Brevet FR2553309A1 — publié le 19850419

La présente invention concerne un procédé de tri d'objets tels que, notamment, des fruits et légumes, par détection de leur défaut en fonction de leur aspect extérieur, et notamment de leur couleur. On connaît des procédés de tri colorimétrique qui utilisent, en général, une source de lumière blanche pour éclairer l'objet à trier et un système d'analyse du rayonnement réfléchi comportant deux capteurs, sensibles chacun à une bande d'une longueur d'ondes prédéterminée. L'inconvénient de ces systèmes connus réside dans le fait que,la source de lumière blanche étant généralement constituée par une lampe à incandescence, son utilisation implique des problèmes inhérents à ce type de source lumineuse, tels que, notamment : faible durée de vie, décalage du spectre émis au fil des temps, nécessitant des réglages fréquents, dégagement de chaleur exigeant une ventilation qui entraine des dépotes de poussière dans les éléments optique s, etc. L'invention se propose de pallier ces inconvénients. A cet effet, elle concerne un procédé de tri d'objets tels que, notamment, des fruits et légumes, en fonction de leur aspect extérieur, et particulièrement de leur couleur, qui est caractérisé en ce qui consiste à mettre en oeuvre au moins un système émetteur-capteur qui comprend deux sources de lumière monochromatique, émettant dans des longueurs d'onde déterminées, dont l'allumage est commandé alternativement, et un capteur unique travaillant alternativement dans chacune desdites longueurs d'onde en fonction de l'allumage des sources lumineuses monochromatiques. Dans le cas d'un triage colorimétrique, les sources lumineuses sont constituées par des diodes électro-luminescentes de luminosité très importante, qui, alimentées en impulsions, présentent une grande puissance lumineuse, une longue durée de vie, associée à une absence de dérive spectrale au cours du temps, et qui ne dissipent que peu de chaleur. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence au dessin annexé, qui en illustre un exemple de mise en oeuvre dépourvu de tout caractère limitatif. La Figure unique du dessin est un schéma synoptique d'une installation de tri colorimétrique selon l'invention. Dans cet exemple de réalisation non limitatif appliqué au tri couleur de fruits, le dispositif comporte : quatre capteurs, C1, C21 C3, C41 possédant chacun deux groupes de diodes électroluminescentes E1, E2, et une photo diode au silicium P (ou tout capteur photoélectrique équivalent), munie d'un amplificateur donnant une tension proportionnelle au signal réfléchi par un fruit F ; une unité de traitement U, constituée de préférence par un microprocesseur ; un convertisseur analogique-numérique CA/N, pour numériser les signaux provenant des capteurs C1,....C4 ; une interface Ip, pour commander l'allumage des différentes diodes électroluminescentes, et une liaison série asynchrone L, pour dialoguer avec le dispositif utilisateur. Chaque capteur photoélectrique travaille alternativement dans chacune des bandes de longueurs d'ondes de lumière monochromatique émise par les sources E1, E2, en fonction de l'allumage de ces dernières. On élimine ainsi tout problème de disparité ou de dérive différentielle, que l'on rencontre dans les installations selon la technique antérieure qui comportent deux photocapteurs. Les fruits F, F .... F, placés sur un tapis transporteur T n n + 1 n + 3 à rouleaux biconiques, se déplaçant selon la flèche f, sont animés simultanément d'un mouvement de translation longitudinal et d'un mouvement de rotation sur eux-memes, et, dans cet exemple de réalisation non limitatif, ils paesent successivement devant les quatre capteurs C1, ....C4, ce qui permet d'analyser pratiquement toute la surface du fruits Le programme enregistré du microprocesseur U, en présence d'un ordre de synchronisation avec la machine à trier, génère successivement des impulsions sur chacune des sources lumineuses, telles que E1 et E2, et recueille les réponses provenant des capteurs C1, C2, C3, C4, relatives à l'ana lyse de la surface des quatre fruits F F F F , passant res n + 3, n + 2, n + 1, n pectivement sous lesdits capteurs. Le microprocesseur calcule ensuite les rapports respectifs entre les réponses d'un meme fruit aux deux longueurs d'onde émises par les sources E1 et E2. Les informations ainsi obtenues sont mémorisées et décalées d'une position à chaque pas d'avancement du transporteur, afin d'obtenir l'ensemble des quatre résultats obtenus lors des lectures précédentes, lors de la quatrième analyse d'un fruit donné. A ce moment, le microprocesseur peut implémenter divers algorythmes de tri, correspondant aux différents critères (par exemple, calcul de moyenne ou d'écart entre les différentes mesures pour détecter les défauts, notamment les taches, etc. ). Le résultat du traitement ainsi réalisé est transmis au dispositif chargé d'aiguiller mécaniquement les fruits. Afin d'éliminer tout réglage et l'effet des dispersions entre les différents capteurs, le programme de l'unité de traitement (microprocesseur U) comporte une procédure d'étalonnage. A cet effet, l'utilisateur fait passer un fruit de couleur connue et homogène sous chacun des capteurs de l'installation le programme mémorise alors les réponses de chaque capteur1 et il assure ensuite la correction de toutes les mesures ultérieures lors du tri, à l'aide d'un coëfficient calculé pendant cette procédure d'étalonnage. Parmi les avantages apportés par l'invention, on peut citer notamment - possibilité de multiplier le nombre de capteurs1 en raison, notamment, de leur simplicité, résultant en particulier de l'absence totale d'éléments op tiques. La lecture de la description qui précède montre qu'avec quatre cap teurs, il est possible d'analyser la quasi totalité de la surface du fruit - la possibilité d'allumer ou d'éteindre très rapidement les sources lumineuses permet, en particulier, de s'affranchir des variations de l'éclairage ambiant par mesure et mémorisation de cet éclairage lors de l'extinction totale des sources d'éclairage. On peut ainsi éviter toute réflexion parasite entre deux fruits adjacents sur le transporteur, ceux-ci n'étant jamais éclairés simul tanément, le temps très court nécessaire à l'analyse permettant de travailler séquentiellement sur les fruits d'ordre pair et impair. I1 demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. Une variante intéressante consiste à remplacer le capteur photoélectrique décrit ci-dessus comme étant une photodiode au silicium par un réseau senseur d'image linéaire en technologie C C D ("Change Coupled Device"), de manière à pouvoir recréer en mémoire une image digitalisée du fruit, ceci afin de faire une analyse beaucoup plus fine des défauts à la surface du fruit. REVENDICATIONS 1 - Procédé de tri d'objets tels que, notamment, des fruits et légumes, en fonction de leur aspect extérieur, particulièrement de leur couleur, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en oeuvre au moins un système émetteurcapteur (C1 - C4 ) qui comprend, d'une part, deux sources de lumière monochromatique (E1, E2 ) éclairant l'objet à trier1 émettant dans des longueurs d'onde déterminées et dont l'allumage est déclenché alternativement, et un moyen de captage photoélectrique (P), travaillant alternativement dans chacune desdites longueurs d'onde en fonction de l'allumage des sources lumineuses monochromatiques. 2 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sources lumineuses (E1, E2) sont constituées par des diodes électroluminescentes de luminosité très importante, et en ce que le moyen de captage photoélectrique (P) est constitué par une photo-diode au silicium munie d'un amplificateur. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une unité de traitement (U), composée d'un microprocesseur, un convertisseur analogisue/numérique (CA/N ), une interface (Ip) pour commander l'allumage des différentes sources lumineuses, et une liaison série asynchrone (L) pour dialoguer avec le système utilisateur.