Brevet FR2437610A1 — publié le 19800425

La présente invention, due à la collaboration de MM. Bernard DECAVEL, Louis BEmEDIAN, Didier OMmERD et Jaques QUESTIER, respectivement ingénieur,chef d'atelier et agents techniques à l'usine de Dunkerque de la Société demnderesse,ccnoerne un dispositif de mesure au moyen d'une caméra de télévision d'une dimension d'un objet,par exemple d'un produit sédérurgique,présentant un contraste par rapport au fond sur lequel il repose,suivant la direction du balayage lignes de la caméra. Pour mesurer une dimension à l'aide d'une caméra de télévision, il est connu de découper le signal vidéo par des impulsions d'horloge qui sont comptées entre deux variations du signal vidéo de la caméra représentatives de la détection des bords ou du contour dudit objet et, sachant qu'un nombre d'impulsions données par ligne de balayage représente une longueur donnée dans le champ de visée, le rapport entre le nombre d'impulsions comptées et le nombre d'impulsions par ligne de balayage est représentatif de la dimension mesurée. Si un tel dispositif peut également permettre de mesurer la dimension d'objets se déplaçant dans le champ de la caméra dans le cas où la totalité de la dimension à mesurer est contenue à au moins un instant donné dans le champ de la caméra,il ne convient par contre pas du tout si la dimension à mesurer est supérieure au champ de visée de la caméra. L'invention vise donc à réaliser un dispositif de mesure d'une dimension d'un objet au moyen d'une caméra de télévision dans le cas où ledit objet est mobile dans le sens du balayage lignes du champ de visée de la caméra et présente une dimension supérieure à celle du champ de visée suivant la direction du balayage lignes. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de mesure au moyen d'une caméra de télévision d'une dimension d'un objet , par exemple d'un produit sidérurgique , présentant un contraste p a r r a p p or t au fond sur lequel il repose, suivant la direction du balayage lignes de ladite caméra,caractérisé en ce que,dans le cas où ledit objet est mobile dans le sens du balagage lignes et présente une dimension supérieure à celle du champ de visée suivant la direction du balayage lignes, ledit dispositif comporte un détecteur opto-électronique placé en amont de la caméra suivant le sens de dép lace- ment de l'objet, a une distance de la caméra telle que la distance entre l'aplomb du détecteur et le bord le plus rapproché du champ de visée est au plus égale à la dimension présumée de l'objet et que la distance entre l'aplomb du détecteur et le bord le plus éloigné du champ de visée est au moins égale à la dimension présumée de l'objet, ledit dispositif comprenant également un circuit de mise en forme du signal vidéo de la caméra, pour produire un signal de détection de bord avant de l'objet à mesurer, une horloge, des moyens de comptage des signaux d'horloge actionnés par un signal représentatif du début du balayage d'une ligne et arrêtés par le signal de détection de bord avant, lesdits moyens de comptage étant pré chargés avec un compte initial représentatif de ladite distance entre l'aplomb du détecteur et le bord le plus rapproché du champ de visée et étant ramenés audit compte initial après chaque période de comptage, une première mémoire qui est vidée de son contenu à la fin de chaque période de comptage et chargée avec le dernier compte contenu dans les moyens de comptage, et un circuit de maintien commandé par le détecteur pour conserver dans ladite mémoire, lors de la détection du bord arrière de l'objet par ledit détecteur, le dernier compte reprèsen- tatif de la dimension de l'objet. Suivant une caractéristique de l'invention, ledit dispositif comprend également un circuit de mesure de la vitesse moyenne dudit objet, ledit circuit comprenant un générateur de base de temps délivrant des signaux de base de temps, un compteur commandé par le premier signal de détection de bord avant de l'objet et par un signal représentatif de la première apparition du bord arrière de objet dans le champ de visée pour compter lesdits signaux de base de temps, une seconde mémoire dans laquelle est chargé le compte du compteur et qui est effacée au début de chaque période de comptage et un circuit diviseur pour diviser le compte de la première mémoire représentatif de la longueur de l'objet par le compte de la deuxième mémoire représentatif du temps de défilement de l'objet dans le champ de la caméra. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation illustré par les dessins annexes sur lesquels - La Fig. I est une vue schématique en élévation d'un dispositif de mesure suivant 11 invention - La Fig. 2 est une vue schématique en plan montrant la position dans le champ de visée de la caméra d'un produit dont la longueur est à mesurer - La Fig. 3 est un schéma synoptique du circuit de mesure de longueur ; et - La Fig. 4 est un schéma synoptique d'un circuit de mesure de vitesse. En se réferrant d'abord aux figures 1 et 2, une caméra de télévision 1 éclaire une zone de longueur L dans le sens du balayage lignes et de largeur 1 sur une bande 2 sur laquelle défile un produit 3 dont il s'agit de mesurer la longueur.En amont de la caméra 4 dans le sens de déplacement de la bande 2 est disposé un détecteur opto-électronique 4 comprenant un émetteur 5 et un récepteur 6 disposés respectivement de part et d'autre de la bande 2. L'émetteur 5 peut être constitué par exemple, soit par un laser, soit par tout autre dispositif rayonnant de l'énergie lumineuse dans le spectre de fréquence s'étendant de l'infra-rouge à l'ultra-violet. De son côté, le récepteur 6 peut être constitué par un élément photo-sensible tel qu'une photodiode , un phototransistor, etc... Le détecteur 4 est disposé à une distance de la caméra 1 telle que la distance X entre l'aplomb du détecteur 4 et le bord le plus rapproché du champ de visée est au plus égal à la dimension présumée D de l'objet et que la distance X + L entre l'aplomb du détecteur 4 et le bord le plus éloigné du champ de visée est au moins égal à la dimension présumée D de l'objet. On se référera maintenant à la figure 3 sur laquelle le circuit de mesure de longueur de produit comprend un circuit 7 de mise en forme du signal vidéo direct sortant de la caméra 1. Ce circuit de mise en forme peut être constitué par deux amplificateurs à circuits intégrés à large bande qui produisent en réponse au défilement du produit à mesurer dans le champ de visée de la caméra 1, un creneau dont le front avant correspond à la détection du bord avant du produit et un front arrière correspondant à son bord arrière. Ces fronts avant et arrière correspondent à des changements de niveau du signal vidéo direct dus eux-mêmes à la différence de luminosité entre le produit 3 à mesurer et la bande 2. D'autre part, les signaux de synchronisation de trame et de ligne sont appliqués à chacun de deux sélecteurs de ligne 8 et 9. Le sélecteur 8 permet de choisir une ligne K située dans la moitié supérieure de l'image, tandis que le deuxième sélecteur permet de choisir une ligne N située dans la moitié inférieure de l'image. Les sélecteurs 8 et 9 permettent d'obtenir et de délimiter une zone de mesure dont la largeur x, rapportée à la largeur du champ visé, est inférieure, ou à la limite égale, à la largeur minimale d du produit dont on désire mesurer la longueur. Les sorties des sélecteurs 8 et 9 sont appliquées à l'entrée d'une bascule 10 qui produit un créneau dont le front avant correspond à l'apparition de la Kème ligne et dont le front arrière correspond à la fin de la Nème ligne.La sortie de la bascule 10 est appliquée avec la sortie de mise en forme 7 à l'entrée d'une porte ET 11 qui reçoit également à une troisième entrée un signal de suppression de lignes résultant de l'inversion dans un inverseur 12 du signal de balayage lignes de la caméra.L'application de ces signaux de suppression lignes permet de commencer la mesure de la longueur du produit à partir d'un front stable et invariant dans le temps,à savoir le front arrière d'un signal top de suppression de lignes.Le signal de sortie résultant de la porte 11 constitue le signal de mesure,c'està-dire qu'il s'agit d'un créneau dont la durée est proportionnelle à la longueur de produit se trouvant dans le dwvp de la caméra 1.Ce signal est mélangé avec des impulsions d' une horloge 13 à fréquence élevée,par exemple 100 MHz, dans un circuit de synchronisation 14 qui permet d'obtenir,quelle que soit la durée du créneau de sortie de la porte ll,un nombre toujours entier d'impulsions d'horloge. Ce nombre N1 d'impulsions d'horloge est compté par un compteur présélec tionné 15 qui est pré char gé avec un compte initial No représentatif de la longueur X séparant l'aplomb du détecteur 4 du bord le plus rapproché du champ de visée de la caméra 1. Bien entendu, le nombre No est choisi de manière que le rapport entre ce nombre No et la distance X soit égal au rapport entre le nombre d'impulsions de l'horloge 13 apparaissant pendant un balayage de lignes et la longueur L du champ de visée de la caméra.Après chaque balayage de ligne entre la Kème ligne et la Nème ligne, le compteur 15 est remis à zéro par le signal de sortie d'une porte ET 16 qui reçoit à son entrée le signal de sortie de la bascule 10 et le signal de synchronisation lignes de la caméra. Tant que le produit à mesurer est présent sous le détecteur 4 les informations de comptage de chaque ligne comprise entre la Kème et la Nème sont chargées dans une moire 17 qui est ainsi revalidée à chaque ligne avec le dernier compte du compteur 15. Quand le produit à mesurer 3 quitte le champ du détecteur 4, celui-ci détecte son bord arrière et engendre un signal qui est appliqué à une entrée d'une porte ET 18. Cette porte ET reçoit également le signal de sortie de la bascule 10 ainsi que le signal de balayage de lignes et produit donc un signal de sortie qui déclanche un monostable 19, lequel bloque dans la mémoire 17 le dernier compte No + N1 qui a été compté par le compteur 15 et qui est représentatif de la longueur du produit 3 à mesurer.Cette longueur est alors affichée par un dispositif d'affichage 20 qui lit le contenu de la mémoire 17 en réponse à l'application du signal du détecteur 4 qui lui est appliqué par l'intermédiaire d'un inverseur 21. Comme représenté sur la Fig. 3, le dispositif comporte de préférence plusieurs détecteurs 4 espacés suivant la direction de déplacement de l'objet pour mesurer des objets dans différentes gammes de dimensions, par exemple 4 à 6 m, 6 à 8 m, 8 à 10 m, 10 à 12 met 12 à 14 m, ou toute autre gamme appropriée. Le signal de sortie précité du capteur 4 est appliqué à la porte 18 et à l'inverseur 21 par l'intermédiaire d'un commutateur 22 qui permet de choisir le détecteur 4 approprié en fonction de la longueur présumée du produit 3 à mesurer. On notera d'ailleurs que ce signal de sortie précité du capteur 4 a en réalité déjà subi une première inversion dans un inverseur 23 pour des raisons de compatibilités avec les circuits ci-dessus. Dans le cas de l'existence de plusieurs détecteurs K disposés à des distances dif férentes du champ de visée de la caméra, il doit être prévu un dispositif de sélection 24 pour afficher dans le compteur 15 un compte initial N o proportionnel à la distance X du détecteur 4 choisi au bord le plus rappro ché du champ de visée. Ce dispositif de sélection 24 peut être commandé, soit manuellement, soit automatiquement en fonction de la position du commutateur 22. On se reportera maintenant à la Fig. 4 qui représente un schéma synoptique d'un circuit annexe utilisable pour la mesure de la vitesse du produit 3 dont on a mesuré la longueur. Ce circuit comprend une bascule 25 à l'entrée de laquelle est appliqué le signal de sortie de la porte 11. Le signal de sortie de la bascule 25 est appliqué à un compteur 26 qui compte les signaux d'une horloge 27 constituant un générateur de base de temps. Ce compteur 26 compte donc les impulsions de l'horloge 27 pendant la durée du créneau qui lui est appliqué par la bascule 25 et dont le front avant correspond à la détection du bord avant de l'objet 3 dans le champ de visée de la caméra et dont le front arrière correspond à l'apparition du bord arrière de l'objet 3 dans le champ de visée. Le compte du compteur 26 est chargé dans une mémoire 28 dont le contenu est effacé au début de chaque période de comptage par un monostable 29 auquel est appliqué le signal de sortie de la bascule 25. Le nombre contenu dans la mémoire 28 et qui est représentatif du temps de passage du produit3 est appliqué à un circuit diviseur 30 qui reçoit également de la mémoire 17 le nombre représentatif de la longueur du produit. Ce circuit diviseur produit donc en sortie un quotient dont la valeur représentative de la vitesse moyenne du produit est affichée -sur un dispositif d'affichage 31. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de mesure au moyen d'une caméra de de télévision d'une dimension d'un objet, par exemple d'un produit sidérurgique, présentant un contraste par rapport a u fond sur lequel il repose, suivant la direction du balayage lignes de ladite caméra, caractérisé en ce que, dans le cas où ledit objet est mobile dans le sens du balayage lignes et présente une dimension supérieure à celle du champ de visée suivant la direction du balayage lignes, ledit dispositif comporte un détecteur optoélectronique placé en amont de la caméra suivant le sens de déplacement de l'objet, à une distance de la caméra telle que la distance entre l'aplomb du détecteur et le bord le plus rapproché du champ de visée est au plus égale à la dimension présumée de l'objet et que la distance entre l'aplomb du détecteur et le bord le plus éloigné du champ de visée est au moins égale à la dimension présumée de l'objet, ledit dispositif comprenant également un circuit de mise en forme du signal vidéo de la caméra pour produire un signal de détection de bord avant de l'objet à mesurer, une horloge, des moyens de comptage des signaux d'horloge actionnés par un signal représentatif du début du balayage d'une ligne et arrêtés par le signal de détection de bord avant, lesdits moyens de comptage étant préchargés avec un compte initial représentatif de ladite distance entre l'aplomb du détecteur et le bord le plus rapproché du champ de visée et étant ramenés audit compte initial après chaque période de comptage, une première mémoire qui est vidée de son contenu à la fin de chaque période de comptage et chargée avec le dernier compte contenu dans les moyens de comptage et un circuit de maintien commandé par le détecteur pour conserver, dans ladite mémoire, lors de la détection du bord arrière de l'objet par ledit détecteur, le dernier compte représentatif de la dimension de l'objet. 2 - Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux circuits sélecteurs de lignes pour sélectionner les lignes de trame qui balayent l'image dudit objet et supprimer les autres lignes. 3 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs détecteurs opto-électroniques espacés suivant la direction de déplacement de l'objet pour mesurer des objets dans différentes gammes de dimensions. 4 - Dispositif suivant la revendication 3, carac térisé en ce qu'il comprend un dispositif de sélection pour afficher dans les moyens de comptage un compte initial proportionnel à la distance du détecteur sélectionné au champ de visée. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un ^circuit de mesure de la vitesse moyenne dudit objet, ledit circuit comprenant un générateur de base de temps délivrant des signaux de base de temps, un compteur commandé par le premier signal de détection de bord avant de l'objet et par un signal représentatif de la première apparition du bord arrière de l'objet dans le champ de visée pour compter lesdits signaux de base de temps, une seconde mémoire dans laquelle est chargé le compte du compteur et qui est effacée au début de chaque période de comptage et un circuit diviseur pour diviser le compte de la première mémoire représentatif de la longueur de l'objet par le compte de la deuxième mémoire représentatif du temps de défilement de l'objet dans le champ de la caméra. 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif d'affichage de la mesure représentée par ledit compte.