Brevet FR2785698A1 — publié le 20000512

PROCEDE ET APPAREIL POUR LE REPERAGE ET L'IDENTIFICATION AUTOMATIQUES DE PRODUITS EN RAYON La présente invention concerne un procédé et un appareil pour le repérage et l'identification automatiques de produits, autrement dit des"références"se trouvant sur un rayon c'est-à-dire un linéaire ou une gondole de présentation dans un magasin de détail, notamment un libreservice. Pour la gestion des linéaires ou gondoles, par la suite appelés par l'unique vocable"rayons", il est courant d'analyser périodiquement les ventes ou les stocks des références ou produits, se trouvant sur les rayons d'un magasin de détails ou d'un libre-service, en vue d'obtenir la rentabilité ou le rendement maximum dans l'offre des produits, ainsi que de prévoir le réassortiment en temps opportun des rayons. Jusqu'à présent, la reconstitution de la visualisation et de l'occupation des références sur les linéaires d'un magasin était effectuée par un relevé manuel nécessitant le déplacement d'une personne, le long de chaque rayon, cette personne relevant la nature des produits ou des références, leur nombre en exposition, leur position dans le rayon, leur prix de vente consommateur, sur des fiches papier qui seront ressaisies de façon informatique ultérieurement, d'où une double saisie de l'information. Cette façon de faire présente l'inconvénient de n'tre pas fiable et en outre d'exiger beaucoup de temps et d'tre particulièrement onéreuse. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en procurant un procédé et un appareil permettant un relevé et une saisie automatique simultanée très rapide des informations relatives aux différents produits ou références se trouvant, à un instant donné, répartis sur les rayons. A cet effet, ce procédé de repérage et d'identification automatiques de produits se trouvant en façade sur un rayon de présentation dans un magasin de détail, notamment en libre-service est caractérisé par le fait que l'on prend, sur toute la longueur du rayon une succession d'images de zones partielles adjacentes du rayon et des produits se trouvant dans ces zones, on produit des signaux numériques correspondant respectivement à chaque image prise, on traite chaque signal numérique de manière à produire, pour chacun des produits apparaissant sur cette image, un signal codé numérique ou signal"signature"d'un produit et on compare chaque signal"signature"avec des signaux"signature"de références préétablis, correspondant respectivement aux différents produits préalablement identifiés, afin de reconnaitre et de situer chaque produit présent sur le rayon à partir du résultat de cette comparaison. L'invention a également pour objet un appareil pour le repérage et l'identification automatiques de produits se trouvant sur un rayon de présentation dans un magasin de détail, notamment en libre-service, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur d'images numériques connecté à une unité de traitement, cette unité comportant un convertisseur pour convertir le signal numérique correspondant à l'image de chaque produit, en un signal codé numérique ou signal"signature"caractérisant le produit, une banque de données pour conserver en mémoire des signaux"signature"de référence, correspondant à différents produits préalablement identifiés, et un comparateur pour comparer chaque signal"signature"d'un produit issu du convertisseur et les signaux"signature"de référence de la banque de données, afin d'identifier chaque produit à partir du résultat de cette comparaison. On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention en référence aux dessins annexés sur lesquels : -la figure 1 est un schéma synoptique d'un appareils de repérage et d'identification automatiques de produits suivant l'invention ; -la figure 2 est un schéma synoptique plus détaillé de l'appareil représenté sur la figure 1 ; -les figures 3 et 4 sont des vues en élévation schématique de diverses formes d'exécution de l'appareil de repérage et d'identification de produits. Ainsi qu'il est représenté sur la figure 1, le procédé et l'appareil suivant l'invention sont destinés à repérer et à identifier automatiquement des produits 1 se trouvant répartis en façade sur les divers niveaux d'un linéaire ou d'une gondole 2 de présentation de ces produits dans un magasin libre-service. Les produits 1 ont des orientations, des couleurs, des formes différentes, ils portent des marques différentes, sont de prix différents... etc et l'invention vise à les identifier et à repérer leurs positions spatiales respectives et ce, d'une manière totalement automatique. A cet effet, il est prévu un appareil de saisie d'informations pouvant tre déplacé le long de la gondole 2, afin de prendre des vues successives de la façade de cette gondole et de traiter automatiquement les images obtenues pour en extraire les informations permettant d'identifier chacun des produits 1 se trouvant exposés. L'appareil dont certaines formes d'exécution non limitatives seront décrites plus loin en référence aux figures 3 et 4, comporte essentiellement un ou plusieurs capteurs d'images numérique 3, tel que notamment un appareil photographique ou encore une caméra du type CCD, CMOS ou similaire, lequel est connecté à une unité 4 de traitement des signaux numériques fournis par le capteur d'images 3. Le capteur d'images 3 et l'unité de traitement 4 sont montés sur un seul et mme support roulant, comme il sera précisé plus loin. L'unité de traitement 4 est également connectée à une unité d'entrée d'informations 5 qui peut tre constituée par un clavier associé à l'unité de traitement 4 ou bien encore, par une tablette PC permettant une communication à distance avec l'unité de traitement 4. Une telle tablette de communication à distance permet à l'utilisateur de l'appareil de se déplacer librement lorsque le traitement des données aura lieu, par exemple pour préparer un rayon suivant. L'unité d'entrée 5 permet de déclencher la prise de vue et d'informer l'appareil du début et de la fin des opérations de capture des signaux numériques. L'unité d'entrée d'informations 5 permet également d'échanger avec l'appareil pour le contrôle, la vérification et dénombrement des images prises en hauteur, en fonction de la hauteur de la gondole 2, de renseigner l'appareil sur des produits inconnus ou non reconnus et de renseigner également l'appareil sur des demandes de vérification. L'unité de traitement 4 comporte essentiellement un convertisseur de signaux 6, une banque de données 7 et un comparateur 8. Le convertisseur de signaux 6 qui sera décrit d'une façon plus détaillée en référence à la figure 2, reçoit les signaux numériques produits par le ou les capteur (s) d'images 3 et il délivre, à sa sortie, pour chacun des produits dont l'image a été prise, un signal codé numérique ou"signature"caractérisant d'une manière univoque le produit considéré. Ce signal est établi à partir de plusieurs critères tels que les couleurs de la face exposée du produit et plus précisément la somme moyenne des différentes couleurs dominantes, leur situation et leur répartition, l'orientation du produit, sa forme, la marque du fabricant, la position de cette marque, le prix... etc. Chaque signal"signature"produit par le convertisseur 6 est appliqué à une entrée du comparateur 8 lequel reçoit, sur une seconde entrée, un signal signature de référence provenant de la banque de données 7. Cette banque de données 7 contient en mémoire des signaux"signatures"des différents produits susceptibles d'etre stockés sur les niveaux de la gondole 2. Le comparateur 8 effectue donc une comparaison entre chaque signal"signature"fourni par le convertisseur 6 et le signal"signature"de référence obtenu à partir de la banque de données 7 et lorsqu'il y a concordance totale ou très voisine entre les deux signaux, il valide le signal"signature"du produit et l'envoie à une unité de sortie 9. Cette unité de sortie 9 peut tre de tous types appropriés et elle a pour rôle de fournir, sur un support matériel, la liste de tous les produits se trouvant sur les niveaux de la gondole 2, en indiquant pour chaque produit son nom, leur nombre en exposition (autrement appelé"facing"), sa position sur le niveau et son prix. Si le signal"signature"fourni par le convertisseur 6 ne correspond à aucun des signaux "signature"de référence de la banque de données 7, le comparateur 8 le signale à une unité 10 qui permet à l'utilisateur de compenser la lacune existante et d'établir, au moyen de l'unité d'entrée 5, une fiche de renseignements correspondant au produit détecté précédemment comme étant inconnu, pour l'introduire dans la banque de données 7, afin de compléter celle-ci. Comme il a été indiqué précédemment, les gondoles 2 ont en général une grande longueur supérieure à 10 mètres ; il n'est donc pas possible de traiter l'ensemble d'une telle gondole en une seule prise d'images et par conséquent, l'appareil 3,4 suivant l'invention, doit tre déplacé le long de la gondole, du fait que le capteur d'images 3 ne peut pas prendre une image d'une largeur supérieure à une valeur donnée. L'ensemble 3,4 est donc déplacé de manière à prendre successivement des images Il, in... In de toute la hauteur de la gondole 2, comme il est indiqué sur la figure 2. Ces images doivent permettre de retrouver l'ensemble des produits se trouvant sur les rayons, mais elles doivent également éviter de comptabiliser deux fois un mme produit qui se trouverait sur deux prises de vue adjacentes. Le traitement des images par l'unité 4 peut s'effectuer de deux façons différentes : -on traite les images directement après chaque prise de vue et alors le procédé et l'appareil doivent tre prévus pour assister l'utilisateur afin que celui-ci ne prenne pas deux fois la mme vue d'un produit ; -on reconstitue l'image entière de la totalité de la gondole 2 à partir des différentes prises de vue et on traite ensuite l'image globale ainsi reconstituée. Le premier procédé permet d'obtenir un traitement plus rapide des données et l'utilisateur a ainsi rapidement accès aux produits non reconnus par l'appareil. Pour résoudre le problème de la redondance éventuelle de la prise de vues, on peut prévoir d'ajouter à l'appareil un système d'aide, afin que l'utilisateur puisse visualiser la zone qui se situera sur l'image. Ce système peut tre constitué, par exemple, par une grille laser ou similaire projetée sur le rayon, ce qui permet de bien délimiter l'image lors de son acquisition. De plus, ce système de grille laser peut tre également utilisé pour la calibration de la prise de vues : les déformations des grilles laser correspondent en effet à des différences de profondeur à partir desquelles la position de la caméra peut tre déduite. Enfin, ce système permet également de reconnaitre les produits qui ne se trouvent pas sur le bord du rayon mais dans le fond de celui-ci. Le deuxième procédé nécessite le respect d'une procédure de prise d'images stricte. L'utilisateur doit faire alors une acquisition de l'ensemble des images correspondant aux niveau, ensuite, en fonction de la hauteur et de la longueur de la gondole, l'image complète est reconstituée à partir des images stockées. Une fois l'image totalement reconstituée, il est alors possible de la traiter. On décrira maintenant d'une façon plus détaillée, en se référant à la figure 2, les étapes principales du procédé suivant l'invention qui sont mises en oeuvre dans le convertisseur de signaux 6. Les signaux numériques, transmis à partir du capteur d'images 3, sont soumis tout d'abord à une étape de pré-traitement éventuelle 11 pour effectuer des corrections optiques (déformations géométriques). Ensuite a lieu une étape 12 de séparation des niveaux. Cette étape peut comporter des sous-étapes de filtrage par un filtre passe-haut horizontal, de tri des contours (reconnaissance des transitions correspondant aux différents niveaux), de comptage des niveaux, de calibration de l'image et de vérification de la cohérence des résultats. L'étape suivante 13 est une étape de séparation et d'identification des produits sur chaque niveau et elle comprend des sous-étapes de filtrage par un filtre passehaut multidirectionnel pour la détection des contours, de suppression des faux-contours (bruit, produits non fermés), de comptage et d'étiquetage des produits, de classement des produits (conservation des produits englobants), et de traitement de chaque produit isolé et de classement de la codification utilisée pour la production du signal "signature". La dernière étape 14 est une étape de reconnaissance et d'attribution du prix de chaque produit. Elle comprend des sous-étapes successives de reconnaissance de caractères sur les bandes d'affichage des prix sur les rayons, de localisation des prix horizontale (position) et verticale (signes), de calcul de distance produit-prix, d'attribution du prix et de vérification de la cohérence. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un type de codification qui peut tre avantageusement utilisé pour caractériser chaque produit, appelé codification COFEP signifiant"Couleur, Orientation, Forme, Ecriture, Prix". Chaque produit est codé en fonction de ces cinq critères. Sur la figure 2 sont représentés des signaux "signature"Si, Si+i, correspondant à deux produits respectifs voisins sur un mme rayon Rl, à savoir le rayon supérieur, de la gondole 2 qui comporte deux autres rayons R2, R3. Chaque signature Si, Si+l... est constituée de cinq codes élémentaires correspondant respectivement aux critères de couleur, d'orientation, de forme, d'écriture et de prix. On expliquera maintenant, à titre d'exemple, comment sont établis les codes numériques a-e affectés aux cinq critères précités. Le code ~, caractérisant la couleur du produit, est établi à partir d'une hiérarchie des luminances des trois canaux rouge, vert et bleu résultant de la décomposition spectrale de chaque pixel. Le codage est totalement arbitraire et par exemple, on peut affecter la valeur 0 au code a si les luminances des trois canaux sont égales entre elles, des valeurs 1 à 6 si les trois luminances sont différentes, chacune des valeurs 1 à 6 correspondant à une hiérarchie différente des luminances, et d'autres valeurs à deux chiffres lorsque deux luminances sont égales et la troisième luminance est supérieure ou inférieure aux précédentes. Pour réduire la taille du fichier, on n'effectue pas la reconnaissance de la couleur sur la totalité du produit, mais on se limite, de préférence, à une reconnaissance sur une grille qui est en fait un masque que l'on applique sur le produit afin d'en déterminer les caractéristiques essentielles et de ne mémoriser dans la banque de données 7 des produits de référence que le minimum nécessaire. Cette grille/masque limite la surface du produit à reconnaître, ce qui permet de stocker un grand nombre d'articles en un minimum d'espace mémoire afin d'accélérer aussi le processus de recherche, de comparaison et de reconnaissance. En pratique, l'application de cette grille/masque sur le produit détermine un carré d'un minimum de 20 X 20 pixels ou plus représentant une somme moyenne des différentes couleurs dominantes du produit en isohélie. Accessoirement, la grille/masque peut tre soit pleine soit constituée de bandes verticales et horizontales, par exemple trois lignes trois colonnes, que l'on plaque sur l'image de l'objet pour résumer la répartition de couleur (dont la symétrie). Le second code élémentaire b est affecté au critère orientation du produit. Ce code indique la vue à laquelle il correspond : par exemple, le code b est égal à 1 pour une vue de face, 2 pour une vue de profil, 3 pour une vue de dessus. Le code b peut également comporter un second chiffre pour indiquer la préférence de la disposition du produit sur le rayon. Le troisième code élémentaire c caractérise la forme du produit. On détermine la forme géométrique élémentaire du polygone enveloppant le produit, tels que cercle, rectangle, trapèze, hexagone... etc et on lui affecte un code à un chiffre. Par exemple, un cercle est indiqué par le chiffre 1, un trapèze par 2, un triangle par 3... etc. Le code élémentaire peut comporter d'autres chiffres définissant un rapport tel que, par exemple, un rapport dimensionnel hauteur/largeur, un rapport surfacique entre la surface du produit et la surface du polygone enveloppant et un rapport de symétrie par rapport aux axes du polygone enveloppant. Ces rapports affinent la reconnaissance de la forme, les rapports de surface et de symétrie établissant les tolérances, notamment en ce qui concerne la position des écritures. La valeur de chaque rapport appartient à un intervalle que traduit un indice (0 à 8) sur une échelle de grandeur établie pour chaque type de forme. Le quatrième code élémentaire d correspond au logo de la marque du produit et à la position de ce logo sur la face verticale apparente du produit, et plus particulièrement sur la forme enveloppante prise pour référence. Le code élémentaire ~d comprend donc, dans une première position, une identification définissant la classe de produit et, dans une seconde position, un code définissant la position du logo. Par exemple, si le logo est au centre de la face exposée, le code de position est 1, si le logo est dans le quadrant supérieur gauche, le code est 00, dans le quadrant supérieur droit 02, dans le quadrant inférieur gauche 20 et dans le quadrant inférieur droit 22. Le cinquième code élémentaire e correspond au prix du produit qui est inscrit, sur le bord du rayon, sur des étiquettes de hauteur et de longueur variables. Le chiffre affecté au code g correspond au classement du produit par ordre de grandeur par comparaison aux produits de mme marque, suivant leur nature ou leur volume. A titre d'exemple, le code e est égal à un 1 pour le prix du beurre doux 500 grammes lequel est supérieur au prix du beurre salé 250 grammes (code égal à 2), lequel est supérieur au prix du beurre allégé 250 grammes (code égal à 3)... etc. Comme il a été indiqué lors de la description faite en référence à la figure 1, les codes"signature"Si, Si+i... sont comparés aux codes"signature"de référence stockés dans la banque de données pour permettre d'identifier avec précision les divers produits auxquels sont affectés ces codes. A partir des mesures ainsi effectuées, on peut déterminer aisément la répartition spatiale de chaque type de produit sur la façade des différents niveaux d'une gondole d'un magasin libre-service. La figure 3 représente sous forme schématique, une forme d'exécution d'un appareil suivant l'invention. Cet appareil comporte un socle 15 roulant sur le sol au moyen de roulettes 16 et portant une colonne verticale 17. Sur un côté de cette colonne est monté le capteur d'images 3 dont la position peut tre réglée verticalement sur l'autre côté de la colonne 17 est également fixée une étagère horizontale 18 sur laquelle repose l'unité de traitement 4 connectée au capteur d'images 3. L'appareil représenté sur la figure 3 peut tre aisément déplacé le long d'un linéaire ou d'une gondole 2 dont les produits doivent tre repérés et identifiés. Le capteur d'images 3 peut tre mis en position en plusieurs emplacements fixes présélectionnés, afin d'assurer que les prises de vue sont toujours réalisées à la mme hauteur. L'unité de traitement 4 est située à proximité du capteur 3 pour faciliter le transfert des données. L'appareil représenté sur la figure 3 offre l'avantage d'tre autonome, de pouvoir tre utilisé dans tous les types de magasins grande surface et d'tre démontable rapidement afin de faciliter son transport. Dans la variante d'exécution représentée sur la figure 4, l'appareil comprend un support vertical 19 solidaire d'un crochet 20 en forme de U inversé qui coiffe à un bord supérieur d'un chariot 21 du type couramment utilisé dans les magasins pour le transport des marchandises achetées par les clients. L'unité de traitement 4 est alors logée dans le fond du chariot 21 et est reliée par un câble 22 au capteur d'images 3. L'appareil représenté sur la figure 3 est plus compact que le précédent, plus facile à transporter, plus simple de conception et d'un coût moins important. Il va de soi qu'entreraient dans l'invention d'autres exécutions consistant par exemple à tenir en main le capteur d'image 3 qui lui-mme pourrait tre stéréoscopique ou mme composé de plusieurs capteurs. REVENDICATIONS 1-Procédé de repérage et d'identification automatiques de produits se trouvant sur un rayon, linéaire ou gondole de présentation dans un magasin de détail, notamment un libre-service, caractérisé en ce qu'on prend, sur toute la longueur du rayon (2), une succession d'images de zones partielles adjacentes du rayon et des produits se trouvant dans ces zones, on produit des signaux numériques correspondant respectivement à chaque image prise, on traite chaque signal numérique de manière à produire, pour chacun des produits apparaissant sur cette image, un signal codé numérique ou signal"signature" (Si, Si+l) caractérisant le produit et on compare chaque signal"signature" (Si, Si+1) d'un produit avec des signaux"signature"de références préétablies, correspondant respectivement à différents produits préalablement identifiés, afin de reconnaître et de situer chaque produit présent sur le rayon à partir du résultat de cette comparaison. 2-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on traite le signal numérique directement après chaque prise de vue. 3-Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on projette une grille laser ou similaire sur les niveaux de la gondole ou du linéaire au moment de la prise de vue, afin de permettre à l'utilisateur de visualiser la zone de la gondole ou du linéaire qui se situera sur l'image. 4-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on reconstitue, à partir des différentes images prises et stockées, l'image entière de tous les produits se trouvant sur les différents niveaux de la gondole (2) ou du linéaire et on traite ensuite globalement l'image ainsi reconstituée. 5-Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on forme le code "signature" (Si, Si+l) d'un produit, à partir d'un groupe de codes élémentaires (ss-g) caractérisant certains critères du produit, tels que notamment sa couleur, son orientation, sa forme, ses écritures et son prix. 6-Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que le code couleur est obtenu par application d'une grille/masque sur la partie étiquetée du produit pour limiter la taille de la surface à stocker en mémoire et procurer un carré d'un minimum de 20 X 20 pixels ou plus représentant une somme moyenne des différentes couleurs dominantes du produit en isohélie. 7-Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que la grille/masque est choisie pleine ou constituée de bandes verticales et horizontales. 8-Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le traitement des signaux numériques comprend les étapes consistant, après une étape de prétraitement éventuelle (11) destinée à effectuer des corrections optiques, à séparer (12) les niveaux de la gondole (2) ou du linéaire, à séparer et à identifier (13) les produits sur chaque niveau et à reconnaître et attribuer (14) le prix de chaque produit et à repérer leur position spatiale respective. 9-Appareil de repérage et d'identification automatiques de produits (1) se trouvant en façade sur un rayon de présentation (2) dans un magasin de détail, notamment un libre-service, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un capteur d'images numérique (3) connecté à une unité de traitement (4), cette unité comportant un convertisseur (6) pour convertir le signal numérique correspondant à l'image de chaque produit, en un signal codé numérique ou signal"signature" (Si, Si+1) caractérisant le produit, une banque de données (7) pour conserver en mémoire des signaux"signature"de référence, correspondant à différents produits préalablement identifiés, et un comparateur (8) pour comparer chaque signal"signature" (Si, Spi+1) d'un produit issu du convertisseur (6) et les signaux"signature"de référence de la banque de données (7), afin d'identifier chaque produit à partir du résultat de cette comparaison. 10-Appareil suivant la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend une unité d'entrée d'informations (5) connectée à l'unité de traitement (4) pour introduire dans la banque de données (7) un nouveau signal"signature"de référence dès lors que la comparaison effectuée par le comparateur (8) révèle un produit non identifié. 11-Appareil suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10 caractérisé en ce qu'il comporte un socle (15) roulant sur le sol par l'intermédiaire de roulettes (16), une colonne verticale (17) fixée au socle (15) et sur un côté de laquelle est monté à coulissement vertical le capteur d'images (3), et une étagère (18) fixé sur l'autre côté de la colonne (17) à l'opposé du capteur d'images (3), pour supporter l'unité de traitement (4).. 12-Appareil suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10 caractérisé en ce qu'il comporte un support vertical (19) sur un côté duquel est monté coulissant verticalement le capteur d'images (3) et un crochet (20) en forme de U inversé, fixé au support (19) à l'opposé du capteur d'images (3) et susceptible de pouvoir s'accrocher sur le bord supérieur d'un chariot (21) de transport de marchandises dans le fond duquel est disposée l'unité de traitement (4) relié par un câble (22) au capteur d'images (3).