La Numérisation 3D

La numérisation 3D peut être définie comme la capture de la forme d’un objet par la mesure dense de points : en effet on ne mesure pas une ou quelques cotes particulières, mais un grand nombre de points de la surface de l’objet. Chaque point de mesure est caractérisé par ses coordonnées P = ( x, y, z ) par rapport à un même repère.

L’utilisation de la numérisation 3D va de la simple vérification de forme au reverse-engineering complet.

Il existe de nombreux systèmes de numérisation 3D utilisant différentes méthodes : digitalisation mécanique, scanner laser, système à caméra et photogrammétrie, scanner à rayons X, etc. Chacun de ces systèmes correspond à un domaine d’application particulier.

Parmi ceux-ci, le labo NMP utilise un système basé sur la photogrammétrie et la projection de lumière structurée.

Système ATOS (gom.com) “Advanced Topometric Sensor”, mesure d’objets à haute densité de données et génération de nuages de points 3D.

Notre perception de l'espace est basée sur la vision binoculaire. Le système ATOS utilise le même principe : il est constitué de 2 caméras et d'un projecteur. La différence des images sur la caméra gauche et la caméra droite est fonction de la profondeur de l'objet visé. Pour mesurer avec précision cette profondeur, il est néanmoins nécessaire de pouvoir corréler les pixels des 2 caméras. Sans entrer dans les détails, c'est ce que permet la projection d'une série de franges par une optique située entre les 2 caméras.

La Copie numérique

Le copiage de forme (de moules, de matrices) était jadis réalisé à l’aide de systèmes de type pantographe. Le mouvement d’un palpeur parcourant la maquette était reproduit par un outil de fraisage. La copie numérique utilise de façon relativement directe les nuages de points issus d’une numérisation 3D afin de générer des trajets outil et ainsi reproduire par fraisage la maquette.

La définition de modèle virtuel polygonal basé sur les points de numérisation permet aussi la reproduction de la forme par prototypage rapide. La définition numérique permet ici beaucoup de liberté (symétries, facteurs d’échelle, etc).

Le Reverse-engineering

Le Reverse-engineering ou rétro-conception réalise un modèle numérique de qualité à partir d'un modèle physique existant. Le nuage des points issu de la numérisation 3D est utilisé pour reconstruire des surfaces de type CAO, c'est-à-dire une idéalisation de la maquette physique.

Modèle physique	Modèle virtuel : points et surfaces CAO