Brevet FR3025120A1 — publié le 20160304

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne le domaine des calibreuses de fruits et/ou légumes. ETAT DE L'ART Les calibreuses optiques conventionnelles de fruits et légumes comprennent typiquement des convoyeurs de fruits et légumes formés par une succession de cylindres biconiques permettant de centrer et de faire avancer les fruits et légumes tout en les faisant tourner sur eux-mêmes lors du déplacement. Des capteurs prennent alors une succession d'images des fruits et légumes alors qu'ils tournent sur eux-mêmes, ce qui permet de visualiser une partie importante de leur surface et donc de fiabiliser le calibrage. Bien que performants sur le plan des mesures, ces calibreuses présentent toutefois certains inconvénients en termes d'adaptabilité et de fiabilité. En effet, l'utilisation de cylindres bi-coniques pour le centrage et la rotation des fruits et légumes n'est pas adaptée pour tous types de formes et de tailles de fruits et légumes, en particuliers les fruits et légumes de forme allongée. De plus, la multiplication des éléments tournants est délicate à réaliser lors de la fabrication de la calibreuse, et peut augmenter les risques de panne. PRESENTATION DE L'INVENTION La présente invention vise ainsi à proposer une calibreuse répondant au moins partiellement à ces problématiques. 3025120 2 A cet effet, la présente invention propose un système pour le calibrage optique de de fruits et/ou légumes, comprenant : - un convoyeur adapté pour convoyer des fruits et/ou légumes au travers du système, 5 - une unité d'acquisition adaptée pour acquérir des images des fruits et/ou légumes, et - une unité de traitement adaptée pour traiter les images acquises par l'unité d'acquisition pour déterminer un calibre de chaque fruit ou légume, 10 ledit système étant caractérisé en ce que - le convoyeur est typiquement un convoyeur à bande en V, et est configuré pour convoyer les fruits et/ou légumes de manière à ce que sur au moins une portion de mesure du convoyeur, les fruits et/ou légumes soient immobiles par rapport à la bande du convoyeur, 1 5 l'unité d'acquisition comprend au moins deux capteurs optiques adaptés pour acquérir des images d'un même fruit ou légume selon différents angles dans la portion de mesure du convoyeur. L'unité d'acquisition comprend typiquement deux capteurs ; un premier 20 capteur disposé à la verticale du convoyeur, et un second capteur disposé latéralement par rapport au convoyeur, de manière à, dans la portion de mesure du convoyeur, acquérir respectivement une image en vue de dessus et une image en vue de côté d'un fruit ou légume. Selon un mode de réalisation particulier, le convoyeur est un convoyeur 25 à bande en V, formant un angle compris entre 120° et 180° dans la portion de mesure du convoyeur. Le convoyeur est typiquement un convoyeur à bande en V, et le système peut également comprendre un système d'alimentation en fruit 30 et/ou légumes, adapté pour déverser des fruits et/ou légumes dans une portion amont du convoyeur, la bande en V du convoyeur formant un angle plus faible dans la portion amont du convoyeur que dans la portion de mesure du convoyeur. 3025120 3 Dans la portion amont du convoyeur, la bande en V forme alors typiquement un angle compris entre 70° et 100°. L'unité d'alimentation et le convoyeur sont avantageusement configurés 5 de manière à définir un espacement minimum entre deux produits successifs sur le convoyeur. Le système peut par exemple comprendre une unité d'alimentation adaptée pour déverser des fruits et/ou légumes dans le convoyeur au moyen d'un convoyeur d'alimentation, le convoyeur étant entrainé à 10 une vitesse supérieure à celle du convoyeur d'alimentation. Le convoyeur comprend typiquement une bande de convoyage de couleur bleue. 15 L'invention concerne également un procédé de calibrage optique de fruits et/ou légumes, dans lequel - des fruits et/ou légumes sont acheminés par un convoyeur de manière à ce que, sur au moins une portion de mesure du convoyeur, les fruits et/ou légumes soient immobiles par rapport au convoyeur, 20 - une unité d'acquisition acquiert des images de chaque fruit et/ou légume selon différents angles dans la portion de mesure du convoyeur, - une unité de traitement traite les images ainsi acquises afin de déterminer le calibre de chaque fruit et/ou légume. 25 Selon un mode de réalisation particulier, l'unité d'acquisition acquiert simultanément, en un point donné de la portion de mesure du convoyeur, deux images d'un fruit ou légume selon deux directions distinctes, par exemple une image du produit en vue de dessus, et une image du produit en vue de côté. 30 3025120 4 PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, 5 et qui doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 présente un exemple de calibreuse selon un aspect de l'invention ; - les figures 2 et 3 sont deux vues schématiques illustrant la structure de la calibreuse représentée sur la figure 1. 10 Sur l'ensemble des figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques. DESCRIPTION DETAILLEE 15 La figure 1 présente un exemple de calibreuse 1 selon un aspect de l'invention. On représente sur cette figure une calibreuse 1 comprenant un 20 convoyeur 2 adaptée pour convoyer des produits F tels que des fruits et/ou légumes au travers de la calibreuse 1. Le convoyeur 2 tel que représenté est un convoyeur à bande en V ; comprenant une bande de convoyage formée typiquement par une unique bande en forme de V, ou par deux bandes distinctes agencées en 25 V et entrainées à la même vitesse. Les branches du V de la bande de convoyage peuvent être symétriques ou asymétriques. D'autres types de convoyeurs peuvent également être utilisés. Par bande de convoyage, on entend de manière générale toute bande ou courroie, fine ou massive telle qu'une courroie SPZ, pouvant réaliser une 30 fonction de convoyage de produits. L'utilisation d'un convoyeur 2 à bande en V permet en outre d'aligner les produits F, en les alignant au centre de la bande du convoyeur 2, évitant ainsi d'avoir deux produits F de front. 3025120 5 Le convoyeur 2 peut être réalisé en un seul élément, comprenant alors une unique bande de convoyage sur toute sa longueur, ou être segmenté en plusieurs sous-ensembles comprenant des bandes de 5 convoyages disposées successivement. La réalisation du convoyeur 2 en plusieurs sous-ensembles est avantageuse en termes de fabrication et de conception, et également en termes de maintenance. 10 Dans le mode de réalisation représenté, la calibreuse 1 comprend un unique convoyeur 2 pour le convoyage de produits. La calibreuse 1 peut comprendre un ou plusieurs convoyeurs montés en parallèle, le nombre de convoyeurs variant en fonction de la capacité souhaitée pour la calibreuse 1. 15 Le convoyeur 2 est associé à un système d'alimentation 4, qui déverse des produits F dans le convoyeur 2. Le système d'alimentation 4 est typiquement adapté de manière à déverser les produits F dans le convoyeur 2 de sorte que les produits soient espacés les uns des autres 20 sur le convoyeur 2. On définit ainsi une portion amont 21 du convoyeur 2, dans laquelle des produits F sont déversés par le système d'alimentation 4. La portion amont 21 du convoyeur 2 est configurée de manière à ce 25 qu'une fois les produits F déversés dans la portion amont 21 du convoyeur 2, les produits F s'immobilisent par rapport au convoyeur 2, de manière à ce qu'en sortie de la portion amont 21 du convoyeur 2, les produits F soient immobiles par rapport au convoyeur 2. Par immobiles par rapport au convoyeur 2, on comprend que chaque 30 produit est immobiles par rapport au convoyeur par lequel il est entrainé, ou plus précisément par rapport à la partie mobile du convoyeur 2 sur laquelle le produit est disposé. 3025120 6 Afin de réaliser cette immobilisation des produits F, le convoyeur 2 présente avantageusement une bande en V, dont les deux montants de la bande en V forment un angle, indiqué 8 sur la figure 3, compris entre 60° et 110°, typiquement compris entre 80° et 100°, ou encore égal ou 5 sensiblement égal à 90°. De telles valeurs d'angles impliquent que le convoyeur 2 est étroit dans sa portion amont 21, ce qui tend à stabiliser les produits F en limitant leurs mouvements possibles, et ainsi à les immobiliser. 10 Par ailleurs, le convoyeur 2 est typiquement associé à un carénage 3, s'étendant typiquement le long de la portion amont 21 du convoyeur 2. Ce carénage 3 permet typiquement de guider les produits lors de leur déversement par le système d'alimentation 4 et ainsi d'éviter que des produits F ne tombent du convoyeur 2. 15 Le carénage 3 peut être fixe ou motorisé. Un convoyeur 3 motorisé joue un rôle similaire à celui du convoyeur 2, ce qui permet de réaliser un élargissement de la portion amont 21 du convoyeur 2 et donc d'accélérer son alimentation en produits F. 20 Le système d'alimentation 4 comprend typiquement un convoyeur d'alimentation, déversant les produits dans le convoyeur 2. Afin d'assurer un espacement suffisant des produits F sur le convoyeur 2, le convoyeur 2 est typiquement entrainé à une vitesse supérieure à celle du convoyeur d'alimentation. A titre d'exemple, le convoyeur 2 25 peut être entrainé à une vitesse deux fois supérieure à celle du convoyeur d'alimentation, ou encore entre 1,5 et 2,5 fois supérieure à celle du convoyeur d'alimentation, ce qui assure un espacement satisfaisant entre les produits F sur le convoyeur 2, cet espacement étant défini notamment en fonction de la nature et de la forme des 30 produits F auxquels est destinée la calibreuse 1. Une unité d'acquisition 5 est disposée le long du convoyeur 2, à la suite de la portion amont 21. 3025120 7 L'unité d'acquisition 5 définit une portion d'acquisition 22 du convoyeur 2, et comprend des capteurs 51, typiquement des capteurs optiques, tels que des caméras, configurés de manière à acquérir des images de produits convoyés par le convoyeur 2, lors du passage des produits F 5 par la portion d'acquisition 22 du convoyeur 2. L'unité d'acquisition 5 est configurée de manière à acquérir des images des produits F convoyés par chaque bande de convoyage du convoyeur 2, dans le cas où le convoyeur 2 comprend plusieurs bandes de 10 convoyage montées en parallèle. Du fait de la portion amont 21 du convoyeur 2 qui est configurée pour immobiliser les produits par rapport au convoyeur 2, les produits F sont immobiles par rapport au convoyeur dans la portion d'acquisition 22 du 1 5 convoyeur, et sont donc immobiles lors de l'acquisition d'images par les capteurs 51 de l'unité d'acquisition 5. L'unité d'acquisition 5 est configurée de manière à ce que pour chaque produit F traversant l'unité d'acquisition 5, au moins deux images soient 20 acquises selon des angles distincts. Les produits F étant immobiles dans la portion d'acquisition 22 du convoyeur 2, ce sont donc les capteurs 51 qui sont configurés de manière à pouvoir acquérir des images d'un même produit F selon différents angles. 25 L'unité d'acquisition 5 comprend ainsi typiquement au moins deux capteurs 51 pour chaque bande de convoyage, disposés de manière à pouvoir acquérir des images d'un même produit F selon différents angles lors de son passage dans la portion d'acquisition 22 du convoyeur 2. 30 Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, l'unité d'acquisition 5 comprend deux capteurs 51, agencés sensiblement à 90° l'un de l'autre par rapport au produit, et configurés de manière à acquérir simultanément deux images d'un même produit F selon deux 3025120 8 points de vue sensiblement perpendiculaires, par exemple décalés à 80° l'un par rapport à l'autre. On repère ainsi sur la figure 2 un axe horizontal X-X. On représente sur la figure 2 un exemple de configuration dans lequel 5 l'unité d'acquisition 5 comprend un premier capteur disposé à la verticale par rapport au convoyeur 2, c'est-à-dire à un angle y2 égal à 90° par rapport à l'axe horizontal X-X, et un second capteur positionné à 80° par rapport au premier capteur latéralement par rapport au convoyeur 2, c'est-à-dire à un angle y1 égal à 10° par rapport à l'axe 10 horizontal X-X, de manière à acquérir une image de côté du produit sans être bloqué par la bande en V du convoyeur 2. En variante, l'unité d'acquisition 5 peut comprendre trois capteurs. On peut ainsi agencer trois capteurs à 10, 90 et 170° par rapport à l'axe horizontal X-X disposés dans un plan perpendiculaire par rapport à la 1 5 direction dans laquelle les produits F sont convoyés, ce qui permet ainsi d'acquérir une image en vue de dessus via le capteur positionné à 90°, et deux images latérales de deux faces sensiblement opposées du produit F via les capteurs à 10 et 170°. En variante, on peut agencer un premier capteur à 90° par rapport à 20 l'axe horizontal X-X pour acquérir une image à la verticale du produit F, un second capteur à 10° par rapport à l'axe horizontal X-X pour acquérir une image de côté du produit F, et un troisième capteur à 45° ou 50° par rapport à l'axe horizontal X-X pour acquérir une image intermédiaire du produit F. 25 Acquérir une image en vue de dessus et une vue de côté du produit est particulièrement avantageux ; les produits F sont en effet posés sur le convoyeur 2, et se positionnent donc naturellement en appui sur leur face ayant la dimension la plus importante. La vue de dessus du produit 30 F permet donc d'acquérir cette dimension la plus importante du produit, tandis que la vue de côté acquiert alors typiquement au contraire la dimension la plus faible du produit. 3025120 9 Par vue de dessus, on entend une vue acquise par un capteur 51 disposé à la verticale ou sensiblement à la verticale du produit, par exemple à un angle compris entre 70° et 110° par rapport à l'axe horizontal X-X, ou encore entre 80° et 100° par rapport à l'axe 5 horizontal X-X, ou plus précisément entre 85° et 95° par rapport à l'axe horizontal X-X. Par vue de côté, on entend une vue acquise par un capteur 51 disposé sensiblement à l'horizontale par rapport au produit, par exemple à un angle compris entre 0° et 30° par rapport à l'axe horizontal X-X, ou 10 encore entre 0° et 20° par rapport à l'axe horizontal X-X, ou plus précisément entre 5° et 15° par rapport à l'axe horizontal X-X. Les capteurs 51 peuvent être disposés de manière à acquérir simultanément ou successivement des images d'un même produit F 15 selon des points de vue distincts. Les capteurs 51 peuvent également être disposés dans des plans différents ; on peut par exemple disposer deux capteurs à une même inclinaison par rapport au convoyeur 2, mais dans des plans distincts. A titre d'exemple, on peut agencer un premier capteur à 90° par rapport 20 à l'axe horizontal X-X pour acquérir une image à la verticale du produit F, et deux autres capteurs à 10° par rapport à l'axe horizontal X-X disposés dans deux plans distincts, ce qui permet d'obtenir deux images de côté du produit F. 25 Les capteurs 51 peuvent être positionnés de manière à acquérir directement les images des produits F comme représenté sur les figures, ou peuvent être couplés à des éléments tels que des miroirs, de manière à permettre de déporter les capteurs 51 en eux-mêmes tout en acquérant des images selon les directions souhaitées. 30 Afin de faciliter l'acquisition d'images des produits F selon différents angles, le convoyeur 2 présente typiquement une bande de convoyage en forme de V ayant un angle ouvert le long de la portion d'acquisition 3025120 10 22, par exemple dont les deux montants de la bande en V forment un angle, indiqué a sur la figure 2, compris entre 120° et 180°, ou encore entre 140° et 180°, typiquement compris entre 150° et 180°, ou encore entre 160° et 180°. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 5 2, l'angle au niveau de la portion d'acquisition 22 de la bande de convoyage en V du convoyeur 2 est de l'ordre de 160°. Au niveau de la portion d'acquisition 22, le convoyeur 2 est avantageusement dépouillé, de manière à ne pas former d'obstacles à l'acquisition des images par les capteurs 51. 10 Comme représenté sur la figure 2, la portion d'acquisition 22 peut également être configurée de manière à ce que les bordures du convoyeur 2 soient évasées, de manière à évacuer d'éventuels produits excédentaires du convoyeur 2, par exemple si des produits sont superposés l'un sur l'autre, le produit disposé sur le dessus va alors 15 tomber du convoyeur 2, typiquement vers une zone de récupération. Une telle configuration permet de s'assurer que le calibrage des produits demeurant sur le convoyeur 2 n'est pas parasité par de tels produits excédentaires. 20 L'angle formé par les branches de la bande en V du convoyeur 2 évolue donc typiquement le long du convoyeur 2 ; cet angle est typiquement plus faible au niveau de la portion amont 21 du convoyeur 2 que de la portion d'acquisition 22 du convoyeur 2. Dans le cas où le convoyeur 2 comprend une bande en V continue sur 25 toute la longueur du convoyeur 2, des moyens d'entrainement de cette bande ont alors typiquement une inclinaison qui évolue sur la longueur du convoyeur 2. Dans le cas où le convoyeur 2 est formé de plusieurs sous-ensembles successifs, ces derniers peuvent alors avoir des bandes en V ayant des 30 angles distincts, de manière à réaliser cette variation de l'angle d'ouverture du convoyeur 2. 3025120 11 Les images ainsi acquises par l'unité d'acquisition sont ensuite traitées par une unité de traitement 6, typiquement un ordinateur ou calculateur, de manière à déterminer un calibre pour chaque produit F. 5 Du fait des images des produits F acquises selon des points de vues distincts, qui permettent donc d'avoir des images d'une partie importante de la surface des produits F, l'unité de traitement 6 peut également réaliser à partir des images acquises des opérations de détection de défauts sur les produits F, ou des opérations de détection 10 de couleurs des produits F. Une fois sortis de l'unité d'acquisition 5, les produits sont conduits par le convoyeur 2 au travers d'un système d'éjection 7, comprenant des éjecteurs 71 disposés le long du convoyeur 2 et adaptés pour éjecter les 15 produits hors du convoyeur 2 vers des zones de réception 72, typiquement de manière à trier les produits F en fonction de leurs calibres ou le cas échéant de leurs couleurs ou de leurs défauts si l'unité de traitement 6 réalise de telles opérations de détection, ou encore de manière à former des lots prédéfinis dans chaque zone de réception. 20 Les éjecteurs 71 sont typiquement des éjecteurs à air comprimé ou des poussoirs mécaniques, pouvant par exemple être pilotés par l'unité de traitement 6. Le convoyeur 2 présente typiquement une bande de convoyage de 25 couleur bleue, ce qui est avantageux pour la mesure optique La bande de convoyage du convoyeur 2 présente typiquement une largeur sensiblement égale à 1,4 fois la largeur du plus gros produit F envisagé. Par exemple, pour une calibreuse 1 de cerises, la bande de 30 convoyage a typiquement une largeur de l'ordre de 50 mm. 3025120 12 La calibreuse 1 ainsi proposée présente une fiabilité accrue par rapport aux calibreuses conventionnelles, notamment du fait de la réduction du nombre de pièces tournantes. La calibreuse 1 est également plus versatile que les calibreuses 5 conventionnelles, et peut réaliser des opérations de calibrage sur des produits qui présentent par exemple des formes allongées, du fait de système d'acquisition utilisé qui acquiert des images des produits alors que ces derniers sont immobiles sur le convoyeur 2. Par ailleurs, la calibreuse 1 proposée présente une structure simplifiée 10 par rapport aux calibreuses conventionnelles, et est ainsi plus simple et moins couteuse à réaliser. REVENDICATIONS1. Système (1) pour le calibrage optique de de fruits et/ou légumes (F), comprenant : - un convoyeur (2) adapté pour convoyer des fruits et/ou légumes au travers du système (1), - une unité d'acquisition (5) adaptée pour acquérir des images des fruits et/ou légumes (F), et - une unité de traitement (6) adaptée pour traiter les images acquises par l'unité d'acquisition pour déterminer un calibre de chaque fruit ou légume (F), ledit système (1) étant caractérisé en ce que - le convoyeur (2) est configuré pour convoyer les fruits et/ou légumes (F) de manière à ce que sur au moins une portion de mesure (22) du 1 5 convoyeur (2), les fruits et/ou légumes (F) soient immobiles par rapport à la bande du convoyeur (2), l'unité d'acquisition (5) comprend au moins deux capteurs (51) optiques adaptés pour acquérir des images d'un même fruit ou légume (F) selon différents angles dans la portion de mesure (22) du convoyeur (2). 20 2. Système (1) selon la revendication 1, dans lequel l'unité d'acquisition (5) comprend deux capteurs (51) ; un premier capteur disposé à la verticale du convoyeur (2), et un second capteur disposé latéralement par rapport au convoyeur (2), de manière à, dans la portion de mesure 25 (22) du convoyeur (2), acquérir respectivement une image en vue de dessus et une image en vue de côté d'un fruit ou légume (F). 3. Système (1) selon la revendication 2, dans lequel les deux capteurs (51) sont configurés de manière à acquérir en un même point deux 30 images d'un fruit ou légume (F) selon deux directions distinctes. 4. Système (1) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le convoyeur (2) est un convoyeur à bande en V, formant un angle (a) 3025120 14 compris entre 120° et 180° dans la portion de mesure (22) du convoyeur (2). 5. Système (1) selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le 5 convoyeur (2) est un convoyeur à bande en V, et dans lequel le système (1) comprend un système d'alimentation (4) en fruit et/ou légumes (F), adapté pour déverser des fruits et/ou légumes (F) dans une portion amont (21) du convoyeur (2), la bande en V du convoyeur (2) formant un angle plus faible dans la portion amont (21) du convoyeur (2) que 1 0 dans la portion de mesure (22) du convoyeur (2). 6. Système (1) selon la revendication 5, dans lequel dans la portion amont (21) du convoyeur (2), la bande en V forme un angle ((3) compris entre 60° et 100°. 7. Système (1) selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'unité d'alimentation (4) et le convoyeur (2) sont configurés de manière à définir un espacement minimum entre deux produits (F) successifs sur le convoyeur (2). 8. Système (1) selon la revendication 7, comprenant en outre une unité d'alimentation (4) adaptée pour déverser des fruits et/ou légumes dans le convoyeur (2) au moyen d'un convoyeur d'alimentation, le convoyeur (2) étant entrainé à une vitesse supérieure à celle du convoyeur d'alimentation. 9. Procédé de calibrage optique de fruits et/ou légumes, dans lequel - des fruits et/ou légumes (F) sont acheminés par un convoyeur (2) de manière à ce que, sur au moins une portion de mesure (22) du convoyeur (2), les fruits et/ou légumes (F) soient immobiles par rapport au convoyeur (2), 3025120 15 - une unité d'acquisition (5) acquiert des images de chaque fruit et/ou légume (F) selon différents angles dans la portion de mesure (22) du convoyeur (2), - une unité de traitement (5) traite les images ainsi acquises afin de 5 déterminer le calibre de chaque fruit et/ou légume (F). 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l'unité d'acquisition (5) acquiert, en un point donné de la portion de mesure du convoyeur (2), deux images d'un fruit ou légume (F) selon deux directions distinctes. 10