Brevet FR2473281A1 — publié le 19810717

La présente invention concerne un appareil destiné à être utilisé pour identifier celui d'un certain nombre de types préalablement enregistrés auquel un ouvrage appartient, ledit appareil pouvant être mis en oeuvre soit pour enregis- trer des types d'ouvrages, soit pour identifier des ouvrages par comparaison avec des ouvrages enregistrés, l'appareil comprenant une source lumineuse, un réseau de dëtecteurs de lumière dont chacun est destiné à détecter la présence d'un ouvrage sur le trajet optique entre la source lumineuse et le détecteur, un dispositif destiné à déplacer un ouvrage en travers des trajets optiques entre la source lumineuse et les détecteurs, un enregistreur destiné à enregistrer des signaux provenant des détecteurs après chaque unité de distance. de déplacement de l'ouvrage et un calculateur destiné à cal- culer un groupe prédéterminé de paramètres de l'ouvrage d'après les données enregistrées par l'enregistreur. Des appareils tels que celui décrit dans le paragra- phe précédent sont utilisés pour effectuer un triage automati- que et généralement pour "examiner" la silhouette d'un ouvra- ge lorsque celui-ci est placé de façon à interrompre le tra- jet optique entre les détecteurs de lumière et une source lumineuse et que des critères sont établis pour identifier l'ouvrage en fonction du nombre des détecteurs qui détectent l'ouvrage. Ces appareils peuvent identifier des ouvrages à condition que les différences entre lesdits ouvrages soient suffisamment importantes, mais ils ne sont pas capables de faire la distinction entre des types très analogues, car les montages de tels appareils qui sont destinés à supprimer les erreurs de détection sont inappropriés. Par exemple, ces ap- pareils sont incapables de faire la distinction entre des tiges de chaussures de pointures voisines ou bien entre de telles tiges destinées au pied gauche et au pied droit. Les tiges de chaussures diffèrent généralement d'environ 2 % en lon- gueur ou en largeur entre les pointures voisines et de 4 n en surface. La présente invention a pour objet un appareil destiné à être utilisé pour identifier celui d'un certain nombre de types précédemment enregistrés auquel un ouvrage appartient, ledit appareil étant capable de faire la distinction entre des ouvrages très analogues. Selon ses caractéristiques essentielles, l'invention concerne un appareil qui comporte également un dispositif de sélection pouvant sélectionner un sous-groupe des paramètres calculés par le calculateur, de façon que les sous-gropes correspondant à chaque ouvrage enregistré diffèrent les uns des autres au moins sous un nombre prédéterminé de rapports, le nombre prédéterminé étant égal au double d'une erreur accep- table prédéterminée plus 1 et l'erreur acceptable prédétermi- née correspondant au nombre de paramètres qu'il est admissible de déterminer d'une façon erronée sans affecter les résultats obtenus par l'appareil, et ledit appareil comporte également un comparateur destiné à comparer les sous-groupes des ouvrages enregistrés avec le sous-groupe équivalent de l'ouvrage à identifier et, en cas d'identité,à l'exception d'un nombre de différences ne dépassant pas l'erreur acceptable, à identifier l'ouvrage en conséquence. Afin d'éviter la nécessité d'utiliser un réseau bi- dimensionnel de détecteurs, le réseau des détecteurs se com- pose d'une rangée rectiligne de détecteurs équidistants, et le dispositif de déplacement est destiné à déplacer l'ouvrage pas à pas, la longueur des pas étant égale à l'unité de dis- tance. Pour accroître davantage la précision de l'appareil, le calculateur calcule les paramètres en fonction de plages de tolérance en divisant chaque quantité mesurée par une tolé- rance prédéterminée. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une partie de l'appareil; et la figure 2 est une vue en plan d'un ouvrage sur le- quel sont marqués divers paramètres. L'appareil représenté sur les dessins est destiné à être utilisé pour identifier celui d'un certain nombre de types précédemment enregistrés auquel appartient un ouvrage. Les ouvrages auxquels l'appareil est destiné en particulier sont des tiges de chaussures ayant la forme de pièces façonnées, découpées dans une feuille de cuir ou matière synthétique, mais il pourrait être utilisé avec des objets tridimen- sionnels en explorant leurs silhouettes. L'appareil peut fonc- tionner dans un mode d'enregistrement dans lequel un ouvrage de chacun des types enregistrés lui est présenté. Dans le cas des tiges de chaussures, on présente à l'appareil une tige de chaque pointure et de chaque modèle que l'on peut rencon- trer et, en cas de besoin, un exemplaire pour pied gauche et pour pied droit de chaque tige. L'appareil peut également fonctionner dans un mode d'identification dans lequel il identifie les ouvrages qui- lui sont présentés en les comparant avec ceux enregistrés. L'appareil comporte une source lumineuse sous la forme d'une rangée de lampes 10 à filaments (figure 1) suppor- tées par une barre 12. Il est- bien entendu que, bien que les expressions "source lumineuse" et "détecteurs de lumière" soient utilisées dans le présent mémoire, il est éventuelle- ment possible de remplacer la lumière par un autre rayonne- ment approprié. L'appareil comporte également un réseau de détecteurs de lumière 14 destinés à recevoir la lumière émise par les lampes 10 et concentrée sur les-détecteurs par une lentille 16 à haute résolution. Le réseau 14 comprend 770 photodétecteurs disposés sur une ligne droite avec un écarte- ment de 0,3 mm entre axes. Chacun des détecteurs peut détec- ter la présence d'un ouvrage sur le trajet optique entre lui et la source lumineuse. Les détecteurs sont du type CCD pré- sentant une aire sensible de 17 x 13 microns. L'appareil comporte également une table 18 sur la- quelle est placé un couvercle transparent 20 qui est--posi- tionné au-dessus des lampes 10 et au-dessous du réseau 14. La disposition est telle que la lumière émise par les lampes passe à travers le couvercle 20 en direction de la lentille 16 et est ensuite focalisée sur les détecteurs, excepté lors- que la lumière est interceptée par un ouvrage W placé sur le couvercle 20. L'appareil comporte aussi un dispositif destiné à déplacer un ouvrage situé sur le couvercle 20 en travers des 24732B 1 trajets optiques entre les lampes 10 et les déte:teurs.. Le dispositif de déplacement comprend un moteur pas à p.as 22 destiné à mouvoir la table 18, et done le nouvercle 2D et l'ouvrage, pas à pas le long de deux rails 24 d'un nadrie 5. 26 situé au-dessous des détecteurs. Le moteur 22 déplace un câble 28 qui passe autour d'une poulie 30 assujettie à l'arbre menant du moteur 22 et autour de trois poulies folles 32 montées sur le cadre 26, et qui est relié à l'avant et à l'arrière de la table 18. Le moteur 22 déplace la table d'une position, dans laquelle l'ouvrage placé sur le -ouver- cle 20 n'intercepte pas les trajets optiques, à une positidn dans laquelle l'ouvrage est. entièrement passé en travers des trajets optiques. Ainsi, l'ouvrage est entièrement lexplrÉé". L'appareil est également équipé d'un dispDositif de traitement de données (non représenté) qui comprend une com- binaison d'un microprocesseur et d'un autre circuit électriqu.e. Le dispositif de traitement de données nnampnrte un enregistreur, un calculateur, un sélecteur et un cn:mpara-teur dont le fonctionnement sera expliqué plus bas. L'enregistreur de l'appareil est destiné â enregis- trer, après chaque unité de distance du déplacement prnvoqué par le moteur 22, des signaux émis par les détecteurs qui in- diquent ceux des détecteurs qui détectent.un ouvrage, l'unit.é de distance correspondant à la longueur d'un pas du moteur pas à pas. 22. Une longueur convenable d'un pas peut être de 300 microns. Ainsi, après chaque pas du moteur 22., l'e:nre- gistreur enregistre celui des 770 détecteurs qui détente un ouvrage. Dans la plupart des cas, lorsque l'ouvrage est dé- placé sous les détecteurs, il existe certains groupes de d.é- tecteurs à l'une ou l'autre extrémité du réseau 14 qui ne détectent pas l'ouvrage, tandis qu'un groupe central de dé- tecteurs détecte l'ouvrage, et il est commode d'enregistrer l'information simplement sous la forme des nombres des dé- tecteurs aux extrémités du groupe central; cela réduit la quantité d'information enregistrée par l'enregistreur, étant donné qu'on sait que tous les détecteurs situés entre les nombres enregistrés détectent l'ouvrage. Si le contour de l'ouvrage présente des creux ou si l'ouvrage est traversé par des trous, il peut y avoir plus d'un groupe de détecteurs qui détectent l'ouvrage; dans ce cas, les nombres des détec- teurs aux extrémités de chaque groupe sont enregistrés. L'en- registreur enregistre l'information pour chaque pas du moteur 22 de façon que l'ouvrage soit entièrement "exploré". Le calculateur de l'appareil est destiné à calculer, d'après les données enregistrées par l'enregistreur, un groupe prédéterminé de paramètres de l'ouvrage. Dans cet appareil particulier, ces paramètres sont la surface de l'ouvrage, son plus long rayon mesuré à partir du centre de gravité et plusieurs rayons situés à des angles prédéterminés par rapport au rayon le plus long. La figure 2 représente un ouvrage W présentant un centre de gravité C, un rayon le plus long L et des rayons R à des angles de 600,de 900, de 1200, de 1800, de 2400, de 2700 et de 300 par rapport au plus long rayon L. Cependant, il est possible d'utiliser n'importe quel angle approprié, mais le nombre des rayons nécessaires dépend du nombre des ouvrages et du degré de similitude de ces derniers. Le calculateur cal- cule la surface en totalisant simplement le nombre des détec- teurs qui détectent l'ouvrage à tous les pas effectués par le moteur 22 pendant que l'ouvrage W est exploré. La position du centre de gravité Cet celles des rayons L et R sont simplement cal- culées par des méthodes mathématiques bien connues. Toutefois, il convient de noter que les longueurs des rayons sont calcu- lées d'après les coordonnées du point limite de l'ouvrage le plus éloigné du centre de gravité C dans la direction choisie, en négligeant tous points limites situés le long du rayon qui ne sont plus les plus éloignés du centre de gravité. Ainsi, en considérant le rayon R situé à 1800 du plus long rayon L de l'ouvrage W représenté sur la figure 2, le rayon présente les points limites S, T et U sur sa longueur, mais on néglige les points S et T du fait qu'ils ne sont pas aussi éloignés du centre de gravité que le point U. Le nombre et les angles des rayons calculés sont choisis de manière à donner un nombre de para- mètres suffisant pour assurer une identification sans ambi- guité. Toutefois, si d'autres rayons ou des rayons diffé- rents s'avèrent nécessaires, comme cela peut arriver si le nombre des types prédéterminés est augmenté par la suite, l'appareil comporte également une mémoire destinée à mémoriser les positions de tous les points limites d'un ouvrage enregis- tré. L'information mémorisée dans la mémoire est alors à la disposition du calculateur pour permettre de calculer tout rayon de l'ouvrage W qui peut être souhaitable. Ainsi, dès qu'un ouvrage a été exploré, il n'a pas à être réexploré même si les rayons choisis sont modifiés. Après le calcul du groupe prédéterminé de paramètres, le calculateur effectue la première de deux étapes d'élimina- tion d'erreurs exécutées par l'appareil. La première étape d'élimination d'erreurs consiste à diviser -les paramètres cal- culés par un nombre prédéterminé, appelé ci-après "tolérance" qui est en rapport'avec la précision à laquelle l'appareil doit effectuer la mesure. La division par la tolérance donne les paramètres en fonction de ".plages de tolérance" et la valeur du paramètre est considérée comme étant le nombre entier le plus proche des- plages de tolérance. Ce mode opératoire sup- prime les erreurs dues aux légères imprécisions qui peuvent être provoquées par des détect-eurs-dont les trajets optiques ne sont que partiellement interrompus, comme cela peut se produire aux limites de l'ouvrage, et qui peuvent ou ne peuvent pas dé- tecter l'ouvrage. Egalement, les erreurs dues à de légères variations entre des- ouvrages nominalement identiques sont éli- minées. Il est fait en sorte que la grandeur de la tolérance soit différente pour la surface et pour les rayons, bien qu'il soit possible d'appliquer la même tolérance ou des tolérances différentes aux rayons. La surface présente une tolérance dif- férente du fait qu'il s'agit d'un paramètre d'un genre diffé- rent de celui des rayons, étant une mesure en unités au carré par opposition à une longueur. Les grandeurs réelles des tolé- rances de la surface et des rayons sont choisies en fonction des types d'ouvrage, de l'écartement des détecteurs et de l'uni- té de distance du dispositif de déplacement. La tolérance des rayons peut être approximativement égale à trois distances d'écartement des détecteurs (c'est-à-dire environ 0,9 mm) et la tolérance de la surface peut être approximativement égale à cinq cents fois la distance d'écartement des détecteurs mul- tipliée par l'unité de distance du moteur 22 (c'est-à-dire 500 x 0,3 x 0,3 = 45 mm2). Le sélecteur de l'appareil fonctionne lorsque ce dernier est dans le mode d'enregistrement et après que le calculateur a calculé un groupe de paramètres pour tous les ouvrages à enregistrer. Il est évident que les mêmes paramè- tres sont calculés pour chaque ouvrage à enregistrer. Le sé- lecteur est destiné à sélectionner un sous-groupe des para- mètres de façon que le sous-groupe formé par ces paramètres de chaque ouvrage enregistré diffère de tout autre sous- groupe enregistré au moins sous un nombre prédéterminé de rap- ports. Le nombre prédéterminé est égal à deux fois une erreur acceptable prédéterminée'plus 1, ladite erreur acceptable prédéterminée correspondant à un nombre sélectionné comme étant le nombre des paramètres qu'il est acceptable de déter- miner de façon erronée sans affecter les résultats obtenus par l'appareil; cette opération effectuée par le sélecteur est la seconde étape d'élimination d'erreurs susmentionnée. Par exemple, s'il est admis qu'un paramètre puisse être dé- terminé par erreur, l'erreur acceptable est égale à 1 et le sélecteur doit trouver des sous-groupes qui. diffèrent les uns des autres sous au moins trois rapports. Ainsi, si, par exemple la surface et huit rayons (y compris le rayon le plus long), comme le montre la figure 2, ont été calculés, le sélecteur peut trouver qu'il est possible d'obtenir au moins trois différences en n'utilisant que la surface et les six premiers rayons, auquel cas, les deux derniers rayons sont éliminés et considérés comme étant inutiles et ne sont pas incorporés dans le sous-groupe. Si l'erreur acceptable est choisie comme étant 2 ou 3, le nombre des différences nécessaires est de 5 ou 7 respectivement. Si le nombre né- cessaire des différences ne peut pas être obtenu d'après les para- mètres calculés, il est indispensable de calculer d'autres rayons pour tous les ouvrages enregistrés en utilisant les points limites mémorisés dans la mémoire. Il convient de noter que le sélecteur de l'appareil inclut toujours la sur- face de l'ouvrage dans le sous-groupe sélectionné,étant donné qu'il s'agit du paramètre qui est le plus précisément déterminable du fait qu'il dépend de l'information reçue d'un grand nombre de détecteurs, tandis que les rayons dépen- dent d'une information reçue d'un nombre relativement petit de détecteurs. Dès que le sélecteur a sélectionné le sous-groupe de paramètres, l'appareil peut passer au mode d'identification. Dans ce mode d'identification, un ouvrage à identifier est placé sur la table et le dispositif de déplacement, les détec- teurs, l'enregistreur et le calculateur fonctionnent de la même manière que dans le mode d'enregistrement, excepté que le calculateur calcule les paramètres de l'ouvrage qui for- ment un sous-groupe équivalant aux sous-groupes enregistrés. Après le fonctionnement du calculateur dans le mode d'identification, le comparateur dudit appareil entre en action. Ledit comparateur compare le sous-groupe équivalent de l'ouvrage avec les sous-groupes enregistrés et, en cas d'identité avec le sous-groupe d'un ouvrage d'un type parti- culier, à l'exception d'un nombre de différences ne dépassant pas l'erreur acceptable, il identifie l'ouvrage comme étant de ce type particulier. Avec une erreur acceptable de 1, le comparateur "recherche" parmi les sous-groupes enregistrés un sous-groupe présentant au plus une différence par rapport aux sous-groupes de l'ouvrage à identifier. La tolérance d'une différence permet de déterminer un paramètre d'une façon er- ronée, ce qui peut se produire si l'ouvrage présente une ano- malie dans le sens d'un rayon utilisé dans le sous-groupe, par exemple un bord oui longe le rayon. La grandeur d'une différence quelconque importe peu et il est donc possible d'éliminer des erreurs importantes. Dans le mode d'identification, le calculateur calcule aussi l'orientation du rayon le plus long de l'ouvrage par rapport au sens de déplacement provoqué par le moteur 22. Ainsi, lorsque l'ouvrage est identifié et que l'on connaît son orientation sur le couvercle 20, il est possible de l'en- lever de ce dernier au moyen d'un mécanisme de préhension et de positionnement et de le placer avec précision soit par rap- port à d'autres ouvrages, soit dans une machine destinée à exécuter des opérations sur l'ouvrage. On a constaté que l'appareil utilisant dix rayons et une erreur acceptable de 3 peut identifier des ouvrages ayant la forme de tiges de chaussures qui ne diffèrent les unes des autres que d'une demi-pointure avec un taux d'erreur de 1 seulement sur 1000, et peut faire la distinction entre les tiges de pied droit et de pied gauche. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil destiné à être utilisé pour identifier celui d'un certain nombre de types précédemment enregistrés auquel un ouvrage (W) appartient, l'appareil pouvant fonc- tionner soit pour enregistrer des types d'ouvrage, soit pour identifier des ouvrages en les comparant avec ceux enregistrés, ledit appareil comportant une source lumineuse (10), un réseau de détecteurs de lumière (14) dont chacun est destiné à détecter la présence d'un ouvrage sur le trajet optique entre lui et la source lumineuse, un dispositif (20) destiné à dé- placer un ouvrage en travers des trajets optiques entre la source lumineuse et les détecteurs, un enregistreur destiné à enregistrer des signaux émis par les détecteurs après cha- que unité de distance de déplacement de l'ouvrage et un cal- culateur destiné à calculer un groupe prédéterminé de para- mètres de l'ouvrage d'après les données enregistrées par l'enregistreur, appareil caractérisé en ce qu'il comporte également un sélecteur destiné à sélectionner un sous-groupe des paramètres calculés par-le calculateur de façon que les sous-groupes de chaque ouvrage enregistré diffèrent les uns des autres au moins sous un nombre prédéterminé de rapports, le nombre prédéterminé étant égal au double d'une erreur acceptable prédéterminée plus 1 et l'erreur acceptable prédé- terminée correspondant au nombre des paramètres qu'il est ac- ceptable de déterminer par erreur sans affecter les résultats obtenus par l'appareil, et en ce que ledit appareil comporte également un comparateur destiné à comparer les sous-groupes des ouvrages enregistrés avec les sous-groupes équivalents d'un ouvrage à identifier et, en cas d'identité1à l'exception d'un nombre de -différences ne dépassant pas l'erreur accepta- ble, à identifier l'ouvrage en conséquence. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réseau des détecteurs (14) se compose d'une rangée rectiligne de détecteurs équidistants et en ce que le dispositif de déplacement (22) est destiné à mouvoir l'ou- vrage pas à pas avec un pas d'une longueur égale à l'unité de distance. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caracté- 1l risé en ce que les paramètres calculés par le calculateur sont la surface de l'ouvrage, son rayon le plus long (L) mesuré à partir de son centre de gravité et plusieurs rayons (R) à des angles prédéterminés par rapport au plus long rayon (L). 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le sélecteur inclut toujours la surface de l'ouvrage dans les sous-groupes sélectionnés. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que le calculateur calcule les paramètres en fonction de plages de tolérance en divisant chaque quantité mesurée par une tolérance prédéterminée. 6. Appareil selon les revendications 3 et 5 prises ensemble, caractérisé en ce que la surface est divisée par une tolérance de surface et en ce que tous les rayons sont divisés par une même tolérance de rayon ou des tolérances différentes de rayons. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tolérance de rayon est la même pour tous les rayons et est approximativement égale à trois distances d'écartement des détecteurs du réseau. 8. Appareil selon la revendication 6 ou 7, caracté- risé en ce que la tolérance de surface est approximativement égale à cinq cents fois la distance d'écartement des détec- teurs du réseau multipliée par l'unité de distance du dis- positif de déplacement. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce que le calculateur calcule également l'orientation du rayon le plus long par rapport au sens de déplacement du dispositif (22). 10. Appareil selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte aussi une mémoire destinée à mémoriser les positions de tous les points limites des ouvrages enregistrés.