DÉVELOPPEMENT DE MÉTHODES D'INTÉGRATION DES MESURES DE CHAMPS

THÈSE


En vue de l'obtention du

DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE

Délivré par INP Toulouse
Discipline ou spécialité : Génie Mécanique


Présentée et soutenue par Marina FAZZINI
Le 01 décembre 2009

Titre : DÉVELOPPEMENT DE MÉTHODES D’INTÉGRATION DES MESURES DE CHAMPS


JURY

Fabrice BREMAND Professeur des Universités, Université Poitiers Rapporteur
Bertrand WATTRISSE Professeur des Universités, Université Montpellier 2 Rapporteur
Michel GREDIAC Professeur des Universités, Université Blaise Pascal Examinateur
Michel BORNERT Enseignant Chercheur, École des Ponts ParisTech Examinateur
Laurent ROBERT Maître Assistant, EMAC Examinateur
Moussa KARAMA Professeur des Universités, ENIT Examinateur
Olivier DALVERNY Maître de conférences, ENIT Co-Encadrant de thèse
Sébastien MISTOU Maître de conférences, ENIT Directeur de thèse

Catherine BOSQUET Ingénieur EADS France Invitée
Christophe LIGU Ingénieur Airbus France Invité

Ecole doctorale : Mécanique, Energétique, Génie civil, Procédés (MEGeP)
Unité de recherche : Laboratoire Génie de Production de l'École Nationale d'Ingénieurs de Tarbes
Directeur de Thèse : Sébastien MISTOU

2bienRemerciemenens?etslCeC?line,tratoutvn'auraitail?deS?bastienth?seleurab?t?our?alis?onauwit,seinetdequil'?quipm'aevM?caniquebilit?,desm'aMat?riaux,souhaiteraisdesonStruc-ailturestetjetdeshe,Prolesc?d?scopines(M2SP)l'?quipdupausesLabplusoratoireDalvG?nieermisdeailProJ'aiductidisponleurs(LGP)cesdeaccueilliel'EcoleFNationaledesd'Ilabng?nieursdedeceTsansarbossible.es.pJeparttiensGillestout(Vd'abet,ordet?tsremercieroul'ensemr?d?,blelesdesCmemRomain)breetsmondehefsmonetjuryypoirourmenerleurstrare-demarquessoutenpeaucoupertinentillesse,tesnetimplicationleurshquestionslongconstructivMercies.oiUn?granddemerci.?l'ensemMicersonnesheletGr?LGPdparticipir?acloin(Professeurradesth?seUnivtoutersit?s,?t?Univremercieersit?di?renBlaised'AirbusPpuascal)ced'anotammenvUneoirauxpr?sid?Zalux,ceert,juryolo,,BisounoursFpabriceonsBr?-amandsur(Professeurdlernest,deserta,UnivMarie,ersit?s,pUnivlles,ersit?duPeoitiers)ouketourBertrand?Wlesattrisset(ProfesseurvdescUniv,ersit?s,MistouUnivOlivierersit?ernMondetpvellierp2)ded'a?vceoirvaccept?etdem'arappoirorterue.monbm?moireappr?ci?degenth?seleur(dansounid?laileurtret?qualit?ssumainescourt).auJedesouhaiteraisann?es.exprimerdetoutevmarreconnaissance?l'autreLaurenouttlaRobranceertJe(Ma?treremercierAssistanblet,pEMAdeC)'ENITetduCatherineoratoireBquiosquett?(EADSpIW)spdeour?leurtcollabvorationdetoutetauquilongceladepascesp3Jeann?es?galemenelesttespersonnesourquileurstconseils.prendreJe?remerciepro?galemenetttMicMarin.helpBornertparticuli?re(Enseignanfragueurstalou,ChercPlatucheur,Piv?coleKreykdesPPWitonCallaghan,tsKillerPNoufy)arisTourecbh),momenMoussapKaramass(Pro-sfesseurOasisdesAUnivauxe(RobrFsiC?cile,tCl?lia?C?line)s,ourENIT)soir?eset?ChristopheeLiguCR(Airbus(LaurFnce,rance)Td'aetvpoirlesparticipcaf?,?Makram?tousceautresjuryon.renduJetraremercieailmesagr?able.son4etRemerleurciementspEnn,inniejesansremealenrsacetie.masoutienfamillefailleetVplustinparticuli?remenourtpr?sence,mesaideparensontspatiencepour38T.able.des.mati?res.In.tro.duction.21de1.M?tho.des.optiquescul25.1.11.4Inotro.duction........o...................de.st?r?o.....A.............1.3.4.eaux.....A............261.3.71.2.Revue.des.tec.hniques.de.mesure.de.cam?rah.ademps.existan.tes1.4.3.d?placemen.....de...47.........corr?lation..26.1.2.1.M.esures.surfaciques..n.des.gris.........34.d'optimisation...........1.3.6.d?formations.............lusion........26.1.2.2.M.esures.surfaciquesd'imageset.hors-plan..........1.4.1.d'une.d'un.vision...M.3D...........esure.hamps....28.1.2.3.M46esuresplvSt?r?o-corr?lationolumiques......Conclusion...........................................33.I.terp29lation1.2.4nivConcdelusion....................1.3.5.lgorithmes.......................35.Cal.des..............30.1.3.Corr?lation.d'images....36.Conc.................................38.St?r?o-corr?lation..................30.1.3.1.Co.dage.de38laMsurfaced?lisation.c.et.capteur.st?r?o.......1.4.2.esure.forme.par.vision.................42.M.3D.c.de.ts31.1.3.2.F.onction.de.forme......1.4.4.p.ications.la.d'images.............1.5............................32.1.3.3.Co.ecien.t50de.6.TIABLE.DES.MA.TI?RES.2.Caract?risation3.1duProtosyst?melade.corr?lation.d'imagesyse2D.51772.1.In.tro.duction............................3.....3.2.......de.3.2.3.......cole...raction/compression..............52.2.2.M?thoCodes.d'?v.aluation.et.d'analyse.des.r?sultats......de...........G?om?trie.....tal......52c2.3cam?rasT.ransformationnmde?canique..St?r?o-corr?lation.......................3.3.3.......107.........3.4.1..........54.2.3.175T.raction/compression................Conclusion...................du.d'images.tro............54.2.3.2.Ci.s3Da.illemen.t....82.exp.............82.ue.des.osition.......n.e.de.......90................623.3.12.3.3?rimenT.ranslation.pure........3.3.2...............ranslation...............Outil................64.2.4nP.aram?tres.logiciel..........109...........2.5.4.dage...................................2.6..68.2.4.1.T.aille.de.fen?tre.de.c.or.r?.lation..............78.Caract?risation.syst?me.st?r?o-corr?lation.81.In.duction................68.2.4.2.M.o.de.de.calc.ul.(Step./82TReconstructionotal)-.st?r?oscopique.................3.2.1.cole.?rimen..................69.2.5.P.aram?tres.de3.2.2l'imagen.n.e.param?tres.p.des...........86.I.ue.c.de.taille.fen?tre.corr?lation.............3.3........71.2.5.1.T.aille.du.mouc.h.e.tis........95.Proto.exp.tal.........................96.T............71.2.5.2.Bruit..........98.T.pure.............................3.4.logiciel........................73.2.5.3.Saturation......109.A.al.d'images...............................T.ABLE.DES.MA.TI?RES.7.3.4.2.Pr?paratio.n.d'essais..pl...Princ.....128.......Princ.........m.......de................112.3.5.Conclusion..........120.........de.ts.............126.......?tho.......pl.................142..113.4.Iden.tication.?120partei.r.des.mesures.de.c.hamps.115.4.1AIn.tro.duction............4.5.recalage.d?les.........126.e.................D.fonction...........4.5.3.de........116.4.2.LeAprobl?me.d'iden.tication............4.6...................145....................116.4.34.4.1Revueipdes.m?tho.des.d'iden.tication.existan.tes......................4.4.2.p.ication......117.4.3.1.M.?tho.des.it?rativ.es............122.M?tho.de.de.o.?l?men.nis.................4.5.1.ip..........118.4.3.2.M.?tho.des.non.it?rativ.es..........4.5.2.?nition.la.co?t.....................127.M.des.r?solution....119.4.3.3.Syn.th?se..............4.5.4.p.ication...............................134.Conclusion..............120.4.4.M?tho.de.des.c.h.am.ps.virtuels....Conclusion..MA8DESTTI?RESABLEp
x
.1carbExemple.d.'.image.syn.th?tiqueth?tique.d?placemen...45.[F...azzini...(c).d?form?e.....capteur...ts.?lastom?res.mesur?.escu...lors.......eaux...syn23(c)2.Exemple.de.d?place.men44ts.mesur?s.p.acr-corr?lationst?r?o-corr?lationded'imagesd?forman1.13um?riquesune24lors1.1.Zones.d'?tude.surdeunegrandeimagebd.e.r?f?rence.et.sur2.1uneiimageet.d?form?e.52.?.pixels,31leur1.2tPr?sen.tation.de.deux.t.yp.e.s.deCalibragemoucst?r?ohetis..........D?termination.de.par...1.12.sur.200%.i.07a].en.st?r?o-corr?lation.ette.o.essai.jus31.1.3.Choix.p.ossibles.des1.14pnoinusinagets(1s)vWoisins07]...................d'image.et.de.gris.d'auto.ondan.........Exemples.:.(a).des36able1.4=0.1)?l?menhamptsuivde.r?f?rence.dans.le.c.as.d'un.quadrilat?re.?.4.n?uds..............1.1037d'un1.5deMovisiond?le.g?om?.tr.i.que.d'une.cam?ra........1.11.du.hamp.d?placemen.3D.st?r?o.....46.Champ.d?formations.un.?.de.t.on.azzini.48.Cisaillem.t39par1.6surR?f?ren?prouvtielsentridimensionnelsone/epd'xyud'unnIosipcapteur[Cazade06]st?r?o.vision..................48.Champ41d?placeme1.7tPrincipd'une?st?r?oscopiquevitesse.[F.07b,.eh.e.....................................49.Exemple.syn.(a),.h.stogramme42niv1.8deDroite(b)?pipfonctionolairecorr?lation.corresp.t.................2.2.d'images.th?tiques.r.f?rence.et.(.=260.(b).=0.02,.T.et.c.de.tguresancorrespdan.on-.t..........43.1.9.Calibrage.a.v.ec.le.syst?me.Aramis.[Ara.06]........54.2 MaxRMS(U) RMS(U)=D U p;xx
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