Brevet FR2698192A1 — publié le 19940520

"SYSTEME DE GENERATION EN DEUX DIMENSIONS DE LA GEOMETRIE D'UN MODELE PAR VISION ARTIFICIELLE" Le demandeur est titulaire du Brevet espagnol n0 8802189, qui détermine que les fondements du système de génération en deux dimensions de la géométrie d'un modèle par vision artificielle sont basés sur les quatre phases suivantes 1. - Acquisition, binarisation et mémorisation d'images bi-dimensionnel les. 2. - Extraction et mémorisation du périmètre des géométries présentes dans l'image. 3. - Modélisation du périmètre par approximation de celuici à des segments rectilignes et circulaires. 4. - Conversion du modèle obtenu en format DXF (format traditionnel). Afin d'augmenter la précision du système, le demandeur envisage l'utilisation de chambres linéaires en lieu de matricielles, qui étaient utilisées auparavant, car celles-ci présentent une plus grande résolution spatiale. Par conséquent, le point 1 concernant l'acquisition des images, est.sensiblement modifié. Egalement on a vu comment modifier commodément l'algorithme de modélisation automatique (point 3). Les points 2 et 4 ne sont pas modifies par rapport à la description dans le Brevet espagnol n0 8802189. Pour mieux comprendre l'objet de la présente invention, on représente sur les plans une forme préférée de réalisation pratique, susceptible de changements annexes qui n'ôtent rien à son fondement. La figure 1 est un schéma de principe de l'ensemble du système englobant la majeure partie des éléments différenciés dans le Brevet principal dans une unité centrale (1). La figure 2 est une représentation schématique d'un modèle à capter par le système. La figure 3 est un schéma du mode de fonctionnement du système sur le modèle de la figure 2. La description suivante concerne les phases 1 et 3 modifiees par rapport au système du Brevet espagnol 8802189. 1. - Acquisition, binarisation et mémorisation d'images bi -dimensionnel les. Pour l'acquisition des images, le système comporte une chambre linéaire (4) située à une certaine hauteur sur une table (2) à déplacement, par exemple, dans un sens, dans laquelle est délimitée une fenêtre ou zone de travail, munie d'un système d'éclairage postérieur, et sur laquelle se situe la pièce à modéliser (m). La table (2) part d'une position initiale telle que la verticale de la chambre coïncide avec le commencement de la fenêtre de travail. Le mouvement de la table (2) est obtenu par l'action d'un moteur (5), par exemple, un moteur pas à pas ou à courant continu à boucle fermée, qui est contrôle par l'unité centrale (1) grâce à une carte-moteur (6). Le processus à suivre pour l'obtention de l'image binaire et bi-dimensionnelle est le suivant - La chambre (4) acquiert une ligne d'image et la digitalise. - La ligne acquise est binarisee par comparaison avec un seuil de binarisation préalablement défini. - On calcule et on mémorise les transitions de l'image binaire. - Un déplacement de la table (2) se produit et le processus d'acquisition de ligne, binarisation, calcul et mémorisation des transitions et déplacement se répète jusqu'à avoir balaye toute la zone de travail. Le résultat de ce processus est l'obtention de l'image bidimensionnelle et binaire de la pièce à modéliser (m) codifiée sous forme de transitions associées à chaque ligne. Au préalable, on aura fixe les paramètres suivants - Temps d'exposition de la chambre pour l'acquisition de la ligne. - Seuil de binarisation. - Vitesse de déplacement de la table, qui sera ajustée à une valeur telle qu'elle permette que le rapport d'aspect ou rapport horizontal/vertical de l'unité dimage soit environ 1, c'est-à-dire que l'unité d'image soit carrée. Pour le contrôle de la chambre (4), on dispose d'une cartechambre (10) qui comprend (figure 1) : - une interface (11) de bus (b) - un adaptateur RS-422 (13) ; - un module de commande (12) qui commande le temps d'exposition, la fréquence et le mode de fonctionnement de la chambre (4). Pour la commande du moteur (5), on dispose d'une carte-moteur (6) qui comprend - une interface (7) au bus (b) ; - un générateur d'impulsions de puissance (9) - un module de commande (8) qui commande le générateur (9) et la vitesse et le sens de déplacement. 3. - Modélisation du périmètre par approximation de celuici à des segments rectilignes et circulaires. La méthode repose sur un algorithme récurrent de recherche de segments rectilignes et circulaires le long du périmètre. Il existe une phase intermédiaire entre le périmètre et la modélisation de celui-ci, qui consiste en l'extraction des segments de base qui le constituent, selon un code de chaîne qui aligne les points qui ont la même valeur de code. De cette façon, les segments de base seront composés par des points successifs dans le même sens. L'algorithme de recherche de segments et d'arcs agit sur les chaines de segments de base, en obtenant à partir d'eux la géométrie de la pièce. C (po, pn) étant une chaîne de segments de base qui commence au point (po) et se termine au point (pn), l'algorithme agit comme nous allons le voir ci-après - On calcule le rayon (ri) et le centre ( 1) de la circonférence qui passe par (po, pn) et le point intermédiaire (pn/2). - Si le rayon (rl) obtenu est supérieur à une valeur préétablie (S) : r1 > s, il faudra vérifier si la chaîne (C) (po, pn) constitue un segment rectiligne ou non. Pour cela - on cherche sur la chaîne (C) (po, pn) le point (M) le plus éloigné de la droite que forment les points (po et pn), qui est à une distance (a) - si cette distance (a) est inférieure à une certaine valeur predêfinie V1 : a - dans le cas contraire a > V1 on exécute à nouveau l'algorithme, en décomposant la chaîne (C) (po#, pn) en deux chaînes: C (po, M) et C (M, pn) et on répète le processus. - Si le rayon (ri) obtenu est inférieur à la valeur préétablie (S) : r - on calcule les distances (di) des points (P) au centre de la circonference ( 1) ; - on cherche sur la chaîne (C) (po, pn) le point (M) d'erreur maximale (dm - ri) par rapport au rayon théorique (ri) de la circonférence forme par (po, pn) et le point intermédiaire (pn/2); - si cette erreur (dm-r1) est inférieure à un seul préétabli V2: (dm-r1) - dans le cas contraire, on exécute à nouveau l'algorithme sur les chaînes C(po, M) et C(M. pn). De cette façon, nous assimilerions le périmètre complet à une série de segments rectilignes et circulaires. Dans le cas de la figure 3 et en utilisant l'algorithme décrit, on déterminerait qu'il existe un segment rectiligne du point (Pn) au point pn/2 > DE, un autre segment rectiligne du point intermédiaire pn/2 au point le plus éloigné M A tF et un arc de circonférence de rayon (r2) et de centre (02) pour le segment qui va de M à Po --+ FG. De cette façon, le périmètre est réduit à 1. - des segments rectilignes définis par leur point initial et leur point final ; 2. - des arcs de circonférence définis par leur centre (O), le rayon (r) et les points initial et final de l'arc, déterminé par ses coordonnées, de préférence, polaires, le périmètre étant parfaitement défini, c'est-à-dire, modélisé. REVENDICATIONS ystème de génération en deux dimensions de la géométrie d'un modèle par vision artificielle, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre linéaire (4) située sur une table (2) mise en mouvement par un moteur (5) et sur laquelle est délimitée une zone de travail et qui comprend a) une première phase où al) la chambre linéaire acquiert une ligne d'image et la digitalise a2) la ligne acquise est binarisée par comparaison avec un seuil de binarisation préalablement fixé a3) les transitions de l'image binaire sont calculées et mémorisées a4) un déplacement de la table se produit et les étapes antérieures sont répétées jusqu'au balayage de la zone de travail b) une seconde phase où on extrait et mémorise le périmètre des géométries présentes sur l'image c) une troisième phase où on extrait les segments de base qui constituent le périmètre suivant un code de chaîne qui aligne les points qui ont la même valeur de code, en définissant sur la chaîne un point initial, un point final et un point intermédiaire et en faisant agir sur les chaînes de segments de base un algorithme de recherche avec les étapes suivantes cl) on calcule le rayon (rl) et le centre de la circonférence qui passe par le point initial, par le point final et par le point intermédiaire c2) si la valeur de rayon (rl) est supérieure à une valeur préétablie (S) c21) on cherche le point de la chaîne qui est le plus éloigné de la droite qui relie le point initial et le point final c211) si cette distance est inférieure à une certaine valeur préalablement fixée, on dit que la chaîne constitue une droite c212) si cette distance est supérieure à une certaine valeur préa ] abjement fixée, on décompose la chaîne primitive en deux chaînes dont les points extrêmes sont respectivement le point primitif initial et le point le plus éloigné, et le point final et le point le plus éloigné, en exécutant à nouveau l'ajgorithme c3) si la valeur du rayon (rl) est inférieure à la valeur préétablie (S) c31) on cherche le point de lao chaîne dont la distance (a) à ladite cironférence soit maximale, avec une erreur maximale c311) si cette distance (a) est inférieure à une valeur préétablie (V1), on dit que la chaîne forme un arc de circonférence c312) si cette distance (a) est supérieure à la valeur préétablie (vl), on divise la chaîne en deux chaînes, dont les points extremes sont respectivement, le point initial et le point d'erreur maximale, le point final et le point d'erreur maximale, le périmètre étant réduit à des segments rectilignes définis par les coordonnées de leur point initial et de leur point final et des arcs de circonférence définis par leur centre, rayon et des coordonnées de leurs points initial et final. -2- Système de génération en deux dimensions de la géométrie d'un modèle par vision artificielle, selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour la commande de la chambre linéaire (4), on dispose d'une cartechambre (10) qui comprend une interface (11) au bus, un adaptateur (13) à la chambre et un module de commande (12) qui commande le temps d'exposition, la fréquence et le mode de fonctionnement de la chambre. -3- Système de génération en deux dimensions de la géométrie d'un modèle par vision artificielle, selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, pour la commande du moteur (5), on dispose d'une carte-moteur (6) qui comprend une interface (7) au bus, un générateur (9) d'impulsions de puissance et un module de commande (8) pour la vitesse et le sens de déplacement, ainsi qu'au générateur.