Brevet FR2930636A1 — publié le 20091030

Domaine de la technique La présente invention se rapporte exclusivement au domaine du traitement de courrier et elle concerne plus particulièrement un procédé de mesure des dimensions des articles de courrier lors de leur déplacement dans une machine de traitement de courrier. Art antérieur La tarification des articles de courrier repose sur des critères de poids et/ou de dimensions des articles de courriers (épaisseur, longueur et/ou largeur de l'enveloppe). Les dimensions des articles de courrier sont donc des paramètres importants dans les machines à affranchir et autres machines de traitement de courrier. En effet, beaucoup de services postaux dépendent du format des articles de courrier et il s'agit alors de vérifier que ce format est supérieur à des seuils ou encore de vérifier que le rapport entre la longueur et la largeur de l'article de courrier est compris entre deux limites (exemples : 1,3 Avantageusement, ladite étape d'acquisition d'une image de l'article de courrier est réalisée par un capteur d'images à contact formé d'un module intégré comportant une ligne de cellules de détection adjacentes à semi-conducteur, une optique de collimation et un système d'éclairage autorisant une numérisation au format A4. Pour permettre une numérisation d'un article de courrier de format supérieur, ledit capteur d'images à contact peut être écarté d'une paroi de mise en référence d'une distance prédéterminée correspondant au plus à la plus petite largeur d'article de courrier à traiter ou disposé en série avec au moins un autre capteur d'images à contact. La présente invention concerne également une machine de traitement de courrier comprenant : . des moyens pour convoyer vers des moyens d'affranchissement des articles de courrier ayant chacun une longueur et une largeur 15 déterminée, . des moyens pour acquérir une image de chacun de ces articles de courrier lors de leur déplacement au travers de la machine, et . des moyens de traitement pour, à partir de ces images successives, déterminer la largeur de chacun de ces articles de courrier. 20 Lesdits moyens pour acquérir une image comportent avantageusement des moyens pour acquérir une ligne verticale de pixels de cette image et lesdits moyens de traitement déterminent ladite largeur de l'article de courrier en comparant la valeur de chacun desdits pixels à un seuil prédéterminé. 25 Lesdits moyens de traitement peuvent déterminer également la longueur de chacun desdits articles de courrier à partir de ces images successives. Lesdits moyens pour acquérir une image comportent avantageusement des moyens pour acquérir un nombre prédéterminé de 30 lignes verticales de pixels de cette image et lesdits moyens de traitement déterminent ladite longueur de l'article de courrier en comparant la valeur de chacun desdits pixels formant lesdites lignes verticales avec une valeur de seuil prédéterminé. De préférence, lesdits moyens d'acquisition d'images comportent un 35 capteur d'images linéaire disposé perpendiculairement à la direction de déplacement desdits articles de courrier. Selon le mode de réalisation envisagé, ledit capteur d'images linéaire peut être mobile verticalement et se déplacer en synchronisme avec au moins un rouleau mobile de transport d'un module d'alimentation de ladite machine de traitement de courrier ou bien encore être fixe et monté sous le chemin de transport d'un module de pesée de ladite machine de traitement de courrier. Brève description des dessins L'invention sera mieux comprise au vu de la description détaillée qui 10 va suivre accompagnée par des exemples illustratifs et non limitatifs en regard des figures suivantes sur lesquelles : . la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de mesure au vol des dimensions d'un article de courrier selon l'invention, 15 . la figure 2 est une vue schématique d'un second mode de réalisation d'un dispositif de mesure au vol des dimensions d'un article de courrier selon l'invention, . la figure 3 montre les courbes de niveaux d'intensité lumineuse obtenues par le moyen de lecture optique du dispositif des figures 1 et 2 lors du 20 déplacement d'un article de courrier, et . la figure 4 illustre de façon schématique la structure interne d'une machine de traitement de courrier de l'art antérieur. Description détaillée de modes de réalisation 25 Comme l'illustre la figure 4, une machine 10 de traitement de courrier de l'art antérieur comporte classiquement d'amont en aval (selon le sens de déplacement des articles de courrier au travers de la machine) un module d'alimentation/extraction 12 muni d'un plateau de réception 120 destiné à recevoir une pile d'articles de courrier, de préférence de 30 différents formats (mode dit � mixed mail �), et comportant une première série de rouleaux de transport 122A, 122B pour entraîner ces articles de courrier vers l'aval et contre une paroi de mise en référence (appelée aussi guide-pli et illustrée à la figure 3) d'abord dans une zone de séparation comportant des rouleaux superposés d'extraction 124A, 124B 35 précédés par une filière 126 et dans laquelle ces articles de courrier sont extraits automatiquement un par un de la pile puis dans une zone de transport comportant une seconde série de rouleaux de transport formés par exemple de deux ensembles adjacents de rouleaux superposés de transport avant 128A, 128B et arrière 130A, 130B pour convoyer les articles de courrier ainsi extraits un à un en aval du module d'alimentation/extraction 12, par exemple vers un module de pesée 14 ou lorsque celui-ci est absent directement vers un module d'affranchissement 16 de ces articles de courrier. Comme il est connu, les rouleaux supérieurs 128B, 130B de ces rouleaux de transport sont montés fous et mobiles verticalement pour s'adapter aux différentes épaisseurs des articles de courrier et l'ensemble des rouleaux inférieurs est motorisé. Le module de pesée dynamique 14 intercalé entre le module d'alimentation/extraction 12 et le module d'affranchissement 16 comporte un plateau de pesée 140 intégrant une cellule de pesée et supportant une ou plusieurs courroies ou bandes d'entraînement 142 destinées au transport des articles de courrier d'une position en amont de ce plateau vers une position en aval. Les articles de courrier sont maintenus sur le plateau de pesée 140 par des éléments élastiques d'appui 144A, 144B, 144C disposés les uns derrière les autres dans la direction de déplacement des articles de courrier et destinés, lors du transport des articles de courrier de cette position en amont vers cette position en aval, à presser ces articles de courrier contre les bandes d'entraînement du plateau de pesée et contre une paroi verticale longitudinale non représentée formant une paroi de mise en référence disposée en continuité avec celle du module d'alimentation/extraction. Le module d'affranchissement 16 comporte de façon connue un module d'impression à jet d'encre 160 pour procéder à l'impression d'une empreinte postale sur chaque article de courrier préalablement sélectionné (et éventuellement pesé) et, pour convoyer chaque article de courrier à affranchir et ensuite affranchi, à la fois des moyens de convoyage amont comportant avantageusement des rouleaux et contre-rouleaux de convoyage amont 162A, 162B et des moyens de convoyage aval comportant de préférence des rouleaux et contre-rouleaux de convoyage aval 164A, 164B. Bien entendu, cette machine de traitement de courrier comporte en outre d'une part une unité générale de traitement 18 (généralement à mémoire et microprocesseur) pour la gestion de l'impression et du convoyage des articles de courrier au travers de la machine, le long de son chemin de transport, et d'autre part un détecteur 166 de la position de ces articles de courrier (avantageusement du front de l'article de courrier) relié à cette unité générale de traitement et à partir duquel l'impression de l'empreinte postale est synchronisée (en fonction d'un décalage standard prédéfini définissant un emplacement prédéterminé pour l'impression). Selon un premier mode de réalisation de l'invention illustré schématiquement à la figure 1, le module d'alimentation/extraction 12 comporte en outre, pour effectuer une mesure de la longueur et de la largeur des articles de courrier, un ensemble de lecture optique 20 permettant en liaison avec une unité locale de traitement 22 une acquisition automatique de l'image de chacun des articles de courrier défilant devant cet ensemble de lecture optique. Cet ensemble est mobile en synchronisme avec l'un au moins 128B des rouleaux de transport mobiles pour diminuer les chocs liés au passage des articles de courrier et ainsi assurer un traitement des articles de courrier, quelle que soit leur épaisseur, notamment en présence d'enveloppes épaisses. La structure matérielle de l'ensemble mobile de lecture optique 20 a fait l'objet de la demande FR 07 57285 déposée précédemment au nom de la demanderesse et ne sera donc pas décrite plus en détail. Il sera seulement rappelé que cet ensemble mobile comporte, monté entre un déflecteur amont et un déflecteur aval, un capteur d'images à contact 20A (CIS : contact image sensor) de type linéaire dont la longueur est prévue pour permettre une acquisition d'images au format A4, soit une largeur maximale d'article de courrier d'environ 216 mm. Ce capteur optique linéaire est typiquement un module intégré comportant une ligne de cellules de détection adjacentes à semi-conducteur CCD ou CMOS (dont l'espacement est fonction de la résolution souhaitée, par exemple de 0,127 mm (7,9 pixels/mm) pour une résolution de 200 dpi), une optique de collimation et un système d'éclairage qui lorsqu'il est activé éclaire la surface sur laquelle le capteur est positionné et délivre en retour au niveau de chacune des cellules de détection un signal d'intensité proportionnel à la lumière réfléchie par la surface de l'article de courrier. Selon un second mode de réalisation de l'invention illustré schématiquement à la figure 2, le module de pesée 14 comporte un ensemble fixe de lecture optique permettant en liaison avec l'unité locale de traitement 22 une acquisition automatique de l'image de chacun des articles de courrier lors de leur passage au niveau de cet ensemble de lecture optique. Cet ensemble est disposé avantageusement en entrée du module sous le chemin de transport des articles de courrier et il est formé simplement d'un capteur d'images à contact 20A (CIS : contact image sensor) identique à celui décrit plus avant et dont la longueur est également prévue pour permettre une acquisition d'images au format A4, soit une largeur maximale d'article de courrier d'environ 216 mm. Dans l'un ou l'autre de ces deux modes de réalisation, l'acquisition (la numérisation) de l'image d'un article de courrier est effectuée ligne après ligne à partir d'un signal de départ donné automatiquement par la détection d'un changement dans le signal d'intensité délivré par les cellules de détection du capteur d'images (un détecteur du front de l'article de courrier aurait pu aussi donner une information similaire), la fréquence d'acquisition/lecture du signal étant prédéterminée en fonction de la résolution souhaitée et de la vitesse de déplacement des articles de courrier (un codeur solidaire d'un des rouleaux mobiles aurait pu aussi donner une information de synchronisation similaire), de façon à délivrer successivement, sous le contrôle de l'unité locale de traitement 22, un signal de commande et des signaux de lecture des niveaux d'intensité des cellules de détection. Les signaux recueillis par l'unité de traitement peuvent être analogiques ou numériques selon la nature du capteur d'images et seront donc si nécessaire numérisés par un convertisseur analogique/numérique 22A dont la sortie est reliée à un circuit microprocesseur 22B associé si nécessaire (lorsque le microprocesseur n'intègre pas de mémoire interne) à une mémoire RAM 22C au niveau de laquelle l'image de l'article de courrier pourra être reconstituée. Dans un mode de réalisation préférentiel, le circuit microprocesseur peut être remplacé par un circuit logique câblé possédant sa propre horloge interne comme un FPGA (Field programmable gate array) ou un CPLD (complex programmable Iogic device). Dans un autre mode de réalisation, l'unité de traitement locale peut former une partie de l'unité générale de traitement 18 du module d'affranchissement 16, la connexion avec les modules d'alimentation/extraction ou de pesée s'effectuant alors au travers des liaisons électriques existant entre ces modules. Le procédé de mesure mis en oeuvre dans la machine de traitement de courrier selon l'invention peut être décrit comme suit. L'acquisition de l'image de l'article de courrier par le capteur d'images peut être effectuée de différentes manières selon le type de capteur d'image utilisé et plus particulièrement selon la fréquence d'acquisition/lecture (ou d'échantillonnage) du convertisseur analogique/numérique employé. Ainsi, avec un capteur ayant une fréquence d'échantillonnage de 15 khz ou supérieure, comme les circuits X200 ou XGD106AX de la société japonaise Mitsubishi ayant un convertisseur analogique/numérique intégré, il est possible d'acquérir une image complète de l'article de courrier avec une résolution de 200 dpi pour des déplacements de ces articles de courrier pouvant aller jusqu'à 2 m/s. Et à partir de cette image complète de l'article de courrier, il est ensuite aisé de déterminer la largeur et la longueur de cet article de courrier en ayant recours aux divers algorithmes connus dans le traitement d'images comme celui dit de segmentation par extraction de contours mis en oeuvre dans le circuit microprocesseur. Par contre, lorsque l'emploi du circuit à lecture rapide précédent n'est pas envisageable, notamment dans les machines de traitement de bas de gamme où les questions de coût sont primordiales, il est malgré tout possible de déterminer les dimensions de l'article de courrier en acquérant non pas une image complète de l'article de courrier mais seulement certaines lignes verticales de cette image. Par exemple avec le circuit C2R216 de la société chinoise SHEC, il est possible d'acquérir jusqu'à 1 ligne/mm à une vitesse de déplacement de 2 m/s (soit 229 lignes pour une enveloppe au format européen C5). Ainsi, chaque ligne verticale (tant que la signalisation de fin de ligne n'est pas envoyée par le capteur) est numérisée par un convertisseur analogique/numérique externe et pour chaque cellule de détection l'unité de traitement compare le signal d'intensité (pour un convertisseur 8 bits, ce signal est un niveau de gris compris entre 0 et 255) obtenu par rapport à un seuil prédéterminé préenregistré dans un registre (avantageusement au niveau du FPGA ou du CPLD) de l'unité locale de traitement. Si la valeur obtenue est supérieure au seuil, le pixel correspondant est considéré appartenir à l'article de courrier et un compteur (avantageusement dans la mémoire RAM) de l'unité locale de traitement est alors incrémenté d'une unité. Dans le cas contraire, il est supposé concerner le chemin de transport en dehors de l'article de courrier et le compteur n'est pas incrémenté ou est alors arrêté sur une valeur proportionnelle à la largeur de l'article de courrier si le comptage avait été engagé. En effet, la largeur de l'article de courrier s'en déduit simplement en divisant cette valeur du compteur par la résolution du capteur d'images, soit par exemple si 500 pixels ont été reconnus avec un capteur ayant une résolution de 200 dpi (7,9 pixel/mm), une largeur d'article de courrier de 500 / 7,9 = 63 mm. On notera qu'afin de constituer une mesure plus robuste, il peut être envisagé de moyenner la largeur obtenue sur plusieurs lignes de l'article de courrier. Pour cela, on répétera les étapes décrites ci-dessus à un intervalle de ligne prédéfini (il n'est pas nécessaire d'acquérir toutes les lignes si l'on ne souhaite pas, comme illustré plus avant, déterminer la longueur de l'article de courrier, une acquisition toutes les 50 lignes pouvant alors suffire). Cette acquisition peut se répéter jusqu'à la détection de la fin de l'article de courrier ou jusqu'à ce que l'on atteigne un nombre de lignes prédéterminé. Pour cela, pour chaque ligne acquise, les valeurs successives de la largeur de l'article de courrier seront stockées dans un tableau de l'unité locale de traitement, par exemple dans des registres internes ou dans la mémoire associée, et ces valeurs de largeurs stockées dans le tableau seront ensuite moyennées pour donner une largeur moyenne. Appliqué à la ligne en son entier, cette détection de seuil permet ensuite de déterminer si cette ligne numérisée appartient ou non à l'article de courrier et donc de déterminer la longueur de l'article de courrier. Pour ce faire, plusieurs lignes verticales doivent être acquises à un intervalle prédéfini qui doit être de suffisamment fin pour mesurer la longueur de l'article de courrier de manière assez précise. Lorsqu'une ligne dont au moins une partie de ses pixels a été acquise sur l'article de courrier est détectée (c'est-à-dire qu'au moins X pixels consécutifs supérieur au seuil ont été acquis), il est procédé à l'incrémentation d'un second compteur et lorsqu'une ligne ne contient que des pixels acquis en dehors de l'enveloppe (c'est-à-dire qu'il n'y a plus d'article de courrier sous le capteur d'images) le compteur est arrêté et la valeur du compteur correspondant au nombre de lignes comptées sur l'article de courrier est utilisée pour déterminer la longueur de l'enveloppe selon la formule suivante : nombre de lignes comptées multiplié par l'intervalle entre les lignes. Ainsi, par exemple 229 lignes comptées avec 1 ligne par mm donnera une longueur d'article de courrier de 229 x 1 = 229 mm. Bien entendu, différents algorithmes de traitement d'image connus peuvent être mis en oeuvre en complément de cette détection de seuil pour en affiner le résultat et la rendre plus efficace, notamment dans les cas où la présence de caractères imprimés sur l'article de courrier pourrait avoir pour effet de délivrer pour les pixels correspondants un niveau de gris semblable à celui du chemin de transport. De même, pour s'assurer qu'un pixel a bien été acquis sur l'article de courrier et qu'il ne s'agit pas d'un pixel parasite, lorsqu'un premier pixel de valeur supérieure au seuil prédéfini est trouvé, il faut qu'au minimum les X pixels adjacents suivants aient également des valeurs supérieures à ce seuil pour considérer le pixel comme appartenant à l'article de courrier. Il en va de même pour les pixels acquis en dehors de l'article de courrier. Lorsqu'un premier pixel de valeur inférieur au seuil est trouvé, il faut qu'au minimum les Y pixels suivants consécutifs aient également des valeurs inférieures au seuil pour en valider l'acquisition. La figure 3 illustre par exemple différents niveaux de gris obtenus lors du passage d'un article de courrier 24 devant le capteur d'image 20A. Sur la courbe 26, on note que le niveau de gris d'environ 170 sur toute la largeur de l'article de courrier tombe environ à 5 à l'extérieur de celui-ci. On retrouve ce changement de niveau de gris au front et à l'arrière de l'article de courrier sur la courbe 28 qui illustre les niveaux de gris obtenus pour une même cellule de détection en fonction du déplacement de l'article de courrier et donc du nombre de lignes comptées. Pour l'une comme pour l'autre de ces deux courbes, il peut être constaté que la fixation d'un seuil de niveau de gris de l'ordre de la moitié du seuil maximal relevé, soit par exemple à 80 permettra de réaliser sans ambiguïté cette détection du changement de niveau de gris. On notera que l'invention n'est pas limitée à la mesure d'une largeur d'article de courrier au format A4. En effet, le format minimal admissible pour un article de courrier étant aujourd'hui le format � carte de visite � soit une largeur de 90 mm, il est possible en écartant l'ensemble de lecture optique de la paroi de mise en référence 30 d'une distance prédéterminée, par exemple 70 mm, suffisante pour reconnaître ce type de courrier d'augmenter d'autant la largeur d'article de courrier à mesurer. Ainsi, en plaçant l'ensemble de lecture optique non pas contre la paroi de mise en référence mais à 70 mm de celle-ci, il devient possible de mesurer des articles de courrier ayant des largeurs allant jusqu'à 286 mm au lieu de 216 mm. A l'extrême, il peut être envisagé de placer deux capteurs l'un après l'autre (les signaux obtenus étant multiplexés) et ainsi de permettre des mesures jusqu'au format A3. Ainsi, l'invention permet d'obtenir une grande résolution de mesure sur des formats d'articles de courrier ayant une largeur pouvant aller jusqu'au format A3 avec des moyens à très faibles coûts nécessitant très peu d'espace. REVENDICATIONS1. Machine de traitement de courrier comprenant : . des moyens (12, 14) pour convoyer vers des moyens 5 d'affranchissement (16) des articles de courrier ayant chacun une longueur et une largeur déterminée, . des moyens (20) pour acquérir une image de chacun de ces articles de courrier lors de leur déplacement au travers de la machine, et . des moyens de traitement (18 ;22) pour, à partir de ces 10 images successives, déterminer la largeur de chacun de ces articles de courrier. 2. Machine de traitement de courrier selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens pour acquérir une image comportent des moyens pour acquérir une ligne verticale de pixels de 15 cette image et en ce que lesdits moyens de traitement déterminent ladite largeur de l'article de courrier en comparant la valeur de chacun desdits pixels à un seuil prédéterminé. 3. Machine de traitement de courrier selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de traitement déterminent 20 également la longueur de chacun desdits articles de courrier à partir de ces images successives. 4. Machine de traitement de courrier selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens pour acquérir une image comportent des moyens pour acquérir un nombre prédéterminé de lignes 25 verticales de pixels de cette image et en ce que lesdits moyens de traitement déterminent ladite longueur de l'article de courrier en comparant la valeur de chacun desdits pixels formant lesdites lignes verticales avec une valeur de seuil prédéterminé. 5. Machine de traitement de courrier selon la revendication 1, 30 caractérisée en ce que lesdits moyens d'acquisition d'images comportent un capteur d'images linéaire (20A) disposé perpendiculairement à la direction de déplacement desdits articles de courrier. 6. Machine de traitement de courrier selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit capteur d'images linéaire est mobile 35 verticalement et se déplace en synchronisme avec au moins un rouleaumobile de transport d'un module d'alimentation (12) de ladite machine de traitement de courrier. 7. Machine de traitement de courrier selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit capteur d'images linéaire est fixe et monté sous le chemin de transport d'un module de pesée (14) de ladite machine de traitement de courrier. 8. Machine de traitement de courrier selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit capteur d'images linéaire est un capteur d'images à contact formé d'un module intégré comportant une ligne de cellules de détection adjacentes à semi-conducteur, une optique de collimation et un système d'éclairage autorisant une numérisation au format A4. 9. Procédé de mesure au vol des dimensions d'un article de courrier dans une machine de traitement de courrier comprenant les 15 étapes suivantes : . acquisition d'une image de chacun de ces articles de courrier lors de leur déplacement au travers de la machine, et . à partir de ces images successives, détermination de la largeur de chacun de ces articles de courrier. 20 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite étape d'acquisition d'une image de l'article de courrier comporte l'acquisition d'une ligne verticale de pixels de cette image et en ce que ladite étape de traitement détermine ladite largeur de l'article de courrier en comparant la valeur de chacun desdits pixels à un seuil prédéterminé. 25 11. Procédé selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape de détermination de la longueur de chacun desdits articles de courrier à partir de ces images successives. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite 30 étape d'acquisition d'une image de l'article de courrier comporte l'acquisition d'un nombre prédéterminé de lignes verticales de pixels de cette image et en ce que ladite étape de traitement détermine ladite longueur de l'article de courrier en comparant la valeur de chacun desdits pixels formant lesdites lignes verticales avec une valeur de seuil 35 prédéterminé. 13. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite étape d'acquisition d'une image de l'article de courrier est réalisée par un capteur d'images à contact formé d'un module intégré comportant une ligne de cellules de détection adjacentes à semi-conducteur, une optique de collimation et un système d'éclairage autorisant une numérisation au format A4. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que pour permettre une numérisation d'un article de courrier de format supérieur, ledit capteur d'images à contact est écarté d'une paroi de mise en référence (30) d'une distance prédéterminée correspondant au plus à la plus petite largeur d'article de courrier à traiter. 15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que pour permettre une numérisation d'un article de courrier de format supérieur, ledit capteur d'images à contact est disposé en série avec au moins un autre capteur d'images à contact.