WO2020128285A1 - Procédé de reconstruction d'une surface tridimensionnelle par un capteur matriciel ultrasonore - Google Patents

Procédé de reconstruction d'une surface tridimensionnelle par un capteur matriciel ultrasonore Download PDF

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Ekaterina IAKOVLEVA
David Roue
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Definitions

  • the invention relates to the field of non-destructive ultrasonic testing. It relates to a method of reconstructing a three-dimensional surface of a part using an ultrasonic matrix sensor.
  • the invention applies in particular to the reconstruction of the surface of an industrial part with a view to carrying out a non-destructive test by ultrasound.
  • the purpose of non-destructive testing is to detect faults in the industrial part, for example an element of an aircraft turbomachine such as a blade.
  • the surface condition of the part to be inspected strongly influences the quality of the examination.
  • the use of a matrix sensor makes it possible to reduce the impact of this parameter.
  • Such a sensor is in fact capable of applying delay laws to the emission and to the reception of the ultrasonic signals in order to orient the axis of propagation of the ultrasonic beams perpendicular to the surface of the part at the point of impact.
  • the amplitude of the reflected ultrasonic signals received by the matrix sensor is then maximum.
  • the adaptation of the ultrasonic beam requires precise knowledge of the geometry of the part. Thus, prior to the implementation of a non-destructive test strictly speaking, a determination of the geometry of the surface of the part to be checked is necessary.
  • the two-dimensional surface of a part is extracted in real time from a complete matrix acquisition technique, known by the Anglo-Saxon name of "Full Matrix Capture” (FMC), then an ultrasound image of the volume of the piece is reconstructed by a focusing technique in all points, known under the Anglo-Saxon name of "Total Focusing Method” (TFM).
  • FMC Full Matrix Capture
  • TFM Total Focusing Method
  • the ultrasound image represents only the volume located below the surface of the sensor.
  • Another solution would be to use a matrix sensor and move it to different measurement positions along two axes of movement.
  • An FMC acquisition could be carried out in each position, then a reconstruction by the TFM technique could be carried out from all the FMC acquisitions.
  • an FMC acquisition implies, for each measurement position, the individual emission of an ultrasonic signal by each of the elements of the matrix sensor, and the reception of an echo of this ultrasonic signal by all the elements of the matrix sensor .
  • each measurement position generates a set of N 2 elementary signals.
  • the volume of data to be processed is quickly considerable for a matrix sensor and large areas, making the process incompatible for an industrial application.
  • An object of the invention is therefore to propose a technique for reconstructing, using an ultrasonic matrix sensor, a relatively large three-dimensional surface.
  • the invention is based on a scanning of the three-dimensional surface with a matrix sensor and a collection of “cross” data at each measurement point.
  • the reconstruction method according to the invention comprises the emission of a first incident wave by one or more elements of a line of the matrix sensor, the reflection of this first incident wave, called “first reflected wave ”, being received and converted into time signals by all the elements of this line.
  • a second incident wave is also emitted by one or more elements of a column of the matrix sensor, and the reflection of this second incident wave, called “second reflected wave”, is received and converted into time signals by all of the elements. of this column.
  • the reconstruction method then comprises the generation of two-dimensional row images in first planes parallel to the rows of elements of the matrix sensor and the generation of two-dimensional column images in second planes parallel to the columns of elements of the matrix sensor.
  • Each two-dimensional line image is generated from the time signals corresponding to the foreground considered.
  • each two-dimensional column image is generated from the time signals corresponding to the second plane considered.
  • a three-dimensional image is constructed by merging the two-dimensional row images and the two-dimensional column images.
  • the subject of the invention is a method of reconstructing a three-dimensional surface of a part using a matrix sensor comprising a plurality of elements E (m, ri) arranged in rows and columns , each element being arranged to be able to emit an incident wave in the direction of the workpiece and generate a signal representative of a reflected wave received by said element.
  • the process includes the following steps:
  • each measurement point being defined by the intersection of a scanning line L it among a set of scanning lines parallel to the lines of elements of the matrix sensor, and an increment line L j , from among a set of increment lines parallel to the columns of elements of the matrix sensor,
  • a line time image SLi j (m s , t) comprising the emission of an incident wave by one or more elements of a selected line m s of the matrix sensor and the generation, for each of the elements E (m s , n r ) of the selected line, of a time signal representative of an amplitude over time of a reflected wave received by said element, the line time image SLi j (m s , t ) being formed by the set of time signals of the elements of the selected line m s , and
  • each scanning line L it constructs, from the set of temporal images of line SLi j (m s , t) corresponding to said scanning line L it a two-dimensional image of line X t in a plane Pi (m s ) passing through the elements of the selected line m s , each two-dimensional image of line X t being defined by a wave amplitude reflected at different points of the plane Pi (rn s ),
  • the elements of the matrix sensor are for example arranged in a plane, the rows and the columns of elements being aligned on straight lines.
  • the matrix sensor comprises for example a set of elements arranged in sixteen rows and sixteen columns.
  • the sensor comprises a set of elements E (m, ri) arranged in M rows and N columns, with M and N two integers greater than or equal to three.
  • the same line and the same column of elements can be selected for the acquisition of the temporal images of lines SLi j (m s , t) and of the images column times SCi j (n s , t).
  • a sensor comprising a single line and a single column of elements, for example in cross or in T, could therefore be used.
  • a matrix sensor has the advantage of being able to be used both for the reconstruction of the three-dimensional surface of the part and for a subsequent step of non-destructive ultrasonic control of the part.
  • the method according to the invention is suitable for the reconstruction of flat surfaces and curved surfaces, including when they have local three-dimensional deformations.
  • the scan and increment lines are preferably adapted accordingly.
  • the scan lines can be straight lines or curved lines.
  • the increment lines can be straight lines or curved lines.
  • Each scanning line and / or each increment line forms for example an ellipse, a circle, an ellipse portion or a circle portion.
  • the scanning lines can be straight lines parallel to the axis of revolution of the cylindrical surface and the increment lines can be circles centered on the axis of revolution .
  • the scanning lines can be circles centered on the axis of revolution of the large radius of curvature and the increment lines can be circles centered on the axis of revolution of the small radius of curvature.
  • the scanning lines and / or the increment lines are curved, their parallelism with the elements of the sensor is considered locally at the level of the sensor.
  • the scanning is preferably carried out so that the matrix sensor is positioned only once at each measurement point.
  • the matrix sensor can thus be moved along each scan line and stopped at each point of intersection with an increment line.
  • the position of the matrix sensor can be defined by the position of one of its elements, for example the element at the intersection of the selected row and column.
  • the scanning of the three-dimensional surface is carried out with a scanning pitch p t less than a length of a column of elements of the matrix sensor and / or with an increment pitch p j less than a length of a line of matrix sensor elements.
  • the scanning step p ⁇ is defined as a distance separating two adjacent scanning lines and the incrementing step Pi is defined as a distance separating two adjacent incrementing lines.
  • each acquisition of a line time image SLi j (rn s , t) comprises the emission of an incident wave successively by each of the elements E (m s , n t ) of the selected line m s and the generation, for each pair of elements ⁇ E (rn s , n t ), ⁇ E (m s , n r ) ⁇ of the selected line m s , the element E (m s , n t ) designating the element located at line m s and at column n t having emitted the incident wave and element E (m s , n r ) designating the element located at line m s and at column n r having received the reflected wave, of a time signal SLi j (m s , n t , n r , t) representative of an amplitude over time of a reflected wave received by said element E (m s , n
  • each acquisition of a column temporal image SCi j (n s , t) comprises the emission of an incident wave successively by each of the elements E (m t , n s ) of the selected column n s and the generation, for each pair of elements ⁇ E (rn t , n s ), ⁇ E (m r , n s ) ⁇ of the selected column n s , the element E ( m t , n s ) designating the element located at line m t and at column n s having emitted the incident wave and element E (m r , n s ) designating the element located at line m r and to the column n s having received the reflected wave, of a time signal 5 j (m t , m r , n s , t) representative of an amplitude during of the time of a reflected wave received by said element E (
  • the acquisitions of the first and second variant embodiments could be qualified as complete matrix acquisitions (FMC) by considering that the sensor consists only of the selected row and column.
  • each two-dimensional image of line X t in the plane Pi can comprise an implementation of a focusing process at all points (TFM) and the construction of each two-dimensional image of column Y j in the plane P j (n s ) can comprise an implementation of a focusing process at all points (TFM).
  • TFM focusing process at all points
  • a focusing process at all points in a plane it is in particular possible to refer to the document Caroline Holmes et al: “Post-processing of the full-matrix of ultrasonic transmit-receive array data for non -destructive evaluation ”, NDT & E International 38, 2005, 701-711.
  • each acquisition of a temporal line image SLi j (m s , t) comprises the successive emission of a plurality of incident waves by several elements of the selected line m s , each incident wave being emitted with a predetermined angle of incidence 6 k , and the generation of a time signal SLi j (m s , n r , 0 k , t) for each element E (m s , n r ) of the selected line m s and for each incident wave with the predetermined angle of incidence 6 k , the element E (m s , n r ) designating the element located at line m s and at column n r having received the reflected wave , the line time image SLi j (m s , t) being formed by the set of time signals SLi j (m s , n r , 9 k> of the selected line m s .
  • each acquisition of a temporal image of column SCi j (n s , t) comprises the successive emission of a plurality of incident waves by several elements of the selected column n s , each incident wave being emitted with a predetermined angle of incidence 6 k , and the generation of a time signal SCi j ⁇ m r , n s , e k , t ) for each element E (m r , n s ) of the selected line and for each incident wave with the predetermined angle of incidence 6 k , the element E (m r , n s ) designating the element located at the line m r and to column n s having received the reflected wave, the time image of column SCi j (n s , t) being formed by the set of time signals SC ⁇ j (m r , n s , 6 k , t) of the selected column n s .
  • the third and fourth alternative embodiments make it possible to generate incident waves with different angles of incidence and focused at different points on reception.
  • each two-dimensional image of row X t and the construction of each two-dimensional image of column Y j can comprise an implementation of a plane wave imaging method (PWI).
  • PWI plane wave imaging method
  • each two-dimensional image of line X t may comprise a detection of contours, so as to determine a profile of the part in the plane Pi (m s ) of said two-dimensional image of line X ir and / or the construction of each image two-dimensional column Y j can comprise a contour detection, so as to determine a profile of the part in the plane P j (n s ) of said two-dimensional image of column Y j .
  • the detection of contours is carried out by a thresholding, the wave amplitude reflected at each point of a plane Pi (m s ) or P j (n s ) being set to zero if it is below a predetermined threshold, and unchanged otherwise.
  • the predetermined threshold is for example determined as being equal to half of the greatest amplitude of the wave reflected in the plane Pi (m s ) or P j (n s ) considered.
  • the reconstruction method according to the invention may include, at each measurement point an acquisition of a plurality of temporal images of lines SLi j (m sk , t) for different selected lines m sk and / or an acquisition of a plurality of temporal images of columns SCi j (n sk , t) for different columns selected n sk .
  • a two-dimensional image of line X ik can be constructed for each scanning line j and for each selected line m sk in a plane Pii m sk ) passing through the elements of the selected line m sk .
  • a two-dimensional image of column Y jk can be constructed for each increment line L j and for each selected column n sk in a plane P j (n sk ) passing through the elements of the selected column n sk .
  • the reconstruction process can include the following steps:
  • each measurement point O (i ' ) successively acquire a plurality of line time images SLi j (m sk , t) for different selected lines m sk , each acquisition of a line time image SL ⁇ j (m sk , t) comprising the emission of an incident wave by one or more elements E (m sk , n t ) of the selected line m sk of the matrix sensor and the generation, for each of the elements E ( m sk , n r ) of the selected line m sk , of a temporal signal representative of an amplitude over time of a reflected wave received by said element, each temporal image of line SL ⁇ j (m sk , t ) being formed by the set of time signals of the elements of said selected line m sk ,
  • the reconstruction process can also include the following steps:
  • each measurement point successively carry out an acquisition of a plurality of temporal images of column SCi j (n sk , t) for different selected columns n sk , each acquisition of a temporal image of column SCi j (n sk , t) comprising the transmission of an incident wave by one or more elements of the selected column n sk of the matrix sensor and the generation, for each of the elements E (m r , n sk ) of the selected column n sk , of a time signal representative of an amplitude over time of a reflected wave received by said element, each column time image SCi j (n sk , t) being formed by the set of time signals of the elements of said selected column n sk ,
  • FIG. 1A shows an example of a matrix sensor of which a line is selected for the implementation of the method of reconstruction of a three-dimensional surface of a part according to the invention
  • FIG. 1B represents the matrix sensor of FIG. 1A, a column of which is selected for implementing the reconstruction method according to the invention
  • FIG. 3A shows an example of scanning a flat surface
  • FIG. 3B shows an example of scanning a surface forming a torus portion
  • FIG. 5A represents an example of a two-dimensional line image obtained for the surface of FIG. 3B at the level of a scanning line not passing through a local deformation
  • FIG. 5B represents an example of a two-dimensional line image obtained for the surface of FIG. 3B at the level of a scanning line passing through a local deformation
  • FIG. 6A shows an example of a two-dimensional column image obtained for the surface of Figure 3B at an increment line not passing through local deformation
  • FIG. 6B shows an example of a two-dimensional column image obtained for the surface of Figure 3B at an increment line passing through a local deformation
  • FIG. 7 shows an example of a three-dimensional image obtained for the surface of Figure 3B from two-dimensional row images and two-dimensional column images;
  • FIG. 8 represents an example of an extrapolated three-dimensional image obtained from the three-dimensional image of FIG. 7.
  • Figures IA and IB show an example of an ultrasonic matrix sensor 1 suitable for use in the method of reconstructing a three-dimensional surface of a part according to the invention.
  • the matrix sensor 1 comprises a set of sixteen rows by sixteen columns of elements E (m, n), with m and n two integers such as 1 ⁇ m ⁇ 16 and 1 ⁇ n ⁇ 16.
  • the invention can rely on any ultrasonic matrix sensor comprising a set of M rows by N columns of elements, with M and N two integers greater than or equal to three.
  • Each element E (m, ri) of the matrix sensor 1 is arranged to be able to emit an incident signal, in the form of an incident wave, towards a surface of a part to be reconstructed, and to be able to receive a reflected wave and convert it into a signal representative of an amplitude of this wave reflected over time.
  • E (rn t , n t ) When the elements are considered during the emission of an incident wave, they are noted E (rn t , n t ), and when they are considered during the reception of a reflected wave, they are noted E (m r , n r ).
  • E (rn t , n t ) When the elements are considered during the emission of an incident wave, they are noted E (rn t , n t ), and when they are considered during the reception of a reflected wave, they are noted E (m r , n r ).
  • E (m r , n r ) For the
  • FIG. 2 represents an example of a method for reconstructing a three-dimensional surface of a part according to the invention.
  • the method 10 comprises an iteration of the following steps for different measurement points O (i ' ): a step 11 of displacement of the matrix sensor 1 at the measurement point 0 (i, j) considered, a step 12 of acquisition of a temporal image of line SLi j , a step 13 of construction of a local two-dimensional image of line X tj , a step 14 of acquisition of a temporal image of column SC £ , a step 15 of construction of a local two-dimensional image column Y ij and a step 16 of verifying the completeness of the scan.
  • the method comprises a step 17 of construction of two-dimensional images of rows X ir a step 18 of construction of two-dimensional images of column Y j and a step 19 of construction of a three-dimensional image.
  • Steps 11 and 16 generate a scanning of the three-dimensional surface with the matrix sensor 1.
  • This scanning comprises the displacement of the matrix sensor 1 at each measurement point 0 (i, j) where i denotes a scanning line Li among a set of scan lines parallel to each other, and j denotes an increment line L j from a set of increment lines parallel to each other.
  • Each measurement point 0 (i, j) is thus defined as the intersection of a scanning line L £ and an increment line L j .
  • the scanning lines L £ and the increment lines L j are preferably adapted to the three-dimensional surface to be reconstructed.
  • FIG. 3A represents a first example of scanning of a three-dimensional surface by the matrix sensor 1 in the case of a substantially planar three-dimensional surface 2 and FIG. 3B represents a second example of scanning in the case of a three-dimensional surface 3 forming a portion of a torus.
  • the three-dimensional surface 3 includes a locally deformed zone 4 by a recess.
  • the movement made by the matrix sensor 1 to pass through the different measurement points 0 (i, j) successively follows the different scanning lines L i, the acquisition steps 12 and 14 being carried out after each movement of the sensor matrix of an increment step p j .
  • each scanning line L i the matrix sensor is moved to a following scanning line L i + 1 , the adjacent scanning lines L £ being separated by a scanning step p £ , represented in FIG. 4
  • the scanning lines L £ are straight lines parallel to each other and to the lines of elements E (, n) of the matrix sensor 1
  • the increment lines L j are straight lines parallel to each other and to the columns of elements E (m, ri) of the matrix sensor 1.
  • the scanning lines L £ form portions of a circle centered on the axis of revolution of the large radius of curvature of the torus
  • the lines increment L j form portions of a circle centered on the axis of revolution of the small radius of curvature of the torus.
  • the scanning lines j can be considered to be parallel to the lines of elements E (m, ri) of the matrix sensor 1 and the increment lines L j can be considered as being parallel to the columns of elements E (m, ri).
  • the matrix sensor 1 does not physically follow the increment lines L j during the scanning.
  • the matrix sensor 1 being moved with a regular increment step p j along the scanning lines L i it passes through each of the measurement points 0 (i, j) along the increment lines L j .
  • the increment step p j shown in FIG. 4, thus defines a distance between two adjacent increment lines.
  • Step 12 of acquiring a line time image SLi j for the measurement point 0 (i, j) considered comprises the emission of an incident wave successively by each of the elements E (rn s , n t ) of a selected line m s of the matrix sensor 1, and the generation of a time signal SLi j (m s , n t , n r , t) for each pair of elements ⁇ E (rn s , n t ), ⁇ E (m s , n r ) ⁇ of the selected line m s , the element E (m s , n t ) designating the element located at line m s and in column n t having emitted the incident wave and the element E (m s , n r ) designating the element located at line m s and at column n r having received the reflected wave.
  • the signal SLi j (m s , n t , n r , t) represents an amplitude over time t of the reflected wave received by the element E (m s , n r ) and resulting from a reflection of l incident wave emitted by the element E (rn s , n t ).
  • the line time image for the measurement point O (i ' ), denoted SLi j (rn s , t) and abbreviated SL ⁇ j , is formed by the set of time signals SLi j (rn s , n t , n r , t) generated for the different pairs of elements ⁇ E (rn s , n t ), ⁇ E (m s , n r ) ⁇ of the selected line m s .
  • Step 13 of constructing a local two-dimensional image of line Xi j for the point 0 (i, j) considered comprises determining, from the corresponding time temporal image SLi j (rn s , t), d 'a wave amplitude reflected at different points on a plane Pi (m s ) passing through the elements E (m s , ri) of the selected line m s .
  • the plane Pi (m s ) is perpendicular to the columns of the matrix sensor 1.
  • the local two-dimensional image of line £ is constructed by a focusing process in all points, also called TFM process according to the English expression “Total Focusing Method”.
  • Step 14 of acquiring a temporal image of column SC £ for the measurement point 0 (i, j) considered comprises the emission of an incident wave successively by each of the elements E (m t , n s ) of a selected column n s of the matrix sensor 1, and the generation of a time signal m r , n s , t) for each pair of elements ⁇ E (rn t , n s ), ⁇ E (m r , n s ) ⁇ of the selected column n s , the element E (m t , n s ) designating the element located at line m t and at column n s having emitted the incident wave and element E (m r , n s ) designating the element located at line m r and at column n s having received the reflected wave.
  • the signal m r , n s , t) represents an amplitude over time t of the reflected wave received by the element E (m r , n s ) and resulting from a reflection of the incident wave emitted by the element E (rn t , n s ).
  • the column time image for the measurement point O (i ' ), denoted SCi j (n s , t) and abbreviated SC £ is formed by all of the time signals m r , n s , t) generated for the different pairs of elements ⁇ E (rn t , n s ), ⁇ E (m r , n s ) ⁇ of the selected column n s .
  • Step 15 of constructing a local two-dimensional image of column y £ for the point 0 (i, j) considered comprises determining, from the corresponding temporal image of column SCi j (n s , t), d 'a wave amplitude reflected at different points on a plane P j (n s ) passing through the elements E (m, n s ) of the selected column n s .
  • the plane P j (n s ) is perpendicular to the lines of the matrix sensor 1.
  • the local two-dimensional image of column Yi j is constructed by a focusing process at all points (TFM).
  • Step 12 of acquiring a time temporal image of line 5 £ and step 14 of acquiring a temporal image of column SC £ for a given measurement point 0 (i, j) are carried out successively in order to d '' avoid interference between transmitted waves by the elements of the selected row and those emitted by the elements of the selected column.
  • the order of these steps can of course be reversed.
  • each step 12 of acquiring a line time image SLi j can comprise the successive emission of a plurality of incident waves by several elements of the selected line m s , each incident wave being emitted with an angle d 'predetermined incidence 6 k , and the generation of a time signal SLi j (m s , n r , e k , t) for each element E (m s , n r ) of the selected line and for each incident wave.
  • Incident waves can in particular be emitted with angles of incidence different from each other.
  • Line time image for the measurement point also denoted SLi j (m s , t) and abbreviated SLi j , is then formed by the set of time signals SLi j (m s , n r , e k , t) generated for the different pairs of elements E (m s , n r ) of the selected line and incident wave.
  • Step 13 of construction of a local two-dimensional image of line X ⁇ ⁇ for the point O (i ' ) is constructed from the corresponding temporal image of line SLi j (rn s , t).
  • each step 14 of acquiring a temporal image of column SC £ can comprise the successive emission of a plurality of incident waves by several elements of the selected column n s , each incident wave being emitted with a predetermined angle of incidence 6 k , and the generation of a time signal 5C £ j (m r , n s , 0 k , t) for each element E (m r , n s ) of the selected column and for each wave incident.
  • Incident waves can in particular be emitted with angles of incidence different from each other.
  • Step 15 of constructing a local two-dimensional image of column V £ for the point O (i ′ ) considered is constructed from the corresponding temporal image of column (n s , t).
  • Step 16 of verifying the completeness of the scanning consists in verifying that the matrix sensor has been moved to each measurement point 0 (i, j) and that a local two-dimensional image of row Xi j and a local two-dimensional image of column There were built at each of these points.
  • Step 17 of constructing two-dimensional images of lines X t comprises, for each scanning line L i a concatenation of all the local two-dimensional images Xi j of the scanning line j considered.
  • Each two-dimensional image of line X t then represents a wave amplitude reflected at different points of the plane P j (m s ) passing through the elements E (m s , ri) of the selected line m s .
  • the concatenation is for example carried out by a summation of the wave amplitude reflected at the different points of the plane P j (m s ).
  • step 18 of constructing two-dimensional images of column Y j comprises, for each increment line L j a concatenation of the set of local two-dimensional images X tj of the increment line L, ⁇ considered .
  • Each two-dimensional image of column Y j then represents a wave amplitude reflected at different points of the plane P j (n s ) passing through the elements E (m, n s ) of the selected column n s .
  • the concatenation is for example carried out by a summation of the wave amplitude reflected at the different points of the plane P j (n s ).
  • FIG. 4 schematically illustrates the formation of the two-dimensional images of line X t and of column Y j after scanning of the matrix sensor 1 along the different scanning lines j and increment L j .
  • the two-dimensional images of line X t represent the amplitude of the reflection of the incident waves in the planes P j (m s ), which constitute planes substantially perpendicular locally to the surface of the part.
  • the two-dimensional images of column Y j represent the amplitude of the reflection of the incident waves in the planes P j (n s ), which constitute planes substantially perpendicular locally to the surface of the part and to the planes Pi (rn s ).
  • FIGS. 5A and 5B represent two examples of two-dimensional images of line X t obtained for the three-dimensional surface 3 represented in FIG. 3B and forming a portion of a torus. These images are obtained by steps 11 to 18 of the method described above with the use of a focusing method at all points.
  • FIG. 5A represents a two-dimensional image of line X t for a scanning line j not passing through the locally deformed area 4
  • FIG. 5B represents a two-dimensional image of line X t for a scanning line j passing through the locally deformed area 4.
  • FIGS. 6A and 6B represent two examples of two-dimensional images of column Y j obtained for the three-dimensional surface 3. These images are obtained by steps 11 to 18 of the method described above with the use of a focusing method in all points.
  • FIG. 6A represents a two-dimensional image of column Y j for an increment line L j not passing through the locally deformed zone 4 and
  • FIG. 6B represents a two-dimensional image of column Y j for an increment line L j passing through the locally deformed area 4.
  • Step 19 of constructing a three-dimensional image comprises determining, from the set of two-dimensional images of row X t and the set of two-dimensional images of column Y j , a wave amplitude reflected in different points of a volume encompassing the different planes P j (m s ) and P j (n s ) of these two-dimensional images.
  • the volume is delimited by the first and last planes P j (m s ) and by the first and last plans P j (n s ).
  • the three-dimensional image is formed by these amplitudes of the wave reflected at the different points of the volume.
  • the construction of the three-dimensional image consists for example of merging the two-dimensional images of row X t and of column Y j .
  • FIG. 7 represents an example of a three-dimensional image obtained for the three-dimensional surface 3 represented in FIG. 3B. It can be observed in this figure that the two-dimensional images of rows X t and the two-dimensional images of column Y j provide additional data for the construction of the three-dimensional image, more specifically at the level of the locally deformed zone 4, for which a absence of reflected wave can be observed for all the elements of a line of the matrix sensor due to an inclination of the three-dimensional surface 3 located under the matrix sensor 1 in a plane not perpendicular to the plane Pi (m s ) passing through this line.
  • the reconstruction method according to the invention can also include, following step 19 of construction of the three-dimensional image, a step of extrapolation of this three-dimensional image, in which reflected wave amplitudes are determined for different complementary points. of the volume located between the points of the volume for which a wave amplitude has been determined.
  • FIG. 8 represents an example of an extrapolated three-dimensional image obtained from the three-dimensional image of FIG. 7.

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Abstract

Selon l'invention, le procédé (10) comprend : - un balayage (11) de la surface tridimensionnelle avec un capteur matriciel en différents points de mesure 0(i,j ) situés à l'intersection de lignes de balayage Li et de lignes d'incrément Lj, - en chaque point de mesure, une acquisition (12) d'une image temporelle de ligne SLij(m s, t ) représentative d'une amplitude d'onde réfléchie reçue par chaque élément d'une ligne sélectionnée m s du capteur matriciel et une acquisition (14) d'une image temporelle de colonne SCi,j(ns, t) représentative d'une amplitude d'onde réfléchie reçue par chaque élément d'une colonne sélectionnée ns du capteur matriciel, - une construction (17) d'une image bidimensionnelle de ligne Xi pour chaque ligne de balayage Li à partir des images temporelles de ligne SLj,j(ms, t), - une construction (18) d'une image bidimensionnelle de colonne Yj pour chaque ligne d'incrément Lj· à partir des images temporelles de colonne SCi j(ns, t) et - une construction (19) d'une image tridimensionnelle à partir des images bidimensionnelles de ligne Xi et des images bidimensionnelles de colonne Yj.

Description

PROCÉDÉ DE RECONSTRUCTION D'UNE SURFACE TRIDIMENSIONNELLE PAR UN
CAPTEUR MATRICIEL ULTRASONORE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention se situe dans le domaine du contrôle non destructif par ultrasons. Elle concerne un procédé de reconstruction d'une surface tridimensionnelle d'une pièce à l'aide d'un capteur matriciel ultrasonore.
L'invention s'applique notamment à la reconstruction de la surface d'une pièce industrielle en vue de réaliser un contrôle non destructif par ultrasons. Le contrôle non destructif a pour finalité la détection de défauts dans la pièce industrielle, par exemple un élément d'une turbomachine d'aéronef tel qu'une aube.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Dans le domaine du contrôle non destructif par ultrasons, l'état de surface de la pièce à contrôler influence fortement la qualité de l'examen. L'utilisation d'un capteur matriciel permet de réduire l'impact de ce paramètre. Un tel capteur est en effet capable d'appliquer des lois de retard à l'émission et à la réception des signaux ultrasonores afin d'orienter l'axe de propagation des faisceaux ultrasonores perpendiculairement à la surface de la pièce au niveau du point d'impact. L'amplitude des signaux ultrasonores réfléchis reçus par le capteur matriciel est alors maximale. Néanmoins, l'adaptation du faisceau ultrasonore requière une connaissance précise de la géométrie de la pièce. Ainsi, préalablement à la mise en œuvre d'un contrôle non destructif à proprement parler, une détermination de la géométrie de la surface de la pièce à contrôler est nécessaire.
Différentes solutions utilisables à l'échelle industrielle ont été proposées. La plupart de ces solutions sont basées sur des capteurs multiéléments linéaires et ne permettent d'étudier que des variations bidimensionnelles de la surface. Autrement dit, les variations de hauteur de la surface ne sont déterminées que selon un seul axe. À titre illustratif, la thèse de doctorat de Léonard Le Jeune : « Imagerie ultrasonore par émission d'ondes planes pour le contrôle de structures complexes en immersion », Paris 7, décrit un procédé de contrôle ultrasonore adaptatif avec un capteur multiélément linaire en immersion. La surface bidimensionnelle d'une pièce est extraite en temps réel à partir d'une technique d'acquisition de matrice complète, connue sous la dénomination anglo-saxonne de « Full Matrix Capture » (FMC), puis une image ultrasonore du volume de la pièce est reconstruite par une technique de focalisation en tous points, connue sous la dénomination anglo-saxonne de « Total Focusing Method » (TFM). Dans ce procédé, l'image ultrasonore ne représente que le volume situé sous la surface du capteur. L'article F. Lasserre et al : « Industrialization of a Large Advanced Ultrasonic Flexible Probe for Non-destructive Testing of Austenitic Steel Pièces with Irregular Surface", Journal of Civil Engineering and Architecture, November 2017, p. 933- 942, décrit un procédé de contrôle ultrasonore adaptatif avec un traducteur multiélément linéaire au contact de la pièce. La surface bidimensionnelle est extraite à partir d'un système de mesure optique puis les lois de retard sont adaptées en temps réel pour générer un faisceau ultrasonore focalisé sous incidence oblique.
Des solutions ont également été proposées afin de reconstruire des surfaces tridimensionnelles. Par exemple, la demande WO 2015/075121 Al décrit un procédé de reconstruction d'une surface tridimensionnelle à partir d'un capteur matriciel en position statique ou à partir d'un capteur mono-élément se déplaçant selon deux axes d'un plan. Dans le premier cas, le capteur matriciel ne peut imager qu'une surface relativement réduite, correspondant sensiblement à la surface du capteur matriciel. Dans le deuxième cas, le capteur doit être déplacé en de nombreuses positions, rendant la durée d'acquisition relativement longue pour des surfaces étendues. En outre, le déplacement du capteur doit être effectué avec un système de positionnement présentant une grande précision. À défaut, la précision de la reconstruction est dégradée. En pratique, dans les deux cas, la reconstruction d'une surface tridimensionnelle aux dimensions étendues est complexe à réaliser. Une autre solution consisterait à utiliser un capteur matriciel et à le déplacer en différentes positions de mesure selon deux axes de déplacement. Une acquisition FMC pourrait être réalisée en chaque position, puis une reconstruction par la technique TFM pourrait être réalisée à partir de l'ensemble des acquisitions FMC. Cependant, une acquisition FMC implique, pour chaque position de mesure, l'émission individuelle d'un signal ultrasonore par chacun des éléments du capteur matriciel, et la réception d'un écho de ce signal ultrasonore par l'ensemble des éléments du capteur matriciel. Ainsi, pour un capteur à N éléments, chaque position de mesure engendre un ensemble de N2 signaux élémentaires. Le volume de données à traiter est rapidement considérable pour un capteur matriciel et des surfaces étendues, rendant le procédé incompatible pour une application industrielle.
Un but de l'invention est donc de proposer une technique pour reconstruire à l'aide d'un capteur matriciel ultrasonore une surface tridimensionnelle relativement étendue.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
À cet effet, l'invention repose sur un balayage de la surface tridimensionnelle avec un capteur matriciel et une collecte de données « en croix » en chaque point de mesure. En pratique, pour chaque point de mesure, le procédé de reconstruction selon l'invention comprend l'émission d'une première onde incidente par un ou plusieurs éléments d'une ligne du capteur matriciel, la réflexion de cette première onde incidente, appelée « première onde réfléchie », étant reçue et convertie en signaux temporels par l'ensemble des éléments de cette ligne. Une deuxième onde incidente est par ailleurs émise par un ou plusieurs éléments d'une colonne du capteur matriciel, et la réflexion de cette deuxième onde incidente, appelée « deuxième onde réfléchie », est reçue et convertie en signaux temporels par l'ensemble des éléments de cette colonne. Le procédé de reconstruction comprend ensuite la génération d'images bidimensionnelles de ligne dans des premiers plans parallèles aux lignes d'éléments du capteur matriciel et la génération d'images bidimensionnelles de colonne dans des deuxièmes plans parallèles aux colonnes d'éléments du capteur matriciel. Chaque image bidimensionnelle de ligne est générée à partir des signaux temporels correspondant au premier plan considéré. De même, chaque image bidimensionnelle de colonne est générée à partir des signaux temporels correspondant au deuxième plan considéré. Enfin, une image tridimensionnelle est construite en fusionnant les images bidimensionnelles de ligne et les images bidimensionnelles de colonne.
Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de reconstruction d'une surface tridimensionnelle d'une pièce à l'aide d'un capteur matriciel comprenant une pluralité d'éléments E(m, ri) agencés selon des lignes et des colonnes, chaque élément étant agencé pour pouvoir émettre une onde incidente en direction de la pièce et générer un signal représentatif d'une onde réfléchie reçue par ledit élément. Le procédé comporte les étapes suivantes :
■ effectuer un balayage de la surface tridimensionnelle avec le capteur matriciel, le capteur matriciel étant déplacé en une pluralité de points de mesure O(i '), chaque point de mesure étant défini par l'intersection d'une ligne de balayage Lit parmi un ensemble de lignes de balayage parallèles aux lignes d'éléments du capteur matriciel, et d'une ligne d'incrément Lj, parmi un ensemble de lignes d'incrément parallèles aux colonnes d'éléments du capteur matriciel,
■ en chaque point de mesure O(i '), réaliser successivement
° une acquisition d'une image temporelle de ligne SLi j(ms, t ) comprenant l'émission d'une onde incidente par un ou plusieurs éléments d'une ligne sélectionnée ms du capteur matriciel et la génération, pour chacun des éléments E(ms, nr ) de la ligne sélectionnée, d'un signal temporel représentatif d'une amplitude au cours du temps d'une onde réfléchie reçue par ledit élément, l'image temporelle de ligne SLi j(ms, t ) étant formée par l'ensemble des signaux temporels des éléments de la ligne sélectionnée ms, et
° une acquisition d'une image temporelle de colonne SCi j(ns, t) comprenant l'émission d'une onde incidente par un ou plusieurs éléments d'une colonne sélectionnée ns du capteur matriciel et la génération, pour chacun des éléments E(jnt, ns ) de la colonne sélectionnée, d'un signal temporel représentatif d'une amplitude au cours du temps d'une onde réfléchie reçue par ledit élément, l'image temporelle de colonne SCi j (ns, t) étant formée par l'ensemble des signaux temporels des éléments de la colonne sélectionnée ns,
■ pour chaque ligne de balayage Lit construire, à partir de l'ensemble des images temporelles de ligne SLi j(ms, t ) correspondant à ladite ligne de balayage Lit une image bidimensionnelle de ligne Xt dans un plan Pi(ms ) passant par les éléments de la ligne sélectionnée ms, chaque image bidimensionnelle de ligne Xt étant définie par une amplitude d'onde réfléchie en différents points du plan Pi(rns),
■ pour chaque ligne d'incrément Lj, construire, à partir de l'ensemble des images temporelles de colonne SCi j (ns, t) correspondant à ladite ligne d'incrément Lj, une image bidimensionnelle de colonne Yj dans un plan Pj (ns ) passant par les éléments de la colonne sélectionnée ns, chaque image bidimensionnelle de colonne Yj étant définie par une amplitude d'onde réfléchie en différents points du plan Pj(ns),
■ à partir des images bidimensionnelles de ligne Xt et des images bidimensionnelles de colonne Yj, construire une image tridimensionnelle de la pièce, l'image tridimensionnelle étant définie par une amplitude d'onde réfléchie en différents points d'un volume contenant les images bidimensionnelles de ligne Xt et les images bidimensionnelles de colonne Yj.
Les éléments du capteur matriciel sont par exemple agencés dans un plan, les lignes et les colonnes d'éléments étant alignées sur des lignes droites. Le capteur matriciel comprend par exemple un ensemble d'éléments agencés selon seize lignes et seize colonnes. Néanmoins, de manière générale, le capteur comprend un ensemble d'éléments E(m, ri) agencés selon M lignes et N colonnes, avec M et N deux entiers supérieurs ou égaux à trois.
Il est à noter que, en chaque point de mesure O(i '), la même ligne et la même colonne d'éléments peuvent être sélectionnées pour l'acquisition des images temporelles de lignes SLij (ms, t ) et des images temporelles de colonne SCij (ns, t). Ainsi, seuls les éléments de cette ligne et de cette colonne sont utiles pour le procédé de reconstruction de surface tridimensionnelle selon l'invention. À la place d'un capteur matriciel, un capteur comprenant une seule ligne et une seule colonne d'éléments, par exemple en croix ou en T, pourrait donc être utilisé. Néanmoins, un capteur matriciel présente l'avantage de pouvoir être utilisé à la fois pour la reconstruction de la surface tridimensionnelle de la pièce et pour une étape ultérieure de contrôle non destructif par ultrasons de la pièce.
Le procédé selon l'invention est adapté à la reconstruction de surfaces planes et de surfaces courbes, y compris lorsqu'elles présentent des déformations tridimensionnelles locales. Les lignes de balayage et d'incrément sont de préférence adaptées en conséquence. En particulier, les lignes de balayage peuvent être des lignes droites ou des lignes courbes. De même, les lignes d'incrément peuvent être des lignes droites ou des lignes courbes. Chaque ligne de balayage et/ou chaque ligne d'incrément forme par exemple une ellipse, un cercle, une portion d'ellipse ou une portion de cercle. À titre d'exemple, pour une surface cylindrique de révolution, les lignes de balayage peuvent être des lignes droites parallèles à l'axe de révolution de la surface cylindrique et les lignes d'incrément peuvent être des cercles centrés sur l'axe de révolution. Pour une surface torique, les lignes de balayage peuvent être des cercles centrés sur l'axe de révolution du grand rayon de courbure et les lignes d'incrément peuvent être des cercles centrés sur l'axe de révolution du petit rayon de courbure. Lorsque les lignes de balayage et/ou les lignes d'incrément sont courbes, leur parallélisme avec les éléments du capteur est considéré localement au niveau du capteur.
Le balayage est de préférence réalisé de manière à ce que le capteur matriciel soit positionné une seule fois sur chaque point de mesure. Le capteur matriciel peut ainsi être déplacé le long de chaque ligne de balayage et stoppé à chaque point d'intersection avec une ligne d'incrément. La position du capteur matriciel peut être définie par la position de l'un de ses éléments, par exemple l'élément à l'intersection de la ligne et de la colonne sélectionnées. Selon une forme particulière de réalisation, le balayage de la surface tridimensionnelle est effectué avec un pas de balayage pt inférieur à une longueur d'une colonne d'éléments du capteur matriciel et/ou avec un pas d'incrément pj inférieur à une longueur d'une ligne d'éléments du capteur matriciel. Le pas de balayage p^ est défini comme une distance séparant deux lignes de balayages adjacentes et le pas d'incrément Pi est défini comme une distance séparant deux lignes d'incrément adjacentes. L'utilisation d'un pas inférieur à la longueur des éléments permet d'obtenir un recouvrement des zones imagées entre deux points de mesure adjacents, et donc d'améliorer la qualité de la reconstruction.
Selon une première variante de réalisation, chaque acquisition d'une image temporelle de ligne SLi j (rns, t ) comprend l'émission d'une onde incidente successivement par chacun des éléments E(ms, nt ) de la ligne sélectionnée ms et la génération, pour chaque couple d'éléments {E(rns, nt),· E(ms, nr)} de la ligne sélectionnée ms, l'élément E(ms, nt ) désignant l'élément situé à la ligne ms et à la colonne nt ayant émis l'onde incidente et l'élément E(ms, nr ) désignant l'élément situé à la ligne ms et à la colonne nr ayant reçu l'onde réfléchie, d'un signal temporel SLi j (ms, nt, nr, t) représentatif d'une amplitude au cours du temps d'une onde réfléchie reçue par ledit élément E(ms, nr), l'image temporelle de ligne SLi j (rns, t ) étant formée par l'ensemble des signaux temporels SL^ j (ms, nt, nr, de la ligne sélectionnée ms.
Selon une deuxième variante de réalisation, compatible avec la première variante, chaque acquisition d'une image temporelle de colonne SCi j (ns, t ) comprend l'émission d'une onde incidente successivement par chacun des éléments E(mt, ns ) de la colonne sélectionnée ns et la génération, pour chaque couple d'éléments {E(rnt, ns),· E(mr, ns)} de la colonne sélectionnée ns, l'élément E(mt, ns ) désignant l'élément situé à la ligne mt et à la colonne ns ayant émis l'onde incidente et l'élément E(mr, ns ) désignant l'élément situé à la ligne mr et à la colonne ns ayant reçu l'onde réfléchie, d'un signal temporel 5 j (mt, mr, ns, t) représentatif d'une amplitude au cours du temps d'une onde réfléchie reçue par ledit élément E(mr, ns), l'image temporelle de colonne SCi j (ns, t) étant formée par l'ensemble des signaux temporels SCi j (mt, mr, ns, t) de la colonne sélectionnée ns.
Les acquisitions des première et deuxième variantes de réalisation pourraient être qualifiées d'acquisitions de matrice complète (FMC) en considérant que le capteur est constitué uniquement de la ligne et de la colonne sélectionnées.
Selon ces première et deuxième variantes de réalisation, la construction de chaque image bidimensionnelle de ligne Xt dans le plan Pi(ms ) peut comprendre une mise en œuvre d'un procédé de focalisation en tous points (TFM) et la construction de chaque image bidimensionnelle de colonne Yj dans le plan Pj (ns ) peut comprendre une mise en œuvre d'un procédé de focalisation en tous points (TFM). Pour une mise en œuvre d'un procédé de focalisation en tous points dans un plan, il est notamment possible de se reporter au document Caroline Holmes et al : « Post-processing of the full- matrix of ultrasonic transmit-receive array data for non-destructive évaluation », NDT&E International 38, 2005, 701-711.
Selon une troisième variante de réalisation, chaque acquisition d'une image temporelle de ligne SLij(ms, t ) comprend l'émission successive d'une pluralité d'ondes incidentes par plusieurs éléments de la ligne sélectionnée ms, chaque onde incidente étant émise avec un angle d'incidence prédéterminé 6k, et la génération d'un signal temporel SLi j (ms, nr, 0k, t) pour chaque élément E(ms, nr ) de la ligne sélectionnée ms et pour chaque onde incidente avec l'angle d'incidence prédéterminé 6k, l'élément E(ms, nr ) désignant l'élément situé à la ligne ms et à la colonne nr ayant reçu l'onde réfléchie, l'image temporelle de ligne SLi j(ms, t) étant formée par l'ensemble des signaux temporels SLi j (ms, nr, 9k> de la ligne sélectionnée ms.
Selon une quatrième variante de réalisation, chaque acquisition d'une image temporelle de colonne SCi j(ns, t ) comprend l'émission successive d'une pluralité d'ondes incidentes par plusieurs éléments de la colonne sélectionnée ns, chaque onde incidente étant émise avec un angle d'incidence prédéterminé 6k, et la génération d'un signal temporel SCi j {mr, ns, ek, t ) pour chaque élément E(mr, ns ) de la ligne sélectionnée et pour chaque onde incidente avec l'angle d'incidence prédéterminé 6k, l'élément E(mr, ns ) désignant l'élément situé à la ligne mr et à la colonne ns ayant reçu l'onde réfléchie, l'image temporelle de colonne SCi j (ns, t) étant formée par l'ensemble des signaux temporels SC^ j (mr, ns, 6k, t) de la colonne sélectionnée ns.
Les troisièmes et quatrième variantes de réalisation permettent de générer des ondes incidentes avec différents angles d'incidence et focalisées en différents points en réception.
Selon ces troisième et quatrième variantes de réalisation, la construction de chaque image bidimensionnelle de ligne Xt et la construction de chaque image bidimensionnelle de colonne Yj peuvent comprendre une mise en œuvre d'un procédé d'imagerie en onde plane (PWI). Pour une mise en œuvre d'un procédé d'imagerie en onde plane dans un plan, il est notamment possible de se reporter au document L. Le Jeune et al : « Plane Wave Imaging for Ultrasonic Inspection of Irregular Structures with High Frame Rates », AIP Conférence Proceedings 1706, 2016.
La construction de chaque image bidimensionnelle de ligne Xt peut comprendre une détection de contours, de manière à déterminer un profil de la pièce dans le plan Pi(ms ) de ladite image bidimensionnelle de ligne Xir et/ou la construction de chaque image bidimensionnelle de colonne Yj peut comprendre une détection de contours, de manière à déterminer un profil de la pièce dans le plan Pj(ns ) de ladite image bidimensionnelle de colonne Yj. Selon un mode de réalisation particulier, la détection de contours est réalisée par un seuillage, l'amplitude d'onde réfléchie en chaque point d'un plan Pi (ms ) ou Pj (ns ) étant mise à zéro si elle est inférieure à un seuil prédéterminé, et inchangée sinon. Le seuil prédéterminé est par exemple déterminé comme étant égal à la moitié de la plus grande amplitude d'onde réfléchie dans le plan Pi(ms ) ou Pj(ns ) considéré.
Le procédé de reconstruction selon l'invention peut comporter, en chaque point de mesure
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une acquisition d'une pluralité d'images temporelles de lignes SLi j(msk, t) pour différentes lignes sélectionnées msk et/ou une acquisition d'une pluralité d'images temporelles de colonnes SCij(nsk, t) pour différentes colonnes sélectionnées nsk. Ainsi une image bidimensionnelle de ligne Xi k peut être construite pour chaque ligne de balayage j et pour chaque ligne sélectionnée msk dans un plan Piim sk ) passant par les éléments de la ligne sélectionnée msk. De même, une image bidimensionnelle de colonne Yj k peut être construite pour chaque ligne d'incrément Lj et pour chaque colonne sélectionnée nsk dans un plan Pj(nsk) passant par les éléments de la colonne sélectionnée nsk. L'acquisition de plusieurs images temporelles de ligne et/ou de colonne pour chaque point de mesure permet d'améliorer la précision de la reconstruction et/ou d'augmenter le pas de balayage et le pas d'incrément.
Ainsi, plus précisément, le procédé de reconstruction peut comporter les étapes suivantes :
■ en chaque point de mesure O(i '), réaliser successivement une acquisition d'une pluralité d'images temporelles de ligne SLi j(msk, t) pour différentes lignes sélectionnées msk, chaque acquisition d'une image temporelle de ligne SL^ j(msk, t) comprenant l'émission d'une onde incidente par un ou plusieurs éléments E(msk, nt ) de la ligne sélectionnée msk du capteur matriciel et la génération, pour chacun des éléments E(msk, nr ) de la ligne sélectionnée msk, d'un signal temporel représentatif d'une amplitude au cours du temps d'une onde réfléchie reçue par ledit élément, chaque image temporelle de ligne SL^ j(msk, t) étant formée par l'ensemble des signaux temporels des éléments de ladite ligne sélectionnée msk,
■ pour chaque ligne de balayage Li et pour chacune des lignes sélectionnées msk, construire, à partir de l'ensemble des images temporelles de ligne SLi j(msk, t) correspondant à ladite ligne de balayage Li et à ladite ligne sélectionnée msk, une image bidimensionnelle de ligne Xi k dans un plan Pi(msk) passant par les éléments de la ligne sélectionnée msk, chaque image bidimensionnelle de ligne Xi k étant définie par une amplitude d'onde réfléchie en différents points du plan Pi(rnsk).
Le procédé de reconstruction peut aussi comporter les étapes suivantes :
■ en chaque point de mesure
Figure imgf000013_0001
réaliser successivement une acquisition d'une pluralité d'images temporelles de colonne SCij(nsk, t) pour différentes colonnes sélectionnées nsk, chaque acquisition d'une image temporelle de colonne SCij(nsk, t ) comprenant l'émission d'une onde incidente par un ou plusieurs éléments de la colonne sélectionnée nsk du capteur matriciel et la génération, pour chacun des éléments E(mr, nsk) de la colonne sélectionnée nsk, d'un signal temporel représentatif d'une amplitude au cours du temps d'une onde réfléchie reçue par ledit élément, chaque image temporelle de colonne SCij(nsk, t) étant formée par l'ensemble des signaux temporels des éléments de ladite colonne sélectionnée nsk,
■ pour chaque ligne d'incrément Lj et pour chacune des colonnes sélectionnées nsk, construire, à partir de l'ensemble des images temporelles de colonne SCij(nsk, t) correspondant à ladite ligne d'incrément Lj et à ladite colonne sélectionnée nsk, une image bidimensionnelle de colonne Yj k dans un plan Pj(nsk) passant par les éléments de la colonne sélectionnée nsk, chaque image bidimensionnelle de colonne Yj k étant définie par une amplitude d'onde réfléchie en différents points du plan Pj(nsk).
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure IA représente un exemple de capteur matriciel dont une ligne est sélectionnée pour la mise en œuvre du procédé de reconstruction d'une surface tridimensionnelle d'une pièce selon l'invention ; - la figure IB représente le capteur matriciel de la figure IA dont une colonne est sélectionnée pour la mise en œuvre du procédé de reconstruction selon l'invention ;
- la figure 2 représente un exemple d'étapes du procédé de reconstruction selon l'invention ;
- la figure 3A représente un exemple de balayage d'une surface plane ;
- la figure 3B représente un exemple de balayage d'une surface formant une portion de tore ;
- la figure 4 illustre schématiquement la formation d'images bidimensionnelles de lignes et d'images bidimensionnelles de colonne ;
- la figure 5A représente un exemple d'image bidimensionnelle de ligne obtenue pour la surface de la figure 3B au niveau d'une ligne de balayage ne passant pas par une déformation locale ;
- la figure 5B représente un exemple d'image bidimensionnelle de ligne obtenue pour la surface de la figure 3B au niveau d'une ligne de balayage passant par une déformation locale ;
- la figure 6A représente un exemple d'image bidimensionnelle de colonne obtenue pour la surface de la figure 3B au niveau d'une ligne d'incrément ne passant pas par une déformation locale ;
- la figure 6B représente un exemple d'image bidimensionnelle de colonne obtenue pour la surface de la figure 3B au niveau d'une ligne d'incrément passant par une déformation locale ;
- la figure 7 représente un exemple d'image tridimensionnelle obtenue pour la surface de la figure 3B à partir d'images bidimensionnelles de lignes et d'images bidimensionnelles de colonne ;
- la figure 8 représente un exemple d'image tridimensionnelle extrapolée obtenue à partir de l'image tridimensionnelle de la figure 7. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Les figures IA et IB représentent un exemple de capteur matriciel ultrasonore 1 apte à être utilisé dans le procédé de reconstruction d'une surface tridimensionnelle d'une pièce selon l'invention. Le capteur matriciel 1 comprend un ensemble de seize lignes par seize colonnes d'éléments E ( m , n), avec m et n deux entiers tels que 1 < m < 16 et 1 < n < 16. De manière générale, l'invention peut s'appuyer sur tout capteur matriciel ultrasonore comprenant un ensemble de M lignes par N colonnes d'éléments, avec M et N deux entiers supérieurs ou égaux à trois. Chaque élément E(m, ri) du capteur matriciel 1 est agencé pour pouvoir émettre un signal incident, sous forme d'une onde incidente, en direction d'une surface d'une pièce à reconstruire, et pour pouvoir recevoir une onde réfléchie et la convertir en un signal représentatif d'une amplitude de cette onde réfléchie au cours du temps. Lorsque les éléments sont considérés lors de l'émission d'une onde incidente, ils sont notés E(rnt, nt), et lorsqu'ils sont considérés lors de la réception d'une onde réfléchie, ils sont notés E(mr, nr). Pour le procédé de reconstruction selon l'invention, l'une des lignes et l'une des colonnes sont sélectionnées. Pour la suite de la description, on note la ligne sélectionnée ms et la colonne sélectionnée ns. Éventuellement, plusieurs lignes msk et plusieurs colonnes nsk peuvent être sélectionnées successivement. La figure IA représente la sélection de la neuvième ligne ( ms = 9) et la figure IB représente la sélection de la huitième colonne (ns = 8).
La figure 2 représente un exemple de procédé de reconstruction d'une surface tridimensionnelle d'une pièce selon l'invention. Le procédé 10 comprend une itération des étapes suivantes pour différents points de mesure O(i ') : une étape 11 de déplacement du capteur matriciel 1 au point de mesure 0(i,j ) considéré, une étape 12 d'acquisition d'une image temporelle de ligne SLij, une étape 13 de construction d'une image bidimensionnelle locale de ligne Xt j, une étape 14 d'acquisition d'une image temporelle de colonne SC£ , une étape 15 de construction d'une image bidimensionnelle locale de colonne Yi j et une étape 16 de vérification de la complétude du balayage. Après itération de ces étapes 11 à 15 en chacun des points de mesure O(i '), c'est-à-dire après balayage de l'ensemble de la surface tridimensionnelle à reconstruire, le procédé comprend une étape 17 de construction d'images bidimensionnelles de lignes Xir une étape 18 de constructions d'images bidimensionnelles de colonne Yj et une étape 19 de construction d'une image tridimensionnelle.
Les étapes 11 et 16 génèrent un balayage de la surface tridimensionnelle avec le capteur matriciel 1. Ce balayage comprend le déplacement du capteur matriciel 1 en chaque point de mesure 0(i,j ) où i désigne une ligne de balayage Li parmi un ensemble de lignes de balayages parallèles entre elles, et j désigne une ligne d'incrément Lj parmi un ensemble de lignes d'incrément parallèles entre elles. Chaque point de mesure 0(i,j ) est ainsi défini comme l'intersection d'une ligne de balayage L £ et d'une ligne d'incrément Lj. Les lignes de balayage L £ et les lignes d'incrément Lj sont de préférence adaptées à la surface tridimensionnelle à reconstruire.
La figure 3A représente un premier exemple de balayage d'une surface tridimensionnelle par le capteur matriciel 1 dans le cas d'une surface tridimensionnelle 2 sensiblement plane et la figure 3B représente un deuxième exemple de balayage dans le cas d'une surface tridimensionnelle 3 formant une portion d'un tore. La surface tridimensionnelle 3 comporte une zone déformée localement 4 par un renfoncement. Dans chaque cas, le déplacement effectué par le capteur matriciel 1 pour passer par les différents points de mesure 0(i,j ) suit successivement les différentes lignes de balayage Li les étapes 12 et 14 d'acquisition étant effectuées après chaque déplacement du capteur matriciel d'un pas d'incrément pj. À l'extrémité de chaque ligne de balayage Li le capteur matriciel est déplacé vers une ligne de balayage suivante Li+1, les lignes de balayage L £ adjacentes étant séparées d'un pas de balayage p£, représenté sur la figure 4. Sur la figure 3A, les lignes de balayages L £ sont des lignes droites parallèles entre elles et aux lignes d'éléments E ( , n) du capteur matriciel 1, et les lignes d'incrément Lj sont des lignes droites parallèles entre elles et aux colonnes d'éléments E(m, ri) du capteur matriciel 1. Sur la figure 3B, les lignes de balayage L £ forment des portions de cercle centrées sur l'axe de révolution du grand rayon de courbure du tore et les lignes d'incrément Lj forment des portions de cercle centrées sur l'axe de révolution du petit rayon de courbure du tore. Eu égard aux dimensions respectives du capteur matriciel 1 et du tore, les lignes de balayage j peuvent être considérées comme étant parallèles aux lignes d'éléments E(m, ri) du capteur matriciel 1 et les lignes d'incrément Lj peuvent être considérées comme étant parallèles aux colonnes d'éléments E(m, ri). Il peut être noté que le capteur matriciel 1 ne suit pas physiquement les lignes d'incrément Lj au cours du balayage. Néanmoins, le capteur matriciel 1 étant déplacé avec un pas d'incrément pj régulier le long des lignes de balayage Li il passe par chacun des points de mesure 0(i,j ) suivant les lignes d'incrément Lj. Le pas d'incrément pj, représenté sur la figure 4, définit ainsi une distance entre deux lignes d'incrément adjacentes.
L'étape 12 d'acquisition d'une image temporelle de ligne SLij pour le point de mesure 0(i,j ) considéré comprend l'émission d'une onde incidente successivement par chacun des éléments E(rns, nt) d'une ligne sélectionnée ms du capteur matriciel 1, et la génération d'un signal temporel SLi j(ms, nt, nr, t) pour chaque couple d'éléments {E(rns, nt),· E(ms, nr)} de la ligne sélectionnée ms, l'élément E(ms, nt ) désignant l'élément situé à la ligne ms et à la colonne nt ayant émis l'onde incidente et l'élément E(ms, nr ) désignant l'élément situé à la ligne ms et à la colonne nr ayant reçu l'onde réfléchie. Le signal SLi j(ms, nt, nr, t) représente une amplitude au cours du temps t de l'onde réfléchie reçue par l'élément E(ms, nr ) et issue d'une réflexion de l'onde incidente émise par l'élément E(rns, nt). L'image temporelle de ligne pour le point de mesure O(i '), notée SLij(rns, t ) et abrégée SL^j, est formée par l'ensemble des signaux temporels SLi j(rns, nt, nr, t) générés pour les différents couples d'éléments {E(rns, nt),· E(ms, nr)} de la ligne sélectionnée ms.
L'étape 13 de construction d'une image bidimensionnelle locale de ligne Xij pour le point 0(i,j ) considéré comprend la détermination, à partir de l'image temporelle de ligne SLij(rns, t ) correspondante, d'une amplitude d'onde réfléchie en différents points d'un plan Pi(ms ) passant par les éléments E(ms, ri) de la ligne sélectionnée ms. Le plan Pi(ms ) est perpendiculaire aux colonnes du capteur matriciel 1. Selon une forme particulière de réalisation, l'image bidimensionnelle locale de ligne £ est construite par un procédé de focalisation en tous points, également appelé procédé TFM d'après l'expression anglo-saxonne « Total Focusing Method ».
L'étape 14 d'acquisition d'une image temporelle de colonne SC£ pour le point de mesure 0(i,j ) considéré comprend l'émission d'une onde incidente successivement par chacun des éléments E(mt, ns ) d'une colonne sélectionnée ns du capteur matriciel 1, et la génération d'un signal temporel
Figure imgf000018_0001
mr, ns, t) pour chaque couple d'éléments {E(rnt, ns),· E(mr, ns)} de la colonne sélectionnée ns, l'élément E(mt, ns ) désignant l'élément situé à la ligne mt et à la colonne ns ayant émis l'onde incidente et l'élément E(mr, ns ) désignant l'élément situé à la ligne mr et à la colonne ns ayant reçu l'onde réfléchie. Le signal
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mr, ns, t) représente une amplitude au cours du temps t de l'onde réfléchie reçue par l'élément E(mr, ns ) et issue d'une réflexion de l'onde incidente émise par l'élément E(rnt, ns). L'image temporelle de colonne pour le point de mesure O(i '), notée SCi j (ns, t) et abrégée SC£ , est formée par l'ensemble des signaux temporels
Figure imgf000018_0003
mr, ns, t) générés pour les différents couples d'éléments {E(rnt, ns),· E(mr, ns)} de la colonne sélectionnée ns.
L'étape 15 de construction d'une image bidimensionnelle locale de colonne y£ pour le point 0(i,j ) considéré comprend la détermination, à partir de l'image temporelle de colonne SCi j (ns, t) correspondante, d'une amplitude d'onde réfléchie en différents points d'un plan Pj(ns ) passant par les éléments E(m, ns ) de la colonne sélectionnée ns. Le plan Pj(ns ) est perpendiculaire aux lignes du capteur matriciel 1. Selon une forme particulière de réalisation, l'image bidimensionnelle locale de colonne Yij est construite par un procédé de focalisation en tous points (TFM).
L'étape 12 d'acquisition d'une image temporelle de ligne 5 £ et l'étape 14 d'acquisition d'une image temporelle de colonne SC£ pour un point de mesure 0(i,j ) donné sont réalisées successivement afin d'éviter les interférences entre les ondes émises par les éléments de la ligne sélectionnée et celles émises par les éléments de la colonne sélectionnée. L'ordre de ces étapes peut bien entendu être inversé.
Par ailleurs, il a été considéré dans chaque étape d'acquisition d'une image temporelle de ligne ou de colonne, qu'une onde incidente est émise successivement par chacun des éléments de la ligne ou de la colonne sélectionnée. Néanmoins, chaque étape 12 d'acquisition d'une image temporelle de ligne SLij peut comprendre l'émission successive d'une pluralité d'ondes incidentes par plusieurs éléments de la ligne sélectionnée ms, chaque onde incidente étant émise avec un angle d'incidence prédéterminé 6k, et la génération d'un signal temporel SLi j(ms, nr, ek, t ) pour chaque élément E(ms, nr ) de la ligne sélectionnée et pour chaque onde incidente. Les ondes incidentes peuvent notamment être émises avec des angles d'incidence différents les uns des autres. L'image temporelle de ligne pour le point de mesure
Figure imgf000019_0001
également notée SLij(ms, t ) et abrégée SLij, est alors formée par l'ensemble des signaux temporels SLi j(ms, nr, ek, t) générés pour les différents couples d'éléments E(ms, nr ) de la ligne sélectionnée et d'onde incidente. L'étape 13 de construction d'une image bidimensionnelle locale de ligne X^· pour le point O(i ') est construite à partir de l'image temporelle de ligne SLij(rns, t ) correspondante. De manière analogue, chaque étape 14 d'acquisition d'une image temporelle de colonne SC£ peut comprendre l'émission successive d'une pluralité d'ondes incidentes par plusieurs éléments de la colonne sélectionnée ns, chaque onde incidente étant émise avec un angle d'incidence prédéterminé 6k, et la génération d'un signal temporel 5C£ j(mr, ns, 0k, t) pour chaque élément E(mr, ns ) de la colonne sélectionnée et pour chaque onde incidente. Les ondes incidentes peuvent notamment être émises avec des angles d'incidence différents les uns des autres. L'image temporelle de colonne pour le point de mesure
Figure imgf000019_0002
également notée SCij(ns, t) et abrégée SC£ , est alors formée par l'ensemble des signaux temporels SCi j(mr, ns, ek, t) générés pour les différents couples d'éléments E(mr, ns ) de la colonne sélectionnée et d'onde incidente. L'étape 15 de construction d'une image bidimensionnelle locale de colonne V£ pour le point O(i ') considéré est construite à partir de l'image temporelle de colonne (ns, t) correspondante. L'étape 16 de vérification de la complétude du balayage consiste à vérifier que le capteur matriciel a été déplacé en chaque point de mesure 0(i,j ) et qu'une image bidimensionnelle locale de ligne Xij et une image bidimensionnelle locale de colonne Y ont été construites en chacun de ces points.
L'étape 17 de construction d'images bidimensionnelles de lignes Xt comprend, pour chaque ligne de balayage Li une concaténation de l'ensemble des images bidimensionnelles locales Xij de la ligne de balayage j considérée. Chaque image bidimensionnelle de ligne Xt représente alors une amplitude d'onde réfléchie en différents points du plan Pj (ms ) passant par les éléments E(ms, ri) de la ligne sélectionnée ms. La concaténation est par exemple effectuée par une sommation de l'amplitude d'onde réfléchie aux différents points du plan Pj(ms).
De manière analogue, l'étape 18 de constructions d'images bidimensionnelles de colonne Yj comprend, pour chaque ligne d'incrément Lj une concaténation de l'ensemble des images bidimensionnelles locales Xt j de la ligne d'incrément L,· considérée. Chaque image bidimensionnelle de colonne Yj représente alors une amplitude d'onde réfléchie en différents points du plan Pj(ns ) passant par les éléments E(m, ns ) de la colonne sélectionnée ns. La concaténation est par exemple effectuée par une sommation de l'amplitude d'onde réfléchie aux différents points du plan Pj{ns).
La figure 4 illustre schématiquement la formation des images bidimensionnelles de ligne Xt et de colonne Yj après balayage du capteur matriciel 1 suivant les différentes lignes de balayage j et d'incrément Lj. Les images bidimensionnelles de ligne Xt représentent l'amplitude de la réflexion des ondes incidentes dans les plans Pj(ms), lesquels constituent des plans sensiblement perpendiculaires localement à la surface de la pièce. Les images bidimensionnelles de colonne Yj représentent l'amplitude de la réflexion des ondes incidentes dans les plans Pj(ns), lesquels constituent des plans sensiblement perpendiculaires localement à la surface de la pièce et aux plans Pi(rns).
Les figures 5A et 5B représentent deux exemples d'images bidimensionnelles de ligne Xt obtenues pour la surface tridimensionnelle 3 représentée sur la figure 3B et formant une portion d'un tore. Ces images sont obtenues par les étapes 11 à 18 du procédé décrit ci-dessus avec l'utilisation d'un procédé de focalisation en tous points. La figure 5A représente une image bidimensionnelle de ligne Xt pour une ligne de balayage j ne passant pas par la zone déformée localement 4 et la figure 5B représente une image bidimensionnelle de ligne Xt pour une ligne de balayage j passant par la zone déformée localement 4.
Les figures 6A et 6B représentent deux exemples d'images bidimensionnelles de colonne Yj obtenues pour la surface tridimensionnelle 3. Ces images sont obtenues par les étapes 11 à 18 du procédé décrit ci-dessus avec l'utilisation d'un procédé de focalisation en tous points. La figure 6A représente une image bidimensionnelle de colonne Yj pour une ligne d'incrément Lj ne passant pas par la zone déformée localement 4 et la figure 6B représente une image bidimensionnelle de colonne Yj pour une ligne d'incrément Lj passant par la zone déformée localement 4.
L'étape 19 de construction d'une image tridimensionnelle comprend la détermination, à partir de l'ensemble des images bidimensionnelles de ligne Xt et de l'ensemble des images bidimensionnelles de colonne Yj, d'une amplitude d'onde réfléchie en différents points d'un volume englobant les différents plans Pj(ms ) et Pj(ns ) de ces images bidimensionnelles. En l'occurrence, le volume est délimité par les premier et dernier plans Pj(ms ) et par les premier et dernier plans Pj(ns). L'image tridimensionnelle est formée par ces amplitudes d'onde réfléchie aux différents points du volume. En pratique, la construction de l'image tridimensionnelle consiste par exemple à fusionner les images bidimensionnelles de ligne Xt et de colonne Yj. La figure 7 représente un exemple d'image tridimensionnelle obtenue pour la surface tridimensionnelle 3 représentée sur la figure 3B. Il peut être observé sur cette figure que les images bidimensionnelles de lignes Xt et les images bidimensionnelles de colonne Yj apportent des données complémentaires pour la construction de l'image tridimensionnelle, plus spécifiquement au niveau de la zone déformée localement 4, pour laquelle une absence d'onde réfléchie peut être observée pour l'ensemble des éléments d'une ligne du capteur matriciel du fait d'une inclinaison de la surface tridimensionnelle 3 située sous le capteur matriciel 1 dans un plan non perpendiculaire au plan Pi(ms ) passant par cette ligne.
Le procédé de reconstruction selon l'invention peut également comporter, suite à l'étape 19 de construction de l'image tridimensionnelle, une étape d'extrapolation de cette image tridimensionnelle, dans laquelle des amplitudes d'onde réfléchie sont déterminées pour différents points complémentaires du volume situés entre les points du volume pour lesquels une amplitude d'onde a été déterminée. La figure 8 représente un exemple d'image tridimensionnelle extrapolée obtenue à partir de l'image tridimensionnelle de la figure 7.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de reconstruction d'une surface tridimensionnelle d'une pièce à l'aide d'un capteur matriciel (1) comprenant une pluralité d'éléments E(m, ri) agencés selon des lignes et des colonnes, chaque élément étant agencé pour pouvoir émettre une onde incidente en direction de la pièce et générer un signal représentatif d'une onde réfléchie reçue par ledit élément, le procédé (10) comportant :
■ effectuer un balayage (11) de la surface tridimensionnelle (2, 3) avec le capteur matriciel, le capteur matriciel (1) étant déplacé en une pluralité de points de mesure chaque point de mesure étant défini par l'intersection d'une ligne de balayage Lit parmi un ensemble de lignes de balayage parallèles aux lignes d'éléments du capteur matriciel, et d'une ligne d'incrément Lj, parmi un ensemble de lignes d'incrément parallèles aux colonnes d'éléments du capteur matriciel,
■ en chaque point de mesure O(i '), réaliser successivement
° une acquisition (12) d'une image temporelle de ligne SLij(ms, t ) comprenant l'émission d'une onde incidente par un ou plusieurs éléments d'une ligne sélectionnée ms du capteur matriciel et la génération, pour chacun des éléments E(ms, nr ) de la ligne sélectionnée, d'un signal temporel représentatif d'une amplitude au cours du temps d'une onde réfléchie reçue par ledit élément, l'image temporelle de ligne SLij(ms, t ) étant formée par l'ensemble des signaux temporels des éléments de la ligne sélectionnée ms, et ° une acquisition (14) d'une image temporelle de colonne SCij(ns, t) comprenant l'émission d'une onde incidente par un ou plusieurs éléments d'une colonne sélectionnée ns du capteur matriciel et la génération, pour chacun des éléments E(mt, ns ) de la colonne sélectionnée, d'un signal temporel représentatif d'une amplitude au cours du temps d'une onde réfléchie reçue par ledit élément, l'image temporelle de colonne SCij(ns, t) étant formée par l'ensemble des signaux temporels des éléments de la colonne sélectionnée ns, ■ pour chaque ligne de balayage Li construire (17), à partir de l'ensemble des images temporelles de ligne SLi j (ms, t ) correspondant à ladite ligne de balayage Li une image bidimensionnelle de ligne Xt dans un plan Pj (ms ) passant par les éléments de la ligne sélectionnée ms, chaque image bidimensionnelle de ligne Xt étant définie par une amplitude d'onde réfléchie en différents points du plan Pj(ms),
■ pour chaque ligne d'incrément Lj, construire (18), à partir de l'ensemble des images temporelles de colonne SCij (ns, t) correspondant à ladite ligne d'incrément Lj, une image bidimensionnelle de colonne Yj dans un plan Pj(ns ) passant par les éléments de la colonne sélectionnée ns, chaque image bidimensionnelle de colonne Yj étant définie par une amplitude d'onde réfléchie en différents points du plan Pj(ns), et
■ à partir des images bidimensionnelles de ligne Xt et des images bidimensionnelles de colonne Yj, construire (19) une image tridimensionnelle de la pièce, l'image tridimensionnelle étant définie par une amplitude d'onde réfléchie en différents points d'un volume contenant les images bidimensionnelles de ligne Xt et les images bidimensionnelles de colonne Yj.
2. Procédé de reconstruction selon la revendication 1, dans lequel les lignes de balayage j sont des lignes droites ou des lignes courbes, et/ou les lignes d'incrément Lj sont des lignes droites ou des lignes courbes.
3. Procédé de reconstruction selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le balayage de la surface tridimensionnelle (2, 3) est effectué avec un pas de balayage pj inférieur à une longueur d'une ligne d'éléments du capteur matriciel (1) et/ou avec un pas d'incrément Pj(ns ) inférieur à une longueur d'une colonne d'éléments du capteur matriciel (1).
4. Procédé de reconstruction selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel chaque acquisition (12) d'une image temporelle de ligne 5 j ( s, t) comprend l'émission d'une onde incidente successivement par chacun des éléments E(rns, nt) de la ligne sélectionnée ms et la génération, pour chaque couple d'éléments {E(ms, nt),· E(ms, nr)} de la ligne sélectionnée ms, l'élément E(ms, nt ) désignant l'élément situé à la ligne ms et à la colonne nt ayant émis l'onde incidente et l'élément E(ms, nr ) désignant l'élément situé à la ligne ms et à la colonne nr ayant reçu l'onde réfléchie, d'un signal temporel SLi j (ms, nt, nr, t) représentatif d'une amplitude au cours du temps d'une onde réfléchie reçue par ledit élément E(ms, nr), l'image temporelle de ligne SLi j (ms, t ) étant formée par l'ensemble des signaux temporels SLi j ms, nt, nr, t) de la ligne sélectionnée ms.
5. Procédé de reconstruction selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel chaque acquisition (14) d'une image temporelle de colonne SCi j (ns, t) comprend l'émission d'une onde incidente successivement par chacun des éléments E ( mt , ns ) de la colonne sélectionnée ns et la génération, pour chaque couple d'éléments {E(rnt, ns),· E(mr, ns)} de la colonne sélectionnée ns, l'élément E(mt, ns ) désignant l'élément situé à la ligne mt et à la colonne ns ayant émis l'onde incidente et l'élément E(mr, ns ) désignant l'élément situé à la ligne mr et à la colonne ns ayant reçu l'onde réfléchie, d'un signal temporel SCi j (mt, mr, ns, t) représentatif d'une amplitude au cours du temps d'une onde réfléchie reçue par ledit élément E(mr, ns), l'image temporelle de colonne SCi j (ns, t) étant formée par l'ensemble des signaux temporels SCi j (mt, mr, ns, t) de la colonne sélectionnée ns.
6. Procédé de reconstruction selon les revendications 4 et 5, dans lequel la construction (17) de chaque image bidimensionnelle de ligne Xt comprend une mise en œuvre d'un procédé de focalisation en tous points et la construction (18) de chaque image bidimensionnelle de colonne Yj comprend une mise en œuvre d'un procédé de focalisation en tous points.
7. Procédé de reconstruction selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel chaque acquisition (12) d'une image temporelle de ligne SLi j(ms, t) comprend l'émission successive d'une pluralité d'ondes incidentes par plusieurs éléments de la ligne sélectionnée ms, chaque onde incidente étant émise avec un angle d'incidence prédéterminé 0k, et la génération d'un signal temporel SLij(jns, nr, ek, t ) pour chaque élément E(ms, nr ) de la ligne sélectionnée ms et pour chaque onde incidente avec l'angle d'incidence prédéterminé 6k, l'élément E(ms, nr ) désignant l'élément situé à la ligne ms et à la colonne nr ayant reçu l'onde réfléchie, l'image temporelle de ligne SLi j(ms, t ) étant formée par l'ensemble des signaux temporels SLi j(ms, nr, 0k, t) de la ligne sélectionnée ms.
8. Procédé de reconstruction selon l'une des revendications 1 à 3 et 7, dans lequel chaque acquisition (14) d'une image temporelle de colonne SCij(ns, t) comprend l'émission successive d'une pluralité d'ondes incidentes par plusieurs éléments de la colonne sélectionnée ns, chaque onde incidente étant émise avec un angle d'incidence prédéterminé 6k, et la génération d'un signal temporel S j(mr, ns, 0k, t) pour chaque élément E(mr, ns ) de la ligne sélectionnée et pour chaque onde incidente avec l'angle d'incidence prédéterminé 6k, l'élément E(mr, ns ) désignant l'élément situé à la ligne mr et à la colonne ns ayant reçu l'onde réfléchie, l'image temporelle de colonne SCij(ns, t) étant formée par l'ensemble des signaux temporels S j(mr, ns, 0k, t) de la colonne sélectionnée ns.
9. Procédé de reconstruction selon les revendications 7 et 8, dans lequel la construction (17) de chaque image bidimensionnelle de ligne Xt comprend une mise en œuvre d'un procédé d'imagerie en onde plane et la construction (18) de chaque image bidimensionnelle de colonne Yj comprend une mise en œuvre d'un procédé d'imagerie en onde plane.
10. Procédé de reconstruction selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la construction (17) de chaque image bidimensionnelle de ligne Xt comprend une détection de contours, de manière à déterminer un profil de la pièce dans le plan Pi(ms ) de ladite image bidimensionnelle de ligne Xir et/ou la construction de chaque image bidimensionnelle de colonne Yj comprend une détection de contours, de manière à déterminer un profil de la pièce dans le plan Pj (ns ) de ladite image bidimensionnelle de colonne Yj.
11. Procédé de reconstruction selon l'une des revendications 1 à 10 comportant :
■ en chaque point de mesure
Figure imgf000027_0001
réaliser successivement une acquisition d'une pluralité d'images temporelles de ligne SLi j (msk, t) pour différentes lignes sélectionnées msk, chaque acquisition d'une image temporelle de ligne SLi j (msk, t) comprenant l'émission d'une onde incidente par un ou plusieurs éléments E(msk, nt ) de la ligne sélectionnée msk du capteur matriciel et la génération, pour chacun des éléments E(msk, nr ) de la ligne sélectionnée msk, d'un signal temporel représentatif d'une amplitude au cours du temps d'une onde réfléchie reçue par ledit élément, chaque image temporelle de ligne SLi j (msk, t) étant formée par l'ensemble des signaux temporels des éléments de ladite ligne sélectionnée msk,
■ pour chaque ligne de balayage Li et pour chacune des lignes sélectionnées msk, construire, à partir de l'ensemble des images temporelles de ligne SLi j (msk, t) correspondant à ladite ligne de balayage Li et à ladite ligne sélectionnée msk, une image bidimensionnelle de ligne Xi k dans un plan Pi (rnsk) passant par les éléments de la ligne sélectionnée msk, chaque image bidimensionnelle de ligne Xi k étant définie par une amplitude d'onde réfléchie en différents points du plan Pi(rnsk).
12. Procédé de reconstruction selon l'une des revendications 1 à 11 comportant :
■ en chaque point de mesure O(i '), réaliser successivement une acquisition d'une pluralité d'images temporelles de colonne SCi j (nsk, t ) pour différentes colonnes sélectionnées nsk, chaque acquisition d'une image temporelle de colonne SCi j (nsk, t ) comprenant l'émission d'une onde incidente par un ou plusieurs éléments de la colonne sélectionnée nsk du capteur matriciel et la génération, pour chacun des éléments E(mr, nsk) de la colonne sélectionnée nsk, d'un signal temporel représentatif d'une amplitude au cours du temps d'une onde réfléchie reçue par ledit élément, chaque image temporelle de colonne SCt j(nsk, t) étant formée par l'ensemble des signaux temporels des éléments de ladite colonne sélectionnée nsk,
■ pour chaque ligne d'incrément Lj et pour chacune des colonnes sélectionnées nsk, construire, à partir de l'ensemble des images temporelles de colonne SCij(nsk, t) correspondant à ladite ligne d'incrément Lj et à ladite colonne sélectionnée nsk, une image bidimensionnelle de colonne Yj k dans un plan Pj(nsk) passant par les éléments de la colonne sélectionnée nsk, chaque image bidimensionnelle de colonne Yj k étant définie par une amplitude d'onde réfléchie en différents points du plan Pj(nsk).
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