Brevet FR2546083A1 — publié le 19841123

DISPOSITIF DE DETECTION DE PRISES MULTIPLES D'QBJETS L'invention concerne un dispositif de -détection de prises multiples d'objets utilisé en particulier dans des installations de tri postal. Dans de telles installations la manipulation d'objets plats, tels que des lettres ou des plis postaux, comporte un certain nombre de phases distinctes. En particulier des objets plats, rangés en pile, sont présentés en face d'un dépiler qui extrait ces objets de la pile un par un et les introduit dans un convoyeur. Ce convoyeur achemine les divers objets plats vers un ensemble de réceptacles. Le con- voyeur comporte en outre des moyens de commande pour livrer chacun des objets plats au réceptacle qui lui est destiné en fonction de l'adresse postale portée par cet objet. Chaque objet étant individualisé par sa destination et le traitement s'effectuant d'une manière automatique, on conçoit qu'il importe au premier chef que les objets plats soient bien différenciés les uns des autres. Ainsi deux objets eonsécutifs ne doivent pas rester accrochés l'un à l'autre ce qui aurait pour effet d'affecter ce couple d'objets à un réceptacle qui ne conviendrait qu'à l'un des deux.En plus de ces erreurs d'affectation qui sont gênantes pour l'objet mal orienté, il faut bien remarquer que la préhension par le convoyeur d'un couple d'objets forfuitement accrochés l'un à l'autre ne se fait pas dans les conåiltloels optimales de fonctionnement de ce con voyeur. Le couple d'objets ainsi transporté peut être à l'origine de fréquents bourrages ou pannes intempestives.On peut remarquer enfin que ces incidents peuvent se produire notamment à la sortie des dépileurs dont le fonctionnement est des plus délicats. 3usqu'à présent, hormis la surveillance humaine qui s'exerce en un travail excessivement rébarbatif et contraignant du fait de la vitesse de défilement des objets dans les convoyeurs, il n'existe pas de système de détection de prises doubles et plus généralement de prises multiples. Il existe seulement des systèmes d'alarme se déclenchant en cas de pannes ou de bourrages c'est-à-dire quand le mal est fait et quand il est trop tard. Pour remédier à de tels inconvénients, Invention propose un dispositif de détection muni d'une caméra pour surveiller le défile- ment des objets. L'existence et la mise en place de cette caméra constitue l'invention. L'invention concerne un dispositif de détection de prises multiples d'objets, du type comprenant un moyen de dépilage d'objets plats empilés et un moyen de convoyage vers un moyen de réception des objets plats dépilés, caractérisé en ce qu'il comporte -des moyens de prise de vues disposés au droit des moyens de convoyage en aval des moyens de dépilage pour élaborer un signal vidéo représentatif de l'image des tranches des objets plats en défilement et des moyens de traitement du signal vidéo élaboré pour produire un signal de présence ou d'absence de prises multiples. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à Peamen des figures qui Paccompagnent. Cette description est donnée à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention Sur les figures les mêmes repères désignent: les mêmes éléments. Ces figures représentent: - figure 1, un schéma synoptique de l'ensemble des moyens du dispositif de l'invention; - figure 2, la mise en évidence de certaines particularités de ce dispositif ; - figure 3, un schéma synoptique d'un exemple de moyens de traitement du signal vidéo; - figure 4, des diagrammes temporels des signaux intervenant dans le dispositif de l'invention. Ainsi, dans Pinvention lorsque deux objets plats sont malencontreusement dépilés en même temps par un dépileur et saisi par un convoyeur, ces deux objets se présentent plaqués l'un contre l'autre. En disposant un dispositif de prise de vues en regard des tranches de ces deux objets, on constate que le signal vidéo élaboré par ce dispositif de prise de vues présente à chaque période de balayage ligne une suite de deux pics correspondant aux images lumineuses des tranches examinées alors que le reste du signal est faible. Si un seul objet est présenté, un seul pic lumineux apparaît à chaque temps de balayage. En conséquence, en utilisant des moyens de comptage des pics du signal vidéo on peut produire un signal de présence ou d'absence de prises multiples. Sur la figure 1, on distingue un dispositif de détection de prises multiples conforme à l'invention comprenant un moyen dé depi- lage 1, un moyen de convoyage 2, et un moyen de réception 3. Il comporte également des moyens de prise de vues 4 et des moyens de traitement 5 du signal vidéo élaboré par ces moyens de prise de vue. Le moyen de dépilage 1 peut être quelconque, en particulier manuel, mais il sera notamment d'un type comprenant une boîte à dépression 4?, et un tambour 6 tournant en permanence, et mis en relation avec une source d'aspiration non figurée. Ce moyen de dépilage est plus particulièrement décrit dans la demande de brevet français NO 82 02794 de la demanderesse. Des objets plats à dépiler 7 sont approchés parallèlement à une génératrice du tambour 6 par des moyens de déplacement 8 dans le sens de la flèche 9. Lors de ce déplacement, les objets 7 sont supportés par un fond 10 et sont guidés par une rive de taquage 11. De cette manière tous les objets 7, disposés sur chant, sont alignés entre eux par deux tranches, leur tranche inférieure reposant sur le fond 10 et l'une de leurs tranches verticales s'appuyant contre la rive de taquage 11. Pour dépiler un objet l'aspiration s'exerçant au travers des trous 50 pratiqués dans la botte 49 attire contre la face 51 de dépilage le premier objet qui lui fait face; puis certains orifices 12 du tambour 6 sont mis brutalement en relation avec la source d'aspiration et attirent ainsi vers eux ce premier objet. Dans son mouvement tournant le tambour extrait alors le premier objet et l'introduit dans les moyens de convoyage 2. Les incidents qui peuvent survenir et que l'invention se propose de détecter se présentent alors sous la forme de deux objets plats 13 et 14 saisis en même temps par le tambour 6 et introduits également en même temps dans les moyens de convoyage 2. Dans l'exemple décrit, les moyens de convoyage 2 comportent deux bandes, respectivement 15 et 16, entraînées et plaquées l'une contre l'autre par des poulies telles que 17 et 18. Ces poulies sont entraînées par des moyens moteurs non figurés, et tournent respectivement dans le sens des flèches 19 et 20. Les moyens de convoyage 2 pourraient comporter, des jeux de roulettes entrant au contact directement des objets plats dépilés au lieu et place des bandes 15 et 16. Ils pourraient enfin avoir toute autre forme connue. Les moyens de convoyage 2 acheminent les objets plats vers un moyen de réception 3 qui dans une application de tri comporte par exemple plusieurs réceptacles notés 21 à 24. Dans cette application les objets à trier sont déposés dans le réceptacle correspondant sous l'effet d'ordres de tri émis par des organes de commande respectivement 25 à 28. Les particularités des réceptacles 21 à 24 et des organes de commande 25 à 28 sont indépendantes de l'invention. Le dispositif de prise de vue 4 comporte essentiellement une caméra vidéo 29 munie de son détecteur 30 et d'un objectif 31. L'objectif 31 a pour objet d'effectuer la mise au point de la caméra 29 à la distance d séparant dans l'utilisation l'objectif 31 des tranches inférieures 32 et 33 respectivement des objets 13 et 14. Cette mise au point permet d'éviter la prise compte de phénomènes autres que le passage des tranches des objets en défilement dans le plan image de la caméra 29. Le signal élaboré par le détecteur 30 est introduit dans les moyens de traitement 5 qui élaborent en cas de détection d'une prise multiple un ordre de rebut. L'ordre de rebut peut être introduit sur des entrées d'invalidation des organes de commande 25 à 28 pour interdire à ces organes d'affecter la prise multiple à un des réceptacles désignés par l'adresse du premier objet pris en compte. Cet ordre de rebut est introduit à l'entrée d'un organe de commande 34 imposant la déjection de la prise multiple dans un réceptacle de rebut 35. Dans l'exemple présenté le réceptacle de rebut 35 se situe en début de chaîne de tri, dans un autre exemple il se situe à la fin pour recevoir également tous les objets plats dont l'affectation à un réceptacle a été manquée. Le fait de le mettre en place au début de la chaîne de tri permet ainsi d'éviter tous les bourrages ou pannes que pourrait provoquer la prise multiple. Pour améliorer le contraste de l'image saisie par la caméra 29, on met en place des éclairages complémentaires symbolisés par les lampes 36 et 37 en choisissant la couleur de la lumière émisse par ces lampes de telle manière qu'elle corresponde à la longueur d'onde de meilleure sensibilité du détecteur 30. On peut encore améliorer le contraste de l'image saisie en écartant la tranche 32 de l'objet 13 de la tranche 33 de l'objet I 4 Pour ce faire on insuffle de l'air par une buse 38 disposée sous ces tranches. On peut également procéder autrement, en disposant une buse d'aspiration orientée perpendicu lairement au plan des objets plats en transit.Son effet est d'aspirer l'objet plat qui est le plus proche d'elle. De cette manxere on assure la séparation efficace des tranches inférieures des objets convoyés ensemble. Toutefois, grâce au pouvoir séparateur du détecteur 30 et de son optique associée ce dispositif complémentaire n'est pas indispensable dans la majorité des cas. Les objets ayant subi une prise multiple sont souvent de talle différentes. Par ailleurs, le défaut de fonctionnement du moyen de dépilage 1 a également pour conséquence de décaler les objets 13 et 14 I'un par rapport à l'autre. Aussi, pour focaliser une image nette sur le détecteur 30 de la caméra 29, il importe de disposer celle-ci en regard d'un endroit où les trajectoires des tranches examinées des objets plats en défilement sont communes et invariables. Dans L'exemple présenté on constate que la trajectoire des tranches supérieures des objets plats n'est pas invariable En effet, elle varie d'un objet à l'autre en fonction de leur taille respective.Aussi Invention prévoit de placer la camera 29 en regard de la tranche inférieure des objets plats dépilés. Une plaque support 39 maintient les objets plats sur chant au droit du dispositif de prise de vue 4. Cette plaque 39 est disposée d'une manière préférée dans le même plan que le fond 10 du moyen de dépilage. Un cheminement continu peut même être ménagé entre ce fond 10 et cette plaque support 39. Il n'est pas dessiné sur la figure 1 pour ne pas surcharger le dessin. Sur la figure 2, on distingue une particularité de fonctionnement des moyens de convoyage 2 au droit du dispositif de prise de vue 4. Premièrement la plaque support 39 est percée par une fenêtre 40 réduisant le champ d'examen de la caméra à des dimensions utiles. Par ailleurs par des moyens non figurés on exerce des compressions tendant à rapprocher les courroies 15 et 16 entre elles et par la suite à maintenir par pincements les objets véhiculés par ces courroies avec un glissement négligeable. Les moyens de compression peuvent être quelconques.Sous l'effet de ces compressions les objets 13 et 14 qui sont insérés entre les courroies ont tendance à se gauchir chacun de leur coté Ce gauchissement, conjugué eventuellement avec l'action d'une buse dQaspiration ou de soufflage, a pour effet d'écarter les tranches inférieures 32 et 33 respective ment l'une de l'autre. Il s'ensuit que l'image saisie par la caméra 29 comportera alors deux pics e luminosité bien différenciés. Dans une application le detecteur 30 est une barrette d'un dispositif à transfert de charge. Cette barrette est placée orthogonalement au sens de transit des objets 13 et 1 et elle peut comporter 1000 cellules au pas de 25 micronsimètre. Le temps de transfert des charges d'une cellule à l'autre est de l'ordre de la microseconde. Ce qui signifie que la fréquence de balayage ligne procurée par le circuit est de l'ordre du Kilohertz. Compte tenu de la vitesse de passage des objets plats devant la fenêtre 40 qui est de l'ordre de plusieurs mètres par seconde et compte tenu d'un recouvrement moyen d'une dizaine de centimètres d'un objet plat 13 sur un objet plat 14 on en déduit que la caméra 29 aura balayé plusieurs dizaine de fois le phénomène à détecter pendant le temps où il est significatif. Les moyens de traitement 5 sont représentés sur la figure 3 et leur fonctionnement s'examine au moyen des diagrammes temporels de la figure 4. Le signal vidéo SV délivré par la caméra 29 est introduit à l'entrée d'un comparateur à seuil 41 ayant pour objet de remettre en forme le signal vidéo SV pour élaborer un signal vidéo dit binaire SVB oscillant entre deux niveaux caractéristiques. Le seuil de déclenchement du comparateur 41 peut être fixé par avance, il peut aussi être réglé pour être égal à la moitié du maximum du signal vidéo SV mesuré en sortie de la caméra. Ce faisant on réalise une auto-adaptation du signal SV en fonction de la luminosité reçue.En effet, le signal peut varier notablement selon que les objets plats à détecter sont de couleur claire ou de couleur sombre. Les moyens 48 de réglage du seuil du comparateur 41 sont des moyens connus, pouvant comporter par exemple un circuit RC de constante de -temps supérieure à la période de balayage et dont la résistance R est constituée par un pont diviseur résistif. Le point milieu de ce pont diviseur délivre le signal de seuil réglé. Sur la figure 4, on distingue le signal de balayage SB propre à la caméra 29, valant 1 pendant chaque période de balayage et s'annulant à chaque fin de période. A partir de ce signal on élabore deux autres signaux, un signal Test qui est le complément à 1 du signalSB présenté, et un signal de remise à zéro, dit RAZ, retardé par rapport au signal Test d'une durée t. L'obtention de ces signaux peut se faire par tous moyens connus. Le signal SVB apparaît en dessous du signal RAZ.Ce signal SVB présente pendant une première période de balayage une impulsion unique Il, pendant la seconde et la troisième période de balayage une impulsion double 12,32 et I3,33, pendant la quatrième période de balayage une impulsion unique 14, et pendant la cinquieme période de balayage pas d'impulsion. Ceci signifie que pendant la première période de balayage une seule tranche de lettre est détectée, ce qui revient à dire que l'un des objets plats était en avance sur l'autre. Pendant la deuxième et la troisième période de balayage la double impulsion indique que l'on est en présence de deux objets 13 et 14 accolés.Pendant la quatrième période de balayage une seule tranche est à nouveau visible et pendant la cinquième période de balayage, la prise double est complètement passée, le signal vidéo reste alors nul. Dans l'exemple de réalisation des moyens de traitement 5 qui va être décrit il est fait usage de bascule de type D. Ces bascules de type D ont pour particularité de verrouiller et de délivrer à leur sortie Q, un signal identique à celui présent à leur entrée D lors de la réception sur leur entrée H du front montant d'une impulsion d'horloge autorisant ce transfert. Ces bascules contiennent également une sortie Q complémentaire de la sortie Q, ainsi qu'une entrée RAZ servant à la remise à zéro de la sortie Q. L'invention ne saurait cependant se limiter à l'usage de telles bascules. Cette réalisation n'est donnée qu'à titre d'exemple; un même fonctionnement des moyens de traitement pourrait par ailleurs être obtenu par tout autre moyen notamment par l'intermédaire d'un microprocesseur qui gèrerait les organes de commande 25 à 28 et 34. Le signal SVB est introduit sur l'entrée HI d'une première bascule D 42. Sur l'entrée D1 de cette bascule 42 on introduit en permanence un niveau logique symbolisé par un générateur de tension positive 43. Le signal RAZ est introduit sur l'entrée RAZ1 de cette bascule 42 dont la sortie Q1 délivre le signal SQ1 visible sur la figure 4. En examinant ce signal SQ1 on constate qu'au cours de la première période de balayage, très peu de temps après le début de cette période le signal1 est imposé à O par une impulsion du signal RAZ. En conséquence, la durée t est ajustée expérimentalement pour ne pas venir empiéter sur la partie utile de balayage tout en se démarquant suffisamment de l'instant de passage de l'impulsion du signal Test.Au cours de cette première période de balayage, lors de l'apparition de l'impulsion 11 du signal SVB sur l'entrée d'horloge de la bascule 42, le niveau logique introduit en D1 est transféré sur la sortie Q1 et donc le signal SQ1 vaut I à partir de l'apparition de l'impulsion Il. Au cours de la deuxième période de balayage le signal RAZ remet à zéro le signal SQ1 qui remonte à 1 lors de l'apparition de l'impulsion 12 de la double impulsion 12,32 évoquée précédemment. Puis le signal SQ1 est remis à zéro par impulsion du signal RAZ apparaissant au cours de la troisième période de balayage. Ainsi de suite le signal SQ1 monte à 1 sur la première impulsion détectée et redescend à zéro peu après le début de la période de balayage suivante. Ce signal SQ1 est introduit sur rentrée D2 d'une deuxième bascule D 44 tandis que le signal Test est introduit sur l'entrée H2 de cette bascule 44. Le signal SQ2 délivré par la sortie Q2 apparaît sous le signal SQ1 sur la figure 4. A la fin de la première période de balayage le signal SQ1 valant 1, étant admis sur l'entrée D2 de la bascule 44, est transféré par l'impulsion du signal Test à la sortie Q2. Le signal SQ2 vaut donc 1 à partir de ce moment.On constate que le signal SQ1 précédent vaut I à chaque fin de période de balayage puisqu'il niest remis à zéro qu'après le début de la période de balayage suivante. Ln eonséquence9 lQimpulsòn Test aura pour effet de transférer en Q2 le signal SQI quand il est égal à 1. Ceci continue à se produire jusqu'à la fin de la cinquième période de balayage. A cet Instant l'impulsion T5 du signal Test oblige le transfert d'un signal SQ1 nul à la sortie Q2, le signal SQ2 retombe donc à zéro. On constate ainsi que le détecteur 30 a détecte la présence d'un objet au cours des quatre premières périodes de balayage c'est-à-dire entre les dates des impulsions du signal Test TO et T4, et que le signal SQ2 représentatif de cette infor mation est portée à 1 entre les dates des d'impulsions T1 et T5. Le signal SQ2 est dit signal "présence d'objet" car, au décalage d'une période de balayage près ce dont on peut s'arranger facilement, il indique, en étant porté au niveau 1, la durée pendant laquelle au moins un objet plat est visible au travers de la fenêtre 40. Une troisième bascule D numérotée 45 reçoit sur son entrée D3 le signal SQ1, reçoit sur son entrée H3 le signal SVB et reçoit sur son entrée RAZ3 le signal délivré par la sortie 42 qui est le complémentaire à 1 du signal SQ2. Le signal SQ3 délivré par la sortie Q3 de cette bascule 45 est visible sur la figure 4.Au cours de la première période de balayage le signal SQI, initialisé par l'impul- sion I1 du signal SVB, ne peut pas être transmis à la sortie Q3 car le signal d'horloge autorisant cette transmission est le même que celui qui a servi à l'élaboration du signal Sapa. Comme les temps de transit à travers les bascules D, tout en étant très faibles, ne sont pas de ce point de vue négligeable il en résulte que quand lwirnpulsion I1 arrive sur l'entrée H3 le signal SQ1 n'est pas encore présent à l'entrée Fui3. En conséquence, la sortie Q3 reste à zéro. Par contre, au cours de la deuxième période de balayage la deuxième impulsion 32 du couple d'impulsions 12,32 arrive avec suffisamment de retard pour que le signal SQ1 ait eu le temps d'être porté au niveau 1 par l'impulsion 12. En conséquence, le signal SQ3 monte à 1 au moment de l'impulsion 32. C'est inverse de ce qui se produit au début du couple d'impulsions 13,33 suivant. En effet, lorsque 13 paratt SQ I est nul légèrement avant l'apparition de 13 et n'est pesté à 1, au temps de transit près, qu'après l'apparition de 13. Comme 13 est également appliqué sur l'entrée d'horloge H3 de la bascule 45 cette impulsion a pour effet de faire redescendre la sortie SQ3. Mais celle-ci remonte très peu de temps après au moment de l'apparition de l'impulsion 33. Cette oscillation continue jusqu'à l'apparition d'une impulsion du signal SVB unique 14 qui remet à zéro d'une manière définitive le signal SQ3. La sortie Q3 de la bascule 45 est introduite sur l'entrée H4 d'une quatrième bascule D 46 dont l'entrée D4 est portée en permanence à un niveau logique 1 par un générateur de tension positive 47. Par ailleurs, l'entrée RAZ4 de la bascule 46 est reliée sur la sortie > 2 de la bascule 44- qui délivre un signal complémentaire au signal SQ2. Le signal délivré par la sortie Q4 est le signal OR "ordre de rebut" évoqué précédemment. Lors de l'apparition de la première impulsion du signal SQ3, au cours de la deuxième période de balayage, le niveau logique 1 introduit en D4 est transmis en Q4 et le signal OR monte à 1. I1 reste à 1 jusqu'à ce qu'il reçoive une impulsion positive sur son entrée RAZ 4, celle-ci est délivrée par la sortie Q2 et donc le signal OR retombe à zéro en même temps que le signal SQ2. Dans ces conditions on constate que les moyens de traitement 5 ont délivré un ordre de rebut se mettant à 1 dès l'apparition des premiers signes de la présence d'une double prise. Ce signal de rebut disparaît dès que les objets en cause sont passés. Les ordres de présence d'objet et les ordres de rebut peuvent être exploités de diverses manières par les moyens de réception 3. Le fonctionnement décrit pour une prise double est bien entendu le même si l'on est en présence d'une prise multiple. L'invention s'applique notamment au tri postal, elle s'applique également dans tous les cas où la manipulation d'objets plats en grand nombre est envisagée, en particulier dans l'édition. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de prises multiples d'objets, du type comprenant un moyen (1) de dépilage d'objets plats empilés et un moyen (2)de convoyage vers un moyen (3) de réception des objets plats dépilés caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (4) de prise de vue, disposés au droit des moyens de convoyage en aval des moyens de dépilage, pour élaborer un signal vidéo (SV) représentatif de l'image des tranches (32,33) des objets plats en défilement et des moyens (5) de traitement du signal vidéo élaboré pour produiré un signal (OR) de présence ou d'absence de prises multiples. 2. Dispositif de détection selon la revendication I caractérisé en ce que les moyens (4) de prise de vue sont disposés en regard d'un endroit (39) où la trajectoire de la tranche examinée des objets plats en défilement est invariable. 3. Dispositif de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que les moyens de prise de vue comportent un objectif (31) pour effectuer la mise au point sur une distance (d) prédéterminée. 4. Dispositif de détection selon l'une quelconque des revendications I à 3 caractérisé en ce que les moyens (4) de prise de vue comportent une barrette (30) d'un dispositif à transfert de charge orientée orthogonalement au sens de défilement des objets. 5. Dispositif de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les moyens (4) de prise de vue comportent des moyens (36,37) d'éclairage pour améliorer le contraste de l'image saisie. 6. Dispositif de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequcl le moyen (3) de réception comporte un ensemble (21 à 28) de tri des objets convoyés caractérisé en ce que cet ensemble de tri comporte une case (35) de rebut pour recevoir les objets plats (13,14) ayant subi une prise multiple. 7. Dispositif de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les moyens (5) de traitement comportent des moyens (41) pour convertir le signal vidéo en signal impulsionnel (SVB), et des moyens (42 à 47) pour compter à la demande les impulsions du signal converti. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 7 caractérisé en ce que les moyens (5) de traitement comportent des moyens (48) pour effectuer une auto-correction de l'amplitude du signal vidéo détecté. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le moyen (2) de convoyage comporte des moyens (38) pour écarter les uns des autres les tranches des objets plats ayant subi une prise multiple et améliorer ainsi le contraste de l'image saisie. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que les moyens (2) de convoyage comporte une fenêtre (40) de visée pour effectuer la prise de vue.