Vision 3D[modifier | modifier le code]

L'essor de la vision en trois dimensions la rend de plus en plus présente dans le monde de l'industrie. Ses caractéristiques en font un élément important lors de la vérification de la qualité des produits fabriqués, la vision 3D permet de détecter la majorité des imperfections. Il existe diverses méthodes de vision 3D donnant des informations différentes sur la pièce inspectée.

Triangulation laser[modifier | modifier le code]

La triangulation laser est une méthode donnant le relief de la pièce inspectée via un signal 2D.

Principe[modifier | modifier le code]

Afin d'obtenir un relief en 3D de la pièce inspectée, la triangulation laser utilise un laser et une caméra. Le laser projette sur l'objet une droite qui, vue par la caméra, est déformée par le relief de l'objet. Un algorithme calcule ensuite le niveau de la pièce en chaque point de la droite. Le défilement de la pièce permet d'obtenir son relief complet.

La triangulation laser fonctionne selon le principe suivant : Un laser plan est émis et projeté sur une pièce en défilement, la caméra, n’étant pas dans le plan du laser voit une déformation de la ligne laser, c’est le relief de l’objet. En connaissant l’angle entre la caméra et le plan laser on peut avoir les hauteurs des points de l’objet, et donc tout son relief.

Un inconvénient apparaît cependant pour les objets sombres et donc absorbants, les laser est donc plus ou peu visible en lumière blanche.

Récapitulatif[modifier | modifier le code]

Nécessite le défilement de la pièce
Résolution élevée

Stéréovision[modifier | modifier le code]

On applique le principe de l’œil humain et la perception de la profondeur avec un système de caméra jumelles.

Principe[modifier | modifier le code]

Le principe général est celui de l’œil humain, c'est à dire d'utiliser deux caméras séparées par une distance fixée, puis grâce aux deux images légèrement décalées, se donner une idée de la distance avec l'objet. Les images seront traitées par un logiciel ou par la caméra elle même s'il s'agit d'un capteur dit "intelligent", de la façon suivante : un balayage sera effectué sur les deux images. S'il repère un groupe de pixel semblable, le logiciel va calculer alors le décalage de ces groupes pour pouvoir avoir une idée de la distance grâce à une formule mathématique.

Formules:

$u_{g}=\left({\frac {f}{A_{z}}}\right)A_{x}$ $u_{d}=\left({\frac {f}{A_{z}}}\right)(A_{x}-b)$

$d=u_{g}-u_{d}=\left({\frac {f}{A_{z}}}\right)A_{x}-\left({\frac {f}{A_{z}}}\right)(A_{x}-b)=\left({\frac {f}{A_{z}}}\right)b$

d'où la profondeur du point $A_{z}=\left({\frac {fb}{d}}\right)$

Variance : stéréovision par projection de franges

Dans ce cas on projette un motif structuré afin de pouvoir discerner plus facilement l'objet. Particulièrement utilisé lorsque l'objet présente peu ou pas d’éléments texturés.

Récapitulatif[modifier | modifier le code]

Pas besoin de faire défiler la pièce
Résolution élevée

Conoscopie holographique[modifier | modifier le code]

La conoscopie reprend le principe de la triangulation, au détail près que la caméra qui observe les franges réfléchies est colinéaire (et non à 45°) aux franges projetées.

Principe[modifier | modifier le code]

Grace à sa conception, un capteur de conoscopie holographique peut émettre des faisceaux et les détecter de façon colinéaire. En effet les faisceaux émis et captés empruntent le même chemin dans les deux directions, lors de l'aller, de l'émetteur vers l'objet ou lors du retour, de l'objet vers le récepteur.

Cette technique a la particularité de fonctionner sur presque tous les types de matériaux, à l'exception des matériaux translucides et des métaux très brillants. Dans ce cas, on utilise un spray opacifiant.

Les points forts de cette technologie sont la détection des angles prononcés, ainsi que le contrôle des trous de faible diamètre.

$distance=\left({\frac {vitesse*temps\ de\ vol}{2}}\right)$

Schéma explicatif du principe de la conoscopie holographique

Récapitulatif[modifier | modifier le code]

Nécessite le défilement de la pièce
Résolution élevée
Utile pour des mesures de dimensions

Temps de vol (TOF)[modifier | modifier le code]

Principe[modifier | modifier le code]

Le principe du temps de vol (ou TOF pour Time of Flight) mesure le temps requis par un objet, une molécule ou une onde pour parcourir une distance, par exemple une impulsion lumineuse. A partir de la mesure de ce temps, en connaissant la vitesse, on peut obtenir la distance. Ce genre de caméra permet d'avoir un nuage de point, et donc une image 3D, mais pas en couleur.

Utilisé par la Kinect 2.0 de Microsoft, la technologie TOF permet de gérer dans ce cas jus qu'à 6 joueurs, de reconnaître des expressions, et de faciliter l'acquisition de données en cas de faible luminosité.

$distance=\left({\frac {vitesse*temps\ de\ vol}{2}}\right)$

Récapitulatif[modifier | modifier le code]

Pas besoin de faire défiler la pièce
Faible résolution
Pas de partie mécanique en mouvement

Vision 3D par projection de franges[modifier | modifier le code]

Principe[modifier | modifier le code]

Un ou plusieurs projecteur émettent des grilles avec différents motifs qui vont être captés par une caméra. Suite à un traitement prennant en compte les déformations des grilles capturées, le capteur va être capable de fournir une image 3D.

Récapitulatif[modifier | modifier le code]

Pas besoin de faire défiler la pièce
Résolution élevée
Temps d'acquisition assez long
Petits objet à inspecter

Liens bibliographiques[modifier | modifier le code]

Cette page est un brouillon appartenant à Bibliovision3D

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Triangulation laser :

http://www.micro-epsilon.fr/service/glossar/Laser-Triangulation.html

http://www.ribinerf.com/sites/default/files/attachments/Scan3D%20HowToWork_0.pdf

http://www-iut.univ-lille1.fr/lp_vi/projets/2011_laser.pdf

Stéréovision :

Stéréoscopie

Conoscopie:

http://www.oraldesign.fr/Francais/10/popup.php4?id=33

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0150-536X/29/3/015

TOF:

http://blog.nicolascalvi.com/kinect-2-presentation/

https://www.linkedin.com/pulse/la-technologie-du-temps-de-vol-pour-simplifier-vos-baumgartner?articleId=8358352638266962667