Les chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour l’optique appliquée et l’ingénierie de précision (IOF) ont développé un scanner 3D mobile innovant, le goSCOUT3D, capable de réaliser des mesures tridimensionnelles haute résolution d’objets complexes. Afin d’automatiser davantage ce processus, ils ont connecté ce capteur à un robot quadrupède conçu par Boston Dynamics. Cette combinaison inédite sera présentée pour la première fois au salon Control à Stuttgart, en Allemagne, du 23 au 26 avril.
Numérisation 3D avec le robot quadrupède ‘Spot’
Les modèles 3D virtuels permettent une documentation précise de grandes machines et de leurs petits détails, que ce soit pour la maintenance de composants complexes comme les moteurs d’avion ou pour le contrôle qualité dans l’industrie automobile. C’est dans cette optique que les chercheurs de l’IOF ont développé l’année dernière le scanner portable goSCOUT3D, capable de numériser en 2D et 3D des objets complexes de plusieurs mètres cubes, avec une résolution spatiale particulièrement élevée inférieure à 0,25 mm.
Jusqu’à présent, pour créer ces «jumeaux numériques», le scanner devait être déplacé manuellement par des opérateurs humains autour de l’objet à mesurer. Ceux-ci devaient effectuer la mesure avec une grande précision, guider la tête du capteur à une vitesse constante et maintenir une distance de mesure largement stable. Il en résultait parfois des signes de fatigue ou des données de mesure incomplètes.
Automatisation du processus de mesure
Les chercheurs du département Imagerie et Détection de l’IOF se sont penchés sur ce problème et ont cherché un moyen de rendre les mesures plus confortables pour l’homme, tout en rendant le processus opérationnel plus efficace. Selon le Dr Andreas Breitbarth, responsable du traitement d’image et de l’intelligence artificielle à l’IOF, « l’intégration de la tête de capteur récemment développée à Iéna avec Spot automatisera à l’avenir le processus de mesure du scanner goSCOUT3D et éliminera la nécessité d’une supervision humaine constante ».
Contrairement aux robots de mesure conventionnels employés le long des lignes de production et généralement montés en permanence, le robot quadrupède autonome peut se déplacer librement. Son agilité sur diverses surfaces permet d’enregistrer l’objet de mesure dans son intégralité, sous tous les angles ainsi qu’à différents niveaux, comme sous un rail de guidage.
Mesures autonomes
Pour atteindre ces objectifs applicatifs, une coordination fiable entre le robot et le capteur 3D est nécessaire. Ainsi, un calibrage main-œil est utilisé pour relier le capteur 3D au système de coordonnées du robot. Dès que le robot marcheur est ainsi calibré par rapport au scanner, il peut être programmé par des experts humains pour mesurer des objets prédéfinis.
« Avant le processus de mesure proprement dit, la vitesse, l’emplacement précis de la mesure et d’autres paramètres importants sont soumis par un opérateur humain à Spot, afin que le robot quadrupède puisse effectuer les scans de la même manière qu’un être humain, sans que celui-ci ait besoin d’être physiquement présent », explique pour conclure le Dr Breitbarth.
Légende illustration : Des chercheurs ont associé le scanner 3D portable goSCOUT3D à un chien robot. Crédit : © Fraunhofer IOF
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