WO2007006895A2 - Optical plotting system, emitting device, detecting and determining device and corresponding methods - Google Patents

Optical plotting system, emitting device, detecting and determining device and corresponding methods Download PDF

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WO2007006895A2
WO2007006895A2 PCT/FR2006/001569 FR2006001569W WO2007006895A2 WO 2007006895 A2 WO2007006895 A2 WO 2007006895A2 FR 2006001569 W FR2006001569 W FR 2006001569W WO 2007006895 A2 WO2007006895 A2 WO 2007006895A2
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light beams
light beam
emitting device
optical
wavelength
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WO2007006895A3 (en
Inventor
Olivier Bouchet
Jean-Claude Carlach
Original Assignee
France Telecom S.A.
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Publication date
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Publication of WO2007006895A3 publication Critical patent/WO2007006895A3/en

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/70Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S1/703Details
    • G01S1/7032Transmitters

Definitions

  • the invention relates to an optical tracer system and an emitting device for such an optical tracer system.
  • the invention also relates to a method for determining the coordinates of an emitting device of such an optical tracer system and a computer program for the implementation of such a method. It finds application, for example, in the field of virtual reality or augmented reality.
  • Virtual reality is a way for humans to visualize, manipulate and interact with complex data using a computer, by immersing themselves in a virtual world. These data make it possible to modify the virtual environment according to the real movements and displacements (according to six degrees of freedom) of the user, so as to recreate the conditions of vision, in the virtual environment, associated with these movements and displacements. , the six degrees of freedom being three translations along three axes of an orthogonal reference and three rotations around these same axes.
  • the notion of immersion is less because it is a question of obtaining a vision of the virtual environment superimposed on the real environment; said virtual environment is a complement, an enrichment of the real environment.
  • position sensor position sensor
  • position tracking device any displacement of a sensor implies a modification of the virtual environment.
  • viewing helmets which comprise a visor where a display device is housed and which are provided with position sensors.
  • the modification of the virtual environment then involves a modification of the display on the visor display device in connection with the software application of the computer.
  • the user can modify and interact with the virtual environment using an external device (glove, mouse, ...) which is also provided with one or more sensors.
  • Position determination systems use different technologies.
  • optical systems consisting of:
  • markers consisting of infrared light-emitting diodes fixed on a user whose positions are read by at least one camera and from which are deducted the movements of the user.
  • a computer correlates the images delivered by la ⁇ m each camera system and, from these 5 images 2D computer determines the 3D position of the various markers. It is then necessary to have complex processing tools to be able to perform the correlation in real time between the 2D images obtained and the 3D positions of the user while meeting the needs of short response time.
  • a mobile emissive device emitting at least one light beam through a filter producing a radially symmetrical or unsymmetrical profile
  • At least three detection devices capable of detecting the characteristics of the beams thus emitted.
  • a processing unit connected to the detection devices and adapted to determine the different spatial coordinates of the emitting device according to the characteristics of the beams received.
  • An object of the present invention is to provide an optical tracer system which does not have the drawbacks of the prior art.
  • an optical tracer system for determining the coordinates of an object in a marker, said optical tracer system comprising: at least one emitting device adapted to emit, in a given direction, at least two beams illuminated so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code related to said direction;
  • At least one detection device capable of determining each of said emitted light beams
  • each emissive device being fixed to said object or fixed in said mark and each detection device being respectively fixed in said mark or fixed to said object;
  • a processing unit connected to said or each detection device and adapted to determine the coordinates of said object in the marker according to said at least two light beams thus detected by said or each detection device and knowledge of said optical code.
  • the optical tracer system is such that the word of said optical code results from a multiplexing of said at least two light beams, allowing precise determination of the coordinates.
  • the multiplexing is a wavelength division multiplexing.
  • the multiplexing is a time multiplexing.
  • the optical code is generated by a plurality of light beam generators, each light beam consisting of a wavelength different from the wavelengths. waves of the other light beams, and a plurality of masks, each mask receiving the light beam emitted by one of the light beam generators and comprising respectively at least one zone transparent to said beam thus received and at least one opaque zone to said beam and received.
  • the optical code is generated by a light beam generator, the light beam consisting of a wavelength, and a mask receiving the light beam and comprising respectively at least one zone transparent to said beam and at least one opaque zone to said beam and the geometries of the transparent and opaque zones vary over time.
  • the optical code is generated by a plurality of light beam generators arranged in bands that can be respectively on or off.
  • the wavelengths of the light beams emitted by each band are different.
  • the position and / or the number of bands on or off vary over time.
  • the optical code is generated by a plurality of light beam generators which are successively switched on and off, the set of beams consisting of the same wavelength , and a plurality of masks, each mask receiving the light beam emitted by one of the generators of light beam and comprising respectively at least one zone, transparent to said beam thus received and at least one opaque zone to said beam thus received.
  • each mask is different from the geometry of the other masks.
  • the invention also proposes an emitting device for optical tracer system, the emitting device being adapted to emit, in a given direction, at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction and which results from a multiplexing of said at least two light beams.
  • the optical code is generated by a plurality of light beam generators and a plurality of masks, each mask receiving the light beam emitted by one of the light beam generators and comprising respectively at least one transparent zone. beam thus received and at least one opaque zone to said beam thus received.
  • each light beam consists of a wavelength different from the wavelengths of the other light beams.
  • the optical code is generated by a light beam generator, the light beam consisting of a wavelength, and a mask receiving the light beam and comprising respectively at least one zone transparent to said beam and at least one opaque zone to said beam.
  • the geometries of the transparent and opaque zones vary over time.
  • the optical code is generated by a plurality of light beam generators arranged in bands that can be respectively on or off.
  • the position and / or the number of bands on or off vary over time.
  • the optical code is generated by a plurality of light beam generators which are successively switched on and off, the set of beams consisting of the same wavelength, and a plurality of masks, each mask receiving the light beam emitted by one of the light beam generators and comprising respectively at least one zone transparent to said beam thus received and at least one opaque zone to said beam thus received.
  • the invention also proposes a method for emitting light beams in a given direction, the method comprising a step of multiplexing at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction and a step of transmitting the light beams thus multiplexed.
  • the invention also proposes a detection and determination device capable, on the one hand, of determining the values of the wavelengths of at least two light beams emitted by an emitting device in a given direction, and multiplexing so as to said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction, and secondly, determining the coordinates of said emitting device according to the knowledge of said wavelengths. determined and knowledge of said optical code.
  • the invention also proposes a detection and determination method comprising:
  • the invention also proposes a computer program comprising the instructions necessary for implementing the previous transmission method.
  • the invention also proposes a computer program comprising the instructions necessary for implementing the preceding detection and determination method.
  • FIG. 1 represents an optical tracer system according to the invention in a spatial environment
  • FIG. 2 is a schematic view of an optical tracer system with two wavelengths whose emitting device moves rectilinearly
  • FIG. 3 is a schematic view of a three-wavelength optical tracer system whose emitting device moves in a rectilinear manner
  • FIG. 4a and FIG. 4b are examples of masks for an optical tracer system
  • FIG. 4c represents an emissive device provided with the masks of FIGS. 4a and 4b and whose coordinates in a plane can be determined
  • FIG. 5 shows an exemplary code resulting from the use of an optical tracer system comprising the set of masks of FIGS. 4a and 4b
  • FIG. 6 is a schematic view of an eight-wavelength optical tracer system for a cylindrical emitting device
  • FIG. 7a and FIG. 7b show a set of masks for an optical tracer system with a cylindrical emissive device
  • FIG. 8a and FIG. 8b show a set of masks for a system of 0 optical tracer in a coordinate system in spherical coordinates
  • FIG. 9a, FIG. 9b and 9c are schematic representations of masks for an optical tracer system whose emitting device can perform any rotations on itself
  • FIG. 10 shows an embodiment of a detection device of an optical tracer system
  • FIG. 11 represents an emitting device of an optical tracer system according to the invention
  • FIG. 12 shows another embodiment of an emitting device of an optical tracer system
  • FIG. 13 shows another embodiment of an emitting device of an optical tracer system
  • FIG. 14 shows another embodiment of an emitting device of an optical tracer system
  • FIG. 15 represents an algorithm for determining the linear and / or angular position of an emitting device.
  • a light beam will be said at a wavelength ⁇ if the light of this beam has a spectral width centered on this wavelength ⁇ and two light beams will be said to have different wavelengths if their spectral widths do not overlap.
  • optical tracer system is more precisely described in the case of a determination of the coordinates of one or more emitting systems, but the invention applies in the same way when the or each emitting system is attached to an object.
  • the optical tracer system then makes it possible to determine the coordinates of said object.
  • Fig. 1 shows an optical tracer system 100 comprising an emitting device 102, two detecting devices 114 and 116 and a processing unit 110, connected to the detecting devices 114 and 116.
  • the detection devices 114 and 116 have been set up on two non-coplanar walls defining a space 108.
  • An orthonormal fixed reference (O, X 5 Y, Z) is defined in the space 108 so that the XOZ plane is parallel to one of the walls and the YOZ plane is parallel to the other wall.
  • the emitting device 102 is movable in the reference (O, X, Y, Z) while the detection devices 114 and 116 are fixed in this same frame.
  • the detection devices 114 and 116 consist, for example, of CCD sensors ("Charge Charge Device” in English or “Charge Transfer Device” in French), of photosensitive linear CMOS strips ("Complementary Metal Oxide Semi-conductor” in English). ), PIN diodes or APD diodes ("Avalanche Photo Diode” in English), with which is associated a detection unit (not shown) which allows the detection of one or more lengths -d wave.
  • the detection devices may also consist of spectrometers or lambda-meters. Each detection device 114, 116 can thus determine the values of several wavelengths simultaneously or the value of each of them during fast sequences.
  • the wavelength detecting devices have an angular detection aperture which is centered around a main detection direction which is preferably; oriented parallel to one of the axes of the reference (O, X, Y, Z).
  • Each detection device 114, 116 is thus capable of determining the light beams emitted by each of the emitting devices.
  • Fig. 2 is a schematic view of a two-wavelength optical tracer system whose emitting device 102 moves in a rectilinear manner.
  • the emitting device 102 moves only parallel to an axis X in the XY plane and consists here of two light beam generators 201 and 202.
  • the light beam generator 201 emits a beam at a wavelength ⁇ i and the light beam generator 202 emits a beam at a wavelength ⁇ 2 different from X 1 .
  • the emitting device 102 also comprises two masks 206 and 208, the mask 206 receiving the wavelength beam ⁇ i and the mask 208 receiving the wavelength beam ⁇ 2 . Each of these masks is preferably arranged parallel to the X axis.
  • a single detection device 212 has been arranged on the X axis so as to be able to capture the light beams coming from the emitting device 102 and to determine the values of the wavelengths received.
  • Each of the masks 206, 208 has a geometry different from that of the other mask.
  • the mask 206 is divided into a transparent zone 206a for the wavelength ⁇ j and an opaque zone 206b for the wavelength
  • the mask 208 is divided into a transparent zone 208b for the wavelength ⁇ 2 and two zones 208a and 208c that are opaque for the wavelength
  • Each of the transparent and opaque areas extends orthogonally to the XY plane. To facilitate the understanding of the invention, it is considered here that the masks
  • the transparent zone 206a and the opaque zone 206b of the mask 206 also have the same surface, that is to say that each of them has a surface equal to half the surface of the mask 206.
  • the mask 208 consists of the first opaque zone 208a, the transparent zone 208b and the second opaque zone 208c.
  • the area of the transparent area 208b is equal to the sum of the areas of the two opaque areas 208a and 208c, i.e., each opaque area 208a, 208c has an area equal to one quarter of the area of the mask 208 and that the surface of the transparent zone 208b is equal to half of the surface of the mask 208.
  • the transparent zones are thus emission zones of the corresponding light beams and the opaque zones are zones of non-emission of the corresponding light beams.
  • This configuration makes it possible to create a code 210 with four "words" 210a, 21Ob 3 210c and 21Od, each consisting of the superposition of the beams emitted by the light beam generators 201 and 202 after they pass through the masks.
  • the code 210 is fixed but it moves at the same time as the emitting device 102. Thus, when the emitting device 102 moves, the detection device 212 successively sees the four words 210a, 210b, 210c and 21Od of the code 210 and the processing unit can determine the absolute position of the emitting device
  • the first word 210a is representative of the reception by the detection device 212 of the wavelength beam ⁇ through the transparent zone 206a and of no beam through the mask 208 since the wavelength beam ⁇ 2 is stopped by the opaque zone 208a.
  • the first word 210a can thus be represented by the binary code "10".
  • the second word 210b is representative of the reception by the detection device 212 of the wavelength beam ⁇ i through the transparent zone 206a and the wavelength beam ⁇ z through the transparent zone 208b.
  • the second word 210b can thus be represented by "11".
  • the third word 210c is representative of the reception by the detection device 212 of the wavelength beam ⁇ 2 through the transparent zone 208b and of no beam through the mask 206 since the wavelength beam ⁇ i is stopped by the opaque zone 206b.
  • the third word 210c can thus be represented by "01".
  • the fourth word 21Od is representative of the reception by the detection device 212 of no beam through the mask 206 since the wavelength beam Xi is stopped by the opaque zone 206b and no beam through the mask
  • the fourth word 21 Od can thus be represented by "00".
  • each component of each word 210a, 210b, 210c, 21Od represents the state (emission or non-emission) of one of the light beams from the emitting device 102.
  • the four words 210a, 210b, 210c, 21Od thus determine four directions in which the emitting device 102 emits, for each, two multiplexed light beams.
  • Each word 210a, 210b, 210c, 21Od of the code 210 is then linked to a particular direction. In general, if the number detection device i is illuminated
  • the transmission device transmission area i, respectively non-emission area i
  • the output bit bj of the detection device is 1 (respectively 0 ).
  • the optical codes generated are so-called Gray codes, that is to say that the passage of a word from the code to the next word during the linear and / or angular displacement of an emitting device entails the modification of one bit, reducing the possibility of errors during measurements.
  • Every word of Gray code is a binary word N ⁇ bits "V whose rank is:
  • Gray thus defined have a cyclic structure particularly interesting in the case of circular or spherical geometry.
  • the dimension of the detection device 212 in the X-axis direction is smaller than the width of the smaller transpatent or opaque zone.
  • the smallest width is the width of the opaque areas
  • each mask 206, 208 is broken down into elementary elements, each of which represents a bit.
  • the size of each elementary element is here that of the opaque areas of mask referenced 208 and is represented by dashed lines.
  • the transparent areas of each mask and the opaque zone of the mask referenced 206 then have here sizes equivalent to two elementary elements.
  • the processing unit (not shown in this embodiment) connected to the detection device 212 thus determines the absolute coordinates and, in particular, the absolute linear position of the emitting device 102 from the values of each of the wavelengths received and the knowledge of the code 210. Indeed, the determination of the wavelengths received makes it possible to determine the received word and therefore the position of the emitting device 102.
  • r ⁇ Fig. 3 is a schematic view of a three-wavelength optical tracer system whose emitting device 102 moves in a rectilinear manner parallel to an X axis in an XY plane on which a detection device 312 has been arranged so as to it is possible to pick up the light beams coming from the emitting device 102 and to determine the values of the wavelengths.
  • the emitting device 102 here consists of three light beam generators 302a, 302b and 302c.
  • the light beam generator 302a emits a beam at a wavelength.
  • the light beam generator 302b emits a beam at a wavelength.
  • light beam 302c emits a beam at a wavelength The three wavelengths are all different from each other.
  • the emissive device 102 also includes three masks
  • the mask 304a receiving the wavelength beam X 1
  • the mask 304b receiving the wavelength beam ⁇ 2
  • the mask 304c receiving the wavelength beam
  • Each of these masks is preferably arranged parallel to the X axis.
  • the three light beam generators 302a, 302b and 302c have been shown with different sizes and arranged at the same point, but they are preferably of the same size and are distributed along the Z axis.
  • the three cones of FIG. diffusion 312a, 312b and 312c from the three light beam generators respectively 302a, 302b and 302c are superimposed.
  • Each of the masks 304a, 304b, 304c has a different geometry than the other masks.
  • FIG. 4a An embodiment of masks 304a, 304b, 304c is given in FIG. 4a.
  • the mask 304a divides into a transparent zone 406b for the wavelength ⁇ i and a zone 406a opaque for the wavelength
  • the mask 304b is divided into a transparent zone 408b for the wavelength ⁇ 2 and two zones 408a and 408c opaque for the wavelength
  • the mask 304c is divided into two zones 410b and 41Od transparent for the wavelength three zones 410a, 410c and 410e opaque for the wavelength
  • the masks 304a, 304b, 304c have the same surface.
  • the transparent area 406b and the opaque area 406a of the mask 304a also have the same area, i.e., each of them has a surface equal to half of the area of the mask 304a.
  • the mask 304b consists of the first opaque zone 408a, the transparent zone 408b and the second opaque zone 408c.
  • the area of the transparent area 408b is equal to the sum of the areas of the two opaque areas 408a and 408b, i.e., each opaque area 408a, 408b has an area equal to one quarter of the area of the mask 304b and that the surface of the transparent zone 408b is equal to half of the surface of the mask 304b.
  • the mask 304c consists of the first opaque zone 410a, the first transparent zone 410b, the second opaque zone 410c, the second transparent zone 41OD and then the third opaque zone 410e. The different zones are distributed symmetrically on the mask 304c.
  • each transparent area 410b, 41Od and the area of the central opaque area 410c is equal to one quarter of the area of the mask 304c and the area of each lateral opaque area 410a, 410e is one-eighth of the area of the mask 304c.
  • the areas transparent to the wavelengths are thus emission zones of the corresponding light beams and the opaque zones at the wavelengths are zones of non-emission of the corresponding light beams.
  • Each of the transparent and opaque areas extends orthogonally to the plane
  • each mask consists of elementary elements each of which represents a bit.
  • the size of each elementary element is here the size of the smallest areas and each of these elementary elements is represented by dashed lines.
  • the areas whose dimensions are greater than those of these elementary elements are, in fact, made up of a plurality of these elementary elements.
  • the processing unit (not shown in this embodiment) connected to the detection device 312 of the Fig. 4 thus determines the absolute coordinates and, in particular, the linear position of the emitting device 102 from the values of each of the received wavelengths and the knowledge of the code 308.
  • the line referenced 306a is a binary representation of the mask
  • the line referenced 306b is a binary representation of the mask 304b receiving the wavelength beam ⁇ %.
  • the line referenced 306c is a binary representation of the mask 304c receiving the wavelength beam ⁇ 3 .
  • the configuration of FIG. 3 makes it possible to create a code 308 for eight 310a words, 310b, 310c, 31Od 5 310e, 310F, 310g and 310h consist of light beams resulting from the superposition of the beams emitted by the generators of light beams 302a, 302b, 302c after passing through the masks 304a, 304b, 304c.
  • e code 308 is frozen but it moves along with the emitting device 102.
  • the detection device 312 always receives one of the code words 308 and the processing unit can determine the position of the emitting device 102 with respect to the detection device 312 as a function of the word received by it.
  • the words are here represented by a triplet of bits, each element being representative of the masking or not of the wavelength considered.
  • the word referenced 310a represented by the triplet (0, 0, 0) shows that the detector 312 receives no light beam from the three light beam generators 302a, 302b, 302c.
  • the referenced word 310b represented by the triplet (0, 0, 1), shows that the detector
  • 312 receives no light beam from the light beam generators 302a and 302b and receives a light beam from the light beam generator 302c.
  • each component of each word 310a, 310b, ... 31Oh represents the state (emission or non-emission) of one of the light beams from the emitting device 102.
  • Each word of the code 308 thus each determines a direction in which the emitting device 102 emits three multiplexed light beams. Each word of the code 308 is then linked to a particular direction. Let "f" distance generators light beams 302a, 302b 302c at their 5 mask 304a, 304b, 304c respectively.
  • F be the distance of the masks 304a, 304b, 304c to the XZ plane on which the detection device or devices 312 are located.
  • ' ⁇ ' be the half divergence angle of each light beam generator 302a, 302b, 302c
  • the detection of a word of rank "j" by the detection device makes it possible to determine the distance AX traversed by the disp ir of the formula:
  • SK 7.81 mm, which is the smallest distance that can be detected.
  • the uncertainty of the measure is
  • the rank j is 72 and the distance AX is 562.5 mm. Since in the first interval none of the detectors receives a light beam, the equivalent binary code is identical to the binary code when the
  • FIG. 4a represents an example of
  • Fig. 4b represents an example of masks of a second type 404a, 404b, 404c whose transparent and opaque areas have been rotated by 90 ° compared to masks of the first type of Fig.4a.
  • the mask 404a splits into a transparent area 412b for the wavelength and an opaque area 412a for the wavelength
  • the mask 404b divides into a transparent zone 414b for the wavelength two zones 414a and 414c opaque for the wavelength ⁇ 5 .
  • asq 4c splits into two transparent 416b and 416d zones for the wavelength t three zones 416a, 416c and 416e opaque for the wavelength
  • Fig. 4c represents an emitting device 102 comprising six light beam generators at different wavelengths and six masks 304a, 304b, 304c, 404a, 404b and 404c.
  • the masks are arranged on the same face of the emitting device 102 which is supposed to be able to move in an XY plane parallel to this face.
  • a detection device is arranged at a certain distance from the face along the axis Z so as to receive the different light beams.
  • the three masks of the first type 304a, 304b and 304c are arranged along the axis X to allow the determination of the position of the emitting device 102 along the axis X.
  • 404a, 404b, and 404c are disposed along the Y axis to enable determination of the position of the emitting device 102 along the Y axis.
  • Fig. 5 represents the optical code 502 generated by the emitting device 102 of FIG. 4c.
  • Each box 504 represents a word of the code 502 received by the detection device.
  • Each word of the code 502 consists of a sextupled binary whose first three digits represent the beams received from the masks of the first type 304a, 304b and 304c and whose last three digits represent the beams received from the masks of the second type 404a, 404b and 404c.
  • Each word being unique, the reading of the word by the detection device, that is to say the determination of the wavelengths received and the knowledge of the code 502, makes it possible to determine the absolute coordinates of the emitting device 102.
  • the code 502 is fixed but it moves at the same time as the emitting device
  • the processing unit can determine the position of the emitting device 102 with respect to the detection device. function of the word received by it.
  • Each word of the code 502 thus each determines a direction in which the emitting device 102 emits a plurality of multiplexed light beams. Each word of the code 502 is then linked to a particular direction.
  • Fig. 6 is a schematic view of an optical tracer system with eight wavelengths for an emitting device 102.
  • the emitting device 102 can move in translation along an axis of displacement 602 and in rotation about this axis of displacement 602.
  • the emitting device 102 consists of eight light beam generators.
  • Each light beam generator emits a beam at a wavelength different from that of the other beams.
  • Each light beam generator is disposed inside a mask 606a, 606b, 606c, 606d, 608a, 608b, 608c, 608d of cylindrical shape whose axis coincides with the axis of displacement 602.
  • Each of the masks 606a, 606b, 606c, 606d, 608a, 608b, 608c, 608d has a geometry different from that of the other mask.
  • the detection devices 610g and 610h are arranged at a distance from the axis of movement 602.
  • the detection devices are arranged on an axis 604 parallel to the axis of displacement 602 but any other distribution is possible. For example, it is possible to distribute the detection devices around the movement axis 602.
  • 602 is determined by the analysis of the light beams received from the masks of the first type 606a, 606b, 606c, 606d and the angular position of the emitting device 102 around the axis of displacement 602 is determined by the analysis of the light beams received from the masks of the second type 608a, 608b, 608c, 608d.
  • FIG. 7a An exemplary embodiment of masks of the first type 606a, 606b, 606c, 606d is given in FIG. 7a.
  • FIG. 7b An exemplary embodiment of masks of the second type 608a, 608b, 608c, 608d is given in FIG. 7b.
  • Fig. 7a shows four examples of masks of the first type 606a, 606b, 606c, 606d.
  • the mask 606a is divided into a transparent area 712a for the wavelength ⁇ i and an area 712b that is opaque for the wavelength
  • the mask 606b is divided into a transparent central zone for the wavelength ⁇ 2 and two opaque lateral zones 714b for the wavelength
  • the mask 606c is divided into two transparent lateral zones 716a for the wavelength ⁇ 3 and a central zone 716b that is opaque for the wavelength
  • the mask 606d is divided into four transparent zones 718a for the wavelength ⁇ 4 and three opaque zones 718b for the wavelength
  • the transparent and opaque areas of the masks of the first type have the shape of a cylinder portion.
  • Fig. 7b shows four examples of masks of the second type 608a, 608b, 608c, 608d.
  • the mask 608a splits into a transparent zone 762a for the wavelength and an opaque zone 762b for the wavelength
  • the 608b mask is divided into a 764a area that is tra nient for the length ond t an opaque 764b area for the wav length
  • the 608c mask is divided into two transparent 766a areas for the wavelength and two opaque areas 766b for the wavelength
  • the mask 608d is divided into four areas 768A transparent for the wavelength ⁇ 8 and four opaque areas 768B to the length ond
  • the areas transparent to the wavelengths are thus emission zones of the corresponding light beams and the opaque zones at the wavelengths are zones of non-emission of the corresponding light beams.
  • the transparent and opaque areas of the masks of the second type have the shape of a cylinder arc.
  • each component of each code word represents the state (emission or non-emission) of one of the light beams from the emitting device 102.
  • the optical code is representative of the various linear and angular positional combinations that can be taken by the emitting device 102.
  • T- - The code is fixed but it moves at the same time as the emitting device 102.
  • the processing unit can determine the position of the emitting device 102 with respect to the detection device according to of the word received by this one.
  • the rotation angle ⁇ can vary from 0 to 2 ⁇ .
  • the total rotation angle st divided into elementary corner elements corresponds to the number of possible words for the optical code.
  • the detection device By positioning the origin of the angles at the first word of the optical code, the detection of a word of rank "j" by the detection device makes it possible to determine the angle arcouru by the emissive device from the formula:
  • Fig. 8a and FIG. 8b show a set of masks for an optical tracer system whose emitting device moves in a coordinate system in spherical coordinates.
  • FIG. 8a represents four masks 802a, 802b, 802c, 802d which make it possible to determine the angle ⁇ .
  • An emissive device which would be desired to know the angular displacement according to the angle ⁇ , would comprise one or more of the masks
  • each mask comprises a light beam generator at a wavelength ⁇ , each wavelength preferably being different from the others.
  • the mask 802a surrounds a light beam generator at a wavelength ⁇ 1 and comprises a transparent area 812a at the wavelength ⁇ 1 and an area 812b that is opaque at the wavelength ⁇ 1.
  • the transparent zone 812a and the opaque zone 812b here have the shape of two half-spheres.
  • the mask 802b surrounds a light beam generator at a wavelength ⁇ 2 and comprises a transparent central zone 814a at the wavelength ⁇ z and two opaque lateral zones 814b at the wavelength
  • the mask 802c surrounds a light beam generator at a wavelength ⁇ 3 and comprises a central zone 816b that is opaque at the wavelength ⁇ 3 and two side zones 816a that are transparent at the wavelength.
  • the mask 802d surrounds a light beam generator at a wavelength ⁇ 4 and comprises four transparent areas 818a at the wavelength ⁇ 4 and three opaque areas 818b at the wavelength
  • the areas transparent to the wavelengths are thus emission zones of the corresponding light beams and the opaque zones at the wavelengths are zones of non-emission of the corresponding light beams.
  • a remote detecting device emitting device must be able to determine a change in wavelength when the rotation of the emissive device about an axis parallel to Z Z 1 and passing through the center of the spheres.
  • the masks must not be invariant by a rotation around the axis Z '.
  • Fig. 9b represents four masks 852a, 852b, 852c and 852d which make it possible to determine the angle ⁇ .
  • An emissive device whose angular displacement would be desired to know at the angle ⁇ , would comprise one or more of the masks 852a,
  • each mask here has the shape of spheres comprising at least one emission zone of a light beam at a wavelength and at least one non-emission zone of this light beam.
  • each mask comprises a light beam generator at a wavelength ⁇ , each wavelength preferably being different from the others.
  • the mask 852a surrounds a light beam generator at a wavelength ⁇ s and comprises an area 862a transparent to the wavelength ⁇ 5 and an area 862b opaque to the wavelength ⁇ s, the transparent area 862a and the area opaque 862b here have the shape of two half-spheres.
  • the mask 852b surrounds a light beam generator at a wavelength ⁇ 6 and comprises a central zone 864a transparent to the wavelength ⁇ and two opaque lateral zones 864b at the wavelength ⁇ (,.
  • the mask 852c surrounds a light beam generator at a wavelength ⁇ j and comprises a central zone 866b that is opaque at the wavelength ⁇ 7 and two lateral zones 866a that are transparent at the wavelength ⁇ 7 .
  • the mask 852d surrounds a light beam generator at a wavelength ⁇ s and comprises four transparent areas 868a at the wavelength ⁇ 8 and three opaque areas 868b at the wavelength ⁇ 8 .
  • a remote detection device of the emitting device must be able to determine a change of wavelength during the rotation of the emitting device around the point O.
  • the angle ⁇ can vary from 0 to 2 ⁇ while the angle ⁇ can vary from 0 to ⁇ (or from
  • the total rotation angle 2 # - is divided into 2 N * elementary elements of angle ⁇ and the total rotation angle ⁇ is divided into elementary elements of angle ⁇ .
  • the number of elementary elements corresponds to the number of possible words for the optical code.
  • the detection of a word of rank "j" by the detection device makes it possible to determine the angl and the angle traveled by the emitting device from the formulas:
  • the rank j is given by the formula:
  • the rank j is 72 and the angle A ⁇ is equal to 101,25 ° and the angle A ⁇ is 50.625 °.
  • the following calculation makes it possible to find the Cartesian coordinates of the emitting device knowing the Cartesian coordinates of two emissive devices and the values of the angles ⁇ and ⁇ determined by each of the emitting devices.
  • the Cartesian coordinates of the emissive device are (x, y, z).
  • FIG. 9a, FIG. 9b and FIG. 9c are schematic representations of masks for an optical tracer system whose emitting device can perform any rotations on itself without linear displacement.
  • the emitting device comprises ts 902a, 902b and 902c which are centered on the point O ', origin of the reference linked to the emissive device.
  • Fig. 1 represents such an emitting device 102 only one of the spheres is shown.
  • the landmark is linked to the emissive device so that any translation of the latter causes a displacement of the marker while a rotation of the emitting device does not cause any rotation of the marker.
  • the guide vectors of the marker have parallel to the direction vectors of the space 108 represented y- by (O 5 X 5 Y, Z) and remain whatever the movement of the emitting device while moving relative to it.
  • Figs. 9a, 9b and 9c are not shown in scale. Indeed, the three spheres can not be physically all three centered at the same point o, but given the distance between the point o and the detection device 904 which is very large compared to the dimensions of the emitting device, it is possible to make the approximation that the three spheres are centered at the same point o.
  • oD the line passing through o and by the detection device.
  • the position of the emitting device with respect to the detection device is determined by the calculation of three angles denoted ⁇ X, ⁇ Y and ⁇ Z.
  • the point referenced 904a represents the projection of the detection device in the XoZ plane and the angle ⁇ Z (Fig. 9a) is the elevation angle of the line oD with respect to the XY plane.
  • the point referenced 904b represents the projection of the detection device in the XoZ plane and the angle ⁇ X (Fig. 9b) is the elevation angle of the line oD with respect to the YZ plane.
  • the point referenced 904c represents the projection of the detection device in the plane YoZ and the angle ⁇ Y (Fig. 9c) is the elevation angle of the line oD with respect to the plane XZ 5 .
  • the sphere 902a forms a mask having transparent areas and opaque areas at the wavelength ⁇ i. These transparent areas and these opaque zones take the form of strips 906 parallel to the XY plane and are invariant by rotation around the Z axis.
  • Rotation other than that around the Z axis results in a change in the value of the wavelength received by the detection device 904 and can calculate the 'value of the angle ⁇ Z at a time t.
  • Sphere 902b forms a mask with transparent areas and opaque areas at the length of one These transparent zones take the form of strips 908 parallel to the YZ plane and are invariant by rotation about the X axis. Any rotation other than that around the X axis causes a change in the value of the wavelength received by the detection device 904 and makes it possible to calculate the value of the angle ⁇ X at a time t.
  • the sphere 902c forms a mask comprising transparent zones and opaque zones at the wavelength ⁇ 3 . These transparent areas and these opaque areas take the form of 910 strips parallel to the XZ plane and are invariant by rotation around the Y axis.
  • Any rotation other than that around the Y axis causes a change in the value of the wavelength received by the detection device 904 and makes it possible to calculate the value of the angle ⁇ Y at a time t.
  • T- In the case of FIG. 1 with an emitting device 102 with coordinates ' (x, y, z) and two detecting devices 114, 116 respectively having coordinates in the coordinate system (O, X, Y, Z) es following calculations to determine the position of the emissive device in the coordinate system (O, X, Y 5 Z).
  • the detection device 114 and the detection device ectively a vector and a vector which are representative of the directions of the direct optical paths
  • the emitting device 102 is at the intersection of the line passing through the first detection device 114 and the direction vector V x with the line passing through the second detection device 116 and the director vector V 2 .
  • Fig. 10 shows a virtual detection device 1006 of an optical tracer system whose accuracy is improved.
  • An emitting device 1002 moves in a space where a plurality of detection devices 1004a, 1004b and 1004c are disposed.
  • the detection devices 1004a, 1004b and 1004c are on the same plane and the processing unit determines, for each detection device 1004a, 1004b, 1004c, the angles representative of the position of the emitting device 1002.
  • an average is performed on the plurality of angles previously determined.
  • the virtual detection device 1006 thus consists of a plurality of detection devices 1004a, 1004b and 1004c.
  • the positioning of the detection devices 1004a, 1004b and 1004c form a symmetrical geometric figure.
  • the detection devices 1004a, 1004b and 1004c form an equilateral triangle and the virtual detection device 1006 is the center of gravity.
  • Figs. 11 to 14 show a plurality of embodiments of emitting devices according to the invention.
  • Each emitting device is adapted to emit, in a given direction, at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction and which results from multiplexing said at least two light beams.
  • Fig. 11 shows an emitting device 102 comprising a plurality of light beam generators 1104a, 1104b, 1104c and 1104d and a plurality of masks 1108a, 1108b, 1108c and 1108d.
  • Each of the light beams is a light beam at a wavelength different from the wavelengths of the other light beams, which avoids overlap of the wavelengths and uncertainty as to the position of the emitting device 102.
  • Each mask 1108a, 1108b, 1108c, 1108d is arranged in the passage of one of the light beams in order to hide part of each of the light beams.
  • the emitting device 102 may also include matching optics 1106a, 1106b, 1106c and 1106d which make it possible to focus each of the beams emitted by the generators 1104a, 1104b, 1104c and 1104d on the masks 1108a, 1108b, 1108c and 1108d.
  • An optical 1110 may be disposed at the output of the emitting device 102 in order to focus the light beams coming from the masks 1108a, 1108b, 1108c, 1108d.
  • Each mask 1108a, 1108b, 1108c, 1108d comprises at least one zone transparent to the beam that it receives and at least one zone opaque to this same beam.
  • the emission zones consist of the light beam generators 1104a, 1104b, 1104c, 1104d combined with the transparent zones of each mask 1108a, 1108b, 1108c, 1108d and the non-emission zones consist of light beam generators 1104a. , 1104b, 1104c, 1104d combined with the opaque areas of each mask 1108a, 1108b, 1108c, 1108d.
  • the optical code is thus generated by the plurality of light beam generators 1104a, 1104b, 1104c, 1104d, each light beam consisting of a wavelength different from the wavelengths of the other light beams and the plurality of masks 1108a. , 1108b, 1108c, 1108d, each maskTeceving the light beam emitted by one of the light beam generators and comprising respectively at least one zone transparent to said beam thus received and at least one opaque zone to said beam thus received.
  • each component of each word of the code generated by the emitting device 102 represents the state (emission or non-emission) of one of the light beams coming from the emitting device 102.
  • each detection device 114, 116 must be able to distinguish the beam from one or the other of the emitting devices 102, 104 , 106 to avoid a misinterpretation of the movement.
  • each emitting device 102 modifies the light beam emitted, different from that produced by the other emitting devices 104. 106.
  • the detection devices 114, 116 must then be adapted to recognize this change.
  • This modification of the light beam can take the appearance of a modification of the light beam emitted in amplitude modulation, frequency, pulsation, phase or other.
  • the emitting device 102 is provided with an identification module 1102 shown in FIG. 11 and which is adapted to modify the emitted light beam.
  • an identification module 1102 shown in FIG. 11 which is adapted to modify the emitted light beam.
  • two emitting devices 102, 104 can be distinguished by the fact that the frequency modulation characteristics of the light beams emitted by one of the emitting devices are not the same as the frequency modulation characteristics of the light beams emitted by the other emissive device.
  • Fig. 12 shows another embodiment of an emitting device 1300 whose size is reduced.
  • the emitting device 1300 comprises a light beam generator 1304, a mask 1308 and matching optics 1306 and 1310 which make it possible to focus the generated light beams.
  • the light beam generator 1304 preferably generates a beam at a wavelength.
  • the mask 1308 has areas transparent to the light beam thus generated and opaque areas to the same beam.
  • the emission zones thus consist of the light beam generator 1034 and the transparent zones of the mask 1308 and the non-emission zones consist of the light beam generator 1034 and the opaque zones of the mask 1308.
  • a mask may take, for example, the form of a liquid crystal display associated with an electronic control device for switching on or off certain parts of the liquid crystal screen.
  • each component of each word represents the state (emission or non-emission) of one of the light beams from the emitting device 1300 at a time t.
  • the first component is determined with a first configuration of the mask 1038, then the second component is determined with a second configuration of the mask 1038, etc.
  • the optical code is thus generated by the light beam generator 1304, the light beam consisting of a wavelength, and the mask 1308 receiving the light beam and comprising respectively at least one transparent zone to said beam and at least one zone.
  • opaque audit beam and the geometries of transparent and opaque areas vary over time.
  • Fig. 13 shows another embodiment of an emissive device that eliminates the use of the mask.
  • the emitting device 1400 comprises a plurality of light beam generators 1402 arranged in strips 1404a to 1404f which can respectively be turned on or off.
  • Such light beam generators may be light emitting diodes.
  • the emission zones and the non-emission zones thus consist of light beam generators in bands that are on or off.
  • each band 1404a to 1404f The wavelengths of the light beams emitted by each band 1404a to 1404f are different from each other.
  • the position and / or the number of bands on or off vary over time.
  • each component of each word represents the state (emission or non-emission) of one of the light beams from the emitting device 1400 at a time t.
  • the first component is determined with a first configuration of the light beam generators 1402, then the second component is determined with a second configuration of the light beam generators 1402, etc.
  • the optical code is thus generated by the plurality of light beam generators 1402 arranged in bands 1404a to 1404f and which can respectively be turned on or off.
  • Fig. 14 shows another embodiment of an emitting device 1500 which, with respect to the emitting device of FIG. 12 makes it possible to dispense with the use of a dynamic mask.
  • the emitting device 1500 comprises a plurality of light beam generators 1504a, 1504b, 1504c and 1504d, a plurality of masks 1508a, 1508b,
  • 1508c and 1508d and adaptation optics 1506a, 1506b, 1506c, 1506d and 1510 which make it possible to focus the light beams at the output of each light beam generator and at the output of the emitting device 1500.
  • Each of the light beams coming from the one light beam generators pass through one of the masks and all of the beams consist of the same wavelength.
  • Each mask receives the light beam emitted by one of the light beam generators and comprises at least one zone that is transparent to the beam thus received and at least one zone that is opaque to this same beam.
  • each of the light beam generators make it possible to create, in combination with the masks, emission zones and zones of non-emission of light beam.
  • the light beams emanating from the emitting device 1500 are thus multiplexed in time. Indeed, each component of each word represents the state (emission or non-emission) of one of the light beams from the emitting device 1500 at a time t.
  • the first component is determined with a first configuration of light beam generators, then the second component is determined with a second configuration of light beam generators, etc.
  • the optical code is thus generated by the plurality of light beam generators 1504a, 1504b, 1504c, 1504d which are successively switched on and off, the set of beams consisting of the same wavelength, and the plurality of masks 1508a. , 1508b, 1508c, 1508d, each mask receiving the light beam emitted by one of the light beam generators and comprising respectively at least one zone transparent to said beam thus received and at least one opaque zone to said beam thus received.
  • the geometry of each mask is different from the geometry of the other masks.
  • the optical tracer system 100 can be integrated with a virtual reality or augmented reality system in combination with a mixing device adapted to represent the positioning or the inclination of the objects related to the emitting systems in a virtual space.
  • the processing unit 110 may be a microcomputer comprising, among other things, a memory, of the RAM, hard disk or other type, in which the values of the wavelengths of the beams received by each of the two detection devices 114 are stored. and 116 at a time t and software for determining the absolute coordinates and in particular the linear position and / or angular position of the emitting device 102 in the reference according to the wavelengths thus detected by the detection devices 114 and 116 and knowledge of the optical code.
  • each detection device comprises the processing unit which can then take the form of a microprocessor.
  • This set then constitutes a detection and determination device which can both receive and analyze the light beams emitted by the emitting devices and determine the coordinates of each emitting device.
  • Each detection and determination device is thus capable, on the one hand, of determining the wavelength values of at least two light beams emitted by an emitting device 102 in a given direction, and multiplexing so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction, and secondly, determine the coordinates of the emitting device 102 as a function of the knowledge of the determined wavelengths and the knowledge of the optical code.
  • Fig. 15 represents an algorithm for determining the linear and / or angular position of an emitting device 102 that can be applied to all of the optical tracer devices described above.
  • the optical tracer system 100 When it is turned on, the optical tracer system 100 is initialized and the processing unit 110 records the wavelength values received by the detection devices 114, 116 before any movement. This initialization phase makes it possible to know the linear and angular position of the emitting device 102 at power-up.
  • an optical tracer system 100 comprising:
  • At least one emitting device 102 adapted to emit, in a given direction, at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction and which results from a multiplexing of said at least two light beams;
  • At least one detection device 114, 116 capable of determining each of said light beams emitted
  • each emitting device 102 being fixed to said object or fixed in said mark and each detection device 114, 116 being respectively fixed in said mark or fixed to said object;
  • a processing unit 110 connected to said or each detection device 114, 116 and storing the values of the wavelengths of the light beams received by each of the detection devices 114, 116 and including the technical elements necessary for the execution of the determination method whose steps are described below.
  • the method comprises: a detection step 1602 of the wavelength values received from the emitting device 102 by each of the detection devices 114, 116, during which the detection devices and the associated detection unit determine the values wavelengths they receive and transmit them to the processing unit 110; r ⁇ a step 1604 for calculating the coordinates of the emitting device 102 in the reference frame from the knowledge of the values of the wavelengths received and the knowledge of the optical code.
  • the calculation step 1604 can be followed by a transfer step 1608, during which the linear and / or angular position of the emitting device 102 is transmitted, for example to an imaging software.
  • the various emissive devices described above comprise the technical elements necessary for the implementation of a light beam emission method in a given direction.
  • This transmission method, from an emitting device comprises a step of multiplexing at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of a representative optical code of said direction and a step of emitting light beams thus multiplexed.
  • Each detection and determination device comprises the technical elements necessary for the implementation of a detection and determination method comprising:
  • a step of determining the wavelength values of said light beams a step of determining the coordinates of said emitting device as a function of the knowledge of said determined wavelengths and of the knowledge of said optical code.
  • each of these devices is distinguished from the others by a modification of the characteristics of the light beam that it emits via the identification module 202.
  • This modification allows a differentiation of each emitting device 102, 104, - 106 and the method comprises, prior to the calculation step 1604, a recognition step 1606 of the modification for each of the received light beams and the calculation step 1604 is performed for each of emissive devices 102, " 104, 106.
  • the calculation step 1604 is followed by a test step 1610 which determines whether the light beams of all the emitting devices. 102, 104, 106 were analyzed.
  • the process resumes the calculation step for another emissive device. If all the emissive devices have been processed, the process continues with the transfer step 1608 which transfers the linear and / or angular positions of the different emitting devices 102, 104, 106.
  • the transmission method described above is implemented by a computer program containing the instructions necessary for this implementation.
  • the method of detection and determination described above is implemented by a computer program containing the instructions necessary for this implementation.
  • the initial calibration determines the coordinates u first detection device positioned at the the second detection device positioned at the point D 2 in the orthogonal coordinate system (O, X, Y, Z).
  • the first detection device is disposed on a first wall parallel to the X axis and the second detection device is disposed on a second wall parallel to the Y axis, that is to say orthogonal to the first wall.
  • H is the point of intersection between a first straight line passing through the first detection device and orthogonal to the first wall and a second straight line passing through the second detection device and orthogonal to the second wall.
  • the origin O of the reference (O, X 5 Y, Z) is the projection of the point H on the XY plane parallel to the Z axis.
  • a 2 be the coordinate point (-L 5 0, 0) and B 2 the coordinate point (L, 0, 0).
  • Equations (10) above d then: (Om, 1.95, 2m) e (2.9m, Om, 1.85m).
  • the wavelengths of the different light beams described above are preferably located in the infrared range.
  • the beams can carry information, for example, by amplitude modulation.
  • the number of emitting devices can be reduced to one or two, but when there are shadow areas due to the presence of objects in the space 108, it is preferable to increase the number of detection devices.
  • an increase in the number of detection devices allows redundancy of information during the detection and thus an improvement in the quality of the detection.
  • the space 108 it is preferable to define the space 108 using at least a third detection device whose preferred detection direction is preferably not parallel to the preferred detection directions of the two, other devices detection.
  • This or these detection devices then make it possible to take over when shadows prevent one of the other two detection devices from being in relation with the emitting device 102, but they also make it possible to create a redundancy of information. which reduces the uncertainty of measurements.
  • the optical tracer system 100 provided for determining the coordinates of an object in a reference (O, X, Y, Z) comprises: at least one emitting device 102 adapted to emit, in one direction given, at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code related to said direction and wherein said word of said optical code results from a multiplexing of said at least two light beams two light beams; at least one detection device 114, 116 capable of determining each of said light beams emitted;
  • each emitting device 102 being fixed to said object or fixed in said mark and each detection device 114, 116 being respectively fixed in said mark or fixed to said object; and a processing unit 110 connected to said or each detection device
  • the multiplexing can then be a wavelength division multiplexing, a time division multiplexing or a combination of both.
  • each emitting device 102, 104, 106 and the detection devices 114, 116 allows a great speed of data acquisition compared to the magnetic and ultrasonic acquisition systems, as well as that increased immunity in the presence of disturbing element of the kind metal element, radio source, ambient light.
  • the multiplexing of the light beams emitted by each emitting device allows an accurate determination of its coordinates and in particular of its linear and / or angular position.
  • the values of the wavelengths detected by each of the detection devices 114, 116 remain unchanged, and when the emitting device 102 has moved, these values change and the knowledge of the new values of the lengths of the detected beams combined with the knowledge of the optical code make it possible to determine the new linear and / or angular position of the emitting device 102.
  • the calculation of the position and the inclination of the emitting system 102 is therefore done directly and these are the absolute coordinates that are thus defined.
  • the optical path followed by each beam is a direct optical path, that is to say without reflection for example on the walls constituting the space 108.
  • the extent of the processing of the received data is reduced compared to the systems of the state of the art since the knowledge of the wavelengths of the beams and the knowledge of the optical code allow a direct determination of the positioning of the emitting device in the space by geometry calculations and does not require data processing from 2D to 3D.
  • the emissive devices attached to the object are mobile and the detection devices are fixed, but the invention applies in the same way when the detection devices attached to the object are mobile and fixed emissive devices.

Abstract

The invention concerns an optical plotting system (100) designed to determine the coordinates of an object in a coordinate system (O, X, Y, Z), said optical plotting system (10) comprising: at least one emitting device (102) adapted to emit, in a given direction, at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, an optical code word linked with that direction: at least one detecting device (114, 116) capable of determining each of said emitted light beams; each emitting device (102) being fixed to said object or stationary in the coordinate system and each detecting device (114, 116) being respectively stationary in said coordinate system or fixed to said object; and a processing unit (110) connected to said or each detecting device (114, 116) and adapted to determine the coordinates of said object in the coordinate system based on said at least two light beams thus detected by said or each detecting device (114, 116) and the knowledge of said optical code; the optical plotting system (100) being such that the optical code results from multiplexing said at least two light beams. The invention also concerns an emitting device, a detecting and determining device and the corresponding methods.

Description

Système de traceur optique, dispositif émissif, dispositif de détection et de détermination et procédés correspondants Optical tracer system, emitting device, detection and determination device and corresponding methods
L'invention concerne un système de traceur optique et un dispositif émissif pour un tel système de traceur optique. L'invention concerne aussi un procédé de détermination des coordonnées d'un dispositif émissif d'un tel système de traceur optique et un programme d'ordinateur pour la mise en œuvre d'un tel procédé. Elle trouve application, par exemple, dans le domaine de la réalité virtuelle ou de la réalité augmentée.The invention relates to an optical tracer system and an emitting device for such an optical tracer system. The invention also relates to a method for determining the coordinates of an emitting device of such an optical tracer system and a computer program for the implementation of such a method. It finds application, for example, in the field of virtual reality or augmented reality.
La réalité virtuelle est un moyen pour l'humain de visualiser, de manipuler et d'interagir avec des données complexes à l'aide d'un ordinateur, par une immersion complète dans un monde virtuel. Ces données permettent de modifier l'environnement virtuel en fonction des mouvements et déplacements réels (selon six degrés de liberté) de l'utilisateur, de façon à recréer les conditions de vision, dans l'environnement virtuel, associées à ces mouvements et aux déplacements, les six degrés de liberté étant trois translations selon trois axes d'un repère orthogonal et trois rotations autour de ces mêmes axes. Dans la réalité augmentée, la notion d'immersion est moindre car il s'agit d'obtenir une vision de l'environnement virtuel superposé à l'environnement réel ; ledit environnement virtuel est un complément, un enrichissement de l'environnement réel.Virtual reality is a way for humans to visualize, manipulate and interact with complex data using a computer, by immersing themselves in a virtual world. These data make it possible to modify the virtual environment according to the real movements and displacements (according to six degrees of freedom) of the user, so as to recreate the conditions of vision, in the virtual environment, associated with these movements and displacements. , the six degrees of freedom being three translations along three axes of an orthogonal reference and three rotations around these same axes. In augmented reality, the notion of immersion is less because it is a question of obtaining a vision of the virtual environment superimposed on the real environment; said virtual environment is a complement, an enrichment of the real environment.
La mise en application de ces deux principes nécessite la mise en place de capteurs de position ("position sensor", "position tracking device") qui permettent l'intégration des données relatives aux mouvements des capteurs. Ainsi, tout déplacement d'un capteur implique une modification de l'environnement virtuel.The implementation of these two principles requires the implementation of position sensors ("position sensor", "position tracking device") that allow the integration of data relating to sensor movements. Thus, any displacement of a sensor implies a modification of the virtual environment.
Pour visualiser cet environnement virtuel, il existe des casques de visualisation qui comportent une visière où se trouve logé un dispositif d'affichage et qui sont munis de capteurs de position. La modification de l'environnement virtuel implique alors une modification de l'affichage sur le dispositif d'affichage de la visière en relation avec l'application logiciel de l'ordinateur. L'utilisateur peut modifier et interagir avec l'environnement virtuel à l'aide d'un périphérique externe (gant, souris,...) qui est lui aussi muni d'un ou de plusieurs capteurs. Les systèmes de détermination de la position utilisent différentes technologies.To visualize this virtual environment, there are viewing helmets which comprise a visor where a display device is housed and which are provided with position sensors. The modification of the virtual environment then involves a modification of the display on the visor display device in connection with the software application of the computer. The user can modify and interact with the virtual environment using an external device (glove, mouse, ...) which is also provided with one or more sensors. Position determination systems use different technologies.
Il existe des systèmes ultrasoniques qui déterminent la position et l'inclinaison d'un objet mobile à l'aide d'un champ basse fréquence généré à partir d'un émetteur muni d'une source d'émission. Le principal défaut de ce type de capteur est la grande sensibilité du champ émis aux objets environnants et en particulier aux objets métalliques.There are ultrasonic systems that determine the position and inclination of a moving object using a low frequency field generated from a transmitter with a source of emission. The main defect of this type of sensor is the great sensitivity of the emitted field to surrounding objects and in particular to metal objects.
Il existe des systèmes inertiels qui sont basés sur des capteurs de pression ou capacitifs permettant de déduire un mouvement en position relative liée à un calibrage initial précis grâce aux actions de l'utilisateur sur les capteurs. La problématique de cette solution est principalement une augmentation de l'erreur dynamique dans le temps ce qui nécessite un re-calibrage fréquent du système. L'erreur dynamique est due à l'instabilité des capteurs qui délivrent des informations de déplacement même en cas d'absence de déplacement.There are inertial systems that are based on pressure or capacitive sensors to derive a relative position movement related to a specific initial calibration through the actions of the user on the sensors. The problem of this solution is mainly an increase in the dynamic error over time which requires frequent recalibration of the system. The dynamic error is due to the instability of the sensors that deliver displacement information even in the absence of displacement.
Il existe aussi des systèmes optiques, constitués:There are also optical systems, consisting of:
-soit de marqueurs réfléchissants fixés sur un utilisateur et éclairés par des diodes électroluminescentes infrarouges, les positions de ces capteurs étant lues par au moins une caméra et desquelles sont déduits les mouvements de l'utilisateur; .or reflective markers fixed on a user and illuminated by infrared light-emitting diodes, the positions of these sensors being read by at least one camera and from which the movements of the user are deduced; .
-soit de marqueurs constitués de diodes électroluminescentes infrarouges fixées sur un utilisateur dont les positions sont lues par au moins une caméra et desquelles sont déduits les mouvements de l'utilisateur. Un ordinateur met en corrélation les images délivrées par laκm chaque caméra du système et, à partir de ces différentes images 2D5 l'ordinateur détermine la position en 3D des différents marqueurs. Il est alors nécessaire d'avoir des outils de traitement complexes pour pouvoir réaliser la corrélation en temps réels entre les images 2D obtenues et les positions 3D de l'utilisateur tout en répondant aux besoins de temps de réponse court.or markers consisting of infrared light-emitting diodes fixed on a user whose positions are read by at least one camera and from which are deducted the movements of the user. A computer correlates the images delivered by laκm each camera system and, from these 5 images 2D computer determines the 3D position of the various markers. It is then necessary to have complex processing tools to be able to perform the correlation in real time between the 2D images obtained and the 3D positions of the user while meeting the needs of short response time.
On connaît aussi la demande de brevet US-A-2003/0002033 qui divulgue un système de traceur optique dans un environnement tridimensionnel qui comprend:Also known is the patent application US-A-2003/0002033 which discloses an optical tracer system in a three-dimensional environment which comprises:
-un dispositif émissif mobile émettant au moins un faisceau lumineux à travers un filtre réalisant un profil radialement symétrique ou non symétrique;a mobile emissive device emitting at least one light beam through a filter producing a radially symmetrical or unsymmetrical profile;
-au moins trois dispositifs de détection capables de détecter les caractéristiques des faisceaux ainsi émis; etat least three detection devices capable of detecting the characteristics of the beams thus emitted; and
-une unité de traitement connectée aux dispositifs de détection et adaptée à déterminer les différentes coordonnées spatiales du dispositif émissif en fonction des caractéristiques des faisceaux reçus.a processing unit connected to the detection devices and adapted to determine the different spatial coordinates of the emitting device according to the characteristics of the beams received.
Un objet de la présente invention est de proposer un système de traceur optique qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur.An object of the present invention is to provide an optical tracer system which does not have the drawbacks of the prior art.
A cet effet, est proposé un système de traceur optique prévu pour déterminer les coordonnées d'un objet dans un repère, ledit système de traceur optique comprenant: -au moins un dispositif émissif adapté à émettre, dans une direction donnée, au moins deux faisceaux lumineux de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique lié à ladite direction;For this purpose, an optical tracer system is provided for determining the coordinates of an object in a marker, said optical tracer system comprising: at least one emitting device adapted to emit, in a given direction, at least two beams illuminated so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code related to said direction;
-au moins un dispositif de détection capable de déterminer chacun desdits faisceaux lumineux émis;at least one detection device capable of determining each of said emitted light beams;
-chaque dispositif émissif étant fixé audit objet ou fixe dans ledit repère et chaque dispositif de détection étant respectivement fixe dans ledit repère ou fixé audit objet; eteach emissive device being fixed to said object or fixed in said mark and each detection device being respectively fixed in said mark or fixed to said object; and
-une- unité de traitement connectée audit ou à chaque dispositif de détection et adaptée à déterminer les coordonnées dudit objet dans le repère en fonction desdits au moins deux faisceaux lumineux ainsi détectés par ledit ou chaque dispositif de détection et la connaissance dudit code optique. Le système de traceur optique est tel que le mot dudit code optique résulte d'un multiplexage desdits au moins deux faisceaux lumineux, permettant une détermination précise des coordonnées.a processing unit connected to said or each detection device and adapted to determine the coordinates of said object in the marker according to said at least two light beams thus detected by said or each detection device and knowledge of said optical code. The optical tracer system is such that the word of said optical code results from a multiplexing of said at least two light beams, allowing precise determination of the coordinates.
Selon un mode de réalisation particulier, le multiplexage est un multiplexage en longueur d'onde.According to a particular embodiment, the multiplexing is a wavelength division multiplexing.
Selon un mode de réalisation particulier, le multiplexage est un multiplexage temporel.According to a particular embodiment, the multiplexing is a time multiplexing.
Selon un mode de réalisation particulier, lorsque le multiplexage est un multiplexage en longueur d'onde, le code optique est généré par une pluralité de générateurs de faisceau lumineux, chaque faisceau lumineux étant constitué d'une longueur d'onde différente des longueurs d'ondes des autres faisceaux lumineux, et une pluralité de masques, chaque masque recevant le faisceau lumineux émis par l'un des générateurs de faisceau lumineux et comprenant respectivement au moins- une zone transparente audit faisceau ainsi reçu et au moins une zone opaque audit faisceau ainsi reçu.According to a particular embodiment, when the multiplexing is a wavelength division multiplexing, the optical code is generated by a plurality of light beam generators, each light beam consisting of a wavelength different from the wavelengths. waves of the other light beams, and a plurality of masks, each mask receiving the light beam emitted by one of the light beam generators and comprising respectively at least one zone transparent to said beam thus received and at least one opaque zone to said beam and received.
Selon un mode de réalisation particulier, lorsque le multiplexage est un multiplexage temporel, le code optique est généré par un générateur de faisceau lumineux, le faisceau lumineux étant constitué d'une longueur d'onde, et un masque recevant le faisceau lumineux et comprenant respectivement au moins une zone transparente audit faisceau et au moins une zone opaque audit faisceau et les géométries des zones transparentes et opaques varient au cours du temps.According to a particular embodiment, when the multiplexing is a time division multiplexing, the optical code is generated by a light beam generator, the light beam consisting of a wavelength, and a mask receiving the light beam and comprising respectively at least one zone transparent to said beam and at least one opaque zone to said beam and the geometries of the transparent and opaque zones vary over time.
Selon un mode de réalisation particulier, lorsque le multiplexage est un multiplexage en longueur d'onde, le code optique est généré par une pluralité de générateurs de faisceau lumineux disposés en bandes pouvant être respectivement allumées ou éteintes.According to a particular embodiment, when the multiplexing is a wavelength multiplexing, the optical code is generated by a plurality of light beam generators arranged in bands that can be respectively on or off.
Selon un mode de réalisation particulier, les longueurs d'ondes des faisceaux lumineux émis par chaque bande sont différentes.According to a particular embodiment, the wavelengths of the light beams emitted by each band are different.
Selon un mode de réalisation particulier, la position et/ou le nombre de bandes allumées ou éteintes varient au cours du temps. Selon un mode de réalisation particulier, lorsque le multiplexage est un multiplexage temporel, le code optique est généré par une pluralité de générateurs de faisceau lumineux qui sont successivement allumés et éteints, l'ensemble des faisceaux étant constitué d'une même longueur d'onde, et une pluralité de masques, chaque masque recevant le faisceau lumineux émis par l'un des générateurs de faisceau lumineux et comprenant respectivement au moins une zone, transparente audit faisceau ainsi reçu et au moins une zone opaque audit faisceau ainsi reçu.According to a particular embodiment, the position and / or the number of bands on or off vary over time. According to a particular embodiment, when the multiplexing is a time multiplexing, the optical code is generated by a plurality of light beam generators which are successively switched on and off, the set of beams consisting of the same wavelength , and a plurality of masks, each mask receiving the light beam emitted by one of the generators of light beam and comprising respectively at least one zone, transparent to said beam thus received and at least one opaque zone to said beam thus received.
Selon un mode de réalisation particulier, la géométrie de chaque masque est différente de la géométrie des autres masques. L'invention propose aussi un dispositif émissif pour système de traceur optique, le dispositif émissif étant adapté à émettre, dans une direction donnée, au moins deux faisceaux lumineux de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique représentatif de ladite direction et qui résulte d'un multiplexage desdits au moins deux faisceaux lumineux. Selon un mode de réalisation particulier, le code optique est généré par une pluralité de générateurs de faisceau lumineux et une pluralité de masques, chaque masque recevant le faisceau lumineux émis par l'un des générateurs de faisceau lumineux et comprenant respectivement au moins une zone transparente audit faisceau ainsi reçu et au moins une zone opaque audit faisceau ainsi reçu. Avantageusement, chaque faisceau lumineux est constitué d'une longueur d'onde différente des longueurs d'ondes des autres faisceaux lumineux.According to a particular embodiment, the geometry of each mask is different from the geometry of the other masks. The invention also proposes an emitting device for optical tracer system, the emitting device being adapted to emit, in a given direction, at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction and which results from a multiplexing of said at least two light beams. According to a particular embodiment, the optical code is generated by a plurality of light beam generators and a plurality of masks, each mask receiving the light beam emitted by one of the light beam generators and comprising respectively at least one transparent zone. beam thus received and at least one opaque zone to said beam thus received. Advantageously, each light beam consists of a wavelength different from the wavelengths of the other light beams.
Selon un mode de réalisation particulier, le code optique est généré par un générateur de faisceau lumineux, le faisceau lumineux étant constitué d'une longueur d'onde, et un masque recevant le faisceau lumineux et comprenant respectivement au moins une zone transparente audit faisceau et au moins une zone opaque audit faisceau.According to a particular embodiment, the optical code is generated by a light beam generator, the light beam consisting of a wavelength, and a mask receiving the light beam and comprising respectively at least one zone transparent to said beam and at least one opaque zone to said beam.
Avantageusement, les géométries des zones transparentes et opaques varient au cours du temps.Advantageously, the geometries of the transparent and opaque zones vary over time.
Selon un mode de réalisation particulier, le code optique est généré par une pluralité de générateurs de faisceau lumineux disposés en bandes pouvant être respectivement allumées ou éteintes.According to a particular embodiment, the optical code is generated by a plurality of light beam generators arranged in bands that can be respectively on or off.
Avantageusement, la position et/ou le nombre de bandes allumées ou éteintes varient au cours du temps.Advantageously, the position and / or the number of bands on or off vary over time.
Selon un mode de réalisation particulier, le code optique est généré par une pluralité de générateurs de faisceau lumineux qui sont successivement allumés et éteints, l'ensemble des faisceaux étant constitué d'une même longueur d'onde,- et une pluralité de masques, chaque masque recevant le faisceau lumineux émis par l'un des générateurs de faisceau lumineux et comprenant respectivement au moins une zone transparente audit faisceau ainsi reçu et au moins une zone opaque audit faisceau ainsi reçu.According to a particular embodiment, the optical code is generated by a plurality of light beam generators which are successively switched on and off, the set of beams consisting of the same wavelength, and a plurality of masks, each mask receiving the light beam emitted by one of the light beam generators and comprising respectively at least one zone transparent to said beam thus received and at least one opaque zone to said beam thus received.
L'invention propose aussi un procédé d'émission de faisceaux lumineux dans une direction donnée, le procédé comprenant une étape de multiplexage d'au moins deux faisceaux lumineux de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique représentatif de ladite direction et une étape d'émission des faisceaux lumineux ainsi multiplexes.The invention also proposes a method for emitting light beams in a given direction, the method comprising a step of multiplexing at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction and a step of transmitting the light beams thus multiplexed.
L'invention propose aussi un dispositif de détection et de détermination capable, d'une part, de déterminer les valeurs des longueurs d'ondes d'au moins deux faisceaux lumineux émis par un dispositif émissif dans une direction donnée, et multiplexes de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique représentatif de ladite direction, et, d'autre part, de déterminer les coordonnées dudit dispositif émissif en fonction de la connaissance desdites longueurs d'ondes déterminées et de la connaissance dudit code optique. L'invention propose aussi un procédé de détection et de détermination comprenant:The invention also proposes a detection and determination device capable, on the one hand, of determining the values of the wavelengths of at least two light beams emitted by an emitting device in a given direction, and multiplexing so as to said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction, and secondly, determining the coordinates of said emitting device according to the knowledge of said wavelengths. determined and knowledge of said optical code. The invention also proposes a detection and determination method comprising:
-une étape de réception d'au moins deux faisceaux lumineux émis par un dispositif émissif dans une direction donnée, et multiplexes de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique représentatif de ladite directiona step of receiving at least two light beams emitted by an emitting device in a given direction, and multiplexing so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction
-une étape d'analyse des faisceaux lumineux ainsi reçus,a step of analysis of the light beams thus received,
-une étape de détermination des valeurs des longueurs d'ondes desdits faisceaux lumineux,a step of determining the values of the wavelengths of said light beams,
-une étape de détermination des coordonnées dudit dispositif émissif en fonction de la connaissance desdites longueurs d'ondes déterminées et de la connaissance dudit code optique.a step of determining the coordinates of said emissive device as a function of the knowledge of said determined wavelengths and of the knowledge of said optical code.
L'invention propose aussi un programme d'ordinateur comprenant les instructions nécessaires à la mise en œuvre du procédé d'émission précédent.The invention also proposes a computer program comprising the instructions necessary for implementing the previous transmission method.
L'invention propose aussi un programme d'ordinateur comprenant les instructions nécessaires à la mise en œuvre du procédé de détection et de détermination précédent.The invention also proposes a computer program comprising the instructions necessary for implementing the preceding detection and determination method.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les des.sins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 représente un système de traceur optique selon l'invention dans un environnement spatial;The characteristics of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly on reading the following description of an example of realization, said description being made in relation to the two joints, among which: FIG. 1 represents an optical tracer system according to the invention in a spatial environment;
5 la Fig. 2 représente une vue schématique d'un système de traceur optique à deux longueurs d'ondes dont le dispositif émissif se déplace de manière rectiligne; la Fig. 3 représente une vue schématique d'un système de traceur optique à trois longueurs d'ondes dont Ie dispositif émissif se déplace de manière rectiligne; la Fig. 4a et la Fig. 4b représentent des exemples de masques pour un système l o de traceur optique; la Fig. 4c représente un dispositif émissif muni des masques des Figs. 4a et 4b et dont les coordonnées dans un plan peuvent être déterminées; la Fig. 5 représente un exemple de code résultant de l'utilisation d'un système de traceur optique comportant l'ensemble de masques des Figs. 4a et 4b; 15 la Fig. 6 représente une vue schématique d'un système de traceur optique à huit longueurs d'ondes pour un dispositif émissif cylindrique; la Fig. 7a et la Fig. 7b représentent un ensemble de masques pour un système de traceur optique à dispositif émissif cylindrique; la Fig. 8a et la Fig. 8b représentent un ensemble de masques pour un système de 0 traceur optique dans un repère en coordonnées sphériques; la Fig. 9a, la Fig. 9b et la Fig.9c sont des représentations schématiques de masques pour un système de traceur optique dont le dispositif émissif peut effectuer des rotations quelconques sur lui-même; la Fig. 10 représente un mode de réalisation d'un dispositif de détection d'un 5 système de traceur optique; la Fig. 11 représente un dispositif émissif d'un système de traceur optique selon l'invention; la Fig. 12 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif émissif d'un système de traceur optique; 0 la Fig. 13 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif émissif d'un système de traceur optique; la Fig. 14 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif émissif d'un système de traceur optique; la Fig. 15 représente un algorithme de détermination de la position linéaire et/ou angulaire d'un dispositif émissif.FIG. 2 is a schematic view of an optical tracer system with two wavelengths whose emitting device moves rectilinearly; FIG. 3 is a schematic view of a three-wavelength optical tracer system whose emitting device moves in a rectilinear manner; FIG. 4a and FIG. 4b are examples of masks for an optical tracer system; FIG. 4c represents an emissive device provided with the masks of FIGS. 4a and 4b and whose coordinates in a plane can be determined; FIG. 5 shows an exemplary code resulting from the use of an optical tracer system comprising the set of masks of FIGS. 4a and 4b; FIG. 6 is a schematic view of an eight-wavelength optical tracer system for a cylindrical emitting device; FIG. 7a and FIG. 7b show a set of masks for an optical tracer system with a cylindrical emissive device; FIG. 8a and FIG. 8b show a set of masks for a system of 0 optical tracer in a coordinate system in spherical coordinates; FIG. 9a, FIG. 9b and 9c are schematic representations of masks for an optical tracer system whose emitting device can perform any rotations on itself; FIG. 10 shows an embodiment of a detection device of an optical tracer system; FIG. 11 represents an emitting device of an optical tracer system according to the invention; FIG. 12 shows another embodiment of an emitting device of an optical tracer system; FIG. 13 shows another embodiment of an emitting device of an optical tracer system; FIG. 14 shows another embodiment of an emitting device of an optical tracer system; FIG. 15 represents an algorithm for determining the linear and / or angular position of an emitting device.
Dans la suite de la description, un faisceau lumineux sera dit à une longueur d'onde λ si la lumière de ce faisceau a une largeur spectrale centrée sur cette longueur d'onde λ et deux faisceaux lumineux seront dits à longueurs d'ondes différentes si leur largeurs spectrales ne se recouvrent pas.In the remainder of the description, a light beam will be said at a wavelength λ if the light of this beam has a spectral width centered on this wavelength λ and two light beams will be said to have different wavelengths if their spectral widths do not overlap.
Dans la suite de la description, le système de traceur optique est plus précisément décrit dans le cas d'une détermination des coordonnées d'un ou plusieurs systèmes émissifs mais l'invention s'applique de la même manière lorsque le ou chaque système émissif est fixé à un objet. Le système de traceur optique permet alors la détermination des coordonnées dudit objet.In the remainder of the description, the optical tracer system is more precisely described in the case of a determination of the coordinates of one or more emitting systems, but the invention applies in the same way when the or each emitting system is attached to an object. The optical tracer system then makes it possible to determine the coordinates of said object.
La Fig. 1 représente un système de traceur optique 100 comprenant un dispositif émissif 102, deux dispositifs de détection 114 et 116 ainsi qu'une unité de traitement 110, connectée aux dispositifs de détection 114 et 116. Dans l'exemple de réalisation de la Fig. 1, les dispositifs de détection 114 et 116 ont été mis en place sur deux parois non coplanaires définissant un espace 108. Un repère orthonormé et fixe (O, X5 Y, Z) est défini dans l'espace 108 de manière à ce que le plan XOZ soit parallèle à l'une des parois et que le plan YOZ soit parallèle à l'autre paroi. Dans le mode de réalisation de l'invention représenté à la Fig. 1, le dispositif émissif 102 est mobile dans le repère (O, X, Y, Z) tandis que les dispositifs de détection 114 et 116 sont fixes dans ce même repère.Fig. 1 shows an optical tracer system 100 comprising an emitting device 102, two detecting devices 114 and 116 and a processing unit 110, connected to the detecting devices 114 and 116. In the exemplary embodiment of FIG. 1, the detection devices 114 and 116 have been set up on two non-coplanar walls defining a space 108. An orthonormal fixed reference (O, X 5 Y, Z) is defined in the space 108 so that the XOZ plane is parallel to one of the walls and the YOZ plane is parallel to the other wall. In the embodiment of the invention shown in FIG. 1, the emitting device 102 is movable in the reference (O, X, Y, Z) while the detection devices 114 and 116 are fixed in this same frame.
Les dispositifs de détection 114 et 116 sont par exemple constitués de capteurs CCD ("Couple Charge Device" en Anglais ou "Dispositif à Transfert de Charges" en Français), de barrettes CMOS linéaires photosensibles ("Complementary Métal Oxide Semi-conductor" en Anglais), de diodes PIN ou de diodes APD ("Avalanche Photo Diode" en Anglais ou "Photodiode à avalanche" en Français), auxquels est associée une unité de détection (non représentée) qui permet la détection d'une ou plusieurs longueurs -d'ondes. Les dispositifs de détection peuvent être aussi constitués de spectromètres ou de lambda-mètres. Chaque dispositif de détection 114, 116 peut ainsi déterminer les valeurs de plusieurs longueurs d'ondes simultanément ou la valeur, de chacune d'elles lors de séquences rapides. Par construction, les dispositifs de détection de longueur d'onde présentent une ouverture angulaire de détection qui est centrée autour d'une direction de détection principale qui est, de préférence; orientée parallèlement à l'un des axes du repère (O, X, Y, Z). Chaque dispositif de détection 114, 116 est ainsi capable de déterminer les faisceaux lumineux émis par chacun des dispositifs émissifs.The detection devices 114 and 116 consist, for example, of CCD sensors ("Charge Charge Device" in English or "Charge Transfer Device" in French), of photosensitive linear CMOS strips ("Complementary Metal Oxide Semi-conductor" in English). ), PIN diodes or APD diodes ("Avalanche Photo Diode" in English), with which is associated a detection unit (not shown) which allows the detection of one or more lengths -d wave. The detection devices may also consist of spectrometers or lambda-meters. Each detection device 114, 116 can thus determine the values of several wavelengths simultaneously or the value of each of them during fast sequences. By construction, the wavelength detecting devices have an angular detection aperture which is centered around a main detection direction which is preferably; oriented parallel to one of the axes of the reference (O, X, Y, Z). Each detection device 114, 116 is thus capable of determining the light beams emitted by each of the emitting devices.
La Fig. 2 représente une vue schématique d'un système de traceur optique à deux longueurs d'ondes dont le dispositif émissif 102 se déplace de manière rectiligne.Fig. 2 is a schematic view of a two-wavelength optical tracer system whose emitting device 102 moves in a rectilinear manner.
Dans le mode de réalisation de la Fig. 2, le dispositif émissif 102 se déplace uniquement parallèlement à un axe X dans le plan XY et il est constitué ici de deux générateurs de faisceaux lumineux 201 et 202. Le générateur de faisceau lumineux 201 émet un faisceau à une longueur d'onde λi et le générateur de faisceau lumineux 202 émet un faisceau à une longueur d'onde λ2 différente de X1. Le dispositif émissif 102 comprend aussi deux masques 206 et 208, le masque 206 recevant le faisceau à longueur d'onde λi et Ic masque 208 recevant le faisceau à longueur d'onde λ2. Chacun de ces masques est de préférence disposé parallèlement à l'axe X.In the embodiment of FIG. 2, the emitting device 102 moves only parallel to an axis X in the XY plane and consists here of two light beam generators 201 and 202. The light beam generator 201 emits a beam at a wavelength λi and the light beam generator 202 emits a beam at a wavelength λ 2 different from X 1 . The emitting device 102 also comprises two masks 206 and 208, the mask 206 receiving the wavelength beam λ i and the mask 208 receiving the wavelength beam λ 2 . Each of these masks is preferably arranged parallel to the X axis.
Un seul dispositif de détection 212 a été disposé sur l'axe X de manière à pouvoir capter les faisceaux lumineux issus du dispositif émissif 102 et à déterminer les valeurs des longueurs d'ondes reçues.A single detection device 212 has been arranged on the X axis so as to be able to capture the light beams coming from the emitting device 102 and to determine the values of the wavelengths received.
Chacun des masques 206, 208 a une géométrie différente de celle de l'autre masque.Each of the masks 206, 208 has a geometry different from that of the other mask.
Le masque 206 se divise en une zone 206a transparente pour la longueur d'onde λj et une zone 206b opaque pour la longueur d'ond
Figure imgf000011_0001
The mask 206 is divided into a transparent zone 206a for the wavelength λj and an opaque zone 206b for the wavelength
Figure imgf000011_0001
Le masque 208 se divise en une zone 208b transparente pour la longueur d'onde λ2 et deux zones 208a et 208c opaques pour la longueur d'ond
Figure imgf000011_0002
The mask 208 is divided into a transparent zone 208b for the wavelength λ 2 and two zones 208a and 208c that are opaque for the wavelength
Figure imgf000011_0002
Chacune des zones transparentes et opaques s'étend orthogonalement au plan XY. Pour faciliter la compréhension de l'invention, on considère ici que les masquesEach of the transparent and opaque areas extends orthogonally to the XY plane. To facilitate the understanding of the invention, it is considered here that the masks
206, 208 ont la même surface. La zone transparente 206a et la zone opaque 206b du masque 206 ont également la même surface, c'est-à-dire que chacune d'elles a une surface égale à la moitié de la surface du masque 206. Le masque 208 est constitué de la première zone opaque 208a, de la zone transparente 208b puis de la deuxième zone opaque 208c. La surface de la zone transparente 208b est égale à la somme des surfaces des deux zones opaques 208a et 208c, c'est-à-dire que chaque zone opaque 208a, 208c a une surface égale au quart de la surface du masque 208 et que la surface de la zone transparente 208b est égale à la moitié de la surface du masque 208. Les zones transparentes sont ainsi des zones d'émission des faisceaux lumineux correspondants et les zones opaques sont des zones de non-émission des faisceaux lumineux correspondants.206, 208 have the same surface. The transparent zone 206a and the opaque zone 206b of the mask 206 also have the same surface, that is to say that each of them has a surface equal to half the surface of the mask 206. The mask 208 consists of the first opaque zone 208a, the transparent zone 208b and the second opaque zone 208c. The area of the transparent area 208b is equal to the sum of the areas of the two opaque areas 208a and 208c, i.e., each opaque area 208a, 208c has an area equal to one quarter of the area of the mask 208 and that the surface of the transparent zone 208b is equal to half of the surface of the mask 208. The transparent zones are thus emission zones of the corresponding light beams and the opaque zones are zones of non-emission of the corresponding light beams.
Cette configuration permet de créer un code 210 à quatre "mots" 210a, 21Ob3 210c et 21Od, chacun étant constitué de la superposition des faisceaux émis par les générateurs de faisceaux lumineux 201 et 202 après leur passage à travers les masquesThis configuration makes it possible to create a code 210 with four "words" 210a, 21Ob 3 210c and 21Od, each consisting of the superposition of the beams emitted by the light beam generators 201 and 202 after they pass through the masks.
206 et 208. Le code 210 est figé mais il se déplace en même temps que le dispositif émissif 102. Ainsi lorsque le dispositif émissif 102 se déplace, le dispositif de détection 212 voit successivement les quatre mots 210a, 210b, 210c et 21Od du code 210 et l'unité de traitement peut déterminer la position absolue du dispositif émissif206 and 208. The code 210 is fixed but it moves at the same time as the emitting device 102. Thus, when the emitting device 102 moves, the detection device 212 successively sees the four words 210a, 210b, 210c and 21Od of the code 210 and the processing unit can determine the absolute position of the emitting device
102 par rapport au dispositif de détection 212 en fonction du mot reçu par celui-ci.102 relative to the detection device 212 as a function of the word received by it.
Le premier mot 210a est représentatif de la réception par le dispositif de détection 212 du faisceau à longueur d'onde λι à travers la zone transparente 206a et d'aucun faisceau à travers le masque 208 puisque le faisceau à longueur d'onde λ2 est arrêté par la zone opaque 208a. Le premier mot 210a peut être ainsi représenté par le code binaire "10".The first word 210a is representative of the reception by the detection device 212 of the wavelength beam λι through the transparent zone 206a and of no beam through the mask 208 since the wavelength beam λ 2 is stopped by the opaque zone 208a. The first word 210a can thus be represented by the binary code "10".
Le deuxième mot 210b est représentatif de la réception par le dispositif de détection 212 du faisceau à longueur d'onde λi à travers la zone transparente 206a et du faisceau à longueur d'onde λz à travers la zone transparente 208b. Le deuxième mot 210b peut être ainsi représenté par " 11 ".The second word 210b is representative of the reception by the detection device 212 of the wavelength beam λi through the transparent zone 206a and the wavelength beam λz through the transparent zone 208b. The second word 210b can thus be represented by "11".
Le troisième mot 210c est représentatif de la réception par le dispositif de détection 212 du faisceau à longueur d'onde λ2 à travers la zone transparente 208b et d'aucun faisceau à travers le masque 206 puisque le faisceau à longueur d'onde λi est arrêté par la zone opaque 206b. Le troisième mot 210c peut être ainsi représenté par "01".The third word 210c is representative of the reception by the detection device 212 of the wavelength beam λ 2 through the transparent zone 208b and of no beam through the mask 206 since the wavelength beam λi is stopped by the opaque zone 206b. The third word 210c can thus be represented by "01".
Le quatrième mot 21Od est représentatif de la réception par le dispositif de détection 212 d'aucun faisceau à travers le masque 206 puisque le faisceau à longueur d'onde Xi est arrêté par la zone opaque 206b et d'aucun faisceau à travers le masqueThe fourth word 21Od is representative of the reception by the detection device 212 of no beam through the mask 206 since the wavelength beam Xi is stopped by the opaque zone 206b and no beam through the mask
208 puisque le faisceau à longueur d'onde λ2 est arrêté par la zone opaque 208c. Le quatrième mot 21 Od peut être ainsi représenté par "00".208 since the wavelength beam λ 2 is stopped by the opaque zone 208c. The fourth word 21 Od can thus be represented by "00".
Les faisceaux lumineux issus du dispositif émissif 102 sont ainsi multiplexes en longueurs d'ondes. En effet, chaque composante de chaque mot 210a, 210b, 210c, 21Od représente l'état (émission ou non-émission) de l'un des faisceaux lumineux issu du dispositif émissif 102. Les quatre mots 210a, 210b, 210c, 21Od déterminent ainsi quatre directions dans lesquelles le dispositif émissif 102 émet, pour chacune, deux faisceaux lumineux multiplexes. Chaque mot 210a, 210b, 210c, 21Od du code 210 est alors lié à une direction particulière. D'une manière générale, si le dispositif de détection de numéro i est éclairéThe light beams emanating from the emitting device 102 are thus multiplexed into wavelengths. Indeed, each component of each word 210a, 210b, 210c, 21Od represents the state (emission or non-emission) of one of the light beams from the emitting device 102. The four words 210a, 210b, 210c, 21Od thus determine four directions in which the emitting device 102 emits, for each, two multiplexed light beams. Each word 210a, 210b, 210c, 21Od of the code 210 is then linked to a particular direction. In general, if the number detection device i is illuminated
(respectivement non éclairé) par le dispositif d'émission (zone d'émission i; respectivement zone de non-émission i) sur une longueur d'onde λj, alors le bit de sortie bj du le dispositif de détection vaut 1 (respectivement 0). Pour un nombre de longueurs d'ondes de nombre de mots différents possibles pour le code optique
Figure imgf000013_0004
est de
Figure imgf000013_0003
(respectively unlit) by the transmission device (transmission area i, respectively non-emission area i) on a wavelength λj, then the output bit bj of the detection device is 1 (respectively 0 ). For a number of wavelengths of different number of possible words for the optical code
Figure imgf000013_0004
is of
Figure imgf000013_0003
De préférence, les codes optiques générés sont des codes dits de Gray, c'est-à- dire que le passage d'un mot du code au mot suivant lors du déplacement linéaire et/ou angulaire d'un dispositif émissif entraîne la modification d'un seul bit, réduisant ainsi les possibilités d'erreurs lors des mesures. A chaque mot de Gray du code correspond un mot binaire à Nλ bits "V dont le rang s'écrit:
Figure imgf000013_0002
En outre, les codes de
Figure imgf000013_0001
Preferably, the optical codes generated are so-called Gray codes, that is to say that the passage of a word from the code to the next word during the linear and / or angular displacement of an emitting device entails the modification of one bit, reducing the possibility of errors during measurements. Every word of Gray code is a binary word N λ bits "V whose rank is:
Figure imgf000013_0002
In addition, the codes of
Figure imgf000013_0001
Gray ainsi définis ont une structure cyclique particulièrement intéressante dans Ic cas de géométrie circulaire ou sphérique.Gray thus defined have a cyclic structure particularly interesting in the case of circular or spherical geometry.
Pour faciliter le traitement des données et éviter une redondance d'information, il est préférable que la dimension du dispositif de détection 212 dans la direction de l'axe X soit inférieure à la largeur de la zone transpatente ou opaque la plus petite.To facilitate data processing and to avoid redundancy of information, it is preferable that the dimension of the detection device 212 in the X-axis direction is smaller than the width of the smaller transpatent or opaque zone.
Dans l'exemple de la Fig. 2, la largeur la plus petite est la largeur des zones opaquesIn the example of FIG. 2, the smallest width is the width of the opaque areas
208a, 208c.208a, 208c.
En fait, chaque masque 206, 208 est décomposé en éléments élémentaires, dont chacun représente un bit. La taille de chaque élément élémentaire est ici celle des zones opaques du masque référencé 208 et elle est représentée par des pointillés. Les zones transparentes de chaque masque et la zone opaque du masque référencé 206 ont alors ici des tailles équivalentes à deux éléments élémentaires.In fact, each mask 206, 208 is broken down into elementary elements, each of which represents a bit. The size of each elementary element is here that of the opaque areas of mask referenced 208 and is represented by dashed lines. The transparent areas of each mask and the opaque zone of the mask referenced 206 then have here sizes equivalent to two elementary elements.
L'unité de traitement (non représentée dans ce mode de réalisation) connectée au dispositif de détection 212 détermine ainsi les coordonnées absolues et, en particulier, de la position linéaire absolue du dispositif émissif 102 à partir des valeurs de chacune des longueurs d'ondes reçues et de la connaissance du code 210. En effet, la détermination des longueurs d'ondes reçues permet de déterminer le mot reçu et donc la position du dispositif émissif 102. r ~ La Fig. 3 représente une vue schématique d'un système de traceur optique à trois longueurs d'ondes dont le dispositif émissif 102 se déplace de manière rectiligne parallèlement à un axe X dans un plan XY sur lequel a été disposé un dispositif de détection 312 de manière à pouvoir capter les faisceaux lumineux issus du dispositif émissif 102 et à en déterminer les valeurs des longueurs d'ondes.The processing unit (not shown in this embodiment) connected to the detection device 212 thus determines the absolute coordinates and, in particular, the absolute linear position of the emitting device 102 from the values of each of the wavelengths received and the knowledge of the code 210. Indeed, the determination of the wavelengths received makes it possible to determine the received word and therefore the position of the emitting device 102. r ~ Fig. 3 is a schematic view of a three-wavelength optical tracer system whose emitting device 102 moves in a rectilinear manner parallel to an X axis in an XY plane on which a detection device 312 has been arranged so as to it is possible to pick up the light beams coming from the emitting device 102 and to determine the values of the wavelengths.
Le dispositif émissif 102 est ici constitué de trois générateurs de faisceaux lumineux 302a, 302b et 302c générateur de faisceau lumineux 302a émet un faisceau à une longueur d'ond le générateur de faisceau lumineux 302b émet un faisceau à une longueur d'onde t le générateur de faisceau lumineux 302c émet un faisceau à une longueur d'onde Les trois longueurs d'ondes sont toutes
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000014_0002
différentes les unes des autres. Le dispositif émissif 102 comprend aussi trois masques
The emitting device 102 here consists of three light beam generators 302a, 302b and 302c. The light beam generator 302a emits a beam at a wavelength. The light beam generator 302b emits a beam at a wavelength. light beam 302c emits a beam at a wavelength The three wavelengths are all
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000014_0002
different from each other. The emissive device 102 also includes three masks
304a, 304b et 304c. Le masque 304a recevant le faisceau à longueur d'onde X1, le masque 304b recevant le faisceau à longueur d'onde λ2 et le masque 304c recevant le faisceau à longueur d'ond
Figure imgf000014_0003
Chacun de ces masques est de préférence disposé parallèlement à l'axe X.
304a, 304b and 304c. The mask 304a receiving the wavelength beam X 1 , the mask 304b receiving the wavelength beam λ 2 and the mask 304c receiving the wavelength beam
Figure imgf000014_0003
Each of these masks is preferably arranged parallel to the X axis.
Pour des raisons de clarté de la Fig. 3, les trois générateurs de faisceaux lumineux 302a, 302b et 302c ont été représentés avec des dimensions différentes et disposés au même point, mais ils sont de préférence de même taille et ils sont distribués le long de l'axe Z. Les trois cônes de diffusion 312a, 312b et 312c issus des trois générateurs de faisceaux lumineux respectivement 302a, 302b et 302c sont superposés.For the sake of clarity in FIG. 3, the three light beam generators 302a, 302b and 302c have been shown with different sizes and arranged at the same point, but they are preferably of the same size and are distributed along the Z axis. The three cones of FIG. diffusion 312a, 312b and 312c from the three light beam generators respectively 302a, 302b and 302c are superimposed.
Chacun des masques 304a, 304b, 304c a une géométrie différente de celle des autres masques.Each of the masks 304a, 304b, 304c has a different geometry than the other masks.
Un exemple de réalisation des masques 304a, 304b, 304c est donné à la Fig.4a. Le masque 304a se divise en une zone 406b transparente pour la longueur d'onde λi et une zone 406a opaque pour la longueur d'onde
Figure imgf000014_0004
An embodiment of masks 304a, 304b, 304c is given in FIG. 4a. The mask 304a divides into a transparent zone 406b for the wavelength λi and a zone 406a opaque for the wavelength
Figure imgf000014_0004
Le masque 304b se divise en une zone 408b transparente pour la longueur d'onde λ2 et deux zones 408a et 408c opaques pour la longueur d'onde
Figure imgf000014_0005
The mask 304b is divided into a transparent zone 408b for the wavelength λ 2 and two zones 408a and 408c opaque for the wavelength
Figure imgf000014_0005
Le masque 304c se divise en deux zones 410b et 41Od transparentes pour la longueur d'ond trois zones 410a, 410c et 410e opaques pour la longueur d'onde
Figure imgf000014_0006
The mask 304c is divided into two zones 410b and 41Od transparent for the wavelength three zones 410a, 410c and 410e opaque for the wavelength
Figure imgf000014_0006
Pour faciliter la compréhension de l'invention, les masques 304a, 304b, 304c ont la même surface. La zone transparente 406b et la zone opaque 406a du 'masque 304a ont également la même surface c'est-à-dire que chacune d'elles a une .surface égale à la moitié de la surface du masque 304a.To facilitate the understanding of the invention, the masks 304a, 304b, 304c have the same surface. The transparent area 406b and the opaque area 406a of the mask 304a also have the same area, i.e., each of them has a surface equal to half of the area of the mask 304a.
Le masque 304b est constitué de la première zone opaque 408a, de la zone transparente 408b puis de la deuxième zone opaque 408c. La surface de la zone transparente 408b est égale à la somme des surfaces des deux zones opaques 408a et 408b, c'est-à-dire que chaque zone opaque 408a, 408b a une surface égale au quart de la surface du masque 304b et que la surface de la zone transparente 408b est égale à la moitié de la surface du masque 304b. Le masque 304c est constitué de la première zone opaque 410a, de la première zone transparente 410b, de la deuxième zone opaque 410c, de la deuxième zone transparente 41Od puis de la troisième zone opaque 410e. Les différentes zones sont réparties de manière symétrique sur le masque 304c. Ainsi, la surface de chaque zone transparente 410b, 41Od et la surface de la zone opaque centrale 410c sont égales au quart de la surface du masque 304c et la surface de chaque zone opaque latérale 410a, 410e est égale au huitième de la surface du masque 304c.The mask 304b consists of the first opaque zone 408a, the transparent zone 408b and the second opaque zone 408c. The area of the transparent area 408b is equal to the sum of the areas of the two opaque areas 408a and 408b, i.e., each opaque area 408a, 408b has an area equal to one quarter of the area of the mask 304b and that the surface of the transparent zone 408b is equal to half of the surface of the mask 304b. The mask 304c consists of the first opaque zone 410a, the first transparent zone 410b, the second opaque zone 410c, the second transparent zone 41OD and then the third opaque zone 410e. The different zones are distributed symmetrically on the mask 304c. Thus, the area of each transparent area 410b, 41Od and the area of the central opaque area 410c is equal to one quarter of the area of the mask 304c and the area of each lateral opaque area 410a, 410e is one-eighth of the area of the mask 304c.
Les zones transparentes aux longueurs d'ondes sont ainsi des zones d'émission des faisceaux lumineux correspondants et les zones opaques aux longueurs d'ondes sont des zones de non-émission des faisceaux lumineux correspondants. Chacune des zones transparentes et opaques s'étend orthogonalement au planThe areas transparent to the wavelengths are thus emission zones of the corresponding light beams and the opaque zones at the wavelengths are zones of non-emission of the corresponding light beams. Each of the transparent and opaque areas extends orthogonally to the plane
XY. En fait, chaque masque est constitué d'éléments élémentaires dont chacun représente un bit. La taille de chaque élément élémentaire est ici la taille des zones les plus petites et chacun de ces éléments élémentaires est représenté par des pointillés. Les zones dont les dimensions sont supérieures à celles de ces éléments élémentaires sont, en fait, constituées d'une pluralité des ces éléments élémentaires.XY. In fact, each mask consists of elementary elements each of which represents a bit. The size of each elementary element is here the size of the smallest areas and each of these elementary elements is represented by dashed lines. The areas whose dimensions are greater than those of these elementary elements are, in fact, made up of a plurality of these elementary elements.
L'unité de traitement (non représentée dans ce mode de réalisation) connectée au dispositif de détection 312 de laFig. 4 détermine ainsi les coordonnées absolues et, en particulier, la position linéaire du dispositif émissif 102 à partir des valeurs de chacune des longueurs d'ondes reçues et de la connaissance du code 308. Sur la Fig. 4, la ligne référencée 306a est une représentation binaire du masqueThe processing unit (not shown in this embodiment) connected to the detection device 312 of the Fig. 4 thus determines the absolute coordinates and, in particular, the linear position of the emitting device 102 from the values of each of the received wavelengths and the knowledge of the code 308. In FIG. 4, the line referenced 306a is a binary representation of the mask
304a recevant le faisceau à longueur d'onde λj. La ligne référencée 306b est une représentation binaire du masque 304b recevant le faisceau à longueur d'onde \%. La ligne référencée 306c est une représentation binaire du masque 304c recevant le faisceau à longueur d'onde λ3. De la même manière que pour l'exemple de réalisation ' de la Fig. 2, la configuration de la Fig. 3 permet de créer un code 308 à huit mots 310a, 310b, 310c, 31Od5 310e, 310f, 310g et 310h constitués de faisceaux lumineux résultant de la superposition des faisceaux émis par les générateurs de faisceaux lumineux 302a, 302b, 302c après leur passage à travers les masques 304a, 304b, 304c. T,e code 308 est figé mais il se déplace en même temps que le dispositif émissif 102. Ainsi le dispositif de détection 312 reçoit toujours l'un des mots du code 308 et l'unité de traitement peut déterminer la position du dispositif émissif 102 par rapport au dispositif de détection 312 en fonction du mot reçu par celui-ci. Les mots sont ici représentés par un triplet d'éléments binaires, chaque élément étant représentatif du masquage ou non de la longueur d'onde considérée.304a receiving the wavelength beam λj. The line referenced 306b is a binary representation of the mask 304b receiving the wavelength beam \%. The line referenced 306c is a binary representation of the mask 304c receiving the wavelength beam λ 3 . In the same way as for the exemplary embodiment of FIG. 2, the configuration of FIG. 3 makes it possible to create a code 308 for eight 310a words, 310b, 310c, 31Od 5 310e, 310F, 310g and 310h consist of light beams resulting from the superposition of the beams emitted by the generators of light beams 302a, 302b, 302c after passing through the masks 304a, 304b, 304c. T, e code 308 is frozen but it moves along with the emitting device 102. Thus the detection device 312 always receives one of the code words 308 and the processing unit can determine the position of the emitting device 102 with respect to the detection device 312 as a function of the word received by it. The words are here represented by a triplet of bits, each element being representative of the masking or not of the wavelength considered.
Lc mot référencé 310a, représenté par le triplet (0, 0, 0) montre que le détecteur 312 ne reçoit aucun faisceau lumineux des trois générateurs de faisceaux lumineux 302a, 302b, 302c. Le mot référencé 310b, représenté par le triplet (0, 0, 1) montre que le détecteurThe word referenced 310a, represented by the triplet (0, 0, 0) shows that the detector 312 receives no light beam from the three light beam generators 302a, 302b, 302c. The referenced word 310b, represented by the triplet (0, 0, 1), shows that the detector
312 ne reçoit aucun faisceau lumineux des générateurs de faisceaux lumineux 302a et 302b et reçoit un faisceau lumineux du générateur de faisceau lumineux 302c.312 receives no light beam from the light beam generators 302a and 302b and receives a light beam from the light beam generator 302c.
Les faisceaux lumineux issus du dispositif émissif 102 sont ainsi multiplexes en longueurs d'ondes. En effet, chaque composante de chaque mot 310a, 310b,... 31Oh, représente l'état (émission ou non-émission) de l'un des faisceaux lumineux issu du dispositif émissif 102.The light beams emanating from the emitting device 102 are thus multiplexed into wavelengths. Indeed, each component of each word 310a, 310b, ... 31Oh, represents the state (emission or non-emission) of one of the light beams from the emitting device 102.
Chaque mot du code 308 détermine ainsi chacun une direction dans laquelle Ic dispositif émissif 102 émet trois faisceaux lumineux multiplexes. Chaque mot du code 308 est alors lié à une direction particulière. Soit "f" la distance des générateurs de faisceaux lumineux 302a, 302b5 302c à leur masque 304a, 304b, 304c respectif.Each word of the code 308 thus each determines a direction in which the emitting device 102 emits three multiplexed light beams. Each word of the code 308 is then linked to a particular direction. Let "f" distance generators light beams 302a, 302b 302c at their 5 mask 304a, 304b, 304c respectively.
Soit "F" la distance des masques 304a, 304b, 304c au plan XZ sur lequel sont disposés le ou les dispositifs de détection 312.Let "F" be the distance of the masks 304a, 304b, 304c to the XZ plane on which the detection device or devices 312 are located.
Soit 'Ω " le demi angle de divergence de chaque générateur de faisceaux lumineux 302a, 302b, 302cLet 'Ω' be the half divergence angle of each light beam generator 302a, 302b, 302c
Soit "Nχ" le nombre de longueurs d'ondes émises (dans le mode de réalisation de la Fig. 3, Nλ=3)Let "Nχ" be the number of wavelengths emitted (in the embodiment of Fig. 3, N λ = 3)
Soit "bj" le bit de sortie du dispositif de détection correspondant à la longueur d'onde λ,. r - La longueur totale L couverte par les dispositifs d'émission soUs un angle de 2Ω sur le plan des dispositifs de
Figure imgf000017_0003
ans le cas où il y a longueurs d'ondes, la longueur totale L est divisée en
Figure imgf000017_0005
éments élémentair de longueur
Figure imgf000017_0004
En fait, le nombre d'éléments
Figure imgf000017_0006
élémentaires correspond au nombre de mots possibles pour le code optique. On a alors:
Let "bj" be the output bit of the detection device corresponding to the wavelength λ 1. r - The total length L covered by the emission devices is an angle of 2Ω in terms of
Figure imgf000017_0003
In the case where there are wavelengths, the total length L is divided into
Figure imgf000017_0005
elementary elements of length
Figure imgf000017_0004
In fact, the number of elements
Figure imgf000017_0006
elementary is the number of possible words for the optical code. We then have:
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0001
En positionnant l'origine de l'axe X au niveau du premier mot du code optique, la détection d'un mot de rang "j" par le dispositif de détection permet de déterminer la distance AX parcourue par le disp ir de la formule:
Figure imgf000017_0007
By positioning the origin of the X axis at the level of the first word of the optical code, the detection of a word of rank "j" by the detection device makes it possible to determine the distance AX traversed by the disp ir of the formula:
Figure imgf000017_0007
Dans le cas d'un code binaire
Figure imgf000017_0008
éléments, le rang j est donné par la formule:
In the case of a binary code
Figure imgf000017_0008
elements, the rank j is given by the formula:
Figure imgf000017_0009
Ainsi la distance parcourue par le dispositif émissif s'écrit:
Figure imgf000017_0009
Thus the distance traveled by the emissive device is written:
Figure imgf000017_0002
Figure imgf000017_0002
Un exemple d'application numérique donne pour: f+F = 1000mm, 45°, et
Figure imgf000017_0010
8,
An example of a numerical application gives for: f + F = 1000mm, 45 °, and
Figure imgf000017_0010
8
SK vaut 7,81 mm, ce qui correspond à la distance la plus petite qui puisse être détectée. L'incertitude de la mesure vaut
Figure imgf000017_0011
SK is 7.81 mm, which is the smallest distance that can be detected. The uncertainty of the measure is
Figure imgf000017_0011
Dans un exemple particulier où le code binaire s'écrit (0,1,0,0,1,0,0,0), le rang j vaut 72 et la distance AX vaut 562,5 mm. Dans la mesure où dans le premier intervalle aucun des détecteurs ne reçoit de faisceau lumineux, le code binaire équivalent est identique au code binaire lorsque leIn a particular example where the binary code is written (0,1,0,0,1,1,0,0,0), the rank j is 72 and the distance AX is 562.5 mm. Since in the first interval none of the detectors receives a light beam, the equivalent binary code is identical to the binary code when the
•dispositif émissif est hors champ. Ainsi, la valeur maximale de la distance qui peut être détectée s'écrit
Figure imgf000017_0013
avec 1992,19 mm.
Figure imgf000017_0012
Comme cela a été expliqué ci-dessus, la Fig. 4a représente un exemple de
• Emissive device is out of scope. Thus, the maximum value of the distance that can be detected is written
Figure imgf000017_0013
with 1992.19 mm.
Figure imgf000017_0012
As explained above, FIG. 4a represents an example of
T - masques d'un premier type 304a, 304b, 304c. La Fig. 4b représente un exemple de masques d'un deuxième type 404a, 404b, 404c dont les zones transparentes et opaques ont subi une rotation de 90° par rapport à celles des masques du premier type de la Fig.4a.T - masks of a first type 304a, 304b, 304c. Fig. 4b represents an example of masks of a second type 404a, 404b, 404c whose transparent and opaque areas have been rotated by 90 ° compared to masks of the first type of Fig.4a.
Le masque 404a se divise en une zone 412b transparente pour la longueur d'ond
Figure imgf000018_0001
et une zone 412a opaque pour la longueur d'ond
Figure imgf000018_0002
The mask 404a splits into a transparent area 412b for the wavelength
Figure imgf000018_0001
and an opaque area 412a for the wavelength
Figure imgf000018_0002
Le masque 404b se divise en une zone 414b transparente pour la longueur d'onde deux zones 414a et 414c opaques pour la longueur d'onde λ5.
Figure imgf000018_0003
asq 4c se divise en deux zones 416b et 416d transparentes pour la longueur d'ond
Figure imgf000018_0004
t trois zones 416a, 416c et 416e opaques pour la longueur d'onde
The mask 404b divides into a transparent zone 414b for the wavelength two zones 414a and 414c opaque for the wavelength λ 5 .
Figure imgf000018_0003
asq 4c splits into two transparent 416b and 416d zones for the wavelength
Figure imgf000018_0004
t three zones 416a, 416c and 416e opaque for the wavelength
La Fig. 4c représente un dispositif émissif 102 comportant six générateurs de faisceaux lumineux aux différentes longueurs d'onde
Figure imgf000018_0005
insi que les six masques 304a, 304b, 304c, 404a, 404b et 404c.
Fig. 4c represents an emitting device 102 comprising six light beam generators at different wavelengths
Figure imgf000018_0005
and six masks 304a, 304b, 304c, 404a, 404b and 404c.
Pour illustrer l'exemple de réalisation de l'invention, les masques sont disposés sur une même face du dispositif émissif 102 qui est supposé pouvoir se déplacer dans un plan XY parallèle à cette face. Un dispositif de détection est disposé à une certaine distance de la face selon l'axe Z de manière à recevoir les différents faisceaux lumineux.To illustrate the embodiment of the invention, the masks are arranged on the same face of the emitting device 102 which is supposed to be able to move in an XY plane parallel to this face. A detection device is arranged at a certain distance from the face along the axis Z so as to receive the different light beams.
Dans un exemple particulier de réalisation, les trois masques du premier type 304a, 304b et 304c sont disposés le long de l'axe X pour permettre la détermination de la position du dispositif émissif 102 le long de l'axe X. Les masques du deuxième typeIn a particular embodiment, the three masks of the first type 304a, 304b and 304c are arranged along the axis X to allow the determination of the position of the emitting device 102 along the axis X. The masks of the second type
404a, 404b et 404c sont disposés le long de l'axe Y pour permettre la détermination de la position du dispositif émissif 102 le long de l'axe Y.404a, 404b, and 404c are disposed along the Y axis to enable determination of the position of the emitting device 102 along the Y axis.
La Fig. 5 représente le code optique 502 généré par le dispositif émissif 102 de la Fig. 4c.Fig. 5 represents the optical code 502 generated by the emitting device 102 of FIG. 4c.
Chaque case 504 représente un mot du code 502 reçu par le dispositif de détection. Chaque mot du code 502 est constitué d'un sextuplé binaire dont les trois premiers chiffres représentent les faisceaux reçus des masques du premier type 304a, 304b et 304c et dont les trois derniers chiffres représentent les faisceaux reçus des masques du deuxième type 404a, 404b et 404c. Chaque mot étant unique, la lecture du mot par le dispositif de détection, c'est-à-dire la détermination des longueurs d'ondes reçues et la connaissance du code 502, permet de déterminer les coordonnées absolues du dispositif émissif 102. r - Le code 502 est figé mais il se déplace en même temps que le dispositif émissifEach box 504 represents a word of the code 502 received by the detection device. Each word of the code 502 consists of a sextupled binary whose first three digits represent the beams received from the masks of the first type 304a, 304b and 304c and whose last three digits represent the beams received from the masks of the second type 404a, 404b and 404c. Each word being unique, the reading of the word by the detection device, that is to say the determination of the wavelengths received and the knowledge of the code 502, makes it possible to determine the absolute coordinates of the emitting device 102. The code 502 is fixed but it moves at the same time as the emitting device
102. Ainsi lorsque le dispositif émissif 102 se déplace, le dispositif de détection voit les déplacements par lecture d'un mot puis d'un autre et l'unité de traitement peut déterminer la position du dispositif émissif 102 par rapport au dispositif de détection en fonction du mot reçu par celui-ci.102. Thus, when the emitting device 102 moves, the detection device sees displacements by reading one word then another and the processing unit can determine the position of the emitting device 102 with respect to the detection device. function of the word received by it.
Chaque mot du code 502 détermine ainsi chacun une direction dans laquelle le dispositif émissif 102 émet une pluralité de faisceaux lumineux multiplexes. Chaque mot du code 502 est alors lié à une direction particulière.Each word of the code 502 thus each determines a direction in which the emitting device 102 emits a plurality of multiplexed light beams. Each word of the code 502 is then linked to a particular direction.
La Fig. 6 représente une vue schématique d'un système de traceur optique à huit longueurs d'ondes
Figure imgf000019_0001
pour un dispositif émissif 102.
Fig. 6 is a schematic view of an optical tracer system with eight wavelengths
Figure imgf000019_0001
for an emitting device 102.
Le dispositif émissif 102 peut se déplacer en translation le long d'un axe de déplacement 602 et en rotation autour de cet axe de déplacement 602.The emitting device 102 can move in translation along an axis of displacement 602 and in rotation about this axis of displacement 602.
Le dispositif émissif 102 est constitué de huit générateurs de faisceau lumineux.The emitting device 102 consists of eight light beam generators.
Chaque générateur de faisceau lumineux émet un faisceau à une longueur d'onde différente de celle des autres faisceaux. Chaque générateur de faisceau lumineux est disposé à l'intérieur d'un masque 606a, 606b, 606c, 606d, 608a, 608b, 608c, 608d de forme cylindrique dont l'axe est confondu avec l'axe de déplacement 602.Each light beam generator emits a beam at a wavelength different from that of the other beams. Each light beam generator is disposed inside a mask 606a, 606b, 606c, 606d, 608a, 608b, 608c, 608d of cylindrical shape whose axis coincides with the axis of displacement 602.
Chacun des masques 606a, 606b, 606c, 606d, 608a, 608b, 608c, 608d a une géométrie différente de celle de l'autre masque. Un ou plusieurs dispositifs de détection 610a, 610b, 610c, 61Od, 610e, 61Of,Each of the masks 606a, 606b, 606c, 606d, 608a, 608b, 608c, 608d has a geometry different from that of the other mask. One or more detection devices 610a, 610b, 610c, 61d, 610e, 61of,
610g et 610h sont disposés à une certaine distance de l'axe de déplacement 602. Dans l'exemple de la Fig. 6, les dispositifs de détection sont disposés sur un axe 604 parallèle à l'axe de déplacement 602 mais toute autre répartition est possible. Par exemple, il est possible de distribuer les dispositifs de détection autour de l'axe de déplacement 602.610g and 610h are arranged at a distance from the axis of movement 602. In the example of FIG. 6, the detection devices are arranged on an axis 604 parallel to the axis of displacement 602 but any other distribution is possible. For example, it is possible to distribute the detection devices around the movement axis 602.
La position linéaire du dispositif émissif 102 le long de l'axe de déplacementThe linear position of the emitting device 102 along the axis of displacement
602 est déterminée par l'analyse des faisceaux lumineux reçus des masques du premier type 606a, 606b, 606c, 606d et la position angulaire du dispositif émissif 102 autour de l'axe de déplacement 602 est déterminée par l'analyse des faisceaux lumineux reçus des masques du deuxième type 608a, 608b, 608c, 608d.602 is determined by the analysis of the light beams received from the masks of the first type 606a, 606b, 606c, 606d and the angular position of the emitting device 102 around the axis of displacement 602 is determined by the analysis of the light beams received from the masks of the second type 608a, 608b, 608c, 608d.
Un exemple de réalisation de masques du premier type 606a, 606b, 606c, 606d est donné à la Fig. 7a. Un exemple de réalisation de masques du deuxième type 608a, 608b, 608c, 608d est donné à la Fig. 7b. La Fig, 7a représente quatre exemples de masques du premier type 606a, 606b, 606c, 606d.An exemplary embodiment of masks of the first type 606a, 606b, 606c, 606d is given in FIG. 7a. An exemplary embodiment of masks of the second type 608a, 608b, 608c, 608d is given in FIG. 7b. Fig. 7a shows four examples of masks of the first type 606a, 606b, 606c, 606d.
Le masque 606a se divise en une zone 712a transparente pour la longueur d'onde λi et une zone 712b opaque pour la longueur d'ond
Figure imgf000020_0011
Le masque 606b se divise en une zone central transparente pour la longueur d'onde λ2 et deux zones latérales 714b opaques pour la longueur d'ond
Figure imgf000020_0003
The mask 606a is divided into a transparent area 712a for the wavelength λi and an area 712b that is opaque for the wavelength
Figure imgf000020_0011
The mask 606b is divided into a transparent central zone for the wavelength λ 2 and two opaque lateral zones 714b for the wavelength
Figure imgf000020_0003
Le masque 606c se divise en deux zones latérales 716a transparentes pour la longueur d'onde λ3 et une zone centrale 716b opaque pour la longueur d'ond
Figure imgf000020_0002
The mask 606c is divided into two transparent lateral zones 716a for the wavelength λ 3 and a central zone 716b that is opaque for the wavelength
Figure imgf000020_0002
Le masque 606d se divise en quatre zones 718a transparentes pour la longueur d'onde λ4 et trois zones 718b opaques pour la longueur d'ond
Figure imgf000020_0001
The mask 606d is divided into four transparent zones 718a for the wavelength λ4 and three opaque zones 718b for the wavelength
Figure imgf000020_0001
Les zones transparentes et opaques des masques du premier type ont la forme de portion de cylindre.The transparent and opaque areas of the masks of the first type have the shape of a cylinder portion.
La Fig. 7b représente quatre exemples de masques du deuxième type 608a, 608b, 608c, 608d. Le masque 608a se divise en une zone 762a transparente pour la longueur d'onde et une zone 762b opaque pour la longueur d'ond
Figure imgf000020_0010
Figure imgf000020_0004
Fig. 7b shows four examples of masks of the second type 608a, 608b, 608c, 608d. The mask 608a splits into a transparent zone 762a for the wavelength and an opaque zone 762b for the wavelength
Figure imgf000020_0010
Figure imgf000020_0004
Le masque 608b se divise en une zone 764a tra rente pour la longueur
Figure imgf000020_0006
d'ond
Figure imgf000020_0009
t une zone 764b opaque pour la longueur d'ond
The 608b mask is divided into a 764a area that is tra nient for the length
Figure imgf000020_0006
ond
Figure imgf000020_0009
t an opaque 764b area for the wav length
Le masque 608c se divise en deux zones 766a transparentes pour la longueur d'ond
Figure imgf000020_0008
et deux zones 766b opaques pour la longueur d'onde
Figure imgf000020_0005
The 608c mask is divided into two transparent 766a areas for the wavelength
Figure imgf000020_0008
and two opaque areas 766b for the wavelength
Figure imgf000020_0005
Le masque 608d se divise en quatre zones 768a transparentes pour la longueur d'onde λ8 et quatre zones 768b opaques pour la longueur d'ond
Figure imgf000020_0007
The mask 608d is divided into four areas 768A transparent for the wavelength λ 8 and four opaque areas 768B to the length ond
Figure imgf000020_0007
Les zones transparentes aux longueurs d'ondes sont ainsi des zones d'émission des faisceaux lumineux correspondants et les zones opaques aux longueurs d'ondes sont des zones de non-émission des faisceaux lumineux correspondants.The areas transparent to the wavelengths are thus emission zones of the corresponding light beams and the opaque zones at the wavelengths are zones of non-emission of the corresponding light beams.
Les zones transparentes et opaques des masques du deuxième type ont la forme d'arc de cylindre.The transparent and opaque areas of the masks of the second type have the shape of a cylinder arc.
Comme précédemment, les faisceaux lumineux issus du dispositif émissif 102 sont multiplexes en longueurs d'ondes. En effet, chaque composante de chaque mot du code représente l'état (émission ou non-émission) de l'un des faisceaux lumineux issu du dispositif émissif 102.As before, the light beams coming from the emitting device 102 are multiplexed into wavelengths. Indeed, each component of each code word represents the state (emission or non-emission) of one of the light beams from the emitting device 102.
Le code optique est représentatif des différentes combinaisons de position linéaires et angulaires pouvant être prises par le dispositif émissif 102.The optical code is representative of the various linear and angular positional combinations that can be taken by the emitting device 102.
T- - Le code est figé mais il se déplace en même temps que le dispositif émissif 102.T- - The code is fixed but it moves at the same time as the emitting device 102.
Ainsi lorsque le dispositif émissif 102 se déplace, le dispositif de /détection voit les déplacements par lecture d'un mot puis d'un autre et l'unité de traitement peut déterminer la position du dispositif émissif 102 par rapport au dispositif de détection en fonction du mot reçu par celui-ci.Thus, when the emitting device 102 moves, the detection device sees displacements by reading one word and then another, and the processing unit can determine the position of the emitting device 102 with respect to the detection device according to of the word received by this one.
Dans le cas d'un déplacement linéaire selon l'axe Z, les formules (1), (2) et (3) précédentes restent valables.In the case of a linear displacement along the Z axis, formulas (1), (2) and (3) above remain valid.
Dans le cas d'un déplacement angulaire, l'angle de rotation θ peut varier de 0 à 2π . Dans le cas où il y a Nχ longueurs d'ondes, l'angle de rotation total
Figure imgf000021_0005
st divisé en léments élémentaires d'angle
Figure imgf000021_0004
En fait, le nombre d'éléments élémentaires correspond au nombre de mots possibles pour le code optique.
In the case of angular displacement, the rotation angle θ can vary from 0 to 2π. In the case where there are Nχ wavelengths, the total rotation angle
Figure imgf000021_0005
st divided into elementary corner elements
Figure imgf000021_0004
In fact, the number of elementary elements corresponds to the number of possible words for the optical code.
On a alors:We then have:
Figure imgf000021_0001
En positionnant l'origine des angles au niveau du premier mot du code optique, la détection d'un mot de rang "j" par le dispositif de détection permet de déterminer l'angle
Figure imgf000021_0003
arcouru par le dispositif émissif à partir de la formule:
Figure imgf000021_0002
Figure imgf000021_0001
By positioning the origin of the angles at the first word of the optical code, the detection of a word of rank "j" by the detection device makes it possible to determine the angle
Figure imgf000021_0003
arcouru by the emissive device from the formula:
Figure imgf000021_0002
Dans le cas d'un code binaire rang j est donné par la formule:
Figure imgf000021_0006
In the case of a binary code rank j is given by the formula:
Figure imgf000021_0006
Ainsi l'angle parcouru
Figure imgf000021_0008
So the angle traveled
Figure imgf000021_0008
Un exemple d'application numérique donne pour: f+F = 1000mm, t
Figure imgf000021_0007
δθ vaut 1,406°, ce qui correspond à l'angle le plus petit qui puisse être détecté.
An example of a numerical application gives for: f + F = 1000mm, t
Figure imgf000021_0007
δθ is 1.406 °, which corresponds to the smallest angle that can be detected.
L'incertitude de la mesure vau
Figure imgf000021_0009
The uncertainty of the measure vau
Figure imgf000021_0009
Dans un exemple particulier où le code binaire s'écrit (0,1,0,0,1,0,0,0), le rang j vaut 72 et l'angle Aθ vaut 101,25°. La Fig. 8 a et la Fig. 8b représentent un ensemble de masqués pour un système de traceur optique dont le dispositif émissif se déplace dans un repère en coordonnées sphériques.In a particular example where the binary code is written (0,1,0,0,1,1,0,0,0), the rank j is 72 and the angle Aθ is 101,25 °. Fig. 8a and FIG. 8b show a set of masks for an optical tracer system whose emitting device moves in a coordinate system in spherical coordinates.
Dans un repère en coordonnées sphériques (O3 R, φ, θ), la position d'un dispositif émissif par rapport à l'origine O du repère est donnée par sa distance R du point O, par l'angle φ qui est l'angle de l'objet dans le plan XY et par l'angle θ qui est l'angle d'élévation entre le plan XY et la droite reliant le point O au dispositif émissif.In a coordinate system in spherical coordinates (O 3 R, φ, θ), the position of an emitting device with respect to the origin O of the reference is given by its distance R from the point O, by the angle φ which is the angle of the object in the XY plane and angle θ which is the elevation angle between the plane XY and the line connecting the point O to the emitting device.
La Fig, 8a représente quatre masques 802a, 802b, 802c, 802d qui permettent la détermination de l'angle φ. Un dispositif émissif dont on désirerait connaître le déplacement angulaire selon l'angle φ, comporterait un ou plusieurs des masquesFIG. 8a represents four masks 802a, 802b, 802c, 802d which make it possible to determine the angle φ. An emissive device which would be desired to know the angular displacement according to the angle φ, would comprise one or more of the masks
802a, 802b, 802c, 802d. Ces masques ont ici la forme de sphères comprenant au moins une zone d'émission, d'un faisceau lumineux à une longueur d'onde et au moins une zone de non-émission de ce faisceau lumineux. Dans un exemple de réalisation, chaque masque comprend un générateur de faisceau lumineux à une longueur d'onde λ, chaque longueur d'onde étant de préférence différente des autres.802a, 802b, 802c, 802d. These masks here have the shape of spheres comprising at least one emission zone, a light beam at a wavelength and at least one non-emission zone of this light beam. In an exemplary embodiment, each mask comprises a light beam generator at a wavelength λ, each wavelength preferably being different from the others.
Le masque 802a entoure un générateur de faisceau lumineux à une longueur d'onde X1 et comprend une zone 812a transparente à la longueur d'onde X1 et une zone 812b opaque à la longueur d'onde λi. La zone transparente 812a et la zone opaque 812b ont ici la forme de deux demi-sphères. Le masque 802b entoure un générateur de faisceau lumineux à une longueur d'onde λ2 et comprend une zone centrale 814a transparente à la longueur d'onde λz et deux zones latérales 814b opaques à la longueur d'ond
Figure imgf000022_0001
The mask 802a surrounds a light beam generator at a wavelength λ 1 and comprises a transparent area 812a at the wavelength λ 1 and an area 812b that is opaque at the wavelength λ 1. The transparent zone 812a and the opaque zone 812b here have the shape of two half-spheres. The mask 802b surrounds a light beam generator at a wavelength λ 2 and comprises a transparent central zone 814a at the wavelength λz and two opaque lateral zones 814b at the wavelength
Figure imgf000022_0001
Le masque 802c entoure un générateur de faisceau lumineux à une longueur d'onde λ3 et comprend une zone centrale 816b opaque à la longueur d'onde λ3 et deux zones latérales 816a transparentes à la longueur d'onde
Figure imgf000022_0002
The mask 802c surrounds a light beam generator at a wavelength λ 3 and comprises a central zone 816b that is opaque at the wavelength λ3 and two side zones 816a that are transparent at the wavelength.
Figure imgf000022_0002
Le masque 802d entoure un générateur de faisceau lumineux à une longueur d'onde X4 et comprend quatre zones 818a transparentes à la longueur d'onde X4 et trois zones 818b opaques à la longueur d'onde
Figure imgf000022_0003
The mask 802d surrounds a light beam generator at a wavelength λ 4 and comprises four transparent areas 818a at the wavelength λ 4 and three opaque areas 818b at the wavelength
Figure imgf000022_0003
Les zones transparentes aux longueurs d'ondes sont ainsi des zones d'émission des faisceaux lumineux correspondants et les zones opaques aux longueurs d'ondes sont des zones de non-émission des faisceaux lumineux correspondants.The areas transparent to the wavelengths are thus emission zones of the corresponding light beams and the opaque zones at the wavelengths are zones of non-emission of the corresponding light beams.
Pour permettre la détermination de l'angle φ, un dispositif de détection distant du dispositif émissif doit pouvoir déterminer un changement de longueur d'onde lors de la rotation du dispositif émissif autour d'un axe Z1 parallèle à Z et passant par le centre des sphères. Ainsi, les masques ne doivent pas être invariants par une rotation autour de l'axe Z'.To allow the determination of the angle φ, a remote detecting device emitting device must be able to determine a change in wavelength when the rotation of the emissive device about an axis parallel to Z Z 1 and passing through the center of the spheres. Thus, the masks must not be invariant by a rotation around the axis Z '.
La Fig. 9b représente quatre masques 852a, 852b, 852c et 852d qui permettent la détermination de l'angle θ. Un dispositif émissif dont on désirerait connaître le déplacement angulaire selon l'angle θ, comporterait un ou plusieurs des masques 852a,Fig. 9b represents four masks 852a, 852b, 852c and 852d which make it possible to determine the angle θ. An emissive device whose angular displacement would be desired to know at the angle θ, would comprise one or more of the masks 852a,
852b, 852c et 852d. Ces masques ont ici la forme de sphères comprenant au moins une zone d'émission d'un faisceau lumineux à une longueur d'onde et au moins une zone de non-émission de ce faisceau lumineux. Dans un exemple de réalisation, chaque masque comprend un générateur de faisceau lumineux à une longueur d'onde λ, chaque longueur d'onde étant de préférence différente des autres.852b, 852c and 852d. These masks here have the shape of spheres comprising at least one emission zone of a light beam at a wavelength and at least one non-emission zone of this light beam. In an exemplary embodiment, each mask comprises a light beam generator at a wavelength λ, each wavelength preferably being different from the others.
Le masque 852a entoure un générateur de faisceau lumineux à une longueur d'onde λs et comprend une zone 862a transparente à la longueur d'onde λ5 et une zone 862b opaque à la longueur d'onde Xs, La zone transparente 862a et la zone opaque 862b ont ici la forme de deux demi-sphères. Le masque 852b entoure un générateur de faisceau lumineux à une longueur d'onde X6 et comprend une zone centrale 864a transparente à la longueur d'onde λβ et deux zones latérales 864b opaques à la longueur d'onde λ(,.The mask 852a surrounds a light beam generator at a wavelength λs and comprises an area 862a transparent to the wavelength λ 5 and an area 862b opaque to the wavelength λs, the transparent area 862a and the area opaque 862b here have the shape of two half-spheres. The mask 852b surrounds a light beam generator at a wavelength λ 6 and comprises a central zone 864a transparent to the wavelength λβ and two opaque lateral zones 864b at the wavelength λ (,.
Le masque 852c entoure un générateur de faisceau lumineux à une longueur d'onde λj et comprend une zone centrale 866b opaque à la longueur d'onde λ7 et deux zones latérales 866a transparentes à la longueur d'onde λ7.The mask 852c surrounds a light beam generator at a wavelength λj and comprises a central zone 866b that is opaque at the wavelength λ 7 and two lateral zones 866a that are transparent at the wavelength λ 7 .
Le masque 852d entoure un générateur de faisceau lumineux à une longueur d'onde λs et comprend quatre zones 868a transparentes à la longueur d'onde λ8 et trois zones 868b opaques à la longueur d'onde λ8.The mask 852d surrounds a light beam generator at a wavelength λs and comprises four transparent areas 868a at the wavelength λ 8 and three opaque areas 868b at the wavelength λ 8 .
Pour permettre la détermination de l'angle θ, un dispositif de détection distant du dispositif émissif doit pouvoir déterminer un changement de longueur d'onde lors de la rotation du dispositif émissif autour du point O.To enable the determination of the angle θ, a remote detection device of the emitting device must be able to determine a change of wavelength during the rotation of the emitting device around the point O.
Les calculs qui suivent permettent de déterminer le déplacement angulaire Δφ et Δθ dans les cas où le dispositif émissif se déplace uniquement en translation par rapport aurepère (O, X, Y3 Z)3 c'est-à-dire quand il ne tourne pas sur lui-même, et d'en déduire les coordonnées du dispositif émissif.The calculations which follow make it possible to determine the angular displacement Δφ and Δθ in the cases where the emitting device moves only in translation with respect to aurepère (O, X, Y 3 Z) 3 that is to say when it does not rotate on itself, and to deduce the coordinates of the emissive device.
Dans le repère en coordonnées sphériques, l'angle φ peut varier de 0 à 2π tandis que l'angle θ peut varier de 0 à π (ou de
Figure imgf000023_0001
In the coordinate system in spherical coordinates, the angle φ can vary from 0 to 2π while the angle θ can vary from 0 to π (or from
Figure imgf000023_0001
Dans le cas où il y a N^ longueurs d'ondes, l'angle de rotation total 2#- est divisé en 2N* éléments élémentaires d'angle δφ et l'angle de rotation total π est divisé en éléments élémentaires d'angle δθ . En fait, le nombre d'éléments élémentaires correspond au nombre de mots possibles pour le code optique. ; On a alors:In the case where there are N wavelengths, the total rotation angle 2 # - is divided into 2 N * elementary elements of angle δφ and the total rotation angle π is divided into elementary elements of angle δθ. In fact, the number of elementary elements corresponds to the number of possible words for the optical code. ; We then have:
Figure imgf000024_0001
En positionnant l'origine des angles au niveau du premier mot du code optique, la détection d'un mot de rang "j" par le dispositif de détection permet de déterminer l'angl et l'angl parcourus par le dispositif émissif à partir des formules:
Figure imgf000024_0011
Figure imgf000024_0012
Figure imgf000024_0004
Dans le cas d'un code binaire à Nj. éléments, le rang j est donné par la formule:
Figure imgf000024_0001
By positioning the origin of the angles at the level of the first word of the optical code, the detection of a word of rank "j" by the detection device makes it possible to determine the angl and the angle traveled by the emitting device from the formulas:
Figure imgf000024_0011
Figure imgf000024_0012
Figure imgf000024_0004
In the case of a binary code at Nj. elements, the rank j is given by the formula:
Figure imgf000024_0002
Figure imgf000024_0002
Ainsi les angles parcourus par le dispositif émissif s'écrivent:
Figure imgf000024_0003
Thus the angles traveled by the emissive device are written:
Figure imgf000024_0003
Un exemple d'application numérique donne pour: f+F = 1000mm, Ω≈45°, etAn example of a numerical application gives for: f + F = 1000mm, Ω≈45 °, and
Nλ=8, δφ vaut 1,406°, ce qui c d à l'angle le plus petit qui puisse être détecté.
Figure imgf000024_0006
N λ = 8, δφ is 1.406 °, which corresponds to the smallest angle that can be detected.
Figure imgf000024_0006
L'incertitude de la mesure vaut δθ vaut 0,7°, ce qui c à l'angle le plus petit qui puisse être détecté.
Figure imgf000024_0007
L'incertitude de la mesure vau
The uncertainty of the measurement is worth δθ is 0.7 °, which c at the smallest angle that can be detected.
Figure imgf000024_0007
The uncertainty of the measure vau
Dans un exemple particulier où le code binaire s'écrit (0,1,0,0,1,0,0,0), le rang j vaut 72 et l'angle Aφ vaut 101,25° et l'angle Aθ vaut 50,625°.In a particular example where the binary code is written (0,1,0,0,1,1,0,0,0), the rank j is 72 and the angle Aφ is equal to 101,25 ° and the angle Aθ is 50.625 °.
Le calcul suivant permet de retrouver les coordonnées cartésiennes du dispositif émissif connaissant les coordonnées cartésiennes de deux dispositifs émissifs et les valeurs des angles φ et θ déterminées par chacun des dispositifs émissifs.The following calculation makes it possible to find the Cartesian coordinates of the emitting device knowing the Cartesian coordinates of two emissive devices and the values of the angles φ and θ determined by each of the emitting devices.
Les coordonnées cartésiennes du dispositif émissif sont (x, y, z). Les coordonnées cartésiennes du premier dispositif de détection so
Figure imgf000024_0009
et les angles déterminés à partir de ce dispositif de détection so
Figure imgf000024_0010
The Cartesian coordinates of the emissive device are (x, y, z). The Cartesian coordinates of the first detection device
Figure imgf000024_0009
and the angles determined from this detection device so
Figure imgf000024_0010
Les coordonnées cartésiennes du premier dispositif de détection sont
Figure imgf000024_0008
et les angles déterminés à partir de ce dispositif de détection son
Figure imgf000024_0005
On obtient alors: '
The Cartesian coordinates of the first detection device are
Figure imgf000024_0008
and the angles determined from this sound detection device
Figure imgf000024_0005
We then obtain:
Figure imgf000025_0001
Figure imgf000025_0001
Les seules inconnues restant à déterminer sont donc n et r2.The only unknowns to be determined are therefore n and r 2 .
Par égalité des équations deux à deux on obtient:By equality of equations two by two we obtain:
Figure imgf000025_0003
Figure imgf000025_0003
On en déduit alors:We then deduce:
Figure imgf000025_0002
II est alors possible de déterminer les valeurs numériques de ri et r2 pour les réinjecter ensuite dans les équations (8).
Figure imgf000025_0002
It is then possible to determine the numerical values of r 1 and r 2 and then reinject them into equations (8).
Un exemple d'application numérique pourAn example of a digital application for
Figure imgf000025_0004
La Fig. 9a, la Fig. 9b et la Fig. 9c sont des représentations schématiques de masques pour un système de traceur optique dont le dispositif émissif peut effectuer des rotations quelconques sur lui-même sans déplacement linéaire.
Figure imgf000025_0004
Fig. 9a, FIG. 9b and FIG. 9c are schematic representations of masks for an optical tracer system whose emitting device can perform any rotations on itself without linear displacement.
Le dispositif émissif comprend t s 902a, 902b et 902c qui sont centrées sur le point O', origine du repère
Figure imgf000025_0005
lié au dispositif émissif. La Fig. 1 représente un tel dispositif émissif 102 dont une seule des sphères est représentée.
The emitting device comprises ts 902a, 902b and 902c which are centered on the point O ', origin of the reference
Figure imgf000025_0005
linked to the emissive device. Fig. 1 represents such an emitting device 102 only one of the spheres is shown.
Le repère
Figure imgf000025_0006
est lié au dispositif émissif de manière à ce que toute translation de ce dernier entraîne une translation du repère tandis qu'une rotation du dispositif émissif n'entraîne aucune rotation du repère. Ainsi, les vecteurs directeurs du repère ont parallèles aux vecteurs directeurs de l'espace 108 représentés
Figure imgf000025_0007
y— par (O5 X5 Y, Z) et le restent quel que soit le mouvement du dispositif émissif tout en se déplaçant par rapport à lui.
The landmark
Figure imgf000025_0006
is linked to the emissive device so that any translation of the latter causes a displacement of the marker while a rotation of the emitting device does not cause any rotation of the marker. Thus, the guide vectors of the marker have parallel to the direction vectors of the space 108 represented
Figure imgf000025_0007
y- by (O 5 X 5 Y, Z) and remain whatever the movement of the emitting device while moving relative to it.
A l'intérieur des sphères sont disposés des générateurs de faisceau lumineux qui émettent des faisceaux lumineux à longueur d'onde
Figure imgf000026_0001
n direction d'un dispositif de détection 904.
Within the spheres are light beam generators that emit wavelength light beams
Figure imgf000026_0001
n direction of a detection device 904.
Les Figs. 9a, 9b et 9c ne sont pas représentées à l'échelle. En effet, les trois sphères ne peuvent pas être physiquement toutes les trois centrées au même point o, mais compte tenu de la distance entre le point o et le dispositif de détection 904 qui est très grande par rapport aux dimensions du dispositif émissif, il est possible de faire l'approximation selon laquelle les trois sphères sont centrées au même point o.Figs. 9a, 9b and 9c are not shown in scale. Indeed, the three spheres can not be physically all three centered at the same point o, but given the distance between the point o and the detection device 904 which is very large compared to the dimensions of the emitting device, it is possible to make the approximation that the three spheres are centered at the same point o.
On note oD la droite passant par o et par le dispositif de détection. La position du dispositif émissif par rapport au dispositif de détection se détermine par le calcul de trois angles notés ΘX, ΘY et ΘZ.We note oD the line passing through o and by the detection device. The position of the emitting device with respect to the detection device is determined by the calculation of three angles denoted ΘX, ΘY and ΘZ.
Le point référencé 904a représente la projection du dispositif de détection dans le plan XoZ et l'angle ΘZ (Fig. 9a) est l'angle d'élévation de la droite oD par rapport au plan XY.The point referenced 904a represents the projection of the detection device in the XoZ plane and the angle ΘZ (Fig. 9a) is the elevation angle of the line oD with respect to the XY plane.
Le point référencé 904b représente la projection du dispositif de détection dans le plan XoZ et l'angle ΘX (Fig. 9b) est l'angle d'élévation de la droite oD par rapport au plan YZ. Le point référencé 904c représente la projection du dispositif de détection dans le plan YoZ et l'angle ΘY (Fig. 9c) est l'angle d'élévation de la droite oD par rapport au plan XZ5.The point referenced 904b represents the projection of the detection device in the XoZ plane and the angle ΘX (Fig. 9b) is the elevation angle of the line oD with respect to the YZ plane. The point referenced 904c represents the projection of the detection device in the plane YoZ and the angle ΘY (Fig. 9c) is the elevation angle of the line oD with respect to the plane XZ 5 .
La sphère 902a forme un masque comportant des zones transparentes et des zones opaques à la longueur d'onde λi. Ces zones transparentes et ces zones opaques prennent la forme de bandes 906 parallèles au plan XY et sont invariantes par rotation autour de l'axe Z.The sphere 902a forms a mask having transparent areas and opaque areas at the wavelength λi. These transparent areas and these opaque zones take the form of strips 906 parallel to the XY plane and are invariant by rotation around the Z axis.
Toute rotation autre que celle autour de l'axe Z entraîne un changement dans la valeur de la longueur d'onde reçue par le dispositif de détection 904 et permet de calculer la' valeur de l'angle ΘZ à un instant t. La sphère 902b forme un masque comportant des zones transparentes et des zones opaques à la longueur d'on
Figure imgf000026_0002
es zones transparentes et ces zones opaques prennent la forme de bandes 908 parallèles au plan YZ et sont invariantes par rotation autour de l'axe X. Toute rotation autre que celle autour de l'axe X entraîne un changement dans la valeur de la longueur d'onde reçue par le dispositif de détection 904 et permet de calculer la valeur de l'angle ΘX à un instant t.
Rotation other than that around the Z axis results in a change in the value of the wavelength received by the detection device 904 and can calculate the 'value of the angle ΘZ at a time t. Sphere 902b forms a mask with transparent areas and opaque areas at the length of one
Figure imgf000026_0002
These transparent zones take the form of strips 908 parallel to the YZ plane and are invariant by rotation about the X axis. Any rotation other than that around the X axis causes a change in the value of the wavelength received by the detection device 904 and makes it possible to calculate the value of the angle ΘX at a time t.
La sphère 902c forme un masque comportant des zones transparentes et des zones opaques à la longueur d'onde λ3. Ces zones transparentes et ces zones opaques prennent la forme de bandes 910 parallèles au plan XZ et sont invariantes par rotation autour de l'axe Y.The sphere 902c forms a mask comprising transparent zones and opaque zones at the wavelength λ 3 . These transparent areas and these opaque areas take the form of 910 strips parallel to the XZ plane and are invariant by rotation around the Y axis.
Toute rotation autre que celle autour de l'axe Y entraîne un changement dans la valeur de la longueur d'onde reçue par le dispositif de détection 904 et permet de calculer la valeur de l'angle θ Y à un instant t.Any rotation other than that around the Y axis causes a change in the value of the wavelength received by the detection device 904 and makes it possible to calculate the value of the angle θ Y at a time t.
Les calculs qui suivent permettent de déterminer le positionnement angulaire du dispositif émissif dans le lepère (O,The following calculations make it possible to determine the angular positioning of the emitting device in the leper (O,
Les trois vecteurs d'élévation ssus du dispositif émissif s'écrivent
Figure imgf000027_0001
alors:
The three vectors of elevation above the emissive device are written
Figure imgf000027_0001
so:
Figure imgf000027_0002
La direction de la droite oD est alors donnée par le vecteu
Figure imgf000027_0003
Figure imgf000027_0002
The direction of the right oD is then given by the vecteu
Figure imgf000027_0003
C'est-à-dire que:
Figure imgf000027_0004
et en notant:
Which means:
Figure imgf000027_0004
and noting:
Figure imgf000027_0005
on obtient: (9)
Figure imgf000027_0006
Figure imgf000027_0005
we get: (9)
Figure imgf000027_0006
Les valeurs des angles de rotation du dispositif émissif sur chacun des axes OX5 OY et OZ s'écrivent:The values of the rotation angles of the emitting device on each of the axes OX 5 OY and OZ are written:
T-
Figure imgf000027_0007
Dans le cas de la Fig. 1 avec un dispositif émissif 102 de coordonnées' (x, y, z) et deux dispositifs de détection 114, 116 ayant respectivement pour coordonnées dans le repère (O, X, Y, Z
Figure imgf000028_0005
es calculs suivants permettent de déterminer la position du dispositif émissif dans le repère (O, X, Y5 Z). En application de (9), le dispositif de détection 114 et le dispositif de détection ectivement un vecteur
Figure imgf000028_0004
et un vecteur
Figure imgf000028_0003
qui sont représentatifs des directions des chemins optiques directs,
T-
Figure imgf000027_0007
In the case of FIG. 1 with an emitting device 102 with coordinates ' (x, y, z) and two detecting devices 114, 116 respectively having coordinates in the coordinate system (O, X, Y, Z)
Figure imgf000028_0005
es following calculations to determine the position of the emissive device in the coordinate system (O, X, Y 5 Z). In application of (9), the detection device 114 and the detection device ectively a vector
Figure imgf000028_0004
and a vector
Figure imgf000028_0003
which are representative of the directions of the direct optical paths,
Le dispositif émissif 102 est à l'intersection de la droite passant par Ic premier dispositif de détection 114 et de vecteur directeur Vx avec la droite passant par le deuxième dispositif de détection 116 et de vecteur directeur V2.The emitting device 102 is at the intersection of the line passing through the first detection device 114 and the direction vector V x with the line passing through the second detection device 116 and the director vector V 2 .
On peut alors écrire: fWe can then write: f
J ou
Figure imgf000028_0006
et
Figure imgf000028_0007
sont les coefficients
Figure imgf000028_0001
multiplicateurs des vecteur ur atteindre le dispositif émissif 102 à partir de
Figure imgf000028_0008
chacun des dispositifs de détection 114, 116. C'est-à-dire que:
J or
Figure imgf000028_0006
and
Figure imgf000028_0007
are the coefficients
Figure imgf000028_0001
vector multipliers ur reach the emitting device 102 from
Figure imgf000028_0008
each of the detection devices 114, 116. That is to say that:
Figure imgf000028_0002
Figure imgf000028_0002
La Fig. 10 représente un dispositif de détection virtuel 1006 d'un système de traceur optique dont la précision est améliorée. Un dispositif émissif 1002 se déplace dans un espace où est disposée une pluralité de dispositifs de détection 1004a, 1004b et 1004c. Les dispositifs de détection 1004a, 1004b et 1004c sont sur un même plan et l'unité de traitement détermine, pour chaque dispositif de détection 1004a, 1004b, 1004c, les angles représentatifs de la position du dispositif émissif 1002. Pour améliorer la précision des mesures des angles et donc des coordonnées du dispositif émissif 1002, une moyenne est effectuée sur la pluralité d'angles précédemment déterminée.Fig. 10 shows a virtual detection device 1006 of an optical tracer system whose accuracy is improved. An emitting device 1002 moves in a space where a plurality of detection devices 1004a, 1004b and 1004c are disposed. The detection devices 1004a, 1004b and 1004c are on the same plane and the processing unit determines, for each detection device 1004a, 1004b, 1004c, the angles representative of the position of the emitting device 1002. To improve the accuracy of the measurements angles and therefore coordinates of the emitting device 1002, an average is performed on the plurality of angles previously determined.
Le dispositif de détection virtuel 1006 est ainsi constitué d'une pluralité de dispositifs de détection 1004a, 1004b et 1004c. De préférence, le positionnement des dispositifs de détection 1004a, 1004b et 1004c forme une figure géométrique symétrique. Dans l'exemple de réalisation de la Fig. 10, les dispositifs de détection 1004a, 1004b et 1004c forment un triangle équilatéral et le dispositif de détection virtuel 1006 est le barycentre. Les Figs. 11 à 14 représentent une pluralité de modes de réalisation de dispositifs émissifs selon l'invention. Chaque dispositif émissif est adapté à émettre, dans une direction donnée, au moins deux faisceaux lumineux de manière à ce que lcsdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique représentatif de ladite direction et qui résulte d'un multiplexage desdits au moins deux faisceaux lumineux.The virtual detection device 1006 thus consists of a plurality of detection devices 1004a, 1004b and 1004c. Preferably, the positioning of the detection devices 1004a, 1004b and 1004c form a symmetrical geometric figure. In the exemplary embodiment of FIG. 10, the detection devices 1004a, 1004b and 1004c form an equilateral triangle and the virtual detection device 1006 is the center of gravity. Figs. 11 to 14 show a plurality of embodiments of emitting devices according to the invention. Each emitting device is adapted to emit, in a given direction, at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction and which results from multiplexing said at least two light beams.
La Fig. 11 représente un dispositif émissif 102 comprenant une pluralité de générateurs de faisceaux lumineux 1104a, 1104b, 1104c et 1104d et une pluralité de masques 1108a, 1108b, 1108c et 1108d. Chacun des faisceaux lumineux est un faisceau lumineux à une longueur d'onde différente des longueurs d'ondes des autres faisceaux lumineux ce qui évite un recouvrement des longueurs d'ondes et une incertitude quant à la position du dispositif émissif 102. Chaque masque 1108a, 1108b, 1108c, 1108d est disposé dans le passage de l'un des faisceaux lumineux afin de cacher une partie de chacun des faisceaux lumineux. Le dispositif émissif 102 peut aussi comprendre des optiques d'adaptation 1106a, 1106b, 1106c et 1106d qui permettent de focaliser chacun des faisceaux émis par les générateurs 1104a, 1104b, 1104c et 1104d sur les masques 1108a, 1108b, 1108c et 1108d. Un optique 1110 peut être disposé en sortie du dispositif émissif 102 afin de focaliser les faisceaux lumineux issus des masques 1108a, 1108b, 1108c, 1108d. Chaque masque 1108a, 1108b, 1108c, 1108d comprend au moins une zone transparente au faisceau qu'il reçoit et au moins une zone opaque à ce même faisceau. Ainsi, les zones d'émission sont constituées des générateurs de faisceaux lumineux 1104a, 1104b, 1104c, 1104d combinés aux zones transparentes de chaque masque 1108a, 1108b, 1108c, 1108d et les zones de non- émission sont constituées des générateurs de faisceaux lumineux 1104a, 1104b, 1104c, 1104d combinés aux zones opaques de chaque masque 1108a, 1108b, 1108c, , 1108d.Fig. 11 shows an emitting device 102 comprising a plurality of light beam generators 1104a, 1104b, 1104c and 1104d and a plurality of masks 1108a, 1108b, 1108c and 1108d. Each of the light beams is a light beam at a wavelength different from the wavelengths of the other light beams, which avoids overlap of the wavelengths and uncertainty as to the position of the emitting device 102. Each mask 1108a, 1108b, 1108c, 1108d is arranged in the passage of one of the light beams in order to hide part of each of the light beams. The emitting device 102 may also include matching optics 1106a, 1106b, 1106c and 1106d which make it possible to focus each of the beams emitted by the generators 1104a, 1104b, 1104c and 1104d on the masks 1108a, 1108b, 1108c and 1108d. An optical 1110 may be disposed at the output of the emitting device 102 in order to focus the light beams coming from the masks 1108a, 1108b, 1108c, 1108d. Each mask 1108a, 1108b, 1108c, 1108d comprises at least one zone transparent to the beam that it receives and at least one zone opaque to this same beam. Thus, the emission zones consist of the light beam generators 1104a, 1104b, 1104c, 1104d combined with the transparent zones of each mask 1108a, 1108b, 1108c, 1108d and the non-emission zones consist of light beam generators 1104a. , 1104b, 1104c, 1104d combined with the opaque areas of each mask 1108a, 1108b, 1108c, 1108d.
Le code optique est ainsi généré par la pluralité de générateurs de faisceaux lumineux 1104a, 1104b, 1104c, 1104d, chaque faisceau lumineux étant constitué d'une longueur d'onde différente des longueurs d'ondes des autres faisceaux lumineux et la pluralité de masques 1108a, 1108b, 1108c, 1108d, chaque masqueTecevant le faisceau lumineux émis par l'un des générateurs de faisceau lumifieux et comprenant respectivement au moins une zone transparente audit faisceau ainsi reçu et au moins une zone opaque audit faisceau ainsi reçu.The optical code is thus generated by the plurality of light beam generators 1104a, 1104b, 1104c, 1104d, each light beam consisting of a wavelength different from the wavelengths of the other light beams and the plurality of masks 1108a. , 1108b, 1108c, 1108d, each maskTeceving the light beam emitted by one of the light beam generators and comprising respectively at least one zone transparent to said beam thus received and at least one opaque zone to said beam thus received.
Les faisceaux lumineux issus du dispositif émissif 102 sont ainsi multiplexes en longueurs d'ondes. En effet, chaque composante de chaque mot du code généré par le dispositif émissif 102 représente l'état (émission ou non-émission) de l'un des faisceaux lumineux issu du dispositif émissif 102.The light beams emanating from the emitting device 102 are thus multiplexed into wavelengths. Indeed, each component of each word of the code generated by the emitting device 102 represents the state (emission or non-emission) of one of the light beams coming from the emitting device 102.
Dans les cas où la détermination du mouvement d'un objet dans l'espace 108 de la Fig. 1 nécessite la mise en place d'une pluralité de dispositifs émissifs 102, 104, 106 sur l'objet, chaque dispositif de détection 114, 116 doit pouvoir distinguer le faisceau issu de l'un ou l'autre des dispositifs émissifs 102, 104, 106 pour éviter une mauvaise interprétation du mouvement.In cases where the determination of the motion of an object in space 108 of FIG. 1 requires the establishment of a plurality of emitting devices 102, 104, 106 on the object, each detection device 114, 116 must be able to distinguish the beam from one or the other of the emitting devices 102, 104 , 106 to avoid a misinterpretation of the movement.
Pour personnaliser chacun des dispositifs émissifs 102, 104, 106 et en particulier le faisceau lumineux émis par chacun d'eux, chaque dispositif émissif 102 réalise une modification du faisceau lumineux qu'il émet, différente de celle réalisée par les autres dispositifs émissifs 104, 106. Les dispositifs de détection 114, 116 doivent alors être adaptés à reconnaître cette modification.To personalize each of the emitting devices 102, 104, 106 and in particular the light beam emitted by each of them, each emitting device 102 modifies the light beam emitted, different from that produced by the other emitting devices 104. 106. The detection devices 114, 116 must then be adapted to recognize this change.
Cette modification du faisceau lumineux peut prendre l'aspect d'une modification du faisceau lumineux émis en modulation d'amplitude, de fréquence, de pulsation, de phase ou autre.This modification of the light beam can take the appearance of a modification of the light beam emitted in amplitude modulation, frequency, pulsation, phase or other.
Pour réaliser cette modification sur le faisceau lumineux émis, le dispositif émissif 102 est muni d'un module d'identification 1102 représente sur la Fig. 11 et qui est adapté à modifier le faisceau lumineux émis. Par exemple, deux dispositifs émissifs 102, 104 peuvent être distingués par le fait que les caractéristiques de modulation de fréquence des faisceaux lumineux émis par l'un des dispositifs émissifs ne sont pas les mêmes que les caractéristiques de modulation de fréquence des faisceaux lumineux émis par l'autre dispositif émissif.To achieve this modification on the emitted light beam, the emitting device 102 is provided with an identification module 1102 shown in FIG. 11 and which is adapted to modify the emitted light beam. For example, two emitting devices 102, 104 can be distinguished by the fact that the frequency modulation characteristics of the light beams emitted by one of the emitting devices are not the same as the frequency modulation characteristics of the light beams emitted by the other emissive device.
La Fig. 12 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif émissif 1300 dont l'encombrement est réduit. Le dispositif émissif 1300 comprend un générateur de faisceau lumineux 1304, un masque 1308 et des optiques d'adaptation 1306 et 1310 qui permettent de focaliser les faisceaux lumineux générés.Fig. 12 shows another embodiment of an emitting device 1300 whose size is reduced. The emitting device 1300 comprises a light beam generator 1304, a mask 1308 and matching optics 1306 and 1310 which make it possible to focus the generated light beams.
Le générateur de faisceau lumineux 1304 génère de préférence un faisceau à une longueur d'onde. Le masque 1308 comporte des zones transparentes au faisceau lumineux ainsi généré et des zones opaques à ce même faisceau.The light beam generator 1304 preferably generates a beam at a wavelength. The mask 1308 has areas transparent to the light beam thus generated and opaque areas to the same beam.
Les zones d'émission sont ainsi constituées du générateur de faisceau lumineux 1034 et des zones transparentes du masque 1308 et les zones de non-émission sont constituées du générateur de faisceau lumineux 1034 et des zones opaques du masque 1308.The emission zones thus consist of the light beam generator 1034 and the transparent zones of the mask 1308 and the non-emission zones consist of the light beam generator 1034 and the opaque zones of the mask 1308.
Afin d'obtenir différentes géométries de bandes, comme par exemple celles desIn order to obtain different geometries of bands, for example those of
Figs. 4a et 4b, la géométrie des zones transparentes et opaques du masque 1038 varie au cours du temps. Un tel masque peut prendre, par exemple, la forme d'un écran à cristaux liquides associé à un dispositif électronique de commande d'allumage ou d'extinction de certaines parties de l'écran à cristaux liquides.Figs. 4a and 4b, the geometry of the transparent and opaque zones of the mask 1038 varies over time. Such a mask may take, for example, the form of a liquid crystal display associated with an electronic control device for switching on or off certain parts of the liquid crystal screen.
Les faisceaux lumineux issus du dispositif émissif 1300 sont ainsi multiplexes en temps. En effet, chaque composante de chaque mot représente l'état (émission ou non-émission) de l'un des faisceaux lumineux issu du dispositif émissif 1300 à un instant t. La première composante est déterminée avec une première configuration du masque 1038, puis la deuxième composante est déterminée avec une deuxième configuration du masque 1038, etc.The light beams emanating from the emitting device 1300 are thus multiplexed in time. Indeed, each component of each word represents the state (emission or non-emission) of one of the light beams from the emitting device 1300 at a time t. The first component is determined with a first configuration of the mask 1038, then the second component is determined with a second configuration of the mask 1038, etc.
Le code optique est ainsi généré par le générateur de faisceau lumineux 1304, le faisceau lumineux étant constitué d'une longueur d'onde, et le masque 1308 recevant le faisceau lumineux et comprenant respectivement au moins une zone transparente audit faisceau et au moins une zone opaque audit faisceau et les géométries des zones transparentes et opaques varient au cours du temps.The optical code is thus generated by the light beam generator 1304, the light beam consisting of a wavelength, and the mask 1308 receiving the light beam and comprising respectively at least one transparent zone to said beam and at least one zone. opaque audit beam and the geometries of transparent and opaque areas vary over time.
La Fig. 13 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif émissif qui permet de s'affranchir de l'utilisation du masque. Le dispositif émissif 1400 comprend une pluralité de générateurs de faisceau lumineux 1402 disposés en bandes 1404a à 1404f pouvant être respectivement allumées ou éteintes. De tels générateurs de faisceau lumineux peuvent être des diodes électroluminescentes.Fig. 13 shows another embodiment of an emissive device that eliminates the use of the mask. The emitting device 1400 comprises a plurality of light beam generators 1402 arranged in strips 1404a to 1404f which can respectively be turned on or off. Such light beam generators may be light emitting diodes.
Les zones d'émission et les zones de non-émission sont ainsi constituées des générateurs de faisceau lumineux en bandes allumées ou éteintes.The emission zones and the non-emission zones thus consist of light beam generators in bands that are on or off.
Les longueurs d'ondes des faisceaux lumineux émis par chaque bande 1404a à 1404f sont différentes les unes des autres. Afin d'obtenir différentes géométries du dispositif émissif, comme par exemple celles des Figs. 4a et 4b, la position et/ou le nombre de bandes allumées ou éteintes varient au cours du temps.The wavelengths of the light beams emitted by each band 1404a to 1404f are different from each other. In order to obtain different geometries of the emitting device, such as those of FIGS. 4a and 4b, the position and / or the number of bands on or off vary over time.
Les faisceaux lumineux issus du dispositif émissif 1400 sont ainsi multiplexes en longueurs d'ondes et en temps. En effet, chaque composante de chaque mot représente l'état (émission ou non-émission) de l'un des faisceaux lumineux issu du dispositif émissif 1400 à un instant t. La première composante est déterminée avec une première configuration des générateurs de faisceau lumineux 1402, puis la deuxième composante est déterminée avec une deuxième configuration des générateurs de faisceau lumineux 1402, etc.The light beams emanating from the emitting device 1400 are thus multiplexed into wavelengths and time. Indeed, each component of each word represents the state (emission or non-emission) of one of the light beams from the emitting device 1400 at a time t. The first component is determined with a first configuration of the light beam generators 1402, then the second component is determined with a second configuration of the light beam generators 1402, etc.
Le code optique est ainsi généré par la pluralité de générateurs de faisceau lumineux 1402 disposés en bandes 1404a à 1404f et pouvant être respectivement allumées ou éteintes.The optical code is thus generated by the plurality of light beam generators 1402 arranged in bands 1404a to 1404f and which can respectively be turned on or off.
La Fig. 14 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif émissif 1500 qui, par rapport au dispositif émissif de la Fig. 12 permet de s'affranchir de l'utilisation d'un masque dynamique.Fig. 14 shows another embodiment of an emitting device 1500 which, with respect to the emitting device of FIG. 12 makes it possible to dispense with the use of a dynamic mask.
Le dispositif émissif 1500 comprend une pluralité de générateurs de faisceaux lumineux 1504a, 1504b, 1504c et 1504d, une pluralité de masques 1508a, 1508b,The emitting device 1500 comprises a plurality of light beam generators 1504a, 1504b, 1504c and 1504d, a plurality of masks 1508a, 1508b,
1508c et 1508d et des optiques d'adaptation 1506a, 1506b, 1506c, 1506d et 1510 qui permettent de focaliser les faisceaux lumineux en sortie de chaque générateur de faisceau lumineux et en sortie du dispositif émissif 1500. Chacun des faisceaux lumineux issus de l'un des générateurs de faisceau lumineux passe à travers l'un des masques et l'ensemble des faisceaux est constitué d'une même longueur d'onde.1508c and 1508d and adaptation optics 1506a, 1506b, 1506c, 1506d and 1510 which make it possible to focus the light beams at the output of each light beam generator and at the output of the emitting device 1500. Each of the light beams coming from the one light beam generators pass through one of the masks and all of the beams consist of the same wavelength.
Chaque masque reçoit le faisceau lumineux émis par l'un des générateurs de faisceau lumineux et comprend au moins une zone transparente au faisceau ainsi reçu et au moins une zone opaque à ce môme faisceau.Each mask receives the light beam emitted by one of the light beam generators and comprises at least one zone that is transparent to the beam thus received and at least one zone that is opaque to this same beam.
L'allumage et l'extinction successive de chacun des générateurs de faisceau lumineux permettent de créer, en combinaison avec les masques, des zones d'émission et des zones de non-émission de faisceau lumineux. Les faisceaux lumineux issus du dispositif émissif 1500 sont ainsi multiplexes en temps. En effet, chaque composante de chaque mot représente l'état (émission ou non-émission) de l'un des faisceaux lumineux issu du dispositif émissif 1500 à un instant t. La première composante est déterminée avec une première configuration des générateurs de faisceau lumineux, puis la deuxième composante est déterminée avec une deuxième configuration des générateurs de faisceau lumineux, etc.The ignition and the subsequent extinction of each of the light beam generators make it possible to create, in combination with the masks, emission zones and zones of non-emission of light beam. The light beams emanating from the emitting device 1500 are thus multiplexed in time. Indeed, each component of each word represents the state (emission or non-emission) of one of the light beams from the emitting device 1500 at a time t. The first component is determined with a first configuration of light beam generators, then the second component is determined with a second configuration of light beam generators, etc.
Lc code optique est ainsi généré par la pluralité de générateurs de faisceau lumineux 1504a, 1504b, 1504c, 1504d qui sont successivement allumés et éteints, l'ensemble des faisceaux étant constitué d'une même longueur d'onde, et la pluralité de masques 1508a, 1508b, 1508c, 1508d, chaque masque recevant le faisceau lumineux émis par l'un des générateurs de faisceau lumineux et comprenant respectivement au moins une zone transparente audit faisceau ainsi reçu et au moins une zone opaque audit faisceau ainsi reçu. Afin d'obtenir différentes géométries du dispositif émissif, comme par exemple celles des Figs. 4a et 4b3 la géométrie de chaque masque est différente de la géométrie des autres masques.The optical code is thus generated by the plurality of light beam generators 1504a, 1504b, 1504c, 1504d which are successively switched on and off, the set of beams consisting of the same wavelength, and the plurality of masks 1508a. , 1508b, 1508c, 1508d, each mask receiving the light beam emitted by one of the light beam generators and comprising respectively at least one zone transparent to said beam thus received and at least one opaque zone to said beam thus received. In order to obtain different geometries of the emitting device, such as those of FIGS. 4a and 4b 3 the geometry of each mask is different from the geometry of the other masks.
Le système de traceur optique 100 peut ôtre intégré à un système de réalité virtuelle ou de réalité augmentée en combinaison avec un dispositif de mixage adapté à représenter le positionnement ou l'inclinaison des objets liés aux systèmes émissifs dans un espace virtuel.The optical tracer system 100 can be integrated with a virtual reality or augmented reality system in combination with a mixing device adapted to represent the positioning or the inclination of the objects related to the emitting systems in a virtual space.
L'unité de traitement 110 peut être un micro-ordinateur comprenant entre autres une mémoire, du type mémoire vive, disque dur ou autre, dans laquelle sont stockées les valeurs des longueurs d'ondes des faisceaux reçus par chacun des deux dispositifs de détection 114 et 116 à un instant t et un logiciel permettant de déterminer les coordonnées absolues et en particulier la position linéaire et/ou angulaire du dispositif émissif 102 dans le repère en fonction des longueurs d'ondes ainsi détectées par les dispositifs de détection 114 et 116 et la connaissance du code optique.The processing unit 110 may be a microcomputer comprising, among other things, a memory, of the RAM, hard disk or other type, in which the values of the wavelengths of the beams received by each of the two detection devices 114 are stored. and 116 at a time t and software for determining the absolute coordinates and in particular the linear position and / or angular position of the emitting device 102 in the reference according to the wavelengths thus detected by the detection devices 114 and 116 and knowledge of the optical code.
Dans un mode particulier de réalisation, chaque dispositif de détection comprend l'unité de traitement qui peut alors prendre la forme d'un microprocesseur. Cet ensemble constitue alors un dispositif de détection et de détermination qui peut, à la fois, recevoir et analyser les faisceaux lumineux émis par les dispositifs émissifs et déterminer les coordonnées de chaque dispositif émissif.In a particular embodiment, each detection device comprises the processing unit which can then take the form of a microprocessor. This set then constitutes a detection and determination device which can both receive and analyze the light beams emitted by the emitting devices and determine the coordinates of each emitting device.
Chaque dispositif de détection et de détermination est ainsi capable, d'une part, de déterminer les valeurs des longueurs d'ondes d'au moins deux faisceaux lumineux émis par un dispositif émissif 102 dans une direction donnée, et multiplexes de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique représentatif de ladite direction, et, d'autre part, de déterminer les coordonnées du dispositif émissif 102 en fonction Ue la connaissance des longueurs d'ondes déterminées et de la connaissance du code optique.Each detection and determination device is thus capable, on the one hand, of determining the wavelength values of at least two light beams emitted by an emitting device 102 in a given direction, and multiplexing so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction, and secondly, determine the coordinates of the emitting device 102 as a function of the knowledge of the determined wavelengths and the knowledge of the optical code.
La Fig. 15 représente un algorithme de détermination de la position linéaire et/ou angulaire d'un dispositif émissif 102 qui peut être appliqué à l'ensemble des dispositifs de traceur optique décrits ci-dessus.Fig. 15 represents an algorithm for determining the linear and / or angular position of an emitting device 102 that can be applied to all of the optical tracer devices described above.
Au moment où il est mis sous tension, le système de traceur optique 100 est initialisé et l'unité de traitement 110 enregistre les valeurs des longueurs d'ondes reçues par les dispositifs de détection 114, 116 avant tout déplacement. Cette phase d'initialisation permet de connaître la position linéaire et angulaire du dispositif émissif 102 à la mise sous tension.When it is turned on, the optical tracer system 100 is initialized and the processing unit 110 records the wavelength values received by the detection devices 114, 116 before any movement. This initialization phase makes it possible to know the linear and angular position of the emitting device 102 at power-up.
Le procédé de détermination des coordonnées et, en particulier, de la position linéaire et angulaire d'un dispositif émissif 102 s'applique à un système de traceur optique 100 comprenant:The method of determining the coordinates and, in particular, the linear and angular position of an emitting device 102 applies to an optical tracer system 100 comprising:
-au moins un dispositif émissif 102 adapté à émettre, dans une direction donnée, au moins deux faisceaux lumineux de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique représentatif de ladite direction et qui résulte d'un multiplexage desdits au moins deux faisceaux lumineux;at least one emitting device 102 adapted to emit, in a given direction, at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction and which results from a multiplexing of said at least two light beams;
-au moins un dispositif de détection 114, 116 capable de déterminer chacun desdits faisceaux lumineux émis;at least one detection device 114, 116 capable of determining each of said light beams emitted;
-chaque dispositif émissif 102 étant fixé audit objet ou fixe dans ledit repère et chaque dispositif de détection 114, 116 étant respectivement fixe dans ledit repère ou fixé audit objet; eteach emitting device 102 being fixed to said object or fixed in said mark and each detection device 114, 116 being respectively fixed in said mark or fixed to said object; and
-une unité de traitement 110 connectée audit ou à chaque dispositif de détection 114, 116 et stockant les valeurs des longueurs d'ondes des faisceaux lumineux reçus par chacun des dispositifs de détection 114, 116 et comportant les éléments techniques nécessaires à l'exécution du procédé de détermination dont les étapes sont décrites ci- après.a processing unit 110 connected to said or each detection device 114, 116 and storing the values of the wavelengths of the light beams received by each of the detection devices 114, 116 and including the technical elements necessary for the execution of the determination method whose steps are described below.
Le procédé comporte: -une étape de détection 1602 des valeurs des longueurs d'ondes reçues du dispositif émissif 102 par chacun des dispositifs de détection 114, 116, au cours de laquelle les dispositifs de détection et l'unité de détection associée déterminent les valeurs des longueurs d'ondes qu'ils reçoivent et les transmettent à l'unité de traitement 110; r ~ -une étape 1604 de calcul des coordonnées du dispositif émissif 102 dans le repère à partir de la connaissance des valeurs des longueurs d'ondes reçues et de Ia connaissance du code optique.The method comprises: a detection step 1602 of the wavelength values received from the emitting device 102 by each of the detection devices 114, 116, during which the detection devices and the associated detection unit determine the values wavelengths they receive and transmit them to the processing unit 110; r ~ a step 1604 for calculating the coordinates of the emitting device 102 in the reference frame from the knowledge of the values of the wavelengths received and the knowledge of the optical code.
Selon l'utilisation qui est faite du système de traceur optique 100, l'étape de calcul 1604 peut être suivie d'une étape de transfert 1608, durant laquelle la position linéaire et/ou angulaire du dispositif émissif 102 est transmise, par exemple, vers un logiciel d'imagerie.According to the use made of the optical tracer system 100, the calculation step 1604 can be followed by a transfer step 1608, during which the linear and / or angular position of the emitting device 102 is transmitted, for example to an imaging software.
Les différents dispositifs emissifs décrits ci-dessus comportent les éléments techniques nécessaires à la mise en œuvre d'un procédé d'émission de faisceaux lumineux dans une direction donnée. Ce procédé d'émission, à partir d'un dispositif émissif comprend une étape de multiplexage d'au moins deux faisceaux lumineux de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique représentatif de ladite direction et une étape d'émission des faisceaux lumineux ainsi multiplexes. Chaque dispositif de détection et de détermination comporte les éléments techniques nécessaires à la mise en œuvre d'un procédé de détection et de détermination comprenant:The various emissive devices described above comprise the technical elements necessary for the implementation of a light beam emission method in a given direction. This transmission method, from an emitting device comprises a step of multiplexing at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of a representative optical code of said direction and a step of emitting light beams thus multiplexed. Each detection and determination device comprises the technical elements necessary for the implementation of a detection and determination method comprising:
-une étape de réception d'au moins deux faisceaux lumineux émis par un dispositif émissif 102 dans une direction donnée, et multiplexes de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique représentatif de ladite directiona step of receiving at least two light beams emitted by an emitting device 102 in a given direction, and multiplexing so that said at least two light beams form, in said direction, a word of a representative optical code from said direction
-une étape d'analyse des faisceaux lumineux ainsi reçus,a step of analysis of the light beams thus received,
-une étape de détermination des valeurs des longueurs d'ondes desdits faisceaux lumineux, -une étape de détermination des coordonnées dudit dispositif émissif 102 en fonction de la connaissance desdites longueurs d'ondes déterminées et de la connaissance dudit code optique.a step of determining the wavelength values of said light beams, a step of determining the coordinates of said emitting device as a function of the knowledge of said determined wavelengths and of the knowledge of said optical code.
Dans le cas où il y a une pluralité de dispositifs emissifs 102, 104, 106, chacun de ces dispositifs se distingue des autres par une modification des caractéristiques du faisceau lumineux qu'il émet par l'intermédiaire du module d'identification 202. Cette modification permet une différentiation de chaque dispositif émissif 102, 104,- 106 et le procédé comporte, préalablement à l'étape de calcul 1604, une étape de reconnaissance 1606 de la modification pour chacun des faisceaux lumineux reçus et l'étape de calcul 1604 est effectuée pour chacun des dispositifs emissifs 102," 104, 106. A cet effet, l'étape de calcul 1604 est suivie par une étape de test 1610 qui détermine si les faisceaux lumineux de tous les dispositifs émissifs.! 102, 104, 106 ont été analysés. Si certains dispositifs émissifs n'ont pas encore été traités, Ie processus recommence l'étape de calcul pour un autre dispositif émissif. Si tous les dispositifs émissifs ont été traités, le processus se poursuit par l'étape de transfert 1608 qui transfère les positions linéaires et/ou angulaires des différents dispositifs émissifs 102, 104,106.In the case where there are a plurality of emissive devices 102, 104, 106, each of these devices is distinguished from the others by a modification of the characteristics of the light beam that it emits via the identification module 202. This modification allows a differentiation of each emitting device 102, 104, - 106 and the method comprises, prior to the calculation step 1604, a recognition step 1606 of the modification for each of the received light beams and the calculation step 1604 is performed for each of emissive devices 102, " 104, 106. For this purpose, the calculation step 1604 is followed by a test step 1610 which determines whether the light beams of all the emitting devices. 102, 104, 106 were analyzed. If some emissive devices have not yet been processed, the process resumes the calculation step for another emissive device. If all the emissive devices have been processed, the process continues with the transfer step 1608 which transfers the linear and / or angular positions of the different emitting devices 102, 104, 106.
Le procédé d'émission décrit ci-dessus est mis en œuvre par un programme d'ordinateur contenant les instructions nécessaires à cette mise en œuvre. Le procédé de détection et de détermination décrit ci-dessus est mis en œuvre par un programme d'ordinateur contenant les instructions nécessaires à cette mise en œuvre.The transmission method described above is implemented by a computer program containing the instructions necessary for this implementation. The method of detection and determination described above is implemented by a computer program containing the instructions necessary for this implementation.
Le calibrage initial permet de déterminer les coordonnées
Figure imgf000036_0003
u premier dispositif de détection positionné au poin
Figure imgf000036_0002
du deuxième dispositif de détection positionné au point D2 dans le repère orthogonal (O, X, Y, Z).
The initial calibration determines the coordinates
Figure imgf000036_0003
u first detection device positioned at the
Figure imgf000036_0002
the second detection device positioned at the point D 2 in the orthogonal coordinate system (O, X, Y, Z).
Le premier dispositif de détection est disposé sur une première paroi parallèle à l'axe X et le deuxième dispositif de détection est disposé sur une deuxième paroi parallèle à l'axe Y, c'est-à-dire orthogonale à la première paroi. On note H, le point d'intersection entre une première droite passant par le premier dispositif de détection et orthogonale à la première paroi et une deuxième droite passant par le deuxième dispositif de détection et orthogonale à la deuxième paroi. L'origine O du repère (O, X5 Y, Z) est la projection du point H sur le plan XY parallèlement à l'axe Z.The first detection device is disposed on a first wall parallel to the X axis and the second detection device is disposed on a second wall parallel to the Y axis, that is to say orthogonal to the first wall. H is the point of intersection between a first straight line passing through the first detection device and orthogonal to the first wall and a second straight line passing through the second detection device and orthogonal to the second wall. The origin O of the reference (O, X 5 Y, Z) is the projection of the point H on the XY plane parallel to the Z axis.
On a alors X1= y_=0.We then have X 1 = y_ = 0.
Soient Ai le point de coordonnées (0, -L, 0) et Bi le point de coordonnées (0, L, 0).Let Ai be the coordinate point (0, -L, 0) and Bi be the coordinate point (0, L, 0).
Soient A2 le point de coordonnées (-L5 0, 0) et B2 le point de coordonnées (L, 0, 0).Let A 2 be the coordinate point (-L 5 0, 0) and B 2 the coordinate point (L, 0, 0).
SoieSilk
Soie , Les a
Figure imgf000036_0001
On obtient alors:
Figure imgf000037_0001
Silk, The
Figure imgf000036_0001
We then obtain:
Figure imgf000037_0001
Un exemple d'application numérique pour L=0,5ra et pour un dispositif émissif à 8 bits, les mesures des longueurs d'ondes en Aj3 B1, A2, B2 donnent les codes binaires suivants 183, 204, 168 et 181.An example of a digital application for L = 0.5ra and for an 8-bit emitting device, the measurements of the wavelengths in Aj 3 B 1 , A 2 , B 2 give the following bit codes 183, 204, 168 and 181.
En posant que le code binaire 0 représente l'angle de et que le code binaire
Figure imgf000037_0003
'
By posing that the binary code 0 represents the angle of and that the binary code
Figure imgf000037_0003
'
255 représente l'angle alors la connaissance des quatre codes binaires précédents
Figure imgf000037_0005
permet d'en déduire qu
Figure imgf000037_0004
255 represents the angle so the knowledge of the four previous binary codes
Figure imgf000037_0005
allows to deduce that
Figure imgf000037_0004
Les équations (10) ci-dessus d
Figure imgf000037_0006
onnent alors: (Om; 1,95; 2m) e = (2,9m; Om; 1,85m).
Equations (10) above d
Figure imgf000037_0006
then: (Om, 1.95, 2m) e = (2.9m, Om, 1.85m).
En positionnant l'objet à l'origine de l'espace, les angles d'Euler notés Θ, , Φt et Θ2 , Φ2 au niveau de chaque détecteur valent respectivement:By positioning the object at the origin of the space, the Euler angles denoted Θ,, Φ t and Θ 2 , Φ 2 at the level of each detector are respectively:
Figure imgf000037_0002
Figure imgf000037_0002
D'une manière générale, les longueurs d'ondes des différents faisceaux lumineux décrits ci-dessus sont de préférence situées dans les infrarouges.In general, the wavelengths of the different light beams described above are preferably located in the infrared range.
Pour augmenter la précision de la mesure, il est possible d'augmenter le nombre de zones d'émission et de non-émission.To increase the accuracy of the measurement, it is possible to increase the number of zones of emission and non-emission.
Dans le cas de dispositifs émissifs transportant de l'information, les faisceaux peuvent transporter de rinformation, par exemple, par modulation d'amplitude. Le nombre de dispositifs émissifs peut être réduit à un ou deux, mais lorsqu'il y des zones d'ombres dues à la présence d'objet dans l'espace 108, il est préférable d'augmenter le nombre de dispositifs de détection. En outre, une augmentation du nombre de dispositifs de détection permet une redondance d'informations lors de la détection et donc une amélioration de la qualité de la détection.In the case of information-carrying emitting devices, the beams can carry information, for example, by amplitude modulation. The number of emitting devices can be reduced to one or two, but when there are shadow areas due to the presence of objects in the space 108, it is preferable to increase the number of detection devices. In addition, an increase in the number of detection devices allows redundancy of information during the detection and thus an improvement in the quality of the detection.
Par exemple, il est préférable de définir l'espace 108 à l'aide d'au moins un troisième dispositif de détection dont la direction de détection privilégiée n'est, de préférence, pas parallèle aux directions de détection privilégiée des deux, autres dispositifs de détection. Ce ou ces dispositifs de détection permettent alors de prendre le relais lorsque des zones d'ombres empêchent l'un des deux autres dispositifs de détection d'être en relation avec le dispositif émissif 102, mais ils permettent aussi de créer une redondance d'informations qui réduit l'incertitude des mesures.For example, it is preferable to define the space 108 using at least a third detection device whose preferred detection direction is preferably not parallel to the preferred detection directions of the two, other devices detection. This or these detection devices then make it possible to take over when shadows prevent one of the other two detection devices from being in relation with the emitting device 102, but they also make it possible to create a redundancy of information. which reduces the uncertainty of measurements.
Ainsi d'une manière générale, le système de traceur optique 100 prévu pour déterminer les coordonnées d'un objet dans un repère (O, X, Y, Z) comprend: -au moins un dispositif émissif 102 adapté à émettre, dans une direction donnée, au moins deux faisceaux lumineux de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique lié à ladite direction et où ledit mot dudit code optique résulte d'un multiplexage desdits au moins deux faisceaux lumineux; -au moins un dispositif de détection 114, 116 capable de déterminer chacun desdits faisceaux lumineux émis;Thus, in general, the optical tracer system 100 provided for determining the coordinates of an object in a reference (O, X, Y, Z) comprises: at least one emitting device 102 adapted to emit, in one direction given, at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code related to said direction and wherein said word of said optical code results from a multiplexing of said at least two light beams two light beams; at least one detection device 114, 116 capable of determining each of said light beams emitted;
-chaque dispositif émissif 102 étant fixe audit objet ou fixe dans ledit repère et chaque dispositif de détection 114, 116 étant respectivement fixe dans ledit repère ou fixé audit objet; et -une unité de traitement 110 connectée audit ou à chaque dispositif de détectioneach emitting device 102 being fixed to said object or fixed in said mark and each detection device 114, 116 being respectively fixed in said mark or fixed to said object; and a processing unit 110 connected to said or each detection device
114, 116 et adaptée à déterminer les coordonnées dudit objet dans le repère en fonction desdits au moins deux faisceaux lumineux ainsi détectés par ledit ou chaque dispositif de détection 114, 116 et la connaissance dudit code optique.114, 116 and adapted to determine the coordinates of said object in the reference according to said at least two light beams thus detected by said or each detection device 114, 116 and knowledge of said optical code.
Le multiplexage peut alors être un multiplexage en longueur d'onde, un multiplexage temporel ou une combinaison des deux.The multiplexing can then be a wavelength division multiplexing, a time division multiplexing or a combination of both.
L'utilisation de transmissions optiques entre chaque dispositif émissif 102, 104, 106 et les dispositifs de détection 114, 116 permet une grande rapidité d'acquisition de données par rapport aux systèmes d'acquisition magnétique et ultrasonique, ainsi qu'une immunité accrue lors de la présence d'élément perturbateur du genre élément métallique, source radio, lumière ambiante.The use of optical transmissions between each emitting device 102, 104, 106 and the detection devices 114, 116 allows a great speed of data acquisition compared to the magnetic and ultrasonic acquisition systems, as well as that increased immunity in the presence of disturbing element of the kind metal element, radio source, ambient light.
Le multiplexage des faisceaux lumineux émis par chaque dispositif émissif permet une détermination précise de ses coordonnées et en particulier de sa position linéaire et/ou angulaire.The multiplexing of the light beams emitted by each emitting device allows an accurate determination of its coordinates and in particular of its linear and / or angular position.
Lorsque le dispositif émissif 102 est immobile, les valeurs des longueurs d'ondes détectées par chacun des dispositifs de détection 114, 116 restent inchangées, et lorsque le dispositif émissif 102 s'est déplacé, ces valeurs changent et la connaissance des nouvelles valeurs des longueurs d'ondes des faisceaux détectées combinées avec la connaissance du code optique permettent de déterminer la nouvelle position linéaire et/ou angulaire du dispositif émissif 102. Le calcul de la position et de l'inclinaison du système émissif 102 se fait donc directement et ce sont les coordonnées absolues qui sont ainsi définies.When the emitting device 102 is stationary, the values of the wavelengths detected by each of the detection devices 114, 116 remain unchanged, and when the emitting device 102 has moved, these values change and the knowledge of the new values of the lengths of the detected beams combined with the knowledge of the optical code make it possible to determine the new linear and / or angular position of the emitting device 102. The calculation of the position and the inclination of the emitting system 102 is therefore done directly and these are the absolute coordinates that are thus defined.
Pour éviter toute dispersion du signal véhiculé par les faisceaux lumineux entre le dispositif émissif 102 et chacun des dispositifs de détection 114 et 116, il est préférable que le chemin optique suivi par chaque faisceau soit un chemin optique direct, c'est-à-dire sans réflexion par exemple sur les parois constituant l'espace 108.To avoid any dispersion of the signal carried by the light beams between the emitting device 102 and each of the detection devices 114 and 116, it is preferable that the optical path followed by each beam is a direct optical path, that is to say without reflection for example on the walls constituting the space 108.
L'ampleur du traitement des données reçues est réduit par rapport aux systèmes de l'état de la technique puisque la connaissance des longueurs d'ondes des faisceaux et la connaissance du code optique permettent une détermination directe du positionnement du dispositif émissif dans l'espace par des calculs de géométrie et ne nécessite pas de traitement des données du 2D vers le 3D.The extent of the processing of the received data is reduced compared to the systems of the state of the art since the knowledge of the wavelengths of the beams and the knowledge of the optical code allow a direct determination of the positioning of the emitting device in the space by geometry calculations and does not require data processing from 2D to 3D.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art.Of course, the present invention is not limited to the examples and embodiments described and shown, but it is capable of many variants accessible to those skilled in the art.
Dans l'ensemble de la description, les dispositifs émissifs fixés à l'objet sont mobiles et les dispositifs de détection sont fixes, mais l'invention s'applique de la même manière lorsque les dispositifs de détection fixés à l'objet sont mobiles et les dispositifs 'émissifs fixes. Throughout the description, the emissive devices attached to the object are mobile and the detection devices are fixed, but the invention applies in the same way when the detection devices attached to the object are mobile and fixed emissive devices.

Claims

REVENDICATIONS
1) Système de traceur optique (100) prévu pour déterminer les coordonnées d'un objet dans un repère (O3 X, Y, Z), ledit système de traceur optique (100) comprenant: -au moins un dispositif émissif (102) adapté à émettre, dans une direction donnée, au moins deux faisceaux lumineux de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique lié à ladite direction;An optical tracer system (100) for determining the coordinates of an object in a coordinate system (O 3 X, Y, Z), said optical tracer system (100) comprising: at least one emitting device (102) adapted to emit, in a given direction, at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code related to said direction;
-au moins un dispositif de détection (114, 116) capable de déterminer chacun desdits faisceaux lumineux émis;at least one detection device (114, 116) capable of determining each of said transmitted light beams;
-chaque dispositif émissif (102) étant fixé audit objet ou fixe dans ledit repère et chaque dispositif de détection (114, 116) étant respectivement fixe dans ledit repère ou fixé audit objet; eteach emitting device (102) being fixed to said object or fixed in said mark and each detection device (114, 116) being respectively fixed in said mark or fixed to said object; and
-une unité de traitement (110) connectée audit ou à chaque dispositif de détection (114, 116) et adaptée à déterminer les coordonnées dudit objet dans le repère en fonction desdits au moins deux faisceaux lumineux ainsi détectés par ledit ou chaque dispositif de détection (114, 116) et Ia connaissance dudit code optique; le système de traceur optique (100) étant caractérisé en ce que le mot dudit code optique résulte d'un multiplexage desdits au moins deux faisceaux lumineux.a processing unit (110) connected to said or each detection device (114, 116) and adapted to determine the coordinates of said object in the frame according to said at least two light beams thus detected by said or each detection device ( 114, 116) and knowledge of said optical code; the optical tracer system (100) being characterized in that the word of said optical code results from a multiplexing of said at least two light beams.
2) Système de traceur optique (100) selon la revendication 1, caractérisé ce que le multiplexage est un multiplexage en longueur d'onde.2) optical tracer system (100) according to claim 1, characterized in that the multiplexing is a wavelength division multiplexing.
3) Système de traceur optique (100) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le multiplexage est un multiplexage temporel.3) optical tracer system (100) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the multiplexing is a time multiplexing.
4) Système de traceur optique (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le code optique est généré par une pluralité de générateurs de faisceaux lumineux4) Optical tracer system (100) according to claim 2, characterized in that the optical code is generated by a plurality of light beam generators.
(1104a, 1104b, 1104c, 1104d), chaque faisceau lumineux étant constitué d'une longueur d'onde différente des longueurs d'ondes des autres faisceaux lumineux, et une pluralité de masques (1108a, 1108b, 1108c, 1108d), chaque masque recevant le faisceau lumineux émis par l'un des générateurs de faisceau lumineux et comprenant respectivement au moins une zone transparente audit faisceau ainsi reçu et au moins une zone opaque audit faisceau ainsi reçu.(1104a, 1104b, 1104c, 1104d), each light beam consisting of a wavelength different from the wavelengths of the other light beams, and a plurality of masks (1108a, 1108b, 1108c, 1108d), each mask receiving the light beam emitted by one of the light beam generators and comprising respectively at least one zone transparent to said beam thus received and at least one opaque zone to said beam thus received.
5) Système de traceur optique (100) selon la revendication 3, lorsqu'elle ne dépend que de la revendication 1, caractérisé en ce que le code optique est généré par un générateur de faisceau lumineux (1304), le faisceau lumineux étant constitué d'une longueur d'onde, et un masque (1308) recevant le faisceau lumineux et comprenant respectivement au moins une zone transparente audit faisceau et au moins une zone opaque audit faisceau et en ce que les géométries des zones transparentes et opaques varient au cours du temps.5) optical tracer system (100) according to claim 3, when it depends only on claim 1, characterized in that the optical code is generated by a light beam generator (1304), the light beam consisting of a wavelength, and a mask (1308) receiving the light beam and respectively comprising at least one zone transparent to said beam and at least one opaque zone to said beam and in that the geometries of the transparent and opaque zones vary during the time.
6) Système de traceur optique (100) selon la revendication 3, lorsqu'elle dépend de la revendication 2, caractérisé en ce que le code optique est généré par une pluralité de générateurs de faisceau lumineux (1402) disposés en bandes (1404a à 1404f) pouvant être respectivement allumées ou éteintes.An optical tracer system (100) according to claim 3, when dependent on claim 2, characterized in that the optical code is generated by a plurality of light beam generators (1402) arranged in bands (1404a to 1404f). ) which can respectively be turned on or off.
7) Système de traceur optique (100) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les longueurs d'ondes des faisceaux lumineux émis par chaque bande (1404a à 1404f) sont différentes.7) optical tracer system (100) according to claim 6, characterized in that the wavelengths of the light beams emitted by each band (1404a to 1404f) are different.
8) Système de traceur optique (100) selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la position et/ou le nombre de bandes (1404a à 1404f) allumées ou éteintes varient au cours du temps.8) optical tracer system (100) according to one of claims 6 or 7, characterized in that the position and / or the number of bands (1404a to 1404f) on or off vary over time.
9) Système de traceur optique (100) selon la revendication 3, lorsqu'elle ne dépend que de la revendication 1, caractérisé en ce que le code optique est généré par une pluralité de générateurs de faisceaux lumineux (1504a, 1504b, 1504c, 1504d) qui sont successivement allumés et éteints, l'ensemble des faisceaux étant constitué d'une même longueur d'onde, et une pluralité de masques (1508a, 1508b, 1508c, 1508d), chaque masque recevant le faisceau lumineux émis par l'un des générateurs de faisceau lumineux et comprenant respectivement au moins une zone transparente audit faisceau ainsi reçu et au moins une zone opaque audit faisceau ainsi.reçu.9) optical tracer system (100) according to claim 3, when it depends only on claim 1, characterized in that the optical code is generated by a plurality of light beam generators (1504a, 1504b, 1504c, 1504d ) which are successively switched on and off, the set of beams consisting of the same wavelength, and a plurality of masks (1508a, 1508b, 1508c, 1508d), each mask receiving the light beam emitted by one generators of light beam and respectively comprising at least one zone transparent to said beam thus received and at least one opaque zone to said beam thus.received.
10) Système de traceur optique (100) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la géométrie de chaque masque est différente de la géométrie des autres masques.10) Optical tracer system (100) according to claim 9, characterized in that the geometry of each mask is different from the geometry of the other masks.
11) Dispositif émissif (102) pour système de traceur optique (100) caractérisé en ce qu'il est adapté à émettre, dans une direction donnée, au moins deux faisceaux lumineux de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique représentatif de ladite direction et qui résulte d'un multiplexage desdits au moins deux faisceaux lumineux.11) emitting device (102) for optical tracer system (100), characterized in that it is adapted to emit, in a given direction, at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction and which results from a multiplexing of said at least two light beams.
12) Dispositif émissif ( 102) selon la revendication 11 , caractérisé en ce que le code optique est généré par une pluralité de générateurs de faisceaux lumineux (1104a, 1104b, 1104c, 1104d) et une pluralité de masques (1108a, 1108b, 1108c, 1108d), chaque masque recevant le faisceau lumineux émis par l'un des générateurs de faisceau lumineux et comprenant respectivement au moins une zone transparente audit faisceau ainsi reçu et au moins une zone opaque audit faisceau ainsi reçu.An emitting device (102) according to claim 11, characterized in that the optical code is generated by a plurality of light beam generators (1104a, 1104b, 1104c, 1104d) and a plurality of masks (1108a, 1108b, 1108c, 1108d), each mask receiving the light beam emitted by one of the light beam generators and comprising respectively at least one transparent zone to said beam thus received and at least one opaque zone to said beam thus received.
13) Dispositif émissif (102) selon la revendication 12, caractérisé en ce que chaque faisceau lumineux est constitué d'une longueur d'onde différente des longueurs d'ondes des autres faisceaux lumineux.13) emissive device (102) according to claim 12, characterized in that each light beam consists of a wavelength different from the wavelengths of other light beams.
14) Dispositif émissif (102) selon la revendication 11 , caractérisé en ce que le code optique est généré par un générateur de faisceau lumineux (1304), le faisceau lumineux -étant constitué d'une longueur d'onde, et un masque (1308) recevant le faisceau lumineux et comprenant respectivement au moins une zone transparente audit faisceau et au moins une zone opaque audit faisceau.14) Emissive device (102) according to claim 11, characterized in that the optical code is generated by a light beam generator (1304), the light beam - consisting of a wavelength, and a mask (1308 receiving the light beam and respectively comprising at least one zone transparent to said beam and at least one opaque zone to said beam.
15) Dispositif émissif (102) selon la revendication 14, caractérisé en ce que les géométries des zones transparentes et opaques varient au cours du temps. 16) Dispositif émissif (102) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le code optique est généré par une pluralité de générateurs de faisceau lumineux (1402) disposés en bandes (1404a à 1404f) pouvant être respectivement allumées ou éteintes.15) Emissive device (102) according to claim 14, characterized in that the geometries of the transparent and opaque areas vary over time. 16) Emissive device (102) according to claim 11, characterized in that the optical code is generated by a plurality of light beam generators (1402) arranged in bands (1404a to 1404f) which can respectively be turned on or off.
17) Dispositif émissif (102) selon la revendication 16, caractérisé en ce que la position et/ou le nombre de bandes (1404a à 1404f) allumées ou éteintes varient au cours du temps.17) emissive device (102) according to claim 16, characterized in that the position and / or the number of bands (1404a to 1404f) on or off vary over time.
18) Dispositif émissif (102) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le code optique est généré par une pluralité de générateurs de faisceaux lumineux (1504a, 1504b, 1504c, 1504d) qui sont successivement allumés et éteints, l'ensemble des faisceaux étant constitué d'une même longueur d'onde, et une pluralité de masques (1508a, 1508b, 1508c, 1508d), chaque masque recevant le faisceau lumineux émis par l'un des générateurs de faisceau lumineux et comprenant respectivement au moins une zone transparente audit faisceau ainsi reçu et au moins une zone opaque audit faisceau ainsi reçu.18) emitting device (102) according to claim 11, characterized in that the optical code is generated by a plurality of light beam generators (1504a, 1504b, 1504c, 1504d) which are successively switched on and off, the set of beams being constituted of the same wavelength, and a plurality of masks (1508a, 1508b, 1508c, 1508d), each mask receiving the light beam emitted by one of the light beam generators and comprising respectively at least one transparent zone beam thus received and at least one opaque zone to said beam thus received.
19) Procédé d'émission de faisceaux lumineux dans une direction donnée, le procédé comprenant une étape de multiplexage d'au moins deux faisceaux lumineux de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique représentatif de ladite direction et une étape d'émission des faisceaux lumineux ainsi multiplexes.19) A method of transmitting light beams in a given direction, the method comprising a step of multiplexing at least two light beams so that said at least two light beams form, in said direction, a word of a light. optical code representative of said direction and a step of transmitting light beams thus multiplexed.
20) Dispositif de détection et de détermination capable, d'une part, de déterminer les valeurs des longueurs d'ondes d'au moins deux faisceaux lumineux émis par un dispositif émissif (102) dans une direction donnée, et multiplexes de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique représentatif de ladite direction, et, d'autre part, de déterminer les coordonnées dudit dispositif émissif (102) en fonction de la connaissance desdites longueurs d'ondes déterminées et de la connaissance dudit code optique. T - 21) Procédé de détection et de détermination comprenant: ,20) Detection and determination device capable, on the one hand, of determining the values of the wavelengths of at least two light beams emitted by an emitting device (102) in a given direction, and multiplexing so as to said at least two light beams form, in said direction, a word of an optical code representative of said direction, and, secondly, to determine the coordinates of said emitting device (102) according to the knowledge of said lengths of light. determined waves and knowledge of said optical code. T - 21) Detection and determination method comprising:,
-une étape de réception d'au moins deux faisceaux lumineux émis par un dispositif émissif (102) dans une direction donnée, et multiplexes de manière à ce que lesdits au moins deux faisceaux lumineux forment, dans ladite direction, un mot d'un code optique représentatif de ladite directiona step of receiving at least two light beams emitted by an emitting device (102) in a given direction, and multiplexing so that said at least two light beams form, in said direction, a word of a code optical representative of said direction
-une étape d'analyse des faisceaux lumineux ainsi reçus,a step of analysis of the light beams thus received,
-une étape de détermination des valeurs des longueurs d'ondes desdits faisceaux lumineux,a step of determining the values of the wavelengths of said light beams,
-une étape de détermination des coordonnées dudit dispositif émissif (102) en fonction de la connaissance desdites longueurs d'ondes déterminées et de la connaissance dudit code optique.a step of determining the coordinates of said emitting device (102) as a function of the knowledge of said determined wavelengths and of the knowledge of said optical code.
22) Programme d'ordinateur comprenant les instructions nécessaires à la mise en œuvre du procédé d'émission selon la revendication 19.22) Computer program comprising the instructions necessary for carrying out the transmission method according to claim 19.
23) Programme d'ordinateur comprenant les instructions nécessaires à la mise en œuvre du procédé de détection et de détermination selon Ia revendication 21.23) Computer program comprising the instructions necessary for carrying out the method of detection and determination according to claim 21.
Λ Λ
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