Brevet FR2751450A1 — publié le 19980123

La présente invention se rapporte de façon générale aux dispositifs dits de "reconnaissance de formes" et elle concerne, plus particulièrement, un dispositif pour l'identification automatique de raccords, embouts, brides et tous moyens de raccordement similaires, filetés ou non, pour circuits hydrauliques, pneumatiques, électriques ou autres, destinés à l'industrie. Nombreux sont les utilisateurs qui se trouvent dans l'impossibilité d'identifier un raccord ou un embout dans une situation difficile, par exemple sur un chantier. Or dans une telle situation, il est important de pouvoir identifier de façon rapide et sûre un raccord, embout ou autre composant industriel analogue, par exemple pour remplacer un flexible hydraulique ou pneumatique détruit par accident ou par usure, le composant à remplacer devant être parfaitement identifié par l'utilisateur pour lui permettre de commander un composant identique, sans avoir à se déplacer. Les composants tels que raccords et embouts sont, de façon générale, des pièces à symétrie de révolution, caractérisées par leurs formes et dimensions extérieures et aussi, le cas échéant, par leurs formes intérieures. Sont ici concernées aussi bien les caractéristiques et cotes principales, telles que longueurs et diamètres, que des particularités notamment relatives aux filetages. Pour résoudre le problème ici posé, il convient donc de concevoir un dispositif facilement transportable, utilisable en tous lieux, adapté aux caractéristiques géométriques des raccords, embouts et autres composants analogues, et apte à être raccordé à des moyens informatiques. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un dispositif pour l'identification automatique de raccords, embouts et similaires, qui se compose essentiellement - d'une partie mécanique comprenant un élément de base pourvu de moyens de bridage et d'indexation d'au moins un raccord, embout ou similaire à identifier, l'élément de base étant surmonté d'un caisson ou d'une coupole mobile, sous lequel sont disposés au moins une caméra électronique prévue pour la détermination des formes extérieures du raccord, embout ou similaire à identifier, et au moins un capteur "3D" prévu pour la détermination des formes intérieures du raccord, embout ou similaire à identifier, et - de moyens de commande ainsi que d'un ensemble informatique pour le traitement des données transmises par la caméra et par le capteur "3D", notamment pour leur comparaison avec une bibliothèque de données archivées. On obtient ainsi un dispositif compact, parfaitement adapté au genre d'objets à identifier, la partie mécanique du dispositif assurant le bridage du raccord, embout ou similaire suivant un axe précis, et le caisson ou la coupole supportant et protégeant la caméra et le capteur "3D", respectivement destinés à la détermination des formes extérieures et intérieures, en positionnant exactement cette caméra et ce capteur par rapport à l'objet à identifier. Avantageusement, le caisson ou la coupole mobile est déplaçable entre une position basse d'utilisation, dans laquelle il s'applique sur l'élément de base, et une position haute de dégagement permettant la mise en place et le retrait du raccord, embout ou autre composant à identifier. Avantageusement, la caméra destinée à la détermination des formes extérieures du raccord, embout ou similaire à identifier, est une caméra vidéo à champ variable, disposée vers la périphérie du caisson ou de la coupole et tournée vers son centre, cette caméra étant associée à un éclairage diascopique. A la caméra peut aussi être associé un éclairage épiscopique, la caméra ainsi équipée étant adaptée pour assurer en outre la lecture d'un code d'identification, notamment un code matriciel à points, porté par le raccord, l'embout ou similaire à identifier. Quant au capteur "3D", destiné à la détermination des formes intérieures du raccord, embout ou similaire à identifier, celui-ci est de préférence un capteur laser à digitalisation "3D", apte à être disposé en alignement avec l'axe de bridage du raccord, embout ou similaire à identifier. Avantageusement, le caisson ou la coupole est pourvu de moyens de guidage courbe permettant le déplacement et le basculement du capteur "3D", notamment pour permettre l'identification de raccords, embouts ou similaires de forme coudée. Pour permettre une utilisation universelle du dispositif, on prévoit encore des moyens de déplacement du capteur "3D", selon des courses adaptées, permettant son positionnement convenable par rapport au plan de mesure du raccord, embout ou similaire à identifier, le plan de mesure étant notamment la zone terminale du raccord, embout ou similaire en face de laquelle est placé le capteur "3D". Le fonctionnement du dispositif peut être motorisé et automatisé, les moyens de commande assurant entre autres la commande du positionnement du capteur "3D". Ces moyens assurent aussi la commande des acquisitions de données par la caméra et le capteur "3D", après abaissement du caisson ou de la coupole sur l'élément de base de la partie mécanique. Les données acquises sont alors transmises à l'ensemble électronique, qui les traite selon des méthodes, algorithmes et logiciels connus de reconnaissance de formes, par comparaison avec des données archivées (bibliothèque de formes) relatives à un ensemble prédéterminé de raccords, embouts ou similaires, le système d'identification mis en oeuvre devant aussi être apte à la reconnaissance des dimensions. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce dispositif pour l'identification automatique de raccords, embouts et similaires Figure 1 est une vue d'ensemble, très schématique, d'un dispositif d'identification conforme à la présente invention Figure 2 représente, de façon plus détaillée, la partie mécanique et optique du dispositif de figure 1 ; Figure 3 est un schéma illustrant les possibilités de déplacement du capteur "3D" du dispositif ; Figure 4 est une vue de détail du dispositif, illustrant la possibilité de lecture d'un code matriciel ; Figure 5 montre un exemple de code matriciel utilisable. Comme le montre la figure 1, le dispositif d'identification comprend un établi 1, qui supporte une plaque de base 2 pourvue d'un mécanisme central 3 de bridage et d'indexation des composants à identifier, tels qu'un raccord 4 situé à l'extrémité d'un flexible pneumatique ou hydraulique 5. Au-dessus de l'emplacement du raccord à identifier 4 est disposée une coupole 6 mobile, notamment déplaçable entre une position basse d'utilisation, dans laquelle elle s'applique sur le bord de la plaque de base 2, et une position haute de dégagement. La coupole 6 supporte et recouvre les capteurs, décrits en détail plus loin. L'établi 1 supporte encore un boîtier électronique de commande 7, pour la commande des positionnements des capteurs et des acquisitions de données. Le dispositif comprend aussi un ensemble informatique, incluant un écran de visualisation 8 servant d'écran de contrôle, un micro-ordinateur d'identification et de communication 9 qui accueille le logiciel de mise en correspondance des mesures avec une base de données (sur disque dur, disquettes ou CDROM), et un ordinateur portable 10 de programmation. Les éléments de l'ensemble informatique peuvent être posés sur l'établi 1. La figure 2 montre, de façon détaillée, la coupole 6 et les capteurs qu'elle intègre, qui comprennent une caméra vidéo 11 et un capteur "3D" 12. La caméra vidéo 11, de type "CCD", à champ variable et éclairage épiscopique 13, est disposée vers la périphérie de la coupole 6 et tournée vers le centre de cette coupole 6. En association avec une boîte à lumière 14 posée sur la plaque de base 2 et fournissant un éclairage diascopique, cette caméra 11 a pour principale fonction de déterminer les formes extérieures du raccord 4, et la position du plan de mesure (zone terminale du raccord 4) par rapport à laquelle le capteur "3D" 12 doit être positionné. En association avec l'éclairage épiscopique 13, la caméra 11 est aussi exploitée pour la lecture d'un code matriciel, comme précisé plus bas. Le capteur "3D" 12 est un capteur laser à digitalisation "3D". Ce capteur 12, servant à la détermination des formes intérieures du raccord 4, est disposé en alignement avec l'axe de bridage 15, dans le cas d'un raccord 4 droit. Comme représenté sur la figure 3, le capteur "3D" 11 peut décrire une course verticale C, ce qui permet de le positionner par rapport au plan de mesure horizontal P du raccord à identifier 4. Le capteur "3D" 12 est en outre monté sur des moyens de guidage courbe (non représentés), du genre rail, qui permettent de le déplacer en le basculant notamment à 900 suivant la flèche F, pour permettre aussi son utilisation dans le cas de raccords 4' coudés. Dans sa position d'utilisation pour raccords 4' coudés, le capteur "3D" 12 peut décrire une course horizontale E et une course verticale H, qui permettent de le positionner par rapport au plan de mesure P', qui est ici un plan vertical. Le positionnement du capteur "3D" 12 est réalisable de façon manuelle ou motorisée. Les informations, acquises et transmises par la caméra vidéo 11 et par le capteur "3D" 12, sont mises en concordance avec le logiciel et traitées, en étant comparées avec une bibliothèque de données archivées, la comparaison permettant de déterminer, au sein de cette bibliothèque, la référence de raccord qui est la plus proche des caractéristiques du raccord à identifier 4. Le logiciel de comparaison ici utilisé est connu, et peut traiter les données suivant trois modes bien distincts et complémentaires, à savoir : par système expert pouvant utiliser un logiciel standard, avec moteur d'inférence ; par méthode de corrélation ; par système paramétrique. Simultanément à la reconnaissance des formes extérieures et intérieures du raccord 4, le dispositif peut, grâce à sa caméra 11, lire un code d'identification matriciel (code à points) apposé dans une zone de marquage 16, sur le raccord à identifier 4, comme illustré sur la figure 4. Le code matriciel est frappé à l'origine, notamment par micro-percussion, par le fabricant du raccord 4 ou du flexible 5, et il peut ainsi contenir un certain nombre d'informations complémentaires. La figure 5 montre un exemple de code matriciel 17, ce code à points correspondant à une référence de dix-sept caractères également indiqués en clair en 18. Cette dernière figure fait apparaître la compacité d'un tel code. L'ensemble informatique du dispositif lui permet l'apprentissage des caractéristiques des codes à lire, et l'identification des codes vus par la caméra 11, des alarmes signalant les codes illisibles ou non conformes. Le dispositif peut encore comprendre des interfaces de communication, notamment pour la transmission des données à un système informatique central, et pour la liaison avec des fichiers informatiques comprenant les catalogues des constructeurs de raccords, flexibles et autres composants analogues. Pour l'utilisation pratique du dispositif, la coupole 6 est initialement placée en position haute, ce qui permet l'introduction du raccord à identifier 4 et son bridage par le mécanisme 3. Ensuite la coupole 6 est abaissée sur la plaque de base 2 et vient coiffer le raccord à identifier 4, empêchant ainsi la pénétration de lumière parasite depuis l'extérieur. Après verrouillage de la coupole 6 en position basse, le processus d'identification du raccord 4 et de lecture de son code matriciel s'effectue, et le résultat (références et/ou caractéristiques du raccord 3) s'affiche sur l'écran de visualisation 8 et peut être transmis à distance. En particulier, la transmission à distance du résultat permet une commande rapide, et sans erreur, d'une pièce de remplacement de mêmes caractéristiques que l'objet identifié. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif pour l'identification automatique de raccords, embouts et similaires qui a été décrite ci-dessus à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'identification automatique de raccords, embouts et similaires, caractérisé en ce qu'il se compose essentiellement - d'une partie mécanique comprenant un élément de base (2) pourvu de moyens de bridage et d'indexation (3) d'au moins un raccord, embout ou similaire (4) & identifier, l'élément de base (2) étant surmonté d'un caisson ou d'une coupole mobile (6), sous lequel sont disposés au moins une caméra électronique (11) prévue pour la détermination des formes extérieures du raccord, embout ou similaire (4) à identifier, et au moins un capteur "3D" (12) prévu pour la détermination des formes intérieures du raccord, embout ou similaire (4) à identifier, et - de moyens de commande (7) ainsi que d'un ensemble informatique (8,9,10) pour le traitement des données transmises par la caméra (11), et par le capteur "3D" (12), notamment pour leur comparaison avec une bibliothèque de données archivées. 2. Dispositif d'identification selon la revendication 1, caractérisé en ce que le caisson ou la coupole mobile (6) est prévu déplaçable entre une position basse d'utilisation, dans laquelle il s'applique sur l'élément de base (2), et une position haute de dégagement. 3. Dispositif d'identification selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la caméra (11) est une caméra vidéo à champ variable, disposée vers la périphérie du caisson ou de la coupole mobile (6), et tournée vers son centre, cette caméra (11) étant associée à un éclairage diascopique (14). 4. Dispositif d'identification selon la revendication 3, caractérisé en ce que la caméra (11), à laquelle est aussi associé un éclairage épiscopique (13), est prévue en outre pour la lecture d'un code d'identification, notamment un code matriciel à points (17), porté (en 16) par le raccord, l'embout ou similaire (4) à identifier. 5. Dispositif d'identification selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le capteur "3D" (12) est un capteur laser à digitalisation "3D", apte à être disposé en alignement avec l'axe de bridage (15) du raccord, embout ou similaire (4) à identifier. 6. Dispositif d'identification selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le caisson ou la coupole (6) est pourvu de moyens de guidage courbe permettant le déplacement et le basculement (flèche F) du capteur "3D" (12), notamment pour permettre l'identification de raccords, embouts ou similaires (4') de forme coudée. 7. Dispositif d'identification selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que sont prévus des moyens de déplacement (courses C,E,H) du capteur "3D" (12), pour son positionnement par rapport au plan de mesure (P, P') du raccord, embout ou similaire (4,4') à identifier. 8. Dispositif d'identification selon l'ensemble des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les moyens de commande (7) sont prévus pour la commande du positionnement du capteur "3D" (12).