Travail pratique de mesure optique 3D utilisant un montage expérimental simple

Practical work of optical 3D measurement with a simple experimental device

École Nationale Supérieure d'Ingénieur du Sud Alsace (ENSISA), Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles (LPMT) CNRS UMR 7189, 11 rue Alfred Werner, 68093 Mulhouse Cedex, France

Auteur de correspondance : daniel.mathieu@uha.fr

Reçu : 28 Août 2008
Accepté : 9 Avril 2009

Résumé

La rétro-conception géométrique est un processus permettant l'obtention d'un modèle numérique à partir d'un objet réel préexistant. Le processus de prise de mesures est l'étape initiale conditionnant cette démarche. Plusieurs solutions commerciales performantes existent, mais sont trop souvent des boîtes noires pour l'utilisateur. Les limites inhérentes aux principes physiques utilisés ne sont pas directement perceptibles. Dans le cadre de travaux pratiques de rétro-conception, les étudiants expérimentent la mesure 3D d'un élément de carrosserie avec un montage simple qui se compose d'un vidéoprojecteur et d'un appareil photo numérique. La méthode testée est celle de la lumière structurée avec codage en binaire réfléchi de la position des franges. À partir de la disposition spatiale du dispositif expérimental et des prises de vue, les étudiants doivent analyser le contenu 3D des images à l'aide de logiciels génériques non dédiés. Ceci leur permet d'estimer les sources d'erreurs expérimentales ou de traitement des images. L'étape ultime est l'intégration des données numérisées dans une solution CAO où une comparaison avec un modèle numérique est possible.

Abstract

The geometric reverse engineering is a process for obtaining a CAD model from a pre-existing real object. The measuring process is the initial stage which controls this method. Several successful commercial solutions exist but they are in many cases like “black boxes” for the user. The inherent limitations of the physical principles used are not directly observable. Under practical work of reverse engineering, students are experimenting with 3D measurements of an objet with a simple device. This device consists of a video projector and a digital camera. The tested method is the structured light where patterns are used to do a reflected binary encoding. So it is easy to identify the position of fringes. From the spatial positioning of the experimental device elements and the images, the students have to find out the 3D geometry. For this, they use generic and non-dedicated softwares. This allows them to estimate the experimental and image processing errors. The final step is the integration of digital data in a CAD software where a comparison with a digital model is possible.