Brevet FR2666316A1 — publié le 19920306

La présente invention est relative à un dispositif de contrôle d'un flux d'objets en défilement continu et s'applique plus particulièrement, quoique non exclusivement, au contrôle du débit d'un ensemble de colis, paquets postaux ou autres objets analogues, de volume généralement convexe, disposés sur un banc ou un tapis transporteur préalablement à un traitement réalisé sur ces objets, notamment pour les indexer, les affranchir et les trier en fonction de leurs destinations. On conçoit la nécessité de contrôler le débit ou le flux d'objets de ce genre, délivrés en vrac sur un tapis transporteur, afin notamment de déterminer certains paramètres tels que leur nombre, leur positionnement relatif, leur distance d'écartement d'un paquet au suivant etc, avant que ces objets ne subissent individuellement une opération particulière dans une installation de tri appropriée En effet, si ces paramètres ne sont pas respectés, en particulier si les paquets délivrés sont trop rapprochés, voire se chevauchent, il est clair que l'installation n'aura pas un fonctionnement optimal. Dans le domaine postal plus particulièrement, on tend à mettre en oeuvre des chaînes ou mécanismes de convoyage et de traitement automatique des colis postaux, afin de les présenter de façon adéquate devant un poste d'affranchissement puis de tri, en fonction des destinations de ces colis A cet effet, à partir d'un dispositif de déchargement en vrac des paquets sur un tapis de convoyage, ceux-ci subissent un écartement individuel convenable de telle sorte que la distance de séparation qui leur est imposée, permette de réaliser sur chacun d'eux les opérations d'indexation et de tri souhaitées, sans risque de confusion d'un paquet au suivant et d'erreur dans leur traitement. Dans ce but, on a déjà proposé dans la demande de brevet français N' 89 01981 du 15 Février 1989, un mécanisme égreneur qui réalise une séparation satisfaisante de colis reçus en vrac et délivrés en file, avec un espacement correct Ce dispositif comporte notamment un tambour tronconique avec son axe incliné sur la verticale et monté à rotation autour de celui-ci, ce tambour comprenant dans sa paroi interne un jeu d'ailettes hélicoïdales convenablement conformées et orientées, de telle sorte que, en jouant sur l'inclinaison du tambour et sa vitesse de rotation, les paquets, reçus par sa partie supérieure ouverte soient entraînés par les ailettes du tambour en combinaison avec l'effet de la gravité, en provoquant leurs retournements successifs en même temps que leur écartement mutuel jusqu'à l'extrémité inférieure du tambour d'o ils sortent pour être repris par un tapis transporteur ou autre moyen de convoyage équivalent les acheminant vers l'installation d'indexation, d'affranchissement et de tri final, selon la localisation des adresses portées sur les colis. Or, le fonctionnement optimal du dispositif ainsi envisagé exige cependant que les paquets introduits en vrac à la partie supérieure ouverte du tambour, ne se présentent pas de manière totalement erratique et en particulier en quantité trop élevée dans un court laps de temps mais, au contraire, nécessite une régulation du flux ou du débit de ces paquets, préalablement à leur déversement à l'intérieur du tambour égreneur. La présente invention concerne un dispositif de contrôle d'un flux d'objets, en particulier de paquets du genre colis postaux, en défilement continu, qui répond à cet objectif, en permettant de maîtriser en temps réel les débits des objets selon des paramètres de régulation de ce débit qui dépendent également de la forme et des dimensions de ces paquets. A cet effet, le dispositif considéré, pour la régulation du débit d'objets en défilement continu, préalablement à leur admission dans un mécanisme séparateur qui impose à sa sortie un espacement approprié d'un objet au suivant, se caractérise en ce qu'il comporte un premier tapis transporteur sur lequel les objets sont disposés en vrac, ce tapis se déplaçant avec une vitesse linéaire Vl variable, un second tapis transporteur disposé à la suite du premier et entraîné avec une vitesse linéaire V 2 également variable, une caméra de prise de vues pour l'acquisition en temps réel d'une image du second tapis et des paquets qu'il transporte, présentant selon la longueur du tapis une dimension L donnée, un circuit de traitement de l'image reçue de la caméra pour discerner dans cette image le nombre des objets qu'elle contient, un calculateur pour commander les vitesses instantanées VI et V 2 des deux tapis pendant le transfert des paquets disposés sur le second selon la dimension L, la vitesse V 2 étant choisie telle que le débit des paquets délivrés par le second tapis à l'entrée du mécanisme séparateur soit en permanence égale à une valeur de consigne D prédéterminée, et un codeur incrémental prévu à l'extrémité du second tapis pour déclencher les acquisitions successives des images par la caméra. L'invention vise ainsi, à chaque séquence de prise de vues correspondant au défilement des paquets avec le second tapis sur une distance égale à la dimension L, à la vitesse V 2, à commander les vitesses Vi et V 2 des tapis de telle sorte que soit vérifiée les relations ( 1) Vl = K V 2 o K L D ( 2) V 2 = Nc lic étant le nombre de colis distribués sur le second tapis dans la prise de vues correspondant à la dimension L sur celui-ci et D le débit de consigne à respecter. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif comporte une caméra dite CCD, du genre à matrice de composants solides, à transfert de charge, associée à un filtre à infrarouge, la caméra étant réglée pour l'acquisition d'une image du premier tapis transporteur dont la dimension transversale est égale à L Avantageusement, la caméra est également associée à un ensemble d'éclairage approprié. Selon une autre caractéristique particulière, les deux tapis transporteurs sont séparément entraînés par deux motoréducteurs à variateur de vitesse, afin de faire varier celle-ci, conformément à l'invention, en fonction des caractéristiques de l'image fournie par la caméra, analysée par le circuit de traitement et actionnant un calculateur délivrant les ordres de commande à ces motoréducteurs. De préférence également, le circuit de traitement de l'image recueillie par la caméra comporte un ensemble électronique adapté numériser cette image et à extraire de son contour en temps réel, une estimation du nombre de paquets qu'elle contient, par la reconstitution des silhouettes propres de chaque paquet et par leur comptage. Notamment, le circuit de traitement numérique est prévu de telle sorte que, à partir de la silhouette des paquets extraite de l'image fournie par la caméra, il analyse la convexité du contour de cette silhouette afin de déterminer le nombre de paquets contenus dans la longueur L et d'adresser aux motoréducteurs de commande des deux tapis successifs par l'intermédiaire du calculateur, des signaux de commande permettant d'ajuster leurs vitesses afin que le débit D des paquets à l'entrée du mécanisme séparateur soit en permanence égal ou pratiquement égal au débit de consigne fixé. Il s'avère en effet que les colis postaux présentent, en règle la plus générale, un volume de forme cylindrique ou plus souvent encore parallélépipédique, ces formes convexes usuelles représentant plus de 96 Z du volume traité dans une installation de tri ordinaire On constate également que la projection sur un plan quelconque d'un objet de forme convexe, donne nécessairement naissance à une silhouette elle-même convexe Dès lors, on conçoit que, au moins en première approximation, l'analyse de l'image fournie par la caméra puisse donner une indication sur le nombre de paquets présents dans cette image et permettre la commande des vitesses des tapis pour obtenir la régulation du débit souhaité. D'autres caractéristiques d'un dispositif de contrôle d'un flux d'objets en défilement continu et en particulier de paquets ou colis postaux dans une installation de tri de tels paquets, apparaîtront encore a travers la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif, en référence au dessin annexé sur laquelle la figure unique est une vue en perspective de ce dispositif. Sur cette figure, la référence 1 désigne un tambour égreneur, du genre notamment de celui décrit et représenté dans la demande de brevet 89 01981 déjà citée, ce tambour de forme générale tronconique comportant intérieurement une série d'ailettes hélicoïdales imbriquées 2 Le tambour 1 est entraîné en rotation autour de son axe (non représenté), lui-même disposé pour être incliné sur la verticale, au moyen d'une chaîne ou d'une courroie 3, commandée par un moteur d'entraînement 4 Le tambour 1 est ouvert à ses deux extrémités, respectivement 5 et 6, l'extrémité 5 de plus petit diamètre étant prévue pour recevoir des colis ou paquets 7, déversés à l'intérieur du tamnbour de telle sorte que, du fait de la rotation de ce dernier et de l'inclinaison de son axe, ces paquets subissent sous l'effet des ailettes 2 et de la gravité, des retournements successifs au cours de leur trajet, dont le résultat est, à la sortie, de produire en principe un écartement convenable de l'un à l'autre A l'extrémité 6 de plus grand diamètre du tambour 1, les paquets 7 sont alors repris par un tapis transporteur 8, les acheminant vers les autres postes d'une installation de tri, dont le détail de la réalisation importe peu à la présente invention et n'est donc pas décrit ici. Afin d'obtenir en toutes circonstances, à la sortie du tambour égreneur, un écartement approprié des paquets, il s'avère cependant nécessaire que le débit de ceux-ci à l'entrée 5 o ces paquets sont déversés en vrac, soit toujours inférieur à une valeur de consigne D prédéterminée, le dispositif selon l'invention permettant précisément d'assurer une telle régulation de ce débit. A cet effet, le dispositif considéré se compose de deux tapis transporteurs, respectivement 9 et 10, entraîné chacun à une vitesse donnée par un motoréducteur muni d'un variateur de vitesse, désigné globalement par 1 pour le tapis 9 et par 12 pour le tapis 10 Ces deux tapis sont situés dans le même plan et dans le prolongement l'un de l'autre de telle sorte que les paquets 7, déversés en vrac sur le premier tapis 9 à partir d'une bande d'alimentation 13 ou d'un autre mécanisme équivalent disposé en amont, puissent passer automatiquement du tapis 9 au tapis 10 à l'endroit o ceux-ci sont adjacents. Le dispositif comporte par ailleurs une caméra de prise de vues 14, montée au-dessus du second tapis 10, à la verticale de celui-ci, de manière à réaliser une prise de vues en temps réel correspondant à l'image des paquets 7 présents selon une dimension de ce tapis, déterminée par une distance L donnée en fonction notamment de l'angle d'ouverture de l'objectif de la caméra 14. Celle-ci est de préférence une caméra dite CCD, à matrice de composants solides, du type à transfert de charge, avantageusement associée à un filtre infrarouge (non représenté) Un spot d'éclairage 15 est de préférence également disposé au voisinage de la caméra, de manière à éclairer convenablement la partie du tapis filmée par cette dernière. L'image ainsi acquise par la caméra 14 est alors transmise, par l'intermédiaire d'une liaison 16, à un circuit de traitement numérique 17 qui permet d'extraire dans celle-ci, la silhouette, généralement convexe, des paquets successifs et d'en déduire le nombre de ces paquets présents à un instant donné, selon la longueur L prise pour référence A la suite du circuit 17 est prévu un calculateur 18, relié par une connexion 19, ce calculateur étant lui- même raccordé par des connexions, respectivement 20 et 21 aux motorêducteurs Il et 12 d'entraînement des tapis 9 et 10. Avantageusement, le circuit de traitement 17 est conçu pour réaliser une analyse des images reçues de la caméra, en permettant notamment d'effectuer sur celles-ci un test de convexité On constate en effet que la projection sur un plan quelconque de forme convexe donne nécessairement naissance à une silhouette elle-même convexe En revanche, une silhouette présentant des parties concaves correspondra nécessairement à un chevauchement ou à une superposition de plusieurs paquets et pourra en conséquence être interprétée comme correspondant à une situation de mauvais égrenage, entraînant une intervention sur le dispositif pour éliminer momentanément les paquets non séparés ainsi détectés et les recycler automatiquement en assurant alors leur écartement convenable D'autres précisions concernant le procédé de traitement ainsi mis en oeuvre sont donnés dans la demande de brevet déposée parallèlement à la présente demande, par les mêmes titulaires, pour un "Dispositif pour contrôler et régulariser l'espacement de colis, paquets ou objets analogues, notamment de colis postaux". Le fonctionnnement du dispositif est le suivant: après un déplacement sur la longueur L et à la vitesse V 2 du second tapis transporteur 10, sur lequel les paquets ou colis 7 ont été préalablement distribués en vrac à partir du premier tapis 9, la caméra 14 fait une acquisition de l'image correspondante, transmise au circuit 17 qui permet simultanément de déduire de la silhouette de ces paquets, le nombre Nc de ceux-ci présents à l'intérieur de cette image. Le calculateur 18 pilote alors le transfert de ces paquets, répartis sur la longueur L du second tapis 10, vers le tambour 1, disposé dans son prolongement A cet instant et en fonction du nombre de paquets Oc détectés dans l'image, le calculateur 18 commande une variation de la vitesse V 2 du second tapis 10 de manière à satisfaire aux relations ( 1) et ( 2) telles que précédemment définies, en assurant dès lors que le débit des paquets déversés dans le tambour égreneur corresponde exactement à la valeur de consigne D souhaitée. Le déclenchement de l'acquisition de chaque image par la caméra est assuré par un codeur incrémental (non représenté), prévu à l'extrémité du second tapis ou au voisinage de celle-ci, avant le tambour 1 et par une carte de commande appartenant au circuit de traitement 17, qui envoie un top chaque fois que le second tapis s'est déplacé d'une longueur L, quelle que soit sa vitesse V 2. On réalise ainsi un dispositif de contrôle d'un flux d'objets, en particulier de colis ou paquets postaux, de conception très simple et qui permet de régulariser le débit de ces paquets en vue de leur séparation efficace dans le tambour égreneur afin d'obtenir un écartement approprié de ces paquets sur le tapis disposé à la sortie de ce tambour, écartement précisément nécessaire à leur traitement satisfaisant dans la suite de l'installation. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation plus spécialement décrit et représenté ci-dessus; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Dispositif de contrôle d'un flux d'objets en défilement continu et en particulier de colis ou paquets postaux, préalablement à leur admission dans un mécanisme séparateur qui impose à sa sortie un espacement approprié d'un objet au suivant, caractérisé en ce qu'il comporte un premier tapis transporteur ( 9) sur lequel les objets sont disposés en vrac, ce tapis se déplaçant avec une vitesse linéaire (V 1) variable, un second tapis transporteur ( 10), disposé à la suite du premier et entraîné avec une vitesse linéaire (V 2) également variable, une caméra de prise de vues ( 14) pour l'acquisition en temps réel d'une image du second tapis ( 9) et des paquets qu'il transporte, présentant selon la longueur du tapis une dimension longitudinale (L) donnée, un circuit ( 17) de traitement de l'image reçue de la caméra pour discerner dans cette image le nombre des paquets (Nc) qu'elle contient, un calculateur ( 18) pour commander les vitesses instantanées (V 1 et V 2) des deux tapis pendant le transfert des paquets disposés sur le second tapis selon la dimension (L), cette vitesse (V 2) étant choisie telle que le débit des paquets délivrés par le second tapis à l'entrée ( 5) du mécanisme séparateur ( 1) soit en permanence égale à une valeur de consigne (D) prédéterminée, et un codeur incrémental pour déclencher les acquisitions des images par la camera. 2 Dispositif de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vitesses des deux tapis ( 9, 10) sont déterminées pour satisfaire aux relations: V 1 = K V 2 o Ki 1 L D et V 2 = Nc 3 Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la caméra de prise de vues ( 14) est une caméra dite CCD, du genre à matrice de composants solides à transfert de charge, associée à un filtre à infrarouge. 4 Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que la caméra ( 14) est également associée à un ensemble d'éclairage ( 15). Dispositif de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux tapis transporteurs ( 9,10) sont entraînés par des motoréducteurs ( 11,12) incorporant un variateur de vitesse. 6 Dispositif de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé en ce que le circuit de traitement ( 17) comporte un ensemble électronique adapté à numériser l'image donnée par la caméra ( 14) et à extraire de son contour en temps réel, une estimation du nombre de paquets (Nc) qu'elle contient. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le odeur incrémental déclenche l'acquisition d'une image du second tapis chaque fois que celui-ci s'est placé de la longueur L.