Brevet FR2541789A1 — publié le 19840831

Procédé pour la reconnaissance du contour d'objets totale- ment ou partiellement transparents, par exemple de bouteilles. La présente invention concerne un procédé pour reconnaître le contour d'objets totalement ou partiellement transparents, par exemple des bouteilles en verre ou en matière plastique, avançant à travers un poste d'éclairage et de détection et éclairés à ce poste sur au moins une portion de leur surface circonférentielle. On connait, d'après les brevets norvégiens Nos 126 900 et 609,un procédé dans lequel on fait avancer de façon continue une bouteille à travers un poste d'éclairage et de détection, la lumière étant projetée depuis un côté d'un convoyeur en direction de la bouteille pour former une ombréimage, totale ou partielle, de la bouteille sur un détecteur de lumière Tous ces dispositifs ont en commun que la lumière est projetée en direction de la bouteille et, si la bouteille est en verre ou en matière plastique, il peut survenir des phénomènes de réfraction provoquant éven- tuellement des faux signaux dans le'détecteur Même si ces phénomènes de réfraction sont relativement faibles, en pat- ticulier dans le cas du dispositif décrit dans le brevet norvégien 135 609,-il est néanmoins souhaitable d'obtenir une image de la bouteille ou du récipient à liquide qui soit aussi vraie que possible. On sait en outre, d'après le brevet US No 3 529 169, naintenir une bouteille immobile dans la direction du trans- port, tandis que son contour est reconnu dans le poste d'éclairage et de détection Ce brevet décrit également des moyens pour faire tourner l'objet tandis qu'il reste à ce poste Il est cependant souhaitable de simplifier à la fois la portion d'éclairage et la portion de détection d'un tel poste. Ainsi, un but de la présente invention est de procurer un procédé pour reconnaître un contour précis de l'objet et pour "geler" l'image pendant une durée suffisante pour per- mettre la reconnaissance du contour de cet objet. En conséquence, un procédé du type considéré se caractérise en ce que la lumière réfléchie par la surface de l'objet est observée par le détecteur sur un fond sombre et que les zones de lumière apparaissant sur le contour extérieur de cet objet sont examinées, enregistrées et converties en signaux d'impulsions qui sont traités pour fournir un code numérique définissant cet objet. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, de plusieurs réalisations préférées, en liaison avec le dessin joint sur lequel la figure 1 montre une réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue en plan de la réalisation selon la figure 1; la figure 3 est une modification de la réalisation selon la figure 2; les figures 4 et 5 montrent une modification des réalisations représentées sur les figures 1 et 3; les figures 6 a, 6 b et 6 c illustrent la détection du contour de l'objet; et les figures 7 et 8 sont des vues schématiques de diverses réalisations de détecteurs pouvant être utilisés dans le dispositif selon ltinvention. Dans la description qui suit, l'objet est symbolisé par une bouteille, par exemple une bouteille vide La bouteille peut être totalement ou partiellement transparente, brillante ou sombre, en verre ou en matière plastique Il est cependant évident qu'on peut utiliser tout objet transportable du type précité, et non nécessairement un récipient à liquide tel qu'une bouteille. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, la bouteille 2 est placée sur un convoyeur 1 se déplaçant dans la direction de la flèche 1 ' Un détecteur 3, 4 est disposé sur le côté de ce convoyeur et est agencé pour effectuer une détection prin- cipalement transversalement à ce convoyeur Le détecteur 3 comporte une lentille 4 permettant de préférence une repré- sentation de l'image de la bouteille avec une bonne profon- deur de mise au point. Sur le côté opposé du convoyeur 1, une paroi ou un fond for- mant contraste 10 peut être monté et doit être aussi sombre que possible Sur le côté opposé du convoyeur 1 sont prévues des sources de lumière correspondantes 7, 8 L'écartement des sources de lumière 5, 6 est supérieur à celui des sources de lumière 7, 8 dans la réalisation représentée De préférence, les sources de lumière émettent, une lumière diffuse à partir d'une surface 9 de ces sources lumineuses La lumière pro- venant de ces sources lumineuses peut être continue ou inter- mittente, ou synchronisée de telle manière que les sources de lumière émettent un éclair lorsque la bouteille 2 se trouve directement en vis-àvis de la lentille 4 Cette dernière solution peut être particulièrement avantageuse si le détec- teur 3 est une caméra équipée d'un système à transfert de charges (camera CCD) Des sources lumineuses 7, 8 peuvent être fixées à des parois-écrans repérées respectivement en 11 et 12 Ces parois-écrans empêchent la lumière émanant des sources lumineuses respectives 5 et 6 de pénétrer plus loin dans l'espace compris entre les parois-écrans 11 et 12 et le détecteur Les parois-écrans 11, 12 sont disposées à une certaine distance l'une de l'autre dans la direction du déplacement du convoyeur, formant ainsi une fenêtre de vision pour le détecteur. La figure 3 est une modification de la réalisation représen- tée sur la figure 2, les sources lumineuses 14, 15-, 16, 17 correspondant respectivement aux sources lumineuses 8, 7, 6, 5 de la figure 2, et l'écran ou fond de contraste 18 corres- pondant au fond 10 de la figure 2 Dans la réalisation repré- sentée sur la figure 3, la paroi 18 est, de préférence, cour- be Il est toutefois bien entendu que le fond 18 n'est pas nécessairement constitué par une paroi pleine, mais peut être un espace sombre dans l'armoire logeant le dispositif Le convoyeur 13 est, dans cette réalisation, un disque tournant. La figure 4 montre une réalisation dans laquelle la bouteille 2 est déplacée vers le bas depuis le haut ou vers le haut depuis le bas, comme il est indiqué sur la figure 5 La bou- teille peut être déplacée de cette manière par un convoyeur se présentant sous la forme d'un support mobile 19, par exem- ple un plateau ou tout autre support approprié La bouteille est éclairée par exemple par deux sources lumineuses 20, 21. Dans une réalisatiorn préférée, le détecteur 3 peut être une caméra de télévision (caméra TV) connue en soi, par exemple une caméra à mémoire du type à transfert de charges. La discussion ci-après concerne la réalisation selon la figure 4, ainsi que celle des figures 1 et 3, mais pour sim- plifier la description, on décrira la figure 6 en liaison avec la réalisation de la figaure 4. Comme mentionné ci-dessus, la présente invention concerne la reconnaissance du contour d'objets totalement ou partiel- lement transparents, par exemple des bouteilles L'invention est basée sur le principe que, lorsqu'un tel objet est éclai- ré, sa surface réfléchit la lumière Lorsqu'on regarde une telle bouteille éclairée par une caméra TV ou une caméra équipée d'un système à transfert de charges, la bouteille 2, vue de la caméra selon son plus grand diamètre, présentera une zone brillante, étroite et strictement limitée vers l'extérieur 22, 23. Pour une hauteur hn choisie, par exemple sur la bouteille 2, le détecteur 3 émettra un signal vidéo y, comme l'indique la figure 6 b Ce signal vidéo a deux crêtes 22 ', 23 ' Pour obte- nir une image non ambiguë de la largeur bn de la bouteille à cette hauteur hn, le signal vidéo V est envoyé à un cir- cuit de seuil 24 et à un circuit générateur d'impulsions Ainsi, un signal d'impulsions P est formé avec une pre- mière impulsion 26 et une deuxième impulsion 27, la largeur bn étant définie par la distance entre le bord antérieur de l'impulsion 26 et le bord postérieur de l'impulsion 2 C 7 Ce seuil, comme l'indique la figure 6 b, peut être placé à tout niveau approprié Dans la réalisation considérée, ce seuil est placé à 20 % de l'amplitude vidéo maximale sortant du détecteur Si on utilise une caméra TV comme détecteur, cha- que ligne de l'image TV totale contiendra ainsi des infor- mations sur la largeur bn de la bouteille à une hauteur correspondante hn de celle-ci Les impulsions de lignes obte- nues de cette manière peuvent, si on le désire, être trans- formées en un code numérique pour présenter une définition nette de la bouteille. Les figures 7 et 8 montrent des variantes de réalisation du détecteur 3 Ainsi, sur la figure 7, on voit une unité de stobkage d'images photosensible 28, laquelle peut comporter un certain nombre d'éléments 29 Cette unité 28 peut stocker une -image qui est transférée à ces éléments Ces éléments peuvent être, par exemple, des l'systèmes à transfert de charges" (CCD), etile détecteur utilisé 3 peut ainsi être appelé une caméra équipée d'un système à transfert de char- ges (caméra CCD) Ces caméras CCD sont connues en soi et peuvent, entre autres, être trouvées dans les équipements modernes de transfert de facsimilé et dans les caméras TV miniatures Comme indiqué ci-dessus, l'utilisation d'une caméra CCD est particulièrement avantageuse dans le cas d'un éclairage par éclairs, une telle caméra ayant un effet de stockage des images considérablement meilleur qu'une caméra TV conventionnelle. Dans la réalisation représentée sur la figure 8, on utilise une colonne, par exemple d'éléments à transfert de charges ou d'éléments équivalents Lorsque l'image-de la bouteille est transférée par la lentille 4 au détecteur 30, on obtient une image définie par points de la bouteille lorsque celle- ci passe devant le détecteur Dans ce cas, en même temps que la bouteille passe,une lecture intermittente de l'état des éléments séparés 31 du détecteur doit être faite et une "remise à zéro" de ces éléments doit ainsi survenir rapide- ment, l'information lue étant stockée dans une mémoire. Les solutions présentées sur les figures 7 et 8 conviennent particulièrement à la réalisation représentée sur les figures 1 à 3, c'est-à-dire lorsque la bouteille se déplace de façon continue devant le poste de détection Dans le cas de la réalisation représentée sur la figure 4, il peut être avan- tageux de maintenir au repos la bouteille pendant un court instant, qui est suffisant pour former une image TV complète de la bouteille, ce sur quoi cette bouteille continue son déplacement Lorsqu'on utilise une caméra équipée d'un sys- tème à transfert de charges ou l'analogue, on peut toute- fois déplacer la bouteille de façon continue à travers le poste de détection, les sources lumineuses émettant un éclair lorsque la bouteille se trouve directement en vis-à- vis de la lentille 4 du détecteur 3. Revendications. 1 Procédé pour reconnaître le contour d'objets totalement ou partiellement transparents, par exemple des récipients analogues à des bouteilles en verre ou en matière plastique, l'objet avançant à travers un poste d'éclairage et de détection et y étant éclairé sur au moins une partie de sa surface circonférentielle, caractérisé en ce que la lumière réfléchie par la surface de l'objet ( 2) est observée par le détecteur ( 4, 3) sur un fond sombre, et en ce que les zones lumineuses apparaissant sur le contour extérieur de cet objet sont observées, enregistrées et transformées en signaux d'impulsions qui sont traités pour obtenir un code numérique définissant cet objet. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de l'enregistrement, des signaux distincts sont émis comme étant caractéristiques de la largeur (bn) et de la hauteur relative (hn) d'un certain nombre de niveaux (n) de l'objet et en ce que ces signaux sont ensuite traités en fonction d'un seuil et transformés en signaux d'impul- sions ( 26, 27), deux impulsions étant formées à chaque hauteur (hn) et la distance entre le bord antérieur de la première impulsion ( 26-) et le bord postérieur de la deuxième impulsion ( 27) définissant la largeur (bn) de l'objet à cette hauteur (hn). 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que des signaux de sortie provenant d'une caméra de télévision ( 4) connue en soi, par exemple une caméra équipée d'un système à transfert de charges (caméra CCD), sont utilisés comme signaux distincts. 4 Procédé selon l'une ou plusieurs des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que l'éclairage des objets a lieu de façon continue, intermittente ou synchronisée avec-la position instantanée directement en vis-à-vis du détecteur. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentep, caractérisé en ce que l'objet est déplacé de façon continue devant la fenêtre de vision du détecteur. 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications-1 à. 4, caractérisé en ce que l'objet est déplacé à une position à l'intérieur de la fenêtre de vision du détecteur et y est maintenue immobile au moins pendant la durée d'observation du détecteur, ce sur quoi l'objet est remis en mouvement.