Thermographie courtes longueurs d'onde avec des caméras silicium : contribution à la modélisation radiométrique

Other literature type French OPEN
Rotrou, Yann (2006)
  • Subject: Thermographie | Mesure | Rayonnement | Optronique | Modélisation | Traitement d'image | 621

Le Centre de Recherche sur les Outillages, les Matériaux et les Procédés (CROMeP) veut obtenir des cartes de températures précises, sur des moules métalliques entre 400 et 1000°C. Plusieurs équipes ont montré l'intérêt d'utiliser des caméras silicium dans ce contexte. Nous nous distinguons de leurs travaux par l'approche adoptée pour modéliser le système. Nous proposons un nouveau modèle, plus précis et paramétré par un unique jeu de coefficients indépendant du temps d'intégration. Il permet d'obtenir une procédure d'étalonnage courte et précise, ainsi qu'un système dont la dynamique est contrôlable en ligne. Nous étudions d'autre part différents phénomènes perturbant la mesure, afin de l'améliorer, et d'évaluer sa précision. Ces caractérisations sont en partie effectuées au laboratoire de Conception d'Imageurs Matriciels Intégrés (CIMI). Enfin nous positionnons les caméras CCD et CMOS par rapport aux systèmes de thermographie infrarouges, et présentons une application de mesures couplées dimensionnelles/thermiques, basée sur un unique capteur de stéréovision silicium. Within the Ecole des Mines d'Albi, the CROMeP laboratory (Centre de Recherche sur les Outillages, les Matériaux et les Procédés) develops accurate full-field temperature measurement devices based on off-the-shelf high-resolution tmcooled silicon cameras, to study for instance the behavior of metallic molds between 400 and 1000°C. The advantages of using such silicon cameras to perform such measurements are recalled. In our work, a new approach of the radiometric modeling of such a system is proposed. Firstly, a more accurate parametric model is presented, characterized by only one set of parameters, independent of the integration time. This leads to a shorter and easier camera calibration procedure and provides a system With an on-line controlled dynamic range. Secondly, the performances of the system are evaluated and improved by studying some disturbing effects. Some of these characterizations have been done in collaboration with the CIMI (Conception d'Imageurs Matriciels Intégrés) laboratory. Then CCD and CMOS cameras performances are compared With these of traditional infrared cameras. Finally, an innovative method for 3-D shape, strain and temperature full-field measurement, using a single camera-based sensor, is presented.
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