéterminé d’itérations est atteint.

Dans l’affirmative, le vecteur de points de sortie de câbles,, correspondant à la valeur la plus élevée de la fonction d’aptitude est sélectionné en 595. Les composantes de ce vecteur, fournissent les hauteurs de réglage respectives des différents points de sortie des câbles le long des pylônes du bâti.

En revanche, dans la négative, on retourne en 535, pour recommencer un nouveau cycle de croisement-mutation-sélection.

Selon une variante, l’optimisation par l’algorithme génétique peut être complétée par une phase d’optimisation par l’algorithme du gradient. Dans ce cas, l’algorithme génétique fournit une solution approchée de l’optimum. On recherche ensuite ce dernier par itérations successives en calculant le gradient de la fonction de coût à chaque itération et en mettant à jour les positions des points de sortie en suivant la direction opposée de ce gradient, de manière connue en soi.

Claims

Méthode de paramétrage d’un robot photogrammétrique à câbles comprenant un bâti, une plateforme mobile sur laquelle est montée au moins une caméra et une pluralité de câbles, chaque câble s’étendant d’un point d’attache de la plateforme mobile à un point de sortie lié au bâti, les différents câbles pouvant être actionnés de manière à déplacer et orienter la plateforme, les positions des points de sortie des différents câbles étant réglables sur le bâti, caractérisée en ce que :
- on détermine (520) un ensemblede vecteurs représentant toutes les positions possibles des points de sortie des câbles, ledit ensemble définissant un espace de travail maximal du robot photogrammétrique ;
- à partir d’un ensemble prédéterminé de points à mesurerdans une scène, et dudit ensemble de vecteurs, on détermine (550) un ensemblede couples de positions et d’orientations de consigne de la plateforme pour effectuer les mesures des points depar photogrammétrie;
- on génère (525) une population initiale de vecteurs deet on lui applique cycliquement des opérations de croisement (535), mutation (545) et sélection (575), pour obtenir, à chaque cycle, une nouvelle population, les opérations de croisement, mutation et sélection étant répétées jusqu’à ce qu’un critère d’arrêt soit satisfait, ladite opération sélection étant réalisée au moyen d’une fonction d’aptitude, la fonction d’aptitude étant une combinaison de fonctions d’objectif, dont au moins une première fonction d’objectif évaluant un pourcentage de collision et une seconde fonction d’objectif évaluant le pourcentage de violation d’une contrainte d’équilibre de la plateforme mobile, lorsque celle-ci prend lesdites différentes positions et orientations de consigne ;
- lorsque le critère d’arrêt est satisfait (585), on sélectionne le vecteur de points de sortie correspondant à la valeur la plus élevée de la fonction d’aptitude et l’on règle (595) les positions des points de sortie selon les valeurs des composantes du vecteur ainsi sélectionné.
Méthode de paramétrage d’un robot photogrammétrique à câbles selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit pourcentage de collision est calculé à partir d’un pourcentage de collision entre deux câbles quelconques de ladite pluralité de câbles et d’un pourcentage de collision d’un câble de ladite pluralité de câbles avec la plateforme.
Méthode de paramétrage d’un robot photogrammétrique à câbles selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit pourcentage de violation d’une contrainte d’équilibre de la plateforme est calculé comme le pourcentage de couples de positions et orientations de consignes pour lesquels un indicateur de marge de capacité indique une impossibilité d’équilibre de la plateforme, compte tenu des tensions maximales des câbles et de leurs positions d’attache sur la plateforme.
Méthode de paramétrage d’un robot photogrammétrique à câbles selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la combinaison de fonctions d’objectif fait intervenir en outre une troisième fonction d’objectif évaluant le pourcentage de couples de positions et orientations de consigne pour lesquels la tension d’au moins l’un des câbles est supérieure à une valeur maximale de tension prédéterminée.
Méthode de paramétrage d’un robot photogrammétrique à câbles selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’ensembledes couples de positions et orientations de consigne est déterminé de manière à ce que chaque point à mesurer deappartienne au champ de vision de la caméra pour au moins un premier couple de position et orientation de consigne deet un second couple de position et orientation de consigne de, distinct du premier, et que la mesure dudit point, obtenue par photogrammétrie à partir des images de la caméra lorsqu’elle prend les position et orientation du premier couple, puis les position et orientation du second couple, est inférieure à une valeur d’erreur maximale prédéterminée.
Méthode de paramétrage d’un robot photogrammétrique à câbles selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’après chaque opération de sélection, on détermine, pour chacun des couples de positions et orientations de consigne, si le champ de vision de vision de la caméra est obstrué par un câble, un élément de la plateforme ou un élément du bâti, et qu’en cas d’obstruction, l’ensembleest modifié en remplaçant ce couple de position et d’orientation de consigne par un nouveau couple de position et d’orientation de consigne.
Méthode de paramétrage d’un robot photogrammétrique à câbles selon la revendication 6, caractérisée en ce que, préalablement à la modification de l’ensemble, on vérifie que lorsque la plateforme prend la position et l’orientation de consigne du nouveau couple, l’erreur de mesure par photogrammétrie est inférieure à ladite valeur d’erreur maximale prédéterminée.
Méthode de paramétrage d’un robot photogrammétrique à câbles selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu’après modification de l’ensemble, on poursuit cycliquement les opérations de croisement, mutation et sélection, les fonctions d’objectif étant alors évaluées sur les différentes positions et orientations de consigne de l’ensembleainsi modifié.
Méthode de paramétrage d’un robot photogrammétrique à câbles selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plateforme mobile est en configuration suspendue.
Méthode de de paramétrage d’un robot photogrammétrique à câbles selon l’une des revendications 1-8, caractérisée en ce que la plateforme mobile est en configuration pleinement contrainte.