Brevet FR2882437A1 — publié le 20060825

PROCEDE DE CONTROLE DE L'ETAT D'UN OUTIL ET APPAREIL METTANT EN OEUVRE CE PROCEDE La présente invention se rapporte à un procédé de contrôle de l'état d'un outil, et plus particulièrement pour contrôler l'état de perches isolantes. Plus spécifiquement, l'invention concerne un procédé de contrôle de l'état d'un outil comprenant une surface à contrôler, ledit procédé comprenant les étapes de: (a) acquisition d'une image de la surface à contrôler; (b) détection de défauts sur la surface à contrôler. Un tel procédé permet de détecter des défauts sur un outil, afin de déterminer si celui-ci est encore utilisable. Cependant, un tel procédé engendre un nombre important d'erreurs de diagnostic, que ce soit des fausses alarmes (l'outil est déclaré inutilisable alors que le défaut n'est pas critique) ou de non détection (l'outil est déclaré utilisable alors qu'un défaut est critique). En effet, suivant le type de défauts, deux défauts de la même aire peuvent ne pas avoir la même criticité. Ainsi, une fissure peut être étroite et d'aire inférieure au seuil de détection de défauts, mais avoir une longueur telle qu'elle rend inutilisable l'outil, notamment pour des raisons de sécurité. Inversement, de petits défauts peuvent ne pas être détectés alors que, si ceux-ci sont disposés de manière dense, ceux-ci peuvent avoir été provoqué par un choc, qui lui peut être critique. Un but de la présente invention est de pallier ces différents inconvénients. La présente invention a notamment pour but de proposer un dispositif de contrôle de l'état d'un outil, permettant un diagnostic fiable. A cet effet, selon l'invention, un procédé de contrôle de l'état d'un outil comprenant une surface à contrôler, ledit procédé comprenant les étapes de: (a) acquisition d'une image de la surface à contrôler; 15 20 25 30 (b) détection de défauts sur la surface à contrôler; ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape (c) de détermination du type de chaque défaut détecté, la détermination du type de défaut se basant sur au moins l'un des facteurs suivants: la forme du défaut, une intensité lumineuse renvoyée par ce défaut, la proximité d'autres défauts. Dans divers modes de réalisation du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: le procédé comprend en outre une étape (d) de caractérisation de la criticité de chaque défaut, cette étape (d) de caractérisation variant en fonction du type de défaut détecté ; l'outil est une perche en matière isolante, et on conclut à une diminution du caractère isolant de la perche en fonction de la criticité de défauts établie au cours de l'étape (d). au cours de l'étape (d) de caractérisation de la criticité d'un défaut détecté, on rassemble l'ensemble des défauts se trouvant à une distance inférieure à une longueur prédéterminée autour dudit défaut détecté, cet ensemble de défauts formant un agrégat, et on considère cet agrégat pour déterminer la criticité dudit défaut détecté ; pour un type de défaut détecté, l'outil est déterminée inutilisable si, au cours de l'étape (d) de caractérisation de la criticité du défaut, une aire ou une dimension du défaut dépasse une valeur prédéterminée fonction dudit type de défaut; le procédé comprend en outre une étape (e) de détermination d'une image d'étude au cours de laquelle on forme l'image d'étude en ignorant au moins une partie inexploitable de l'image obtenue par l'étape (a) d'acquisition, ladite étape (e) étant réalisée préalablement à l'étape (b) ; le procédé comprend en outre une étape (f) de normalisation d'une image, préalable à l'étape (b) de détection de défauts; l'étape (f) de normalisation comprend l'application d'un filtre morphologique sur une image. L'invention concerne en outre un appareil de contrôle de l'état d'un outil comprenant une surface à contrôler, ledit appareil comprenant: - un dispositif d'acquisition d'image, pour acquérir une image de la surface à contrôler; - un dispositif de support de l'outil, agencé pour placer la surface à contrôler de l'outil en regard dudit dispositif d'acquisition d'image; - un dispositif d'éclairage générant un faisceau lumineux, quasiment parallèle à la surface à contrôler; - des moyens de traitement numérique adaptés pour mettre en oeuvre le procédé de contrôle conforme à l'invention. Dans divers modes de réalisation de l'appareil selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - les moyens de support comportent des moyens d'entraînement pour déplacer la surface à contrôler; - les moyens d'entraînement sont des moyens pour déplacer en translation la surface à contrôler; l'outil comporte un axe de symétrie de révolution, et les moyens d'entraînement sont des moyens pour déplacer la surface à contrôler en rotation sensiblement autour dudit axe de symétrie de révolution; - les moyens d'éclairage comportent au moins une rangée de diodes électroluminescentes; et - les moyens d'acquisition d'image comportent une caméra CCD. Par ailleurs, l'invention concerne un produit programme d'ordinateur comprenant un code dont l'exécution permet de former sur un ordinateur des moyens pour mettre en oeuvre le procédé conforme à l'invention. Grâce à ces dispositions, le contrôle de l'état de perches isolantes est amélioré, puisque la détermination de la criticité d'un défaut est adaptée à chaque type de défaut. Ainsi, on évite un nombre important de non détection et de fausses alarmes, permettant à un opérateur de travailler avec un matériel en bon état. De plus, cet appareil permet l'obtention de résultats rapides et fiables, et peut être entièrement automatisé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 1 o au cours de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins: - la figure 1 représente une vue schématique de l'appareil de contrôle de l'état de perches isolantes; -la figure 2 est un graphique illustrant un procédé conforme à l'invention; - la figure 3 est un graphique illustrant un procédé de détermination du type de défaut; la figure 4 est un graphique illustrant un procédé de caractérisation de la criticité d'un défaut de type fissure; et - la figure 5 est un graphique illustrant un procédé de caractérisation de la criticité d'un défaut de type salissure. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Comme illustré à la figure 1, un appareil de contrôle visuel de l'état d'outils, par exemple d'une perche isolante 1 comporte des moyens d'éclairage 2a et 2b qui éclairent la perche isolante 1 et des moyens d'acquisition d'image 3. Les moyens d'éclairage 2a et 2b peuvent être des lampes à incandescence ou bien des rangées de diodes électroluminescentes. La lumière émise par les moyens d'éclairage peut être monochromatique, puisque le traitement peut se faire à partir d'image en niveaux de gris. Cependant, on peut également effectuer ce contrôle visuel d'état à partir d'une image en couleur. Dans ce cas, les moyens d'éclairage peuvent émettre une lumière blanche. On peut placer par exemple des premiers moyens d'éclairage 2a sous la perche isolante 1, et des seconds 2882437 5 moyens d'éclairage 2b, au-dessus de la perche isolante 1. Les moyens d'acquisition d'image 3 peuvent être un dispositif photographique numérique par exemple mais aussi une caméra CCD numérique. Cette caméra peut être disposée de sorte que la surface à contrôler visualisée par la caméra est éclairée de manière rasante par la lumière émise par les moyens d'éclairage 2a et 2b. Par exemple, la caméra 3 est orientée perpendiculairement aux faisceaux lumineux émis par les moyens d'éclairage. Selon un mode de réalisation, un opérateur peut insérer manuellement la perche dans l'appareil. Cependant, selon une variante, l'appareil de contrôle peut comprendre des moyens de support 4, auxquels peuvent être intégrés des moyens d'entraînement pour déplacer la perche isolante 1. Les déplacements peuvent être effectués en translation et/ou en rotation autour de l'axe de révolution de la perche isolante. II est possible d'ajuster la vitesse de déplacement, que ce soit en rotation ou en translation en fonction de la fréquence d'échantillonnage et du temps d'ouverture de la caméra. On peut de plus faire fonctionner les moyens d'éclairage 2a et 2b en mode flash de manière synchrone à l'acquisition d'image. Pour effectuer cela, un codeur incrémental peut être disposé sur les moyens de support 4 afin de réguler la vitesse de déplacement et synchroniser l'acquisition d'image et l'éclairage. Par ailleurs, l'appareil de contrôle visuel de l'état d'une perche isolante comprend en outre des moyens de traitement pour effectuer le procédé conforme à l'invention, illustré à la figure 2. Ce procédé débute par l'acquisition d'une image (SMPL IMAGE) à l'étape S100. Ainsi, la caméra 3 enregistre une image d'une surface à contrôler de la perche isolante 1. En raison de la position de l'éclairage et de la forme de la perche, certaines zones sont surexposées et inexploitables. Il n'est donc pas possible de faire l'étude sur l'ensemble de l'image. Au cours de l'étape S101 (DET. ZONE), on détermine donc une zone d'étude de l'image. Pour cela, on peut établir le profil moyen de l'intensité lumineuse reçue selon un axe de l'image transverse à l'axe de symétrie de révolution de la perche isolante 1. Pour obtenir chaque point de ce profil, on calcule l'intensité moyenne de chaque ligne parallèlement à l'axe de symétrie de révolution de la perche isolante. Dans les portions où ce profil excède une valeur de saturation prédéterminée, on détermine ces portions comme hors de la zone d'étude. Ainsi, on ne garde que les portions où l'image n'est pas saturée, l'image restante formant une image d'étude. Afin que l'étude ne soit pas perturbée par la forme de la perche isolante 1, il est possible de normaliser l'image d'étude (NORM. IMAGE) à l'étape S102. Cette normalisation peut être effectuée sur la zone d'étude notamment au moyen de la transformation suivante: IMAGE _ IMAGEINIT - IMAGEMOY NORM IMAGEECART-TYPE où IMAGENORM est l'image normalisée obtenue après cette transformation, 10 IMAGEIN,T est l'image originale, par exemple limitée à la zone d'étude, IMAGEMOY est une image obtenue à partir du profil moyen de l'image, et IMAGEEc4RT-TYPE l'image. est une image obtenue à partir du profil de l'écart type de Cette normalisation repose sur l'hypothèse que la luminosité est constante le long de l'axe de symétrie de révolution de la perche isolante 1. Cependant, ce n'est parfois pas le cas, et il faut, avant de normaliser, compenser une telle variation. De plus, il est possible de filtrer les profils permettant d'obtenir IMAGEMOY et IMAGEECART_TYPE au cours de l'étape S103 (FILTR. IMAGE). On peut utiliser pour cela un filtre morphologique de type 20 ouverture qui lissent ces profils en éliminant les bosses. Une fois l'image normalisée et filtrée, on détecte les défauts présents sur l'image au cours de l'étape S104 (DETECT. DEF). Pour réaliser cette détection, on peut par exemple effectuer une seuillage, c'est-à-dire comparer l'intensité lumineuse de chaque point de l'image éventuellement obtenue par la normalisation, avec l'intensité moyenne de cette même image. Si la différence dépasse un certain seuil, par exemple trois fois l'écart type, on met ce point à 1. Sinon, on met le point à 0 par exemple. Dans le cas d'une image normalisée, la moyenne de l'image est par exemple égale à 0 et l'écart type, à 1. On met donc à 0 les points ayant une intensité lumineuse comprise entre -3 et 3. Inversement, on met à 1 les points dont la valeur absolue de l'intensité lumineuse excède 3. Ainsi, on obtient une image binaire, dans laquelle l'ensemble des points représentant un défaut est à 1. Ainsi, on réalise très simplement une détection de défauts. Cependant, il reste à caractériser ces défauts afin de connaître leur criticité. Au cours de l'étape S105 (DEF. TYPE), on définit le type de chacun des défauts détectés. Pour cela, on peut utiliser un procédé illustré par la figure 3. Après avoir déterminé l'axe principal du défaut, par exemple comme étant la droite passant par les deux points du défaut les plus éloignés l'un de l'autre, ou encore en estimant un axe de gravité du défaut, on détermine la largeur moyenne e du défaut le long de cet axe. Par exemple, on peut considérer la largeur comme étant la distance maximale entre deux points du défaut, selon un axe perpendiculaire à l'axe principal du défaut, la largeur moyenne e étant la moyenne des largeurs le long de l'axe principal du défaut. Au cours de l'étape S200, cette largeur.e est comparée à une valeur prédéterminée , : si la largeur.e est inférieure, le défaut est une fissure (S204) ou une rayure. Dans le cas contraire, on compare, lors de l'étape S201 l'intensité lumineuse I du défaut avec l'intensité moyenne lm de l'image: si cette intensité I est inférieure, on considère que le défaut est une salissure (S207). Dans le cas contraire, on rassemble l'ensemble des défauts situés à une distance inférieure à une distance prédéterminée, par exemple 2 pixels (S202). On compare alors la densité D de l'agrégat de défauts obtenu avec une densité prédéterminée D1(S203) : si cette densité est inférieure, on considère le défaut comme étant de l'usure du vernis de la surface de la perche (S206). Dans le cas contraire, le défaut est considéré comme un choc (S205). On a donc pu ainsi déterminer le type de chaque défaut. Par conséquent, il est maintenant possible de traiter chaque défaut en fonction de son type, ce qui permet une caractérisation plus fiable de la criticité, lors de l'étape S106. Ainsi, si le défaut est du type fissure (S301), on compare, comme montré à la figure 4, la longueur de la fissure L selon l'axe principal du défaut à une longueur prédéterminée Lmaxi au cours de l'étape (S302) : si cette longueur L est supérieure, la perche est considérée comme défectueuse (S305). Dans le cas contraire, on rassemble l'ensemble des défauts proches, comme précédemment, au cours de l'étape S303. En considérant à présent le défaut comme l'agrégat ou la réunion des défauts (S304), si la longueur L' est supérieure à une longueur prédéterminée, par exemple à nouveau Lmax1, alors la perche est considérée comme défectueuse(S305). Sinon, celle-ci est considérée comme correcte (S306). Ainsi, si la perche comporte une pluralité de défauts proches les uns des autres, même si ces défauts sont petits, la perche peut être considérée comme défectueuse. On évite ainsi d'utiliser une perche qui comporterait de nombreux défauts, non critiques s'ils étaient pris seuls. De même, dans le cas de salissure (S401), la figure 4 illustre un procédé de caractérisation de ce type de défaut. On compare par exemple la longueur L du défaut, la hauteur H (étant la largeur maximale), et la surface S du défauts à des valeurs prédéterminées L2, H2, S2 (S402). Si l'une de ces valeurs est supérieure à sa valeur prédéterminée respective, alors la perche est considérée comme défectueuse (S405). Dans le cas contraire, on rassemble l'ensemble des défauts proches, comme précédemment, au cours de l'étape S403. On peut par exemple ne rassembler que les défauts du même type. Si le défaut équivalent à la réunion de ces défauts possède une longueur L, une hauteur H ou une surface S supérieures à des valeurs prédéterminées (S404), alors la perche est considérée comme défectueuse. Dans le cas contraire, celle-ci est considérée comme correcte. Dans le cas d'un choc, si sa surface n'excède pas une valeur prédéterminée, on considère la perche comme correcte. Dans le cas de l'usure du vernis, on peut considérer la criticité du défaut de manière équivalente au choc, ou on peut également systématiquement considérer la perche comme défectueuse. Par conséquent, on détermine le caractère isolant d'une perche isolante en fonction d'un état de surface. On peut ainsi à diagnostiquer des perches de manière rapide et précise. REVENDICATIONS 1. Procédé de contrôle de l'état d'un outil comprenant une surface à contrôler, ledit procédé comprenant les étapes de: (a) acquisition d'une image de la surface à contrôler (SI 00) ; (b) détection de défauts sur la surface à contrôler (S104) ; ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape (c) de détermination du type de chaque défaut détecté (S105), la détermination du type de défaut se basant sur au moins l'un des facteurs suivants: la forme du défaut, une intensité lumineuse renvoyée par ce défaut, la proximité d'autres défauts. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre une étape (d) de caractérisation de la criticité de chaque défaut (S106), cette étape (d) de caractérisation variant en fonction du type de défaut détecté. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'outil est une perche (1) en matière isolante, et dans lequel on conclut à une diminution du caractère isolant en fonction de la criticité de défauts établie au cours de l'étape (d). 4. Procédé selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel au cours de l'étape (d) de caractérisation de la criticité d'un défaut détecté (S106), on rassemble l'ensemble des défauts se trouvant à une distance inférieure à une longueur prédéterminée autour dudit défaut détecté, cet ensemble de défauts formant un agrégat, et dans lequel on considère cet agrégat pour déterminer la criticité dudit défaut détecté. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel, pour un type de défaut détecté, l'outil est déterminée inutilisable si, au cours de l'étape (d) de caractérisation de la criticité du défaut (S106), une aire ou une dimension du défaut dépasse une valeur prédéterminée fonction dudit type de défaut. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une étape (e) de détermination d'une image d'étude (SI01) au cours de laquelle on forme l'image d'étude en ignorant au moins une partie inexploitable de l'image obtenue par l'étape (a) d'acquisition, ladite étape (e) étant réalisée préalablement à l'étape (b). 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une étape (f) de normalisation d'une image (S1O2), préalable à l'étape (b) de détection de défauts. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel l'étape (f) de normalisation (S1O2) comprend l'application d'un filtre morphologique sur une image. 9. Appareil de contrôle de l'état d'un outil (1) comprenant une surface à contrôler, ledit appareil comprenant: - des moyens d'acquisition d'image (3), pour acquérir une image de la surface à contrôler; - des moyens de support (4) de l'outil, pour placer la surface à contrôler de l'outil en regard dudit dispositif d'acquisition d'image; -des moyens d'éclairage (2a, 2b) générant un faisceau lumineux, quasiment parallèle à la surface à contrôler; - des moyens de traitement numérique adaptés pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes. 13. Appareil selon la revendication 9, dans lequel les moyens 20 de support (4) comportent des moyens d'entraînement pour déplacer la surface à contrôler. 14. Appareil selon la revendication 10, dans lequel les moyens d'entraînement sont des moyens pour déplacer en translation la surface à contrôler. 12. Appareil selon la revendication 10 ou 11, dans lequel l'outil comporte un axe de symétrie de révolution, et dans lequel les moyens d'entraînement sont des moyens pour déplacer la surface à contrôler en rotation sensiblement autour dudit axe de symétrie de révolution. 13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, dans lequel les moyens d'éclairage (2a, 2b) comportent au moins une rangée de diodes électroluminescentes. 14. Appareil selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, dans lequel les moyens d'acquisition d'image comportent une caméra CCD (3) . 15. Produit programme d'ordinateur comprenant un code dont 5 l'exécution permet de former sur un ordinateur des moyens pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.