Mesure de champs de déplacements et de déformations par stéréovision et corrélation d'images numériques

= Measurement of displacements and deformations fields by stereovision and numerical images correlation

• Auteur / Autrice : Patrice Clerc
• Direction : Michel Brunet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMSo - Laboratoire de Mécanique des Solides, EA 675 (Lyon, INSA)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Infographie

Reconstruction d'image

Capteurs CCD

Résumé

Une méthode classique de mesure des champs de déplacements et de déformations, utilisant des caméras CCD comme capteurs, consiste à déposer une grille régulière sur l'échantillon, puis à étudier les déplacements des points de références que constitue cette grille. Dans le but de mettre en œuvre cette mesure rapidement et à moindre coût, la grille à déposer est remplacée par un motif aléatoire. Une méthode de corrélation en niveau de gris permet d'exploiter les images numériques avec une précision de 1/60ième de pixels. Une méthode de mesure de champs de déplacements et de déformations 3D par stéréovision et basée sur la corrélation en niveaux de gris est proposée. Deux caméras numériques montées sur un banc stéréoscopique sont utilisées. Toutes les étapes de la chaîne de mesure (appariement, calibrage et reconstructions 3D) sont basées sur la corrélation. Une méthode de calibrage du système stéréoscopique s'effectuant à partir d'une mire recouverte d'un motif aléatoire dont l'équation de la surface est connue est proposée. Les mesures de champs de déplacements et de déformations présentées sont réalisées à partir d'une méthode de calibrage utilisant un cube marqué d'une grille. Une fois le système stéréoscopique calibré, les structures étudiées recouvertes d'un motif aléatoire sont photographiées et reconstruites dans l'espace. A partir de deux reconstructions, une avant et l'autre après déformations, les champs de déplacements et de déformations sont calculés.

To determine displacement or strain fields from digital images, a classical technique consists of drawing a uniform grid on the surface of an object and measuring the displacement fields of these reference points. In order to get a marking method quicker and less expensive, the grid is replaced is by a random pattern. The numerical images are treated by a correlation method with an accuracy of 1/60th pixels. A method of 3D displacement and deformation fields by stereovision and using gray levels correlation method is proposed. Two CCD cameras on a stereo ring are used. All the steps for the measurement (paring, calibration, 3D reconstruction) use correlation. A proposed calibration method of the stereo ring doesn’t use a calibrating objet with a randomized pattern of which only the surface equation is known. The measurements of displacements and deformations fields shown are obtained from grids on a cube target. Once the calibration performed, the object's topographies before and after deformation are obtained from the calibration parameters and correlation between each pair of images and are compared to determine the displacement and deformation fields.