Brevet FR2475424A1 — publié le 19810814

L'invention est relative a un procédé et à un appareil d'identification de bouteilles. Dans le commerce de détail des liquides, notamment des boissons, les bouteilles en verre constituent soit des emballages perdus vendus avec le liquide qu'elles contiennent et non réutilisés ultérieurement, soit des emballages consignés qui sont remboursés au client quand celui-ci ramène les bouteilles au commerçant. La nécessité s'est fait sentir pour les commerces dits de "grande surface", dans lesquels un grand nombre de bouteilles sont vendues et ramenées, d'automatiser l'identification des bouteilles. C'est pourquoi on a déjà proposé des appareils assurant cette fonction et qui permettent de délivrer un ticket représentant la valeur de la bouteille, ou consigne, et d'effectuer un tri entre les bouteilles consignées, à réutiliser, et les bouteilles non consignées à détruire. Dans un appareil connu, les bouteilles sont disposées sur un convoyeur et occultent un pinceau lumineux émis par une source transversalement au trajet du convoyeur et dirigé vers un ensemble de détecteurs ponctuels, des moyens étant prévus pour déterminer une (ou plusieurs) dimension(s) de la bouteille en fonction de la condition, éclairée ou non éclairée (ou dont l'éclairement est atténué), de ces détecteurs ; des moyens de commande permettent de déplacer le pinceau lumineux de façon que chaque détecteur soit successivement atteint. L'identification est alors obtenue par comparaison entre cette (ou ces) dimension(s) mesurée(s) et une ou plusieurs dimension(s) correspondante(s) stockée(s) dans une mémoire. Pour que la mesure soit exacte, le mouvement de balayage du pinceau est synchronisé avec celui du convoyeur. Les moyens pour assurer le balayage et la synchronisation rendent complexe la réalisation de l'appareil. Le procédé et l'appareil selon l'invention ne font pas appel à un moyen de commande d'une source permettant d'effectuer un balayage. Le procédé d'identification d'objets présentant un axe de symétrie, tels que des bouteilles selon l'invention est caractérisé en ce qu'on déplace les objets de manière qu'ils occultent le faisceau lumineux émis en permanence par une source vers des photodétecteurs alignés selon un segment de droite de façon telle que les axes des objets soient obliques par rapport au segment et que ce dernier soit, lors de l'occultation, divisé en une partie centrale non éclairée (ou d'éclairement atténué) de longueur Y, et des parties d'extrémités, de longueurs X et Z, qui restent éclairées ; on détermine, dans un système de coordonnées, la courbe de variation de l'une de ces longueurs, par exemple Z, en fonction de l'une des deux autres, par exemple X ; et on compare la courbe obtenue à un ensemble de courbes prédéterminées correspondant à des types d'objets à identifier. Bien que la courbe Z = f (X) n'ait pas le contour apparent, ou profil, de l'objet correspondant, elle est cependant caractéristique de ce contour. On a en effet constaté qu'à deux objets de contours apparents et/ou de dimensions différents, ne correspondent pratiquement jamais des courbes Z = f (X) qui soient identiques. Etant donné que le facteur temps n'intervient pas dans la détermination des courbes, celles-ci sont indépendantes de la vitesse du convoyeur. L'identification sera donc effectuée de façon correcte, même si cette vitesse varie dans des proportions importantes au cours du passage de l'objet devant le segment photodétecteur. I1 n'est pas indispensable de tracer l'ensemble de la courbe Z = f (X) ; il suffit de déterminer un nombre limité de points de cette courbe pour des valeurs prédéterminées de l'une des coordonnées X ou Z. L'expérience a montré qu'il suffit d'environ sept points pour caractériser une bouteille. De cette manière, la comparaison peut être effectuée de la façon suivante : pour une valeur donnée X1 de l'abscisse X, on compare l'ordonnée Z1 détectée aux ordonnées Z'1 des points des courbes prédéterminées, par exemple stockées dans une mémoire ayant la même abscisse X1. Cette comparaison permet d'effectuer une première sélection, c'est-à-dire d'écarter un certain nombre de courbes en mémoire pour lesquelles l'ordonnée Z'1 s'écartele l'ordonnée Z1 dans une trop grande mesure. On effectue la même comparaison pour une autre abscisse déterminée X2, ce qui permet d'effectuer une seconde sélection à. l'issue de laquelle le nombre de courbes retenues est inférieur à celui des courbes retenues à l'issue de la première comparaison. La comparaison se poursuit ensuite jusqu'à l'identif i- cation de la bouteille. Dans une variante, au lieu de tracer la courbe de variation de la longueur Z en fonction de la longueur X, on détermine la courbe de variation en fonction du temps de l'une des trois longueurs mentionnées ci-dessus, X, Y ou Z. Ces courbes ont alors des allures qui ressemblent, ou sont identiques, à celles des profils des objets. Pour qu'avec ce dernier procédé, l'identification soit correcte, il est nécessaire que la vitesse du convoyeur soit constante et corresponde à celles pour lesquelles les courbes prédéterminées ont été établies. I1 est également avantageux, pour cette variante, d'effectuer une comparaison point par point de la façon décrite ci-dessus entre la courbe déterminée et les courbes en mémoire. L'invention vise également un appareil pour la mise en oeuvre dudit procédé qui, dans une réalisation, comporte un détecteur surfacique, tel que celui d'une caméra de télévision, et des moyens pour que seul un segment rectiligne oblique de ce détecteur soit éclairé. Dans une réalisation, ces moyens comportent un filtre de polarisation rectiligne et/ou une lentille anamorphique disposés entre la source, qui est de préférence de forme allongée, -par exemple un tube fluorescent ou une lampe à filament- et le détecteur. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexes, sur lesquels la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une bouteille défilant entre une source lumineuse et un segment photodétecteur la figure 2 est un schéma expliquant le procédé selon l'invention ; la figure 3 est un diagramme de courbes obtenues avec le procédé correspondant à la figure 2 ; et la figure 4 est un schéma d'un appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Pour l'identification d'une bouteille 1, on dispose cette derniere debout, c'est- & dire avec son axe 2 vertical, dans une position transversale déterminée, sur un convoyeur horizontal 3 permettant de la déplacer dans un sens donné, celui de la flèche F (fig. 1), et on la fait traverser le faisceau lumineux 4 émis par un tube fluorescent 5, par exemple au néon, vers un segment photodétecteur 6 composé d'un nombre N de photodiodes 7, 8, etc., à égale distance les unes des autres. Dans l'exemple, le nombre N est égal à 256 et la distance entre deux diodes 7 et 8 voisines est de l'ordre de 9/10 mm. Le segment 6 est disposé dans un plan vertical parallèle à la direction de la flèche F et a une direction oblique dans ce plan, c'est-à-dire qu'il n'est ni horizontal ni vertical. Dans l'exemple, ce segment 6 est incliné à 450 par rapport à l'horizontale. La source lumineuse allongée 5 est disposée parallèlement au segment 6, de l'autre côte du convoyeur 3. Le plan formé par la source 5 et le segment 6 est transversal à la direction F. Ainsi, quand la bouteille 1 arrive au droit de la partie centrale du segment 6, elle empêche le faisceau 4 d'illuminer une partie centrale de longueur Y de ce segment (fig. 2), les extrémités inférieure et supérieure, de longueurs respectivement Z et X restant illuminées. La figure 2 correspond, dans le but de simplifier le dessin, à un segment 6 défilant dans le sens de la flèche F', contraire de celui de la flèche F, devant une bouteille immobile ; mais on comprendra aisément que cette disposition est équivalente à celle pour laquelle la bouteille défile devant un segment immobile. On détermine la courbe de variation (fig. 3) de la longueur Z (en ordonnées) en fonction de la longueur X (en abscisses) et on compare cette courbe avec un ensemble de courbes se trouvant en mémoire et qui correspondent à des types de bouteilles pour lesquels un remboursement doit être effectué. Si la bouteille 1 ne correspond à aucun de ces types, c'està-dire s'il n'y a pas identité entre la courbe déterminée et une courbe en mémoire, ladite bouteille apparait en façade (non représentée) de l'appareil pour pouvoir être éventuellement reprise par le client et, si elle n'est pas reprise, elle est acheminée vers un broyeur de verre. En variante, les bouteilles non consignées sont acheminées directement vers une aire de stockage ou vers un broyeur de verre. I1 est essentiel que le segment 6 ne soit ni horizontal ni vertical. En effet, si le segment 6, de longueur L, était horizontal, les longueurs Z' et X' (fig. 2) seraient, au cours du deplacement de la bouteille, liées par la relation: X' + Z = L - Y' = constante, la longueur Y' étant, dans ce cas, constante et la courbe Z' = f (X') serait alors un simple segment de droite incliné à 450 (en coordonnées cartésiennes) et aurait alors la même forme pour toutes les bouteilles et ne permettrait donc pas d'atteindre le but recherché, c'està-dire l'identification des bouteilles.De façon analogue, si le segment 6 était vertical Cfig. 2), il ne serait séparé qu'en deux parties de longueurs respectivement Y" et Z" dont la somme est constante et la courbe de variation de l'une de ces longueurs en fonction de l'autre serait également un simple segment de droite. L'enregistrement de la courbe Z = f (X) est déclenché lorsqu'une des photodiodes composant le segment 6 est occultée. Dans l'exemple, le déclenchement a lieu lorsque la longueur Z devient inférieure à L. Cette situation se produit quand le segment 6 a la position 61 par rapport à la bouteille, c'est-à-dire lorsque la photodiode supérieure du segment 6 est occultée par un bord du goulot 10. L'enregistrement est interrompu, par exemple quand la longueur Z atteint la valeur 0 (position 62) ou une valeur voisine de 0. On a constaté que de meilleurs résultats sont obtenus avec des courbes Z = f (X) qu'avec des courbes X = f (Z). Dans une réalisation (fig. 4), des moyens 15 sont prévus pour focaliser la lumière émise par le tube 5 sur le segment 6. Ces moyens 15 sont constitués par un filtre polariseur rectiligne 16, la polarisation ayant la direction du segment 6, suivi, dans le sens des rayons lumineux, par une lentille anamorphique 17 ayant une convergence de deux dioptries dans la direction 6 et une convergence nulle (zéro dioptries) dans la direction perpendiculaire et, enfin, par un objectif 18, par exemple celui d'une caméra de format 16 mm. Le filtre polariseur est par exemple l'un de ceux fabriqués par la Société POLAROSD. En variante, à la place d'un segment photodétecteur, qu'on ne trouve pas couramment dans le commerce, on utilise un photodétecteur surfacique tel que celui d'une caméra de télévision 20. Le filtre polariseur 16 et la lentille anamorphique 17 servent alors à isoler un segment utile 6 sur la surface détectrice. -Les signaux de sortie de la caméra 20 sont appliqués à l'entrée d'un circuit de calcul 21 permettant de déterminer les longueurs X et Z, par exemple par détermination du temps de balayage des extrémités du segment. Les signaux représentant les longueurs X et Z sont appliqués à l'entrée d'un calculateur 22 par l'intermédiaire d'un circuit interface 23 et de là dans une mémoire 25. Le calculateur 22 permet, d'une part, d'effectuer l'adressage dans la mémoire 25 des divers points de la courbe Z = f (X) et, d'autre part, de comparer la courbe ainsi stockée dans la mémoire 25 avec un ensemble de courbes Z' = f (X') stockes dans une autre mémoire 26, par exemple une mémoire à bande magnétique en cassette. Le résultat de la comparaison est appliqué à l'entre d'une machine 27 d'impression de tickets, analogue à une imprimante, par l'intermédiaire d'un interface 28. Dans le calculateur 22, la comparaison peut être effectuée de la façon suivante : on compare l'ordonnée Z1 d'un point d'abscisse X1 emmagasiné dans la mémoire 25 aux ordonnées Z10' Z11, Z12' etc.. des points de même abscisse X1 des courbes 30, 31, 32, etc. dans la mémoire 26. Cette comparaison permet d'isoler parmi les n courbes en mémoire celles, de références 34, 35, 36, pour lesquelles l'ordonnée correspond dante est voisine de, ou égale à, Z1. On effectue ensuite une comparaison analogue entre l'ordonnée Z2 d'un second point d'abscisse X2 dans la mémoire re 25 et les ordonnées Z24 Z25 Z26 des points de courbes 34, 35 et 36 d'abscisse X2 Dans l'exemple, ces trois points ont des ordonnées très voisines. Une comparaison analogue est effectuée pour une troisième abscisse X3. On constate alors que, seule l'ordonnée Z36 du point de la courbe 36 d'abscisse X3 est voisine ou égale à l'ordonnée Z3 du point d'abscisse X3 de la courbe en mémoire 25. La comparaison peut cependant encore être poursuivie entre les ordonnées de la courbe en mémoire 25 et les ordonnées de la courbe 36 afin qu'en d'autres points, d'abscisses X4, X5 et X6, soit vérifiée la concordance des ordonnées pour les mêmes abscisses. En effet, un défaut d'identité entre les ordonnées de ces points signifie que la bouteille ne correspond pas au type caractérisé par la courbe 36 et donc que cette bouteille n'est pas consignée puisqu'elle ne correspond à aucune courbe en mémoire. I1 peut être rutile, dans certains cas, de compléter la comparaison effectuée par le procédé qu'on vient de décrire par un autre procédé qui consiste à déterminer la courbe de variation de l'une des longueurs X, Y ou Z, par exemple X, en fonction du temps. Une telle courbe représente directement la forme du profil de la bouteille si la vitesse du convoyeur est constante. Cette comparaison supplémentaire est utilisable quand deux bouteilles de formes et dimensions très voisines ne peuvent être distinguées par un procédé de comparaison faisant appel aux courbes Z = f (X) avec un nombre trop restreint de points comparés. Le procédé faisant appel à la comparaison entre la courbe X = f(t), t étant le temps, pour la bouteille à identifier, et des courbes analogues en mémoire, peut aussi être utilisé indépendamment du procédé faisant appel aux courbes Z = f (X). Ce second procédé consiste en quelque sorte à effectuer un balayage des divers points du segment photodétecteur 6 par l'ombre portée par la bouteille elle-même, sans qu'il soit besoin d'utiliser des moyens de balayage commandant la source. La comparaison entre courbes X = f(t) emmagasinées en mémoire 25 et courbes analogues stockées en mémoire 26 peut s'effectuer point par point, comme décrit en relation avec la figure 3. Le procédé et l'appareil selon l'invention peuvent être utilisés non seulement pour l'identification de bouteilles mais également pour l'identification d'autres objets. REVENDICATIONS 1. Procédé d'identification d'objets présentant un axe de symétrie, tels que des bouteilles, caractérisé en ce qu'on déplace les objets de manière qu'ils viennent occulter en partie le faisceau émis par une source vers des photodétecteurs alignés selon un segment de droite de direction oblique par rapport aux axes des objets afin qu'une partie centrale de ce segment, de longueur Y,ne soit pas éclairée, ou soit éclairée de façon atténuée, les parties d'extrémités, de longueurs X et Z, restant cependant en condition éclairée,- on détermine dans un système de coordonnées, la courbe de variation de l'une de ces longueurs, par exemple Z, en fonction de l'une des deux autres, par exemple X, et on compare la courbe ainsi obtenue à un ensemble de courbes prédéterminées analogues correspondant à des types d'objets à identifier. 2. Procédé selon la revendication l, caractérise en ce qu'on fait défiler les objets debout, avec leur axe vertical, devant le segment de direction oblique. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'on effectue la comparaison entre les coordonnées d'un nombre limité de points de la courbe Z = f(X) correspondant-à la bouteille à identifier et les coordonnées des points correspondants des courbes prédéterminées. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit nombre est de l'ordre de sept. 5. Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce qu'on compare d'abord l'ordonnée Z1 d'un point d'abscisse X1 déterminée de la courbe correspondant à l'objet à identifier avec les ordonnées des points de même abscisse des courbes prédéterminées, de façon à effectuer une première sélection, on compare ensuite l'ordonnée Z2 du point d'abscisse X2 de la courbe correspondant à l'objet à identifier avec les ordonnées des points de même abscisse des courbes sélectionnées par la première comparaison, et en ce qu'on effectue des comparaisons analogues jusqu'à la sélection d'une seule courbe. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'inclinaison du segment par rapport aux axes des objets est de l'ordre de 45 . 7. Procédé d'identification d'objets présentant un axe de symétrie, tels que des bouteilles, caractérisé en ce qu'on déplace les objets de manière qu'ils viennent occulter en partie le faisceau émis par une source vers des photodétecteurs alignés selon un segment de droite de direction oblique par rapport aux axes des objets afin qu'une partie centrale de ce segment, de longueur Y, ne soit pas éclairée ou soit éclairée de façon atténuée, les parties d'extrémités, de longueurs X et Y, restant cependant en condition éclairez on détermine, dans un système de coordonnées, la courbe de variation de l'une de ces longueurs, par exemple X, en fonction du temps, et on compare la courbe ainsi obtenue à un ensemble de courbes prédéterminées analogues correspondant à des types d'objets à identifier. 8. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un convoyeur pour le transport des objets, de part et d'autre de ce convoyeur et parallèlement l'un à l'autre, une source lumineuse allongée et un photodétecteur surfacique, tel que celui d'une caméra de télévision, et des moyens pour focaliser le faisceau émis par la source allongée vers le photodétecteur surfacique de façon à n'éclairer qu'un segment. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de foc alisat ion comportent un filtre à polarisation rectiligne. 10. Appareil selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de focalisation comportent une lentille anamorphique.