FR2899965A1 - Optically reflecting surface e.g. mirror, controlling method for e.g. motor vehicle, involves capturing digital image of surface by camera and analyzing parameter related to light intensity of image, for analyzing beam reflected by surface - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE OPTIQUE D'UNE SURFACE OPTIQUEMENTMETHOD AND DEVICE FOR OPTICALLY CONTROLLING AN OPTICALLY SURFACE
REFLECHISSANTEREFLECTING
La présente invention concerne un procédé de contrôle optique d'une surface optiquement réfléchissante, dans lequel on éclaire au moyen d'au moins un faisceau lumineux émis par une source lumineuse ladite surface optiquement réfléchissante à contrôler, et on analyse la lumière réfléchie par ladite surface optiquement réfléchissante. The present invention relates to a method for optically reflecting an optically reflective surface, in which said optically reflecting surface to be illuminated by means of at least one light beam emitted by a light source is monitored, and the light reflected by said surface is analyzed. optically reflective.
to Elle concerne également un dispositif de contrôle optique d'une surface optiquement réfléchissante, comportant des moyens lumineux pour éclairer par au moins un faisceau lumineux émis par une source lumineuse ladite surface optiquement réfléchissante à contrôler, et des moyens d'analyse pour analyser la lumière réfléchie par ladite surface optiquement réfléchissante. 15 La demande internationale de brevet WO 03/036230 Al décrit un procédé et un dispositif de mesure d'au moins une grandeur géométrique d'une surface optiquement réfléchissante en vue de déterminer notamment les variations de courbure, les pentes et les reliefs de cette surface. Ce système permet de 20 contrôler la géornétrie des surfaces et notamment de détecter des défauts de courbure de ces surfaces. Néanmoins, cette technique ne permet que de détecter des variations de courbure faibles couvrant une grande surface. Elle devient inopérante pour des variations de courbure importantes, mais très localisées, ce qui est le cas de la plupart des défauts de peinture. Des méthodes connues sous 25 la marque DIFFRACTO ou ONDULO présentent les mêmes inconvénients. It also relates to a device for optical control of an optically reflective surface, comprising luminous means for illuminating, by at least one light beam emitted by a light source, said optically reflecting surface to be controlled, and analysis means for analyzing the light. reflected by said optically reflective surface. International patent application WO 03/036230 A1 discloses a method and a device for measuring at least one geometrical quantity of an optically reflective surface in order to determine in particular the variations of curvature, the slopes and the reliefs of this surface. . This system makes it possible to control the geometry of the surfaces and in particular to detect defects in the curvature of these surfaces. Nevertheless, this technique only makes it possible to detect small variations of curvature covering a large area. It becomes inoperative for large but very localized variations in curvature, which is the case with most paint defects. Methods known under the trademark DIFFRACTO or ONDULO have the same disadvantages.
Les procédés de vision artificielle basés sur une observation directe de la pièce à contrôler sont difficilement applicables parce qu'ils nécessiteraient l'orientation 3o fine des surfaces et ne permettraient qu'un contrôle limité à de petites surfaces. Artificial vision methods based on direct observation of the part to be controlled are difficult to apply because they would require the fine orientation of the surfaces and allow only limited control to small areas.
Dans l'industrie automobile en particulier, l'aspect de la surface des véhicules neufs est extrêmement critique. Aucun défaut n'est toléré. En éclairage rasant, les moindres défauts deviennent visibles à l'ceil nu, parce que la brillance de la peinture met en relief les moindres défauts tels que des aspérités, des rayures ou des bosses du support de base, en particulier de la carrosserie, sur laquelle cette peinture est déposée. Ce problème de qualité de l'état de surface existe également dans d'autres domaines techniques, par exemple dans le secteur du mobilier ou dans celui de la production de toutes sortes d'appareillages ménagers ou industriels dont l'aspect esthétique fait partie des atouts de vente. i0 Les défauts les plus courants englobent notamment les grains de peinture, les creux d'emboutissage du support, les piqûres, la peinture en peau d'orange, les projections de peinture ou les surépaisseurs de peinture, le lignage dans la matière constituant le support ou similaires. Ces défauts se caractérisent par leur 15 petite taille dont la section transversale se situe habituellement entre 0.1 mm et 5 mm et dont la profondeur se situe en général entre 0.5 et 10 micromètres. In the automotive industry in particular, the appearance of the surface of new vehicles is extremely critical. No defects are tolerated. In low-level lighting, the slightest defects become visible to the naked eye, because the gloss of the paint highlights the slightest defects such as asperities, scratches or bumps of the base support, in particular of the body, on which this painting is deposited. This surface quality problem also exists in other technical fields, for example in the furniture sector or in the production of all kinds of household or industrial appliances whose aesthetic appearance is one of the strengths. of sale. The most common defects include, in particular, paint particles, hollow stampings on the substrate, pits, orange peel paint, paint projections or paint excess thicknesses, the lineage in the material constituting the support. or the like. These defects are characterized by their small size, the cross section is usually between 0.1 mm and 5 mm and the depth is generally between 0.5 and 10 micrometers.
La technique de détection est actuellement entièrement manuelle et consiste à placer la pièce à contrôler par un opérateur dans des positions géométriques 20 particulières par rapport à un éclairage artificiel ou une mire afin de générer un éclairage sous incidence rasante, ce qui permet à l'ceil de l'opérateur de détecter les défauts. Cette détection n'est pas facile et nécessite une certaine expérience de la part de l'opérateur qui, selon la nature du défaut, doit effectuer une mise au point sur la surface ou au voisinage de la source de lumière, ce qui engendre une 25 fatigue visuelle pour l'opérateur et le rend inefficace à détecter des défauts au bout de quelques heures. En outre, la détection visuelle n'est pas infaillible car elle reste subjective et ne permet pas de quantifier le défaut, ce qui pose le problème de l'évaluation et peut générer des conflits entre le producteur et le client, lorsque les avis divergent en ce qui concerne la gravité du défaut. 30 The detection technique is currently entirely manual and consists in placing the part to be controlled by an operator in particular geometrical positions with respect to artificial lighting or a target to generate illumination under grazing incidence, which enables the eye to be controlled. of the operator to detect defects. This detection is not easy and requires some experience on the part of the operator who, according to the nature of the defect, must focus on the surface or in the vicinity of the light source, which generates a 25 visual fatigue for the operator and makes it inefficient to detect defects after a few hours. In addition, visual detection is not infallible because it remains subjective and does not quantify the defect, which raises the problem of evaluation and can generate conflicts between the producer and the client, when opinions differ in regarding the seriousness of the defect. 30
En outre, ces défauts sont extrêmement difficiles à détecter au moment de la fabrication et n'apparaissent de façon évidente que dans certaines conditions d'éclairage, par exemple au coucher du soleil ou sous certains éclairages artificiels. In addition, these defects are extremely difficult to detect at the time of manufacture and appear clearly only in certain lighting conditions, for example at sunset or under certain artificial lighting.
En conséquence, il n'existe actuellement aucun moyen efficace et totalement fiable pour détecter de façon optimale et automatisable de petits défauts sur une surface optiquement réfléchissante, comme par exemple une surface enduite de peinture brillante. En outre aucune méthode actuellement connue ne permet de io quantifier les défauts de carrosserie ou de peinture sur des véhicules automobiles, des articles de mobilier, des pièces polies ou similaires, même si ponctuellement ces défauts ont pu être identifiés et localisés. As a result, there is currently no effective and completely reliable way to optimally and automatablely detect small defects on an optically reflective surface, such as a surface coated with glossy paint. In addition, no currently known method makes it possible to quantify bodywork or paint defects on motor vehicles, furniture items, polished pieces or the like, even if occasionally these defects could be identified and located.
La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en offrant un 15 procédé et un dispositif efficaces et économiques de contrôle d'une surface optiquement réfléchissante permettant d'identifier des défauts de petite taille en creux ou en relief, de les localiser géométriquement et, au besoin, de les quantifier. The present invention proposes to overcome these drawbacks by providing an efficient and economical method and device for controlling an optically reflective surface for identifying small defects in recesses or reliefs, locating them geometrically and, at need to quantify them.
20 Ce but est atteint par le procédé selon l'invention, tel que défini en préambule, caractérisé en ce que pour analyser ladite lumière réfléchie l'on prend au moins une image de ladite surface optiquement réfléchissante et on analyse au moins le paramètre correspondant à l'intensité lumineuse de ladite image de cette surface. This object is achieved by the method according to the invention, as defined in the preamble, characterized in that for analyzing said reflected light, at least one image of said optically reflecting surface is taken and at least the parameter corresponding to the luminous intensity of said image of this surface.
25 Le procédé selon l'invention est basé sur les principes de l'optique géométrique et en particulier les lois de la réflexion totale. On considère la surface à contrôler comme un miroir parfaitement réfléchissant de telle manière qu'un faisceau incident qui fait un angle donné par rapport au vecteur normal à cette surface est réfléchi sous le même angle dans une direction symétrique par rapport à ce 30 vecteur normal. En d'autres termes, le faisceau réfléchi se trouve dans le plan du faisceau incident et du vecteur normal à la surface réfléchissante et les angles respectifs du faisceau incident avec le vecteur normal et du faisceau réfléchi avec le vecteur normal sont égaux et de signe opposé. En conséquence, la direction du faisceau réfléchi dépend de l'orientation du vecteur normal à la surface au point considéré. Si l'on considère l'ensemble des faisceaux réfléchis, cet s ensemble est porteur d'une information sur la cartographie des vecteurs normaux de la surface qui permet de déduire les informations souhaitées, comme cela sera décrit ci-après. The method according to the invention is based on the principles of geometrical optics and in particular the laws of total reflection. The surface to be controlled is considered to be a perfectly reflective mirror in such a way that an incident beam which makes a given angle with respect to the vector normal to that surface is reflected at the same angle in a direction symmetrical with respect to this normal vector. In other words, the reflected beam is in the plane of the incident beam and the vector normal to the reflecting surface and the respective angles of the incident beam with the normal vector and the reflected beam with the normal vector are equal and of opposite sign . As a result, the direction of the reflected beam depends on the orientation of the normal vector at the surface at the point in question. If we consider all the reflected beams, this set is carrying information on the mapping of the normal vectors of the surface which allows to deduce the desired information, as will be described below.
D'une manière préférentielle, l'on prend ladite image de ladite surface io optiquement réfléchissante au moyen d'au moins une caméra optique de prise de vues. Preferably, said image of said optically reflective surface is taken by means of at least one optical camera.
Selon un premier mode de réalisation, l'on éclaire directement ladite surface optiquement réfléchissante par une source sensiblement ponctuelle, en ce que 15 l'on forme sur un écran une image réfléchie de la zone de ladite surface optiquement réfléchissante éclairée par ladite source sensiblement ponctuelle, en ce que l'on procède à l'analyse de ladite image et en ce que l'on effectue un déplacement relatif entre ladite source sensiblement ponctuelle associée à l'écran et ladite surface optiquement réfléchissante pour balayer au moins une zone de 20 ladite surface à contrôler et procéder à l'analyse de l'intensité lumineuse des images obtenues par réflexion. According to a first embodiment, said optically reflective surface is directly illuminated by a substantially point source, in that a reflected image of the zone of said optically reflecting surface illuminated by said substantially point source is formed on a screen. , in that the said image is analyzed and in that a relative movement is made between the said substantially point source associated with the screen and the said optically reflecting surface in order to scan at least one zone of the said surface to be checked and analyze the luminous intensity of the images obtained by reflection.
Ledit écran peut être du type translucide dépoli ou du type opaque. Said screen may be of the frosted translucent type or of the opaque type.
25 Selon un mode de mise en oeuvre particulier, l'on dispose ledit écran à une distance variable D. According to a particular embodiment, said screen is arranged at a variable distance D.
Cette distance D_ est de préférence au moins approximativement voisine de la moitié du rayon d'une sphère assimilable à la géométrie d'un défaut à identifier 30 sur ladite surface à contrôler, et comprise entre 10 à 150 mm et de préférence 25 entre 30 et 80 mm pour correspondre aux dimensions des défauts que l'on souhaite identifier. This distance D 2 is preferably at least approximately half the radius of a sphere comparable to the geometry of a defect to be identified on said surface to be tested, and between 10 to 150 mm and preferably between 30 and 150 mm. 80 mm to correspond to the dimensions of the defects that one wishes to identify.
Selon une autre forme de réalisation, on peut également intercaler entre la source 5 lumineuse ponctuelle et la surface à contrôler une ouverture ménagée dans un masque opaque pour n'éclairer qu'une partie de cette surface. According to another embodiment, it is also possible to interpose between the point light source and the surface to be controlled an opening formed in an opaque mask in order to illuminate only a part of this surface.
D'une manière avantageuse, ledit faisceau lumineux incident qui éclaire ladite surface optiquement réfléchissante à contrôler forme au point d'impact du io faisceau avec un vecteur normal à cette surface en ce point, un angle qui peut varier en fonction des applications. Advantageously, said incident light beam which illuminates said optically reflecting surface to be controlled forms at the point of impact of the beam with a vector normal to this surface at this point, an angle which may vary depending on the applications.
Selon un deuxième mode de réalisation, l'on éclaire un écran translucide dépoli disposé en regard de ladite surface optiquement réfléchissante par au moins une 15 source lumineuse qui génère au moins une raie lumineuse sur ledit écran translucide dépoli, en ce que l'on déplace ladite raie lumineuse pour balayer au moins une zone dudit écran translucide dépoli, en ce que l'on prend, au moyen d'une caméra, une image numérique de ladite raie lumineuse pour chacune de ses positions géométriques par réflexion sur ladite surface à contrôler et en ce 20 que l'on procède à l'analyse des images numériques prises par ladite caméra. According to a second embodiment, a translucent frosted screen disposed opposite said optically reflective surface is illuminated by at least one light source which generates at least one light line on said frosted translucent screen, in that one moves said light line for scanning at least one zone of said frosted translucent screen, in that, by means of a camera, a digital image of said light line is taken for each of its geometric positions by reflection on said surface to be inspected and in that the digital images taken by said camera are analyzed.
Dans ce cas, la distance D entre ladite surface à contrôler et ledit écran dépoli est de préférence approximativement comprise entre 100 à 400 mm et de préférence entre 200 et 300 mm. L'on procède avantageusement à l'analyse des images numériques prises par ladite caméra en examinant leur intensité et en déduisant la réflectivité locale de la surface à contrôler. In this case, the distance D between said surface to be inspected and said frosted screen is preferably approximately between 100 to 400 mm and preferably between 200 and 300 mm. Advantageously, the digital images taken by said camera are analyzed by examining their intensity and deducing the local reflectivity of the surface to be controlled.
L'on peut procéder à l'analyse des images numériques prises par ladite caméra en examinant la largeur du signal correspondant et en déduisant la présence d'une variation de courbure très localisée de la surface à contrôler. It is possible to analyze the digital images taken by said camera by examining the width of the corresponding signal and deducing the presence of a very localized variation of curvature of the surface to be controlled.
L'on peut également procéder à l'analyse des images numériques prises par ladite caméra en examinant la position (Xo) du signal et en déduisant l'orientation locale d'un élément de la surface à contrôler. It is also possible to analyze the digital images taken by said camera by examining the position (Xo) of the signal and deducing the local orientation of an element of the surface to be controlled.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une source to lumineuse pour générer au moins un faisceau lumineux et éclairer ladite surface optiquement réfléchissante à contrôler, et des moyens pour analyser la lumière réfléchie par laclite surface optiquement réfléchissante, caractérisé en ce que lesdits moyens pour analyser ladite lumière réfléchie comportent un dispositif pour former au moins une image de ladite surface optiquement réfléchissante et des 15 moyens pour analyser au moins le paramètre correspondant à l'intensité lumineuse de ladite image de cette surface. The device according to the invention is characterized in that it comprises a light source for generating at least one light beam and illuminating said optically reflecting surface to be controlled, and means for analyzing the light reflected by said optically reflective surface, characterized in that said means for analyzing said reflected light comprises a device for forming at least one image of said optically reflective surface and means for analyzing at least the parameter corresponding to the luminous intensity of said image of that surface.
De façon préférentielle, le dispositif comporte en outre une caméra optique pour former ladite image de ladite surface optiquement réfléchissante et des moyens 20 pour analyser l'image prise par ladite caméra. Preferably, the device further comprises an optical camera for forming said image of said optically reflective surface and means for analyzing the image taken by said camera.
Selon un premier mode de réalisation, le dispositif comporte une source sensiblement ponctuelle et un écran pour afficher une image réfléchie de la zone de ladite surface optiquement réfléchissante éclairée par ladite source 25 sensiblement ponctuelle, au moins une caméra agencée pour prendre une image numérique de ladite image réfléchie, des moyens pour procéder à l'analyse de ladite image numérique, des moyens pour effectuer un déplacement relatif de ladite source sensiblement ponctuelle et de ladite surface optiquement réfléchissante en vue de balayer au moins une zone de ladite surface à contrôler 30 et des moyens pour procéder à l'analyse des images numériques prises par ladite caméra. According to a first embodiment, the device comprises a substantially point source and a screen for displaying a reflected image of the zone of said optically reflective surface illuminated by said substantially point source, at least one camera arranged to take a digital image of said reflected image, means for performing the analysis of said digital image, means for effecting a relative displacement of said substantially point source and said optically reflective surface for scanning at least one area of said surface to be monitored; means for analyzing the digital images taken by said camera.
Selon cette variante, l'écran qui peut être du type translucide dépoli ou opaque, est disposé à une distance D qui est au moins approximativement voisine de la moitié du rayon d'une sphère assimilable à la géométrie d'un défaut à identifier sur ladite surface à contrôler, et comprise entre 10 à 150 mm et de préférence égale entre 30 et 80 mm. According to this variant, the screen, which may be of the translucent frosted or opaque type, is arranged at a distance D which is at least approximately half the radius of a sphere comparable to the geometry of a defect to be identified on said surface to control, and between 10 to 150 mm and preferably between 30 and 80 mm.
D'une manière avantageuse, le dispositif peut comporter au moins une ouverture ménagée dans un masque opaque intercalé entre la source lumineuse ponctuelle 10 et la surface à contrôler pour n'éclairer qu'une partie de cette surface. Advantageously, the device may comprise at least one opening formed in an opaque mask interposed between the point light source 10 and the surface to be controlled in order to illuminate only a part of this surface.
Selon un deuxième mode de réalisation, le dispositif selon l'invention comporte des moyens pour éclairer ledit écran dépoli disposé en regard de ladite surface optiquement réfléchissante par au moins une source lumineuse qui génère au 15 moins une raie lumineuse sur ledit écran dépoli, des moyens pour déplacer ladite raie lumineuse pour balayer au moins une zone dudit écran dépoli, ladite caméra pour prendre une image numérique de ladite raie lumineuse pour chacune de ses positions géométriques par réflexion sur ladite surface à contrôler et des moyens pour procéder à l'analyse des images numériques prises par ladite caméra. 20 Ladite distance D entre ladite surface à contrôler et ledit écran dépoli est de préférence approximativement comprise entre 100 à 400 mm et de préférence entre 200 et 300 mm. According to a second embodiment, the device according to the invention comprises means for illuminating said frosted screen disposed opposite said optically reflective surface by at least one light source which generates at least one light line on said frosted screen, means for moving said light line to scan at least one area of said frosted screen, said camera for taking a digital image of said light line for each of its geometric positions by reflection on said surface to be inspected and means for analyzing the images digital cameras taken by said camera. Said distance D between said surface to be inspected and said frosted screen is preferably approximately between 100 to 400 mm and preferably between 200 and 300 mm.
25 Le dispositif selon l'invention comporte avantageusement des moyens pour procéder à l'analyse des images numériques prises par ladite caméra en examinant leur intensité et en déduisant la réflectivité locale de la surface à contrôler. The device according to the invention advantageously comprises means for analyzing the digital images taken by said camera by examining their intensity and deducing the local reflectivity of the surface to be controlled.
30 Le dispositif selon l'invention comporte de préférence également des moyens pour procéder à l'analyse des images numériques prises par ladite caméra en The device according to the invention preferably also comprises means for analyzing the digital images taken by said camera in
examinant la largeur du signal correspondant et en déduisant la présence d'une variation de courbure très localisée de la surface à contrôler. examining the width of the corresponding signal and deducing the presence of a very localized variation of curvature of the surface to be controlled.
Le dispositif selon l'invention comporte avantageusement en outre des moyens pour procéder à l'analyse des images numériques prises par ladite caméra en examinant la position (Xo) du signal et en déduisant l'orientation locale d'un élément de la surface à contrôler. The device according to the invention advantageously furthermore comprises means for analyzing the digital images taken by said camera by examining the position (Xo) of the signal and deducing the local orientation of an element of the surface to be controlled. .
La présente invention sera mieux comprise et ses avantages ressortiront io mieux de la description suivante de différents modes de réalisations illustrés par les dessins annexés, dans lesquels : The present invention will be better understood and its advantages will emerge more clearly from the following description of various embodiments illustrated by the appended drawings, in which:
la figure 1 est une vue schématique qui illustre une première forme de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon is l'invention, la figure 2 est une vue schématique qui illustre une deuxième forme de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la figure 3 est une vue schématique qui illustre le principe de mesure 20 selon le procédé de l'invention, la figure 4 est une vue schématique qui illustre un modèle de formation de l'image en appliquant le procédé selon l'invention, et la figure 5 représente une méthode d'analyse de l'image correspondant à la deuxième forme de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du 25 procédé selon l'invention. FIG. 1 is a schematic view illustrating a first embodiment of the device for carrying out the method according to the invention; FIG. 2 is a schematic view illustrating a second embodiment of the device for implementing FIG. 3 is a schematic view illustrating the measuring principle 20 according to the method of the invention; FIG. 4 is a schematic view illustrating an image forming model by applying the method; according to the invention, and FIG. 5 represents an image analysis method corresponding to the second embodiment of the device for implementing the method according to the invention.
La figure 1 représente schématiquement une première forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Une surface 10 à contrôler, optiquement réfléchissante, et ayant une courbure sensiblement constante d'un point de vue 30 macroscopique, est éclairée par un faisceau lumineux 11 émis par une source d'éclairage considérée, dans ce cas, comme approximativement ponctuelle 12. FIG. 1 schematically represents a first embodiment of the method according to the invention. An optically reflective surface 10 to be controlled and having a substantially macroscopically constant curvature is illuminated by a light beam 11 emitted by a light source considered, in this case, as approximately point-like 12.
Cette source lumineuse connue en soi, peut par exemple être une sortie de fibre optique, un laser ou une diode laser ou similaire. Un défaut de ladite surface à contrôler 10 peut être représenté par une zone de cette surface ayant une forme pratiquement sphérique dont le rayon est différent du rayon de courbure de la surface parfaite. Un écran, qui dans ce cas est un écran du type translucide dépoli 13, est disposé à proximité de la surface 10 à contrôler qui émet un faisceau réfléchi 14 lorsqu'elle est éclairée par la source 12, ce faisceau étant intercepté par l'écran 13 sur lequel apparaît une tache lumineuse 15. Cette tache lumineuse 15 peut être observée en direct à l'oeil nu ou, comme représenté, est photographiée par une caméra optique de prises de vues 16 en vue d'une analyse qui sera expliquée en détail par la suite. Le faisceau réfléchi 14 forme avec le vecteur normal n à la surface 10 aux points d'impact des rayons du faisceau incident, un angle égal à celui que forme le faisceau incident avec ledit vecteur normal n à la surface 10. L'écran 13 peut également être du type opaque. This light source, known per se, may for example be an optical fiber output, a laser or a laser diode or the like. A defect in said surface to be inspected may be represented by an area of this surface having a substantially spherical shape whose radius is different from the radius of curvature of the perfect surface. A screen, which in this case is a frosted translucent type screen 13, is disposed near the surface 10 to be controlled which emits a reflected beam 14 when illuminated by the source 12, this beam being intercepted by the screen 13, on which a light spot 15 appears. This light spot 15 can be observed directly with the naked eye or, as shown, is photographed by an optical camera 16 for analysis which will be explained in detail. thereafter. The reflected beam 14 forms with the normal vector n at the surface 10 at the points of impact of the rays of the incident beam, an angle equal to that formed by the incident beam with said normal vector n at the surface 10. The screen 13 can also be opaque type.
Pour que l'ensemble de la surface 10 puisse être contrôlée, il est nécessaire de procéder à un balayage de cette surface soit en déplaçant la source lumineuse 12 associée à l'écran 13 et en maintenant la surface 10 en position, soit en déplaçant la surface 10 et en maintenant la source lumineuse 12 associée à l'écran 13 en position, soit en combinant les deux déplacements. For the entire surface 10 to be controlled, it is necessary to scan this surface either by moving the light source 12 associated with the screen 13 and keeping the surface 10 in position, or by moving the 10 and maintaining the light source 12 associated with the screen 13 in position, or by combining the two displacements.
La figure 3 illustre schématiquement les principes de formation des images qui apparaissent sur l'écran translucide dépoli 13 selon la géométrie des déformations de la surface à contrôler 10. Ces déformations peuvent être cataloguées dans deux catégories géométriques : soit une déformation de géométrie concave 20 assimilée à une cavité sphérique, soit une déformation de géométrie convexe 21 assimilée à une bosse sphérique. Comme le montre précisément la figure 3, la déformation de géométrie concave 20 génère un faisceau réfléchi convergent 30 et la déformation de géométrie convexe 21 génère un faisceau réfléchi divergent 31. L'écran translucide dépoli 13 est placé à une distance variable, de préférence une faible distance D de la surface 10 à l0 FIG. 3 schematically illustrates the principles of formation of the images that appear on the frosted translucent screen 13 according to the geometry of the deformations of the surface to be inspected 10. These deformations can be cataloged in two geometrical categories: a deformation of concave geometry 20 assimilated to a spherical cavity, a deformation of convex geometry 21 likened to a spherical hump. As shown precisely in FIG. 3, the concave geometry deformation 20 generates a convergent reflected beam 30 and the convex geometry deformation 21 generates a divergent reflected beam 31. The frosted translucent screen 13 is placed at a variable distance, preferably a short distance D from surface 10 to 10
contrôler, cette distance D pouvant être sensiblement égale à la moitié du rayon de la sphère qui est assimilée au défaut de la surface à contrôler 10. Les lois de la réflexion des miroirs sphériques précisent que les rayons réfléchis sont focalisés à une distance égale à la moitié du rayon de la sphère. Si l'écran translucide dépoli est disposé à cette distance D de la surface réfléchissante présentant un défaut concave, il se produira une surintensité importante au point de focalisation. Si l'écran translucide dépoli est disposé trop loin de la surface 10 à contrôler, on n'observera pas de surintensité. Inversement, les rayons parvenant sur un défaut de type convexe, sont réfléchis avec une divergence, et to générant sur le dépoli 13 une tache de faible intensité qui apparaît bien si l'écran translucide dépoli 13 est disposé à faible distance de la surface à contrôler 10. Là encore, si l'écran translucide dépoli 13 est disposé trop loin de la surface à contrôler 10, la zone de faible intensité ne sera plus apparente. control, this distance D being substantially equal to half the radius of the sphere which is assimilated to the defect of the surface to be controlled 10. The laws of reflection of the spherical mirrors specify that the reflected rays are focused at a distance equal to the half of the radius of the sphere. If the translucent frosted screen is disposed at this distance D of the reflecting surface having a concave defect, there will be a significant overcurrent at the point of focus. If the frosted translucent screen is disposed too far from the surface to be monitored, overcurrent will not be observed. Conversely, the rays arriving on a defect of convex type, are reflected with a divergence, and to generate on the frosted 13 a low intensity spot which appears well if the frosted translucent screen 13 is disposed at a small distance from the surface to be controlled 10. Again, if the frosted translucent screen 13 is disposed too far from the surface to be controlled 10, the area of low intensity will no longer be apparent.
15 Dans la pratique, les défauts ont des dimensions extrêmement faibles et la distance de travail D qui correspond à l'écart entre la surface à contrôler 10 et le dépoli est typiquement compris entre 10 et 150 mm et de préférence de l'ordre de 30 à 80 mm. Le modèle géométrique représenté n'est théoriquement valable que pour des angles incidents proches de 0 degré par rapport au vecteur normal à la 20 surface 10 au point d'impact du rayon incident. Toutefois, dans la pratique, le procédé est applicable avec des angles allant jusqu'à 60 degrés par rapport au vecteur normal à la surface 10. Au-delà de ces angles, l'image formée sur l'écran translucide dépoli 13 ne révèle que des défauts de grande dimension spatiale, ce qui ne correspond pas aux défauts de faible dimension recherchés dans le cadre 25 de la présente invention. In practice, the defects have extremely small dimensions and the working distance D which corresponds to the difference between the surface to be controlled and the ground surface is typically between 10 and 150 mm and preferably of the order of 30. at 80 mm. The geometric model shown is theoretically valid only for incident angles close to 0 degrees from the normal vector at surface 10 at the point of impact of the incident ray. However, in practice, the method is applicable at angles up to 60 degrees to the normal vector at the surface 10. Beyond these angles, the image formed on the frosted translucent screen 13 only reveals defects of large spatial size, which does not correspond to the defects of small size sought in the context of the present invention.
L'image qui apparaît sur l'écran translucide dépoli 13 lorsque la surface à contrôler 10 est balayée par un faisceau incident 11 à rayons sensiblement parallèles, par exemple émis par une source lumineuse (non représentée) qui se 30 déplace, est représentée schématiquement par la figure 4. Une déformation de géométrie concave 20 émet un faisceau réfléchi convergent qui forme sur le 2899965 << The image that appears on the frosted translucent screen 13 when the surface to be inspected 10 is scanned by an incident beam 11 with substantially parallel radii, for example emitted by a moving light source (not shown), is shown schematically by FIG. 4. A deformation of concave geometry 20 emits a convergent reflected beam which forms on the 2899965 <<
dépoli 13, disposé à une faible distance comme mentionné précédemment, une tache sensiblement ponctuelle 33. Une déformation de géométrie convexe 21 émet un faisceau divergent qui forme sur l'écran translucide dépoli 13, disposé à une faible distance comme mentionné précédemment, une tache étalée 34. La 5 tache sensiblement ponctuelle 33 présente une luminosité accrue parce que la lumière réfléchie est focalisée sur une surface réduite. En revanche, la tache étalée 34 présente une luminosité réduite parce que le faisceau réfléchi est divergent et la lumière réfléchie est répartie sur une surface plus grande. Des zones sans défaut 25 émettent un faisceau approximativement parallèle 35 qui io forme sur l'écran translucide dépoli 13 une lumière 36 d'intensité constante dont la luminosité est intermédiaire entre celle des taches sensiblement ponctuelles 33 et celle des taches étalées 34. frosted 13, disposed at a small distance as mentioned above, a substantially punctual spot 33. A deformation of convex geometry 21 emits a divergent beam which forms on the frosted translucent screen 13, arranged at a small distance as mentioned above, a spread stain 34. The substantially point spot 33 has increased brightness because the reflected light is focused on a reduced area. In contrast, the spread spot 34 has a reduced brightness because the reflected beam is divergent and the reflected light is distributed over a larger area. Flawless areas 25 emit an approximately parallel beam 35 which forms on the frosted translucent screen 13 a constant intensity light 36 whose brightness is intermediate between that of the substantially point spots 33 and that of the spread spots 34.
On notera que l'on peut intercaler, entre la source de lumière sensiblement 15 ponctuelle 12 et la surface à contrôler 10, un masque qui comporte une ouverture qui limite la zone d'éclairage de cette surface. Cette variante permet d'améliorer la qualité des images obtenues car la zone analysée n'est pas perturbée par les rayons parasites qui, en l'absence du masque, seraient issus des défauts présents dans les autres zones de ladite surface. 20 La figure 2 représente schématiquement une deuxième forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Dans cette variante, on inverse la position de la source lumineuse et de la caméra d'analyse de l'image. Le dispositif représenté par cette figure comporte comme dans le cas du dispositif représenté par la figure 25 1, une surface 50 à contrôler, optiquement réfléchissante, et ayant une courbure sensiblement constante, un écran translucide dépoli 53 qui est disposé à proximité de la surface 50 à contrôler, une source lumineuse 52 et une caméra 56 pour détecter les conséquences optiques engendrées par les défauts de petite dimension de la surface à contrôler 50. Dans ce cas, la caméra 56 visualise 30 l'écran translucide dépoli 53 par réflexion sur la surface à contrôler 50. Dans la pratique, on projette sur l'écran 53 dépoli au moins une raie lumineuse 55 qui It should be noted that a mask may be interposed between the substantially point source of light 12 and the surface to be controlled 10, which has an opening which limits the lighting zone of this surface. This variant makes it possible to improve the quality of the images obtained because the analyzed zone is not disturbed by the parasitic rays which, in the absence of the mask, would have originated from the defects present in the other zones of said surface. FIG. 2 diagrammatically represents a second embodiment of the method according to the invention. In this variant, the position of the light source and of the image analysis camera is reversed. The device represented by this figure comprises, as in the case of the device represented by FIG. 1, a surface 50 to be controlled, optically reflective, and having a substantially constant curvature, a frosted translucent screen 53 which is disposed near the surface 50 to control, a light source 52 and a camera 56 for detecting the optical consequences caused by the small defects of the surface to be controlled 50. In this case, the camera 56 visualizes the frosted translucent screen 53 by reflection on the surface to control 50. In practice, it projects on the screen 53 frosted at least one light ray 55 which
balaye toute la surface à contrôler 50. L'intérêt de cette variante est double. D'une part la distance de travail D peut être augmentée de manière significative sans perte de qualité. A titre d'exemple, il est possible de travailler sans difficulté à une distance de travail D de 200 à 300 mm pour contrôler une surface d'environ 150x150 mm. D'autre part, on peut obtenir outre une image caractérisée par des variations d'intensité induites par les défauts de la surface à contrôler 50, des informations complémentaires qui permettent de quantifier plus précisément les caractéristiques optiques de la surface. sweeps the entire surface to be controlled 50. The interest of this variant is twofold. On the one hand the working distance D can be increased significantly without loss of quality. For example, it is possible to work without difficulty at a working distance D of 200 to 300 mm to control an area of about 150x150 mm. On the other hand, in addition to an image characterized by intensity variations induced by the defects of the surface to be controlled 50, additional information can be obtained which makes it possible to quantify more precisely the optical characteristics of the surface.
to Dans cette variante, la caméra prend une image pour chaque position de la raie projetée. Pour un balayage complet du dépoli, on obtient une succession de n images correspondant à chaque position de balayage. Les valeurs de l'intensité lumineuse reçue pour un pixel caméra correspondent schématiquement à la courbe représentée par la figure 5. Pour une surface brillante, le signal recueilli 15 peut s'inscrire sous la forme : l = I min + (I0 I min ).e (x-x0)2 2a 2 De cette courbe, il est donc possible pour chaque pixel caméra de tirer les 20 informations principales suivante : .- intensité reçue (lo û Imin) : cette intensité fournit une information sur la réflexion locale de la surface .- largeur a du signal : pour un miroir parfait le paramètre largeur a doit être exactement le même que celui de la raie projetée. Une augmentation ou une 25 diminution de a traduit la présence d'une variation de la courbure très localisée, ce qui correspond au défaut recherché. .- position X0 du signal : le paramètre Xo renseigne sur l'orientation locale de l'élément de surface correspondant au pixel considéré. Après calibrage, ce paramètre permet d'obtenir les composantes du vecteur normal à la surface et 30 ainsi de reconstruire la forme 3D de la surface. .- autres informations caractérisant le signal : d'autres informations peuvent être tirées de l'analyse du signal temporel obtenu telles que le 'min ou Io utilisés seuls, telles que la présence éventuelle de plusieurs pics. Toutes ces informations caractérisent la propriété optique de la surface à contrôler visualisée par le pixel s considéré de la caméra. Les informations de base (lo û Imin), a, Xo étant obtenues pour chaque pixel caméra, il est possible de reconstruire trois images de la surface, chaque image correspondant à un des paramètres ci-dessus. In this variant, the camera takes an image for each position of the projected line. For a complete scan of the frosted, a succession of n images corresponding to each scanning position is obtained. The values of the luminous intensity received for a camera pixel correspond schematically to the curve represented by FIG. 5. For a glossy surface, the collected signal can be in the form of: l = I min + (I0 I min) .e (x-x0) 2 2a 2 From this curve, it is therefore possible for each camera pixel to draw the following main information: .- intensity received (lo Imin): this intensity provides information on the local reflection of the surface .- width of the signal: for a perfect mirror the parameter width a must be exactly the same as that of the projected line. An increase or decrease in a reflects the presence of a very localized variation in curvature, which corresponds to the defect sought. .- X0 position of the signal: the Xo parameter provides information on the local orientation of the surface element corresponding to the pixel in question. After calibration, this parameter makes it possible to obtain the components of the vector normal to the surface and thus to reconstruct the 3D shape of the surface. other information characterizing the signal: other information can be derived from the analysis of the temporal signal obtained such as min or I o used alone, such as the possible presence of several peaks. All this information characterizes the optical property of the surface to be controlled, visualized by the considered pixel of the camera. The basic information (lo Imin), a, Xo being obtained for each camera pixel, it is possible to reconstruct three images of the surface, each image corresponding to one of the parameters above.
lo La figure 5 illustre une courbe 60 qui représente l'intensité lumineuse de l'image reçue par les pixels caméra en fonction du numéro d'ordre de décalage de la raie projetée. On observe un pic d'intensité 61 qui permet de positionner avec précision un défaut repéré sur la surface à contrôler 10. FIG. 5 illustrates a curve 60 which represents the light intensity of the image received by the camera pixels as a function of the offset order number of the projected line. An intensity peak 61 is observed which makes it possible to precisely position a defect identified on the surface to be controlled 10.
15 Le dispositif et le procédé selon l'invention sont notamment mais pas exclusivement adaptés à une application dans l'industrie automobile. Le contrôle de l'état de la surface de la carrosserie et notamment de la qualité de la peinture peut être automatisé, ce qui permet d'éviter les risques d'erreurs dus à la fatigue d'un contrôleur opérant en vision directe. The device and the method according to the invention are in particular but not exclusively adapted to an application in the automotive industry. The control of the state of the surface of the bodywork and in particular of the quality of the paint can be automated, which makes it possible to avoid the risk of errors due to the fatigue of a controller operating in direct vision.
20 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du rnétier tout en restant dans l'étendue de la protection définie dans les revendications annexées. 25Of course, the present invention is not limited to the described embodiments but extends to any modification and variation obvious to a person skilled in the art while still within the scope of the protection defined in the appended claims. 25
Claims (28)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0603384A FR2899965A1 (en) | 2006-04-18 | 2006-04-18 | Optically reflecting surface e.g. mirror, controlling method for e.g. motor vehicle, involves capturing digital image of surface by camera and analyzing parameter related to light intensity of image, for analyzing beam reflected by surface |
| FR0702791A FR2899966B1 (en) | 2006-04-18 | 2007-04-18 | METHOD AND DEVICE FOR OPTICALLY CONTROLLING AN OPTICALLY REFLECTIVE SURFACE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0603384A FR2899965A1 (en) | 2006-04-18 | 2006-04-18 | Optically reflecting surface e.g. mirror, controlling method for e.g. motor vehicle, involves capturing digital image of surface by camera and analyzing parameter related to light intensity of image, for analyzing beam reflected by surface |
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| Publication Number | Publication Date |
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| FR2899965A1 true FR2899965A1 (en) | 2007-10-19 |
Family
ID=37074968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0603384A Pending FR2899965A1 (en) | 2006-04-18 | 2006-04-18 | Optically reflecting surface e.g. mirror, controlling method for e.g. motor vehicle, involves capturing digital image of surface by camera and analyzing parameter related to light intensity of image, for analyzing beam reflected by surface |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2899965A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2159271A (en) * | 1984-04-27 | 1985-11-27 | Nissan Motor | Surface flaw detecting method and apparatus |
| US4929846A (en) * | 1988-10-05 | 1990-05-29 | Ford Motor Company | Surface quality analyzer apparatus and method |
| US5241369A (en) * | 1990-10-01 | 1993-08-31 | Mcneil John R | Two-dimensional optical scatterometer apparatus and process |
| EP1464920A1 (en) * | 2003-04-03 | 2004-10-06 | Erwin Pristner | Method and apparatus for detecting, determining and documenting damages, in particular deformations of painted surfaces caused by sudden events |
-
2006
- 2006-04-18 FR FR0603384A patent/FR2899965A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2159271A (en) * | 1984-04-27 | 1985-11-27 | Nissan Motor | Surface flaw detecting method and apparatus |
| US4929846A (en) * | 1988-10-05 | 1990-05-29 | Ford Motor Company | Surface quality analyzer apparatus and method |
| US5241369A (en) * | 1990-10-01 | 1993-08-31 | Mcneil John R | Two-dimensional optical scatterometer apparatus and process |
| EP1464920A1 (en) * | 2003-04-03 | 2004-10-06 | Erwin Pristner | Method and apparatus for detecting, determining and documenting damages, in particular deformations of painted surfaces caused by sudden events |
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