Réalité mixte : L’avancée la plus significative en métrologie 3D à grande échelle depuis le Laser Tracker

Analyse dimensionnelle 3D et contrôle de la qualité

Réalité mixte : L’avancée la plus significative en métrologie 3D à grande échelle depuis le Laser Tracker

 

Analyse dimensionnelle 3D et contrôle de la qualité

Réalité mixte : L’avancée la plus significative en métrologie 3D à grande échelle depuis le Laser Tracker

 

En raison de leur grande précision sur de larges plages de mesure, les laser trackers ont constitué une avancée révolutionnaire en matière de métrologie 3D à grande échelle pour l’aérospatiale, les transports terrestres, l’énergie et la construction navale, entre autres. Auparavant, diverses méthodes permettaient d’optimiser l’efficacité de l’utilisation des laser trackers : la présence de deux opérateurs qui travaillaient ensemble, l’affichage de la géométrie des items mesurés à l’aide de projecteurs externes, et l’utilisation d’un téléphone portable comme télécommande.

Ces techniques ont aujourd’hui atteint leurs limites.

Heureusement, la technologie qui permet de les dépasser existe déjà. Grâce à leur écran holographique, leurs systèmes de suivi, leurs caméras, leur scanners 3D et leur puissant logiciel, les lunettes intelligentes HoloLens 2 de Microsoft améliorent, selon un ordre de grandeur, la performance des mesures à grande échelle lorsqu’elles sont associées à l’application PolyWorks|ARMC d'InnovMetric. Avec la réalité mixte, la métrologie à grande échelle ne sera plus jamais la même :

  • Les opérateurs mesurent toujours les bonnes entités, car les graphiques de guidage sont superposés sur l’item mesuré.
  • Les grands écrans et les projecteurs externes sont inutiles.
  • Les opérateurs peuvent travailler les mains libres.
  • La modification des tâches d’inspection se fait en un seul geste.

Petites ou grandes mesures

 

Pour les objets de moins de deux mètres, la mesure 3D est simple. L’opérateur connaît à tout moment sa position par rapport à ce qu’il mesure. Il peut généralement reconnaître ce qu’il voit sur un écran d’ordinateur et l’associer à un emplacement sur l’item à mesurer. Il sait comment atteindre l’élément de mesure suivant selon la séquence prédéfinie et peut revenir rapidement à l’ordinateur s’il a besoin d’une souris ou d’un clavier pour interagir avec le logiciel de mesure 3D.

Lorsque la taille des items mesurés dépasse cinq mètres, les problèmes de performance des mesures se compliquent. L’opérateur peut éprouver des difficultés à comprendre sa position dans l’espace et à cibler une entité à mesurer parmi une foule d’autres entités. Il est de plus en plus difficile d’établir la correspondance entre un écran d’ordinateur et un lieu physique. L’opérateur peut être amené à parcourir plusieurs mètres pour atteindre l’élément de mesure suivant. Le fait de revenir à l’ordinateur pour utiliser le logiciel de mesure 3D augmente le temps de travail.

Avec l’arrivée des laser trackers, les clients ont rapidement commencé à adapter leurs techniques de mesure à grande échelle. Ces tâches nécessitaient souvent deux opérateurs : l’un effectuant physiquement les mesures, l’autre à l’ordinateur, pilotant le logiciel de mesure pour lancer les fonctionnalités et répondre aux questions. D’autres adaptations ont consisté à rediriger l’écran de l’ordinateur vers un moniteur plus grand, un écran de projection ou un mur blanc afin d’améliorer l’aspect visuel pour les opérateurs.

Bien que ces solutions initiales aient amélioré le flux de travail, elles étaient imparfaites. La nécessité d’avoir deux opérateurs double le coût humain des tâches de mesure, et il est très difficile de maintenir le contact visuel nécessaire avec un écran fixe tout en se déplaçant dans un grand assemblage.

Les améliorations évoluent

Heureusement, deux types de technologie ont permis aux opérateurs de réaliser d’importants gains de performance en matière de tâches de mesure 3D à grande échelle.

Le premier type englobe les technologies de projection : des projecteurs laser qui projettent des contours en 3D à l’aide d’un faisceau laser, et des projecteurs par zone qui projettent des images. Les deux appareils peuvent projeter la géométrie de guidage et les résultats de mesure sur la surface d’items mesurés, ce qui facilite l’exécution des séquences de mesure et l’analyse des résultats de mesure.

Cependant, l’utilisation de projecteurs peut être difficile et contraignante. La localisation appropriée du projecteur dans le système de coordonnées de l’item mesuré pose des difficultés. Un projecteur ne peut atteindre que les surfaces visibles depuis son point de vue, ce qui peut nécessiter de déplacer le projecteur à plusieurs endroits ou d’acheter plusieurs projecteurs pour traiter efficacement les grands assemblages. Les nouvelles affectations nécessitent alors de nouvelles configurations. 

Le deuxième type de technologie qui a amélioré les tâches de mesure à grande échelle est le téléphone portable, que l’on peut rapidement transformer en télécommande grâce à des applications spécialisées. L’opérateur peut non seulement visualiser la géométrie de guidage et les résultats des mesures sur l’écran du téléphone portable, mais aussi faire correspondre facilement une caractéristique sur l’écran à un emplacement sur l’item mesuré, tout en étant à proximité du dispositif de mesure 3D et en utilisant un logiciel de mesure 3D qui adapte automatiquement son affichage à la position du dispositif de mesure 3D.

L’utilisateur peut également interagir avec l’ordinateur à distance, ce qui permet dans de nombreux cas à un seul opérateur de réaliser des mesures à grande échelle.

En outre, les informations visuelles en 3D sur un téléphone portable faisant office de télécommande sont toujours disponibles, car aucune zone d’ombre n’est créée, contrairement aux projecteurs.n

Les téléphones portables ont toutefois leurs limites. Beaucoup d’entre eux ne disposent pas des capteurs nécessaires pour mesurer leur orientation dans un espace 3D. Les affichages à l’écran correspondent uniquement à la vue de l’opérateur de l’item mesuré lorsque le téléphone portable est à proximité du dispositif de mesure 3D. L’opérateur doit également garder son téléphone portable avec lui lorsqu’il prend des mesures. S’il devait monter sur une échelle, par exemple, il aurait besoin de ses deux mains pour assurer sa sécurité.

La réalité mixte dépasse les attentes

La technologie émergente de la réalité mixte est en train de transformer la métrologie à grande échelle en offrant les mêmes avantages que les projecteurs et les télécommandes, mais sans leurs limites et en proposant plusieurs capacités puissantes supplémentaires.

Comparées aux projecteurs ou aux téléphones portables, les lunettes intelligentes HoloLens 2 de Microsoft présentent de nombreux avantages :

 

Ces lunettes intelligentes permettent de développer des applications de réalité mixte interconnectées avec un logiciel de mesure 3D pour les fonctionnalités de projection et de contrôle à distance. Des géométries stables projetées sur des items mesurés permettent de guider et d’examiner les résultats des mesures, quelle que soit la position de l’opérateur et sans zone d’ombre. Il n’y a pas de configuration fixe ; les opérateurs peuvent passer rapidement d’un item à l’autre à l’aide de gestes instinctifs pour interagir avec l’interface utilisateur. Les mesures sont plus sûres, car les opérateurs travaillent les mains libres.

Les capteurs des dispositifs de réalité mixte favorisent également des innovations majeures que ne permettent pas les projecteurs ou les télécommandes. La position et le point de vue de l’opérateur étant toujours connus, il est facile de rediriger vers lui le faisceau d’un laser tracker perdu. Il en va de même pour le changement d’emplacement de l’opérateur lorsqu’un déplacement important est nécessaire. La tête et les yeux permettent de contrôler un curseur et de créer facilement un point 3D à un endroit précis, tout comme de faire une annotation sur une carte en couleurs, signaler une défaillance ou définir un point de référence pour un alignement.

L’opérateur peut également utiliser ses mains pour manipuler la géométrie 3D dans le système de coordonnées des items. Il peut aligner des hologrammes 3D pour localiser le dispositif de réalité mixte en fonction de l’item, et saisir automatiquement des images de réalité mixte qui combinent réalité et hologrammes pour assurer la traçabilité des opérations de mesure manuelles.

Améliorer les tâches de métrologie à grande échelle selon un ordre de grandeur

La technologie d’affichage à réalité mixte fournit des outils de visualisation novateurs comme des instructions, des superpositions et des hologrammes pour améliorer à la fois le rendement de l’opérateur et les résultats de mesure. Faites l’expérience du guidage visuel et de la rétroaction fournie devant vos yeux, qui assurent l’exactitude des mesures chaque fois. Voyez la qualité s’améliorer.