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Scan de déformation avec dispositif Laser annulaire

Version 2.0

Date: 04/11/2024

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Aucune lumière supplémentaire : en principe, le cercle laser doit contenir les pixels les plus clairs sur l’image vidéo. Par conséquent, il est impératif que l’enregistrement vidéo dans la zone de mesure laser se déroule SANS éclairage supplémentaire.

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Aucune incrustation de données à l’intérieur du cercle de visée : comme le cercle laser doit contenir les points les plus clairs, aucune incrustation de données supplémentaire ne doit être activée.

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Écoulement d’eau: vérifiez que l’écoulement d’eau est bloqué temporairement afin que le sol du tuyau puisse être scanné entièrement :

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Enregistrement de la règle de calibrage après le scan :

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- Mettez l’enregistrement du vidéo sur Pause après le scan. GARDEZ la configuration du laser et l’optique (niveau de zoom et de pivotement).

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- Sortez précautionneusement la caméra de la canalisation avec le pointeur laser.

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- Montez la règle de calibrage conformément au manuel du fabricant enregistrez la règle pendant environ 10 secondes en position horizontale, puis en position verticale. Rassurez-vous que le point de rotation de la règle se trouve au milieu de l’image et que les chiffres sur l’échelle sont clairement visibles.

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Terminez ensuite l’enregistrement vidéo.

Info

Note importante :

L’enregistrement de la règle de calibrage doit se faire après chaque numérisation, même lorsque le calibrage ne change pas. La règle de calibrage à la fin de la vidéo sert de référence et de preuve pour la précision de la mesure.

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Calibrage de vidéos avec le laser annulaire

Le calibrage de la vidéo avec le laser annulaire est la première étape du post-traitement effectué au bureau. Les réglages sont importants afin d’obtenir une mesure précise et prennent notamment en compte le facteur de zoom ainsi qu’un certain effet de déformation par la lentille.

Le but du calibrage consiste à affecter différents diamètres détectés sur la règle aux distances en pixels sur l’image de la vidéo.

1.) Démarrez l’application WinCan LaserScan depuis WinCan, en double-cliquant sur la colonne LaserScan dans la table d’observations. Ce faisant, le fichier vidéo sur la même ligne et les données de tronçon sont transmis à l’application LaserScan.

2.) Sélectionnez le type de vidéo Vidéo laser annulaire.

3.) La vidéo est chargée et affiche la première image.

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4.) Parcourez la vidéo à l’aide du curseur au bas de la fenêtre jusqu’à l’endroit où la règle de calibrage se montre en position horizontale sur l’image :

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5.) Ouvrez la boîte de dialogue avec des paramètres de calibrage en cliquant sur le bouton Calibrage dans la fenêtre principale :

Activez cette option pour afficher ou masquer les cercles jaunes de calibrage.

Cliquez sur ce bouton pour calibrer les diamètres à l’aide de la souris.

Avant de pouvoir modifier les valeurs, il faut autoriser l’édition avec l’option dans la partie inférieure.

Activez cette option pour poser le centre des cercles jaunes de calibration sur le centre de l’anneau laser.

Utilisez ces champs de valeur pour adjuster précisement le nombre des pixels pour le diamètre correspondant [mm]. Sélectionnez au moins un diamètre. Si plusieurs valeurs sont disponibles, les valeurs en mm et en pixels sont à trier en ordre croissant.

Click into each value field and either hit the small arrow buttons or rotate with the mouse wheel to change the corresponding value.

La commande Définir par clics de souris vous facilite la calibration des diamètres à l’aide de la boîte de dialogue ci-dessous : cliquez simplement sur les points marqués en vert et ignorez les point tracés en rouge (inférieurs à 200 mm et supérieurs à 600 mm). Ceux-ci sont calculés automatiquement par interpolation mais peuvent être adaptés manuellement plus tard.

Terminez la procédure en cliquant sur le bouton vert OK. Ensuite, les différents diamètres sont incrustés en jaune sur l’image. Pour un réglage affiné, vous pouvez corriger le centre ou les diamètres individuels dans les champs de valeurs correspondants.

Avec les cases à cocher à gauche des indications de diamètre, il est possible d’activer ou de désactiver des valeurs de diamètre individuelles. Le diamètre 200 mm n’est pas désactivable, car celui-ci doit toujours être visible. Vérifiez que seuls les diamètres visibles sont activés.

Comme les pixels de la vidéo analogique sont toujours rectangulaires, les diamètres en jaune vont se présenter en forme ovale. La déformation horizontale est déterminée normalement à partir du fichier vidéo. Vous pouvez la vérifier en plus à l’aide de la séquence vidéo montrant l’échelle en position verticale.

Sur l’échelle de calibrage suivante, les diamètres 200 mm, 300 mm, 400 mm, 500 mm et 600 mm sont font afficher :

Figure 7 : Échelle de calibrage à peu près horizontale à gauche et pratiquement verticale à droite. L’image de gauche montre clairement la déformation de la lentille, car les largeurs d’écartement de 50 mm diminuent sans cesse.

1.2.1 Gestion des calibrages

Un calibrage fait référence au réglage de zoom de la lentille et à la distance de la règle de calibrage. Cette distance doit être identique à la distance au plan laser. Comme ces paramètres doivent toujours être identiques pour un diamètre de canalisation donné, vous pouvez les enregistrer sous un nom spécifique et les recharger plus tard:

Enregistrer ou Supprimer le calibrage actuellement sélectionné

Enregistrer les valeurs réglées du calibrage sous un nom spécifique

Charger un calibrage enregistré auparavant depuis la liste déroulante

Note importante :

l’enregistrement et le rechargement valeurs de calibrage ne doivent pas vous amener à renoncer à l’affichage de la règle de mesure de calibrage. Celle-ci sert de référence et de preuve de la précision de mesure sur chaque vidéo réalisée avec le laser annulaire.

1.3 Création de numérisations avec le laser annulaire

Après le calibrage, il est possible de créer une numérisation. Pour ce faire, l’application LaserScan parcourt progressivement la vidéo entre une position de début et une position de fin et, à chaque étape, le traitement d’image procède à l’extraction du cercle laser de l’image vidéo et au calcul consécutif de la coupe transversale.

1.3.1 Détermination des positions de début et de fin

La première étape consiste à déterminer la séquence de la vidéo sur laquelle effectuer la mesure du cercle. Nous n’allons pas mesurer les séquences de la vidéo en amont (pénétration dans la canalisation) et en aval (récupération de la caméra et enregistrement de l’échelle de calibrage).

· En utilisant le curseur horizontal au bas de la fenêtre, positionnez la vidéo au début de la séquence de numérisation, puis cliquez sur le bouton [Heure de début].

· Positionnez la vidéo à la fin de la séquence de numérisation, puis cliquez sur le bouton [Heure de fin].

· Faites attention à ce qu’une distance valide soit affichée pour l’heure de début et l’heure de fin. Sans distance valide, il est impossible de créer une numérisation. Le programme récupère les informations de distance du fichier de distance-temps, lequel a le même nom que le fichier vidéo, mais avec l’extension [txt]. Vous trouverez plus d’informations à ce sujet dans le chapitre suivant et dans l’annexe (chapitre 5.2.)Error! Bookmark not defined..

Par défaut, l’heure de début indique 0 seconde et l’heure de fin est identique à la durée de la vidéo. Comme aucune distance valide ne peut être déterminée pour cette heure de fin, un signe (-) est indiqué entre parenthèses après l’heure de fin. Il en résulte aussi une distance de numérisation non valide et le bouton Start Scan (Démarrer la numérisation) demeure désactivé. À côté de ce bouton figurent l’heure actuelle de la vidéo et la distance correspondante.

En cas de distance de début et de fin valide, une distance de numérisation est également affichée. Dans l’exemple ci-dessus, elle est négative car la numérisation s’effectue en marche arrière et la distance diminue donc.

1.3.2 Démarrage de la numérisation

Un clic sur le bouton Démarrer numérisation crée une numérisation entre l’heure de début et l’heure de fin. Ce faisant, à des intervalles de distance réguliers, n rayons sur le cercle laser sont calculés et enregistrés. Si l’option Numérisation en arrière est sélectionnée, la vidéo est numérisée en marche arrière.

1.3.3 Informations de distance-temps

Les informations par rapport à la relation temps – distance qui sont écrites dans un fichier TXT séparé pendant l’enregistrement de la vidéo sont indispensables pour la numérisation de la déformation.

Le schéma suivant montre les valeurs de distance-temps d’une vidéo. Celle-ci inclut aussi bien une progression en marche avant avec valeurs de distance croissantes qu’une progression en marche arrière avec valeurs de distance décroissantes.

Le schéma permet de voir qu’une distance peut toujours être affectée précisément à une heure donnée. L’inverse n’est pas évident. Pour la majorité des distances, deux temps sont indiqués, à savoir un pendant la marche avant et un, pendant la marche arrière.

Une image par intervalle de distance donné est généralement extraite de la vidéo. La durée du scan doit donc présenter une courbe croissante ou décroissante en fonction des valeurs de distance. Vous ne pouvez donc lancer le scan que lorsque vous avez défini un intervalle de temps correspondant à la conduite entrante ou sortante. Essayez de conduire à une vitesse constante dans la conduite pendant la capture vidéo de cette partie.

Figure 10 : Valeurs de temps - distance d’une séquence vidéo qui contient des valeurs de distance croissantes pendant la marche avant (parti gauche) et des valeurs de distance décroissantes pendant la marche arrière (partie droite).

1.3.4 Propriétés des numérisations avec laser annulaire

Le bouton Paramètres du Scan ouvre la boîte de dialogue des options avec les deux parties Propriétés de numérisation et Filtre d’image. Lorsque vous cliquez avec le curseur sur un champ de valeur numérique, il est possible de modifier sa valeur avec la molette de la souris ou les flèches de liste déroulante

· Intervalle de numérisation (cm): distance en cm entre deux mesures de coupe transversale.

· Points sur le cercle : nombre de points de rayon recherchés sur le cercle laser. Les points sont répartis uniformément sur 360°.

· Le long des faisceaux, seul les points les plus clairs sont détectés. Ces zones de détection commencent par le paramètre Rayon de recherche min. et se terminent par le paramètre Rayon de recherche max.

· Le champ Heure/angle ignorés 1-3, vous pouvez déterminer trois secteurs angulaires qui seront exclus du scan et ainsi éviter des fausses détections (réflexions perturbatrices, niveau d’eau élevé).

· Afficher image traitée : afficher l’image avec les rayons de détection.

· Afficher image négative : invertir la couleur de fond de noir à blanc.

· Intégrer les infos sur l’image : inscrire les diamètres et l’ovalité calculés sur l’image.

· Incorporer les graphiques sur l’image : faire incruster sur l’image les points détectés sur le cercle laser.

1.3.5 Filtre d’image

Ces options sont fondamentales pour localiser correctement le cercle laser. L’image vidéo en couleur fait l’objet des étapes de traitement suivantes :

· L’option contraste permet d’augmenter le contraste (valeur > 1,0) ou de le diminuer (valeur < 1,0). La valeur par défaut est 1,0 (= contraste non-modifié)

· L’option luminosité augmente ou diminuer la luminosité de l’image. La valeur par défaut est 0 (= luminosité non-modifié).

L’image en couleur est convertie en image en niveaux de gris avec une valeur de gris entre 0 (noir) et 255 (blanc). Il existe ainsi deux types de valeurs de seuil :

o Seuil de rouge : si cette option est sélectionnée, la couleur rouge est utilisée comme seuil. Cette valeur de seuil est sensée uniquement lorsque le cercle laser se différencie de la paroi de la canalisation par sa couleur rouge. Dans un tube en PVC rouge, cette valeur de seuil n’est pas pertinente.

o Seuil de gris : cette option permet d’effectuer la conversion en niveaux de gris sur la base de la luminosité.

o Automatique en %: garder un certaine pourcentage des pixels les plus clairs (p.ex. 3.5%) en gris et convertir tous les autres (p.ex 96.5%) en noir. Cette option est activé par défaut.

1.3.6 Rognage d’image

Les champs du groupe Rognage d’image permettent de supprimer les zones gênantes sur les bords.

Figure 11 : Détection de cercle laser avec cercles de calibrage incrustés. À gauche, représentation originale avec données incrustées et points de cercle détectés. À droite, la même chose en image négative, ce qui convient mieux pour le rapport imprimé. Les deux lignes droites représentent le diamètre minimum et le diamètre maximum.

Figure 12 : Sur l’image traitée de la détection de cercle laser, les faisceaux de recherche sont clairement reconnaissables.

1.4 Résultat d’une numérisation avec un laser annulaire

Le premier résultat de la numérisation est l’écriture des rayons calculés dans le fichier de distance-temps de la vidéo :

[RadiusScan]

SCAN00000="DistMM:-000528;avgRadMM:0153;ovalityPC:2.9;offCenterMMX:0.0;offCenterMMY:0.0;numRad:0025;

RadMM:0147.4;0150.7;0151.7;0152.8;0152.5;0153.7;0153.7;0154.8;0154.8;0156.5;0156.3;0156.2;0152.4;0156.2;0156.5;0155.9;0154.8;0153.8;0153.7;0151.8;0152.5;0152.0;0151.7;0150.7;"

SCAN00001="DistMM:-000428;avgRadMM:0154;ovalityPC:2.6;offCenterMMX:0.0;offCenterMMY:0.0;numRad:0025;

RadMM:0150.5;0152.3;0153.7;0152.6;0152.5;0152.7;0152.6;0152.7;0153.6;0154.1;0154.1;0153.5;0150.9;0154.4;0155.4;0155.4;0154.9;0154.8;0153.9;0152.7;0153.6;0155.2;0154.8;0154.3;"

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[RingLaserScan]

ScanDate="23.08.2011 09:23:14" : Date de la numérisation

minRadiusScaleMM=130.4857 : Rayon min. dans la zone d’échelle en mm

maxRadiusScaleMM=168.8638 : Rayon min. dans la zone d’échelle en mm

minRadiusMM=137.6734 : Le plus petit rayon mesuré en mm

minRadiusDistMM=2672 : Distance du plus petit rayon en mm

minRadiusClockH=0 : Heure du plus petit rayon en h.

maxRadiusMM=165.1802 : Le plus grand rayon mesuré en mm

maxRadiusDistMM=2672 : Distance du plus grand rayon en mm

maxRadiusClockH=10.5 : Heure du plus grand rayon en h.

avgRadiusAllMM=153.5125 : Rayon moyen en mm

minOvalityPC=2.507422 : La plus petite ovalisation en mm

minOvalityDistMM=-27 : Distance de la plus petite ovalisation en mm

maxOvalityPC=14.205 : La plus grande ovalisation en %

maxOvalityDistMM=2672 : Distance de la plus grande ovalisation mm

avgOvalityPC=4.436294 : Ovalisation moyenne en %

pc05OvalityPC=25.66372 : Proportion en % de la numérisation avec une ovalisation supérieure à 5%

pc01OvalityPC=4.424779 : Proportion en % de la numérisation avec une ovalisation supérieure à 10%

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6.) La commande Définir par clics de souris vous facilite la calibration des diamètres à l’aide de la boîte de dialogue ci-dessous : cliquez simplement sur les points marqués en vert et ignorez les point tracés en rouge (inférieurs à 200 mm et supérieurs à 600 mm). Ceux-ci sont calculés automatiquement par interpolation mais peuvent être adaptés manuellement plus tard.

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7.) Terminez la procédure en cliquant sur le bouton vert OK. Ensuite, les différents diamètres sont incrustés en jaune sur l’image. Pour un réglage affiné, vous pouvez corriger le centre ou les diamètres individuels dans les champs de valeurs correspondants.

8.) Avec les cases à cocher à gauche des indications de diamètre, il est possible d’activer ou de désactiver des valeurs de diamètre individuelles. Le diamètre 200 mm n’est pas désactivable, car celui-ci doit toujours être visible. Vérifiez que seuls les diamètres visibles sont activés.

9.) Comme les pixels de la vidéo analogique sont toujours rectangulaires, les diamètres en jaune vont se présenter en forme ovale. La déformation horizontale est déterminée normalement à partir du fichier vidéo. Vous pouvez la vérifier en plus à l’aide de la séquence vidéo montrant l’échelle en position verticale.

Sur l’échelle de calibrage suivante, les diamètres 200 mm, 300 mm, 400 mm, 500 mm et 600 mm sont font afficher :

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Figure 7 : Échelle de calibrage à peu près horizontale à gauche et pratiquement verticale à droite. L’image de gauche montre clairement la déformation de la lentille, car les largeurs d’écartement de 50 mm diminuent sans cesse.

Gestion des calibrages

Un calibrage fait référence au réglage de zoom de la lentille et à la distance de la règle de calibrage. Cette distance doit être identique à la distance au plan laser. Comme ces paramètres doivent toujours être identiques pour un diamètre de canalisation donné, vous pouvez les enregistrer sous un nom spécifique et les recharger plus tard:

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Info

Note importante :

l’enregistrement et le rechargement valeurs de calibrage ne doivent pas vous amener à renoncer à l’affichage de la règle de mesure de calibrage. Celle-ci sert de référence et de preuve de la précision de mesure sur chaque vidéo réalisée avec le laser annulaire.

Création de numérisations avec le laser annulaire

Après le calibrage, il est possible de créer une numérisation. Pour ce faire, l’application LaserScan parcourt progressivement la vidéo entre une position de début et une position de fin et, à chaque étape, le traitement d’image procède à l’extraction du cercle laser de l’image vidéo et au calcul consécutif de la coupe transversale.

Détermination des positions de début et de fin

La première étape consiste à déterminer la séquence de la vidéo sur laquelle effectuer la mesure du cercle. Nous n’allons pas mesurer les séquences de la vidéo en amont (pénétration dans la canalisation) et en aval (récupération de la caméra et enregistrement de l’échelle de calibrage).

· En utilisant le curseur horizontal au bas de la fenêtre, positionnez la vidéo au début de la séquence de numérisation, puis cliquez sur le bouton [Heure de début].

· Positionnez la vidéo à la fin de la séquence de numérisation, puis cliquez sur le bouton [Heure de fin].

· Faites attention à ce qu’une distance valide soit affichée pour l’heure de début et l’heure de fin. Sans distance valide, il est impossible de créer une numérisation. Le programme récupère les informations de distance du fichier de distance-temps, lequel a le même nom que le fichier vidéo, mais avec l’extension [txt]. Vous trouverez plus d’informations à ce sujet dans le chapitre suivant et dans l’annexe (chapitre 5.2.)Error! Bookmark not defined..

Par défaut, l’heure de début indique 0 seconde et l’heure de fin est identique à la durée de la vidéo. Comme aucune distance valide ne peut être déterminée pour cette heure de fin, un signe (-) est indiqué entre parenthèses après l’heure de fin. Il en résulte aussi une distance de numérisation non valide et le bouton Start Scan (Démarrer la numérisation) demeure désactivé. À côté de ce bouton figurent l’heure actuelle de la vidéo et la distance correspondante.

En cas de distance de début et de fin valide, une distance de numérisation est également affichée. Dans l’exemple ci-dessus, elle est négative car la numérisation s’effectue en marche arrière et la distance diminue donc.

Démarrage de la numérisation

Un clic sur le bouton Démarrer numérisation crée une numérisation entre l’heure de début et l’heure de fin. Ce faisant, à des intervalles de distance réguliers, n rayons sur le cercle laser sont calculés et enregistrés. Si l’option Numérisation en arrière est sélectionnée, la vidéo est numérisée en marche arrière.

Informations de distance-temps

Les informations par rapport à la relation temps – distance qui sont écrites dans un fichier TXT séparé pendant l’enregistrement de la vidéo sont indispensables pour la numérisation de la déformation.

Le schéma suivant montre les valeurs de distance-temps d’une vidéo. Celle-ci inclut aussi bien une progression en marche avant avec valeurs de distance croissantes qu’une progression en marche arrière avec valeurs de distance décroissantes.

Le schéma permet de voir qu’une distance peut toujours être affectée précisément à une heure donnée. L’inverse n’est pas évident. Pour la majorité des distances, deux temps sont indiqués, à savoir un pendant la marche avant et un, pendant la marche arrière.

Une image par intervalle de distance donné est généralement extraite de la vidéo. La durée du scan doit donc présenter une courbe croissante ou décroissante en fonction des valeurs de distance. Vous ne pouvez donc lancer le scan que lorsque vous avez défini un intervalle de temps correspondant à la conduite entrante ou sortante. Essayez de conduire à une vitesse constante dans la conduite pendant la capture vidéo de cette partie.

Figure 10 : Valeurs de temps - distance d’une séquence vidéo qui contient des valeurs de distance croissantes pendant la marche avant (parti gauche) et des valeurs de distance décroissantes pendant la marche arrière (partie droite).

Propriétés des numérisations avec laser annulaire