FR2536167A1 - Camera optoelectronique, procede de relevement, a l'aide de cette camera, du profil d'une section transversale d'une cavite, et installation pour la mise en oeuvre du procede - Google Patents

Abstract

CAMERA OPTOELECTRONIQUE, PROCEDE DE RELEVEMENT, A L'AIDE DE CETTE CAMERA, DU PROFIL D'UNE SECTION TRANSVERSALE D'UNE CAVITE, ET INSTALLATION POUR LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE. LA CAMERA OPTOELECTRONIQUE COMPREND UN DISQUE ROTATIF 24 CENTRE SUR L'AXE OPTIQUEDE L'OBJECTIF 21, AU MOINS UNE BARRETTE PHOTOSENSIBLE 25 COMPRENANT UNE PLURALITE D'ELEMENTS PHOTOSENSIBLES 125 A TRANSFERT DE CHARGE ET POSITIONNEE SUIVANT UN RAYON DU DISQUE 24, UN DISPOSITIF DE MESURE DE POSITION ANGULAIRE 40 CAPABLE D'EMETTRE DES SIGNAUX ELECTRIQUES REPRESENTATIFS DES POSITIONS ANGULAIRES SUCCESSIVES DE LA BARRETTE 25, DES CIRCUITS ELECTRONIQUES 100 PERMETTANT UNE TRANSMISSION EN SERIE DES SIGNAUX ELECTRIQUES EMIS PAR L'ENSEMBLE DES ELEMENTS PHOTOSENSIBLES 125, ET DES MOYENS D'ENREGISTREMENT DES DIVERS SIGNAUX ELECTRIQUES EMIS POUR TRAITER DE FACON NUMERIQUE DES INFORMATIONS CORRESPONDANT A L'IMAGE BALAYEE PAR LA BARRETTE 25. APPLICATION NOTAMMENT AU RELEVEMENT D'UN OBJET ECLAIRE ET BALAYE PAR UN RAYON LUMINEUX.

Description

Caméra optoélectronique, procédé de relèvement, 'à l'aide de cette caméra, du profil d'une section transversale d'une cavité, et installation pour la mise en oeuvre du procédé.

a présente invention concerne une caméra optoélectronique, un procédé de relèvement à l'aide de cette caméra, du profil dlune section transversale d'une cavité telle qu'un tunnel routier ou ferroviaire, un souterrain, un émissaire d'égoût, ou tout autre ouvrage creux similaire, et une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé.

Jusqu a présent, pour effectuer le relevé d'un profil déterminé par l'intersection d'un plan transversal avec l'enveloppe d'une cavité de plus ou moins grande dimension, telle qu'un tunnel ferroviaire par exemple, on procède de la manière suivante : à l'aide d'un rayon laser tournant qui engendre un plan dans sa rotation, on matérialise sur la paroi de la cavité une trace lumineuse qui correspond au profil d'une section de la cavité.

Au moyen d'un appareil photographique (appareil photo ou caméra) placé à une distance convenable pour saisir l'ensemble du profil et réglé de telle sorte que le plan du profil et le plan du film soient parallèles on prend un cliché photographique du profil.

Cette opération s'effectue dans l'obscurité pour que n'apparaissent sur le cliché que la trace lumineuse de la section.

Le rayon laser doit décrire un balayage supérieur ou égal à 3600 pendant le temps d'ouverture de l'obturateur de la caméra à la prise du cliché. On peut ainsi relever les divers profils des sections d'un ouvrage. Toutefois, les clichés ne peuvent etre exploités qu'auprès développement du film.

Pour exploiter ces clichés dans le cadre d'études informatisées il est nécessaire pour chaque cliché de relever dans un système d'axes de coordonnées rectangulaires la position de chaque point du profil dont les valeurs sont par exemple enregistrées sur bande magnetique avec les autres références relativas au profil concerné tels que numéro de repérage du profil, emplacement du profil dans l'ouvrage etc..

On comprend donc aisément que pour numériser ces profils cliché par cliché en vue de rendre les informations aptes à un traitement par ordinateur il faille procéder à des opérations en trois étapes (prise de vue, développement des clichés et mesure des valeurs, enregistrement des valeurs) qui ne peuvent se réaliser qu'au moins à deux endroits différents (cavité mesurée, laboratoire de développement du film, laboratoire de mesure et d'enregistrement des profils).

Cette manière de procéder, compliquée, nécessite par conséquent de nombreuses manipulations et demande beaucoup de temps.

L'invention a pour but de remplacer la caméra photographique classique par une caméra optoélectronique permettant d'obtenir sur place, au moment du relevé du profil, l'enregistrement des coordonnées des points de chaque profil directement sur un support d'enregistrement tel qu'une bande magnétique susceptible d'être directement utilisé en combinaison avec un ordinateur.

L'invention a encore pour but de supprimer le support film photographique traditionnel et par voie de conséquence le développement du film et toutes les opérations intermédiaires entre la prise des clichés et l'exploitation des données par ordinateur.

Ces buts sont atteints grâce à une caméra optoélectronique comportant un objectif de haute performance optique as-surant la restitution, dans le plan ima ge de l'objectif, d'une image homothétique d'un objet avec une précision. élevée, caractérisée en ce qu'elle comprend un disque-de support monté sur un arbre mobile en rotation et centré sur l'axe optique de l'objectif, la face du disque située en regard de objectif étant.

disposée dans le plan image de l'objectif et équipe d'au moins une barrette photosensible comprenant une pluralité d'éléments photosensibles à transfert de charge, ladite barrette étant positionnée suivant un rayon du disque de support et étant associée à des circuits électroniques de traitement des signaux électriques en gendrés par les éléments photosensibles, de manière à permettre une transmission en série des signaux électriques émis par l'ensemble des éléments photosensibles; un dispositif de mesure de position angulaire associé audit arbre de rotation et capable d'émettre des signaux électriques représentatifs des positions angulaires successives de la barrette photo-sensible par rapport à un axe fixe de référence; un moteur électrique d'entraînement de l'arbre de rotation à une vitesse compatible avec le temps d'acquisition et de transmission des informations fournies par la barrette photosensible; et des moyens d'enregistrement, d'une part des signaux provenant des circuits électroniques associés à la barrette photosensible et d'autre part, des signaux provenant du dispositif de mesur.e de position angulaire, pour traiter de façon numérique etlou visualiser des informations correspondant à l'image balayée par ladite barrette photosensible au cours d'un mouvement de rotation de celuici autour de l'axe optique.

Selon un mode particulier de réalisation, la face du disque support situee.en regard de l'objectif et disposée dans le plan image de l'objectif est équipée de plusieurs barrettes photosensibles positionnées suivant des rayons du disque support et décalées angulai rement les unes par rapport aux autres.

Le disque support de barrette peut être entraîné par le moteur électrique soit selon un mouvement de rotation continue dans un sens déterminé, soit selon un mouvement de rotation partielle, alternativement dans un sens et dans l'autre.

Grâce à la mise en oeuvre d'un dispositif de connexion électrique constitué par exemple par un contact tournant multipistes coopérant avec des palpeurs maintenus en contact permanent avec les pistes conductrices circulaires, la continuité électrique des liaisons issues des connexions des circuits associés à la barrette photosensible est maintenue en permanence au cours de la rotation du disque support de barrette. Au cours de sa rotation, la barrette photosensible est ainsi en mesure de transmettre en permanence à un calculateur en langage codé le niveau d'eclairement de chaque élément photosensible constituant la barrette.Lorsqu'une image est créée dans le plan image de la caméra, la barrette photosensible peut balayer cette image au cours d'une rotation de 3600, ou, dans le cas d'une variante de réalisation, si plusieurs barrettes photosensibles sont positionnées suivant des rayonsdu disque support décalés angulairement, l'ensemble de l'image pourra etre balayée à l'aide de l'ensemble de barrettes au cours d'un mouvement de rotation partielle. Si la vitesse de rotation du disque support est adaptée au rythme de transmission des informations d'une barrette, il est possible de transmettre facilement ces informations à un ordinateur et de les mémoriser.

Dans la mesure où la position angulaire d'une barrette photosensible dans le plan de rotation par rapport à une direction prise pour origine des angles est connue en permanence grâce au dispositif de mesure de position angulaire, il est possible d'enregis-.

trer dans une mémoire ou sur un support et/ou de visualiser l'ensemble de l'image balayée au cours d'une rotation du disque support de la camera.

L'invention a ainsi également pour objet un procédé de relèvement d'un objet éclairé et balayé par un rayon lumineux, tel qu'un rayon laser, et notamment du pourtour d'un profil d'une section transversale d'une cavité, à l'aide de la caméra susvisée, caractérisée en ce qu'on éclaire successivement et point par point à l'aide d'un rayon lumineux perpendiculaire à l'axe optique de l'objectif de la caméra, et tournant autour dudit axe, le pourtour dudit profil d'une section transversale de la cavité; on place la caméra optoélec- tronique à une distance prédéterminée du plan défini par ledit rayon lumineux tournant en maintenant le rayon lumineux tournant éclairant le profil de la cavité et la rangée d'éléments photosensibles de la barrette photosensible dans des plans perpendiculaires à l'axe optique de la caméra; on fait tourner autour de l'axe optique le rayon lumineux éclairant et la barrette photosensible; on relève simultanément d'une part les informations fournies par la barrette photosensible et, d'autre part la position angulaire de cette barrette par rapport à une direction radiale prise comme origine; et, après avoir associé pour chaque position angulaire les informations correspondantes fournies par la barrette photosensible, on enregistre sur un support les valeurs mesurées etlou on les visualise sur un écran
Selon un mode particulier de réalisation, on fait tourner le rayon lumineux éclairant et la barrette photosensible rigoureusement à la même vitesse angulaire et en opposition de phase de façon que l'image de la trace lumineuse ponctuelle du rayon sur la paroi de la cavité à étudier soit constamment reçue sur la barrette photosensible.

Selon un autre mode de réalisation, on fait tourner le rayon lumineux éclairant et la barrette photosensible à des vitesses angulaires différentes permettant un relevé de points par effet stroboscopique.

Dans ce cas, il n'est plus nécessaire de maintenir un synchronisme entre la rotation du rayon lumineux et celle de la barrette photosensible puisque des vitesses de rotation différentes permettent d'utiliser l'effet stroboscopique.

L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé susvisé qui est caractérisée en ce qu'elle comprend-un dispositif d'émission d'un rayon lumineux, tel qu'un rayon laser, monté sur un premier bâti, équipé d'un miroir incliné à 450 par rapport à l'axe du rayon lumineux sortant du dispositif d'emission, et d'un moteur électrique d'entraînement en rotation du miroir autour de l'axe du rayon lumineux sortant; et une caméra optoélectronique montée sur un second support et dont l'axe-optique peut être mis en coincidence avec l'axe du rayon lumineux sortant du dispositif d'émission.

Avantageusement, les miroir associé au dispositif d'émission d'un rayon lumineux est monté de fa çon amovible sur ledit dispositif, et la caméra est équi pée d'un miroir plan amovible susceptible d'etre monté devant ou à la place de l'objectif de la caméra optoélectronique, perpendiculairement à l'axe optique de l'objectif afin de permettre un alignement de l'axe optique de la caméra avec le rayon lumineux sortant du dispositif d'émission.

Selon une caractéristique particulière, l'installation comprend en outre des moyens de synchro- nisation de l'entraînement des moteurs,du miroir et de la barrette photosensible de façon que les moteurs tournent à la même vitesse angulaire.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui fait suite de modes particuliers de réalisation de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel
- la figure 1 est une vue latérale schema- tique en élévation de l'ensemble de l'installation de relèvement d'un profil transversal d'une cavité,
- la figure 2 est une vue latérale schématique en élévation du dispositif d'émission d'un rayon lumineux avec son miroir tournant, avec coupe partielle,
- la figure 3 est une c o u p e verticale axiale à travers la caméra optoélectronique,
- la figure 4 est une vue schématique d'une coupe verticale illustrant certaines relations géométriques entre le rayon lumineux dévié par le miroir et la position de la barrette d'éléments photosensibles,
- la figure 5 est une vue schématique des données géometriques relevées par la caméra pour déterminer la position d'un point du profil relevé,
- la figure 6 est une vue schématique montrant les relations d'asservissement entre le dispositif d'émission d'un rayon lumineux et la caméra optoélectronique,
- la figure 7 représente le schéma simplifié d'un exemple de circuits associés à une barrette photosensible, et
- la figure 8 représente une variante de réalisation des éléments photosensibles de la caméra optoélectronique .selon l'invention.

L'installation de relèvement d'un profil transversal P d'une cavité 1, telle qu'un tunnel, comprend essentiellement, sur un support horizontal réglable 2, monté par exemple sur un trépied 118 réglable en inclinaison et en hauteur, un dispositif 10 d'émission d'un rayon lumineux comprenant une source de rayonne- ment laser 3 et un miroir tournant 4 muni d'un moteur d'entralnement 5 (figure 2) et prévu àla sortie du dispositif laser 3, et susceptible de dévier un rayon laser sortant horizontalement dudit dispositif laser 3 de 900 par rapport audit rayon sortant et à l'axe horizontal du dispositif laser 3.Le rayon laser 7 dévié ou réfléchi par le miroir 4 balaye une section transversale dont le plan est de préférence vertical et en tout cas perpendiculaire à l'axe longitudinal du dispositif laser 3, axe coincidant avec celui du rayon sortant 6. A l'intersee- tion entre le plan transversal et la paroi latérale de la cavité 1 on obtient le profil P à relever. Pour enregistrer ce profil P, on se sert du rayon laser réfléchi ou éclairant 7 qui est renvoyé par le miroir 4 à 900 par rapport au rayon sortant 6, le miroir plan 4 étant lui-même incliné de 45" par rapport audit rayon sortant 6.Le miroir 4 est monté dans une douille amovible 8 susceptible- d'être rendue solidaire d'un cylindre rotatif monté sur des paliers 12, 13 et présentant une ouverture centrale traversée par le rayon sortant 6, le cylindre rotatif 9 étant entraîné en rotation à'I'aide d'une transmission 14 à partir d'un moteur à vitesses réglables 5 monté, comme les paliers 12, 13 sur le support 2.

Il se comprend-de soi-même que- lorsque le miroir 4 tourne, le rayon laser réfléchi 7 tourne également autour de l'axe horizontal du dispositif laser 3 et autour du rayon laser sortant 6 et balaye ainsi successivement dans le plan perpendiculaire tous les points
A,B,C,D du profil P de la section transversale comportant le point d'impact du rayon laser
La caméra optoélectronique 20 qui, en combinaison avec l'ensemble 10 du dispositif d'émission laser, constitue une installation permettant le relèvement du profil déterminé par l'intersection d'un plan transversal avec l'enveloppe d'une cavité 1, sera décrite essentiellement en référence à la figure 3.

La camera 20 comprend -un objectif 21 de haute performance optique capable d'assurer la restitution d'une image homothétique d'un objet avec une grande précision. L'objectif 21 est monté de façon amovible à l'aide d'une bague 22 sur la partie avant du carter 23 de la caméra 20.

Un disque tournant 24 est monté à l'extré- mité avant d'un arbre 33 dont l'axe coïncide avec l'axe optique de l'objectif 21 et qui est monté à l'aide de paliers 34,35 à l'intérieur du carter 23. La face avant du disque 24 constitue le plan image de l'objectif 21 et porte au moins une barrette photosensible 25 orientée suivant un rayon du disque 24.

La barrette photosensible 25 est constituée par une rangée d'éléments photosensibles 125 à transfert de charge régulièrement 'répartis et associés à des circuits électroniques 100 capables de fournir en sortie des signa-ux en série représentatifs de l'éclaire- ment de chacun- des éléments photosensibles. A titre d'exemple, la barrette photosensible 25 peut être cons tituée par la barrette TH 7801 commercialisée par la
Société Thomson-CSF, et dont le schéma simplifié est représenté sur la figure 7.

Une telle barrette, qui comprend une ligne de 1728 éléments photosensibles et présente une résolution importante peut fonctionner avec deux phases externes P 109 et T 110 t fournit sur la sortie Vout des circuits associés un signal vidéo analogique continu représentant l'ensemble de la ligne de 1728 points et qui peut être facilement numérisé. Des registres de lecture impair 101 et pair 102 sont associés à la partie photosensible 105 de la barrette composée des éléments 125. La détection de la lumière est effectuée en chaque point 125 par une photodiode couplée à une capacité MOS assurant le stockage des photoélectrons créés par l'éclairemetn et qui seront prélevés par les registres de lecture 101,102.Deux registres latéraux 103, 104, à décalage analogique à transfert de charges, assurent respectivement la lecture en série des éléments pairs et impairs. Un circuit logique de commande 107 et une diode 106 de conversion charge-tension sont associés aux registres 101 à 104. Grâce au fonctionnement monophasé des registres de lecture et à la présence du circuit logique 107 au voisinage des éléments 125 de la barrette photosensible 25, de-ux phases externes de commande sont suffrisantes, à savoir la phase P qui transfère en parallèle les charges des photoéléments 125 vers les registres de lecture 101, 102 et la phase 0 T qui transfère en série les charges vers la diode 106 de conversion charge-tension.Le circuit logique 107 génère en outre les signaux nécessaires pour multiplexer les charges issues de chacun des registres et remettre à niveau la diode de lecture commune 106 entre l'arrivée de chaque paquet de charges. Le circuit 108 d'échantillonnage et maintien permet la fourniture sur la sortie 111, d'un signal vidéo représentatif de l'ensemble de la rangée d'éléments 125 de la barrette photosensible 25.

Les liaisons électriques entre les connexions 26 (figure 3) du circuit 100 associé à la barrette 25 et un dispositif de traitement 30 sont réalisées par l'intermédiaire d'un dispositif de connexion comprenant un disque fixe 27 évidé en son centre pour ménager un passage pour l'arbre 33 du disque 24 support de barrette, et muni, sur sa face tournée vers le disque 24, d'une pluralité de pistes conductrices concentriques 28 sur lesquelles viennent frotter des palpeurs 126 solidaires des connexions 26 tournant avec le disque support 24.

Les pistes 28 sont reliées par un câble 28 aux organes 30 de commande- et de traitement des informations fournies par la barrette photosensible 25. Selon une variante de réalisation, les pistes 28 peuvent toutefois être réalisées sur la face arrière du disque tournant 24 et reliées chacune à une connexion 26 tandis que les palpeurs 126 sont montés sur le disque fixe 27 et reliés par le câble 29 aux circuits 30 de commande.

De même, dans le cas notamment où le disque support 24 porteur d'une ou plusieurs barrettes photosensibles 25 est prévu pour présenter des mouvements d'oscillation correspondant a une rotation partielle, et non des mouvements de rotation complète, le dispositif de connexion peut être réalisé différemment et ne comporter par exemple que des conducteurs Souples.

Le codeur optique angulaire 40 visible sur la figure 3 comprend une partie mobile 41 solidaire d'un arbre 36 monté sur des paliers 37, 38, coaxial à l'arbre 33 et entraîné par ceiui-ci à la même vitesse angulaire, et une partie fixe 42 entourant la partie mobile 41. La partie périphérique du tambour mobile 41 est munie de repères qui sont détectés par la partie fixe 42 située en regard, et permettent l'émission sur la ligne 39 d'une information angulaire correspondant à chaque position de la barrette 25 dans son plan de rotation. Les informations de position angulaire par rapport à une direction fixe sont transmises au dispositif de traitement 30 pour être mises en correspondance avec les informations fournies par la barrette 25.

La caméra optoélectronique 20 telle que decrite ci-dessus permet, en combinaison avec le dispositif 10 d'émission de lumière, d'effectuer facilement le relevé du profil d'une section de cavité en coordonnées polaires, avec une précision importante.

En effet, si l'on place la caméra 20 de telle sorte que l'axe optique de l'objectif 21 soit perpendiculaire au plan de la section relevée décrite par le rayon réfléchi 7 du dispositif d'émission laser 10, on peut obtenir une image homothétique du profil P de la section de cavité 1 engendrée par le rayon tournant 7, ou au moins de certains points A de ce profil P, lorsque le rayon lumineux 17 réfléchi par la paroi de la cavité 1 vient frapper en A' la barrette photosensible 24 placé-e dans le plan image de l'objectif 21, en opposition de 1800 avec la direction du rayon lumineux 7 dirigé vers la paroi 1. Le point A' constitue ainsi l'image de la tache lumineuse A formée sur la paroi, et la position angulaire du point ' (angle Oc de la fig 5) peut être repérée à I'aide des informations fournies par le codeur angulaire 40.La distance O'A' (figure 4) peut être déterminée facilement à partir des informations fournies par la barrette 25 et, dans la mesure où.la distance L entre l'objectif 21 et le plan de la section mesurée est connue, la distance OA de la tache lumineuse formee sur la paroi 1 par rapport à l'axe optique peut être facilement calculée à partir de la rela.tion suivante OA = O'A' (1) ou K est le coefficient de réduction de K l'objectif 21 pour la distance L entre l'objectif 21 et le plan de la section mesurée.

Dans la mesure où le rayon lumineux 17 réfléchi vers l'objectif 21 est suivi dans sa rotation par le disque 24 de telle sorte que l'image de la trace lumineuse ponctuelle du rayon 7 sur la paroi soit constamment reçue sur la barrette photosensible 25, et à condition que l'axe optique de l'objectif 21 reste perpendiculaire au plan engendré par le rayon lumineux 7 renvoyé par le miroir 4 vers la paroi 1, on peut obtenir une image homothétique totale du profil d'une section de cavité engendrée par le rayon lumineux tournant 7, à partir des informations fournies par la barrette 25 et le codeur angulaire 40.

La condition selon laquelle le rayon lunineux 7 et la barrette photosensible 25 tournent à la même vitesse angulaire et sont en opposition de phase peut être obtenue par la synchronisation du moteur 32 d'entrainement du disque 24 et du moteur 5 d'entraînement du miroir 4. Pour cela', chaque moteur 5, 32 peut être equi pé d'une roue phonique telle que 15, 40 délivrant un signal proportionnel à la vitesse de rotation.

La comparaison à l'aide du comparateur 51 du signal représentant la vitesse de rotation du moteur 32 de la caméra 20 et du signal représentant la vitesse de rotation du moteur 5 du miroir 4 permet de corriger la vitesse du moteur 32 de la camér-a par l'intermédiaire de l'amplificateur de puissance 52 de telle sorte que l'écart soit voisin de zéro (figure 6). Il est naturellement possible d'utiliser d'autres types de compteurs de vitesse de rotation dans la mesure où la précision reste superieure au déphasage accepté par le système.

Au cours d'une rotation du rayon lumineux -7, la distance OA varie suivant la distance de la paroi 1 à l'axe optique de l'objectif 21 et de même l'image
A' se déplace sur la barrette 25, mais pour chaque position angulaire, l'égalité de la relation (1) reste verifiée. Le pas des photoéléments 125 étant connu, et la position de chaque photoélément 125 excité pouvant être repérée et mémorisée à partir des informations fournies par la barrette 25, la distance O'A' peut être connue pour chaque position du capteur angulaire 40, et numérisée dans les circuits de traitement 30.

Le relevé peut s'effectuer en suivant la courbe de la section point par point, et en enregistrant sur bande magnétique, la suite ordonnée des coordonnées numériques de chaque point suivant un pas de mesure choisi.

La section peut être visualisée pendant le relevé, sur contrôle optique, ou dessinée sur table traçante à l'échelle choisie à partir de la bande magnétique.

Le positionnement précis du dispositif 10 d'émission laser et de la caméra 20 de façon que l'axe optique de l'objectif 21 soit perpendiculaire au plan de la section à relever peut être réalisé de la manière suivante
Le miroir amovible 4 du dispositif d'émission laser 10 est ôté et un miroir plan 43 est substitué à l'objectif amovible 21 de la caméra 20, ou placé devant celui-ci (figure 1).

La caméra 20 est placée sur un support topographique 44 à une distance permettant la prise de vue de la section, et de telle sorte que le rayon incident 6 du laser 3 vienne frapper le miroir plan circulaire 43 placé orthogonalement à l'axe optique de l'objectif 21.

Le règlage de la position de la caméra 20 est obtenu par la manoeuvre de vis de règlage assurant le pivotement et le règlage de la caméra sur une rotule en ramenant le rayon laser réfléchi 16 sur'le centre du miroir tout en faisant coincider le rayon réfléchi 16 avec le rayon incident 6.

On obtient ainsi la superposition de l'axe optique, du rayon laser incident 6 et du rayon laser réfléchi 16, de même que le parallèlisme du plan de la section décrite par le laser et du plan décrit par la barrette photosensible 25.

Auparavant, le plan de rotation du dispositif 10 d'émission laser a naturellement déjà été superposé au plan de la section à relever en passant par trois points de cette section A,B,C (figure 1). Ceci peut être réalisé facilement dans la mesure où la poutre support 2 du générateur laser 3 et du support 9 du miroir tournant 4 est monté sur un pied de topographie 16 à plateau réglable. Une fois effectués le positionnement du dispositif 10 d'émission,puis celui de la caméra de la manière indiquée ci-dessus, le miroir 4 est remonté sur son cylindre support 9 et le miroir 43 est ôté de la caméra, de sorte que l'installation est prête à fonctionner et à fournir directement des 'informations pouvant être enregistrées et traitées par ordinateur pour permettre de reconstituer le profil de la section de cavité analysée.

Dans un mode particulier de réalisation possible, les supports 18 et 44 du dispositif d'émission laser 10 et de la caméra 20 peuvent être reliés entre eux et être constitués par exemple par un chariot supportant des plateaux coulissants sur lesquels sont montes respectivement le dispositif d'émission laser 10 et la caméra 20. Dans ce cas, le réglage de l'orthogonalité du plan du rayon lumineux tournant 7 par rapport à l'axe o-ptique de l'objectif 21 de la caméra peut être effectué de façon précise lors du montage, seule la distance
L entre le plan défini par le rayon lumineux tournant 7 et l'objectif 21 restant à ajuster.Selon un mode de réalisation envisageable, ladite distance L peut aussi être prédéterminée lors du montage, et l'orientation du dispositif d'émission laser 10 par rapport la caméra 20 peut également être ajustée lors du montage sur un support commun pour répondre aux conditions indiquees plus haut, de sorte qu'à chaque relevé d'un profil, seul l'ajustement, par rapport à la paroi- de la cavité 1, de la position du plan défini par le rayon tournant 7 reste effectuer.

Naturellement, diverses autres variantes peuvent être apportées à l'installation précédemment décrite. Ainsi, plusieurs barrettes photosensibles 25 a à 25d peuvent être disposées suivant des rayons de la face du disque 24 située en regard de l'objectif 21.

La saisie de l'image pourra alors se faire par une frac
tion de rotation du disque support 24. Dans le cas de
quatre barrettes 25a à 25d disposées en croix et déca
lées de 90 , chaque barrette balaye un quart d'image
en un quart de tour du support 24 et l'ensemble des in
formations reçues par les quatre barrettes permet de
restituer la totalité de l'image. Ce mode de réalisation
permet notamment de réaliser l'acquisition d'une image correspondant à un profil complet à une vitesse supé
rieure à celle possible avec une seule barrette, compte
tenu du temps d'acquisition nécessaire des informations
par une barrette photosensible et les circuits électro
niques associes.

Dans le cas où, pour effectuer le relevé
de points définissant le profil d'une section transver
sale d'une cavité, on fait tourner le rayon lumineux
éclairant 7 et une barrette photo sensible 25 à des vites
ses angulaires différentes, il n'est plus nécessaire de
réaliser une synchronisation entre les moteurs 5, 32
d'entraînement du miroir tournant 4 et du disque support
24. L'effet stroboscopique produit permettant d'enregis
trer une pluralité de points situés sur le profil de la
cavité qui est à déterminer.

A titre d'exemple, si la vitesse de rota
tion du miroir tournant 4 est dix fois supérieure à cel
le du disque tournant 24 porteur d'une barrette 25, il
est possible, au cours d'une rotation de la barrette 25,
d'enregistrer les coordonnées polaires de dix points
répartis sur le profil de la section de la cavité à dé
terminer. Le rapport des vitesses des moteurs 5 et 32
peut naturellement être très différent de dix en fonc
tion des applications envisagées. La présence d'un glis
sement entre les vitesses n'est pas non plus gênant dans
la mesure où la position angulaire de la barrette photosensible 25 reste en permanence bien déterminée grâce au codeur de position angulaire 40.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS

   Caméra optoélectronique, comportant un objectif (21) de haute performance optique assurant la restitution, dans le plan image de l'objectif., d'une image (O'A') homothétique d'un objet (OA) avec une pré cision élevée, c a r a c t é r i s é e en ce qu'elle comprend un disque de support (24) monté- sur un arbre (33) mobile en rotation et centré sur l'axe optique de l'objectif (21), la face du disque (24) située en regard de l'objec- tif étant disposée dans le plan image de l'objectif et équipée d'au moins une barrette photosensible (25) comprenant une pluralité d'éléments photosensibles (125) à transfert de charge, ladite barrette (25) étant positionnée suivant un rayon du disque de support (24) et étant associée à des circuits électroniques (100) de traitement des signaux électriques engendrés par les éléments photosensibles (125), de manière à permettre une transmission en'série des signaux électriques émis par ltensemble des éléments photosensibles (125); un dispositif de mesure de position angulaire (40) associé audit arbre de rotation (33) et capable d'émettre des signaux électriques représentatifs des positions angulaires successives de la barrette photosensible par rapport à un axe fixe de référence (xi).; un moteur électrique (32) d'entrainement de l'arbre de rotation (33) à une vitesse compatible avec le temps d'acquisition et de transmission des informations fournies par la barrette photosensible (25); et des moyens (30) d'enregistrement, d'une part des signaux provenant des circuits électroniques (100) associés à la barrette photosensible (25) et d'autre part des signau-x provenant du dispositif (40) de mesure de position angulaire, pour traiter de façon numérique et/ou visualiser des informations correspondant à l'image balayée par ladite barrette photosensible (25) au cours d'un mouvement de rotation de celle-ci autour de l'axe optique.
2. 2. Caméra optoélectronique selon la revendication 1, caractérisée en coque la face du disque support (24) située en regard de l'objectif (21) et. dis- posée dans le plan image de objectif est équipée de plusieurs barrettes photosensibles (25a à 25d)positionnées suivant des rayons du disque support (24) et Jécalées angulairement les unes par rapport aux autres.
3. 3. Caméra optoélectronique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le disque support de barrette (24) est entraîné par le moteur électrique (32) selon un mouvement de rotation continue.
4. 4. Caméra optoélectronique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le disque support de barrette (24) est entraîné par le moteur électrique (32) selon un mouvement de rotation partielle, alternativement dans un sens et dans l'autre.
5. 5. Procédé de relèvement d'un objet éclairé et balayé par un rayon lumineux, tel qu'un rayon laser, et notamment -du pourtour d'un profil d'une section transversale d'une cavité, à l'aide de la caméra selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on éclaire successivement et point par point à l'aide d'un rayon lumineux perpendiculaire à l'axe optique de l'objectif de la caméra, et tournant autour dudit axe, le pourtour dudit profil d'une section transversale de la cavité; on place la caméra optoélectronique à une distance prédéterminée du plan défini par ledit rayon lumineux tournant en maintenant le rayon lumineux tournant éclairant le profil de la cavité et la rangée d'éléments photosensibles de la barrette photosensible dans des plans perpendiculaires à l'axe optique de la caméra; on fait tourner autour de l'axe optique le rayon lumineux éclairant et la barrette photosen sible; on relève simultanément d'une part les informations fournies par la barrette photosensible et, d'autre part la position angulaire cette barrette par rapport à une direction radiale prise comme origine; et, après avoir associé pour chaque position angulaire les infor 'mations correspondantes fournies par la barrette photosensible, on enregistre sur un support les valeurs mesurées et/ou on les visualise sur un écran.
6. 6. Procédé selon la revendication 5, carac térise en ce que l'on fait tourner le rayon lumineux éclairant et la barrette photosensible rigoureusement à la même vitesse angulaire et en opposition de phase de façon que l'image de la trace lumineuse ponctuelle du rayon sur la paroi de la cavité à étudier soit constamment reçue sur la barrette photosensible.
7. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce -que l'on fait tourner le rayon lumineux éclairant et la barrette photo sensible à des vitesses angulaires différentes permettant un relevé de points par effet stroboscopique.
8. 8. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif (10 > d'émission d'un rayon lumineux (6), tel qu'un rayon laser, monté sur un premier bâti (2), équipé d'un miroir (4) incliné à 450 par rapport à l'axe du rayon lumineux (6) sortant du dispositif d'émission, et d'un moteur électrique (5) d'entraînement en rotation du miroir (4) autour de l'axe du rayon lumineux sortant (6); et une caméra optoélectronique (20) selon l'une des revendications 1 à 3, montee sur un second support (14) et dont l'axe optique peut être mis en coïncidence avec l'axe du rayon lumineux (6) sortant du dispositif d'émission (10).
9. 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le miroir (4) associé au disposi- tif (10) d'émission d'un rayon lumineux (6) est monté de façon amovible sur ledit dispositif (10), et en ce que la caméra est équipée d'un miroir plan amovible susceptible d'être monté devant ou à la place de l'objec- tif (21) de la caméra optoélectronique (20), perpendiculairement à l'axe optique de l'objectif afin de permettre un alignement de l'axe optique de la caméra avec le rayon lumineux (6) sortant du dispositif (10) d'émission.
10. 10. Installation selon la revendication 8 ou la revendication 9, pour la mise en.oeuvre du procédé selon la revendication 5, caractérisée en ce qu1 elle comprend des moyens (51, 52) de synchronisation de l'en- tralnement des moteurs (5,32) du miroir (4) et de la barrette photosensible (25) de façon que les moteurs (5,32) tournent à la même vitesse angulaire.
11. 11. Installation selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en-ce qu'elle comprend des moyens (30) de traitement et d'enregistrement sur support magnétique des signaux fournis par les circuits électroniques (100) -associés à la barrette photosensible (25) et des signaux fournis par le dispositif (40) de mesure de position angulaire.