Brevet FR3076620A1 (20190712)

REVENDICATIONS1 - Procédé de détermination d'une géométrie tridimensionnelle d'une surface de bague réelle (16) d'un récipient (14), la surface de bague ayant une géométrie théorique plane et annulaire ou circulaire autour d'un 5 axe central théorique (A1), du type comportant : - l'éclairage de la surface de bague réelle (16) du récipient, par au-dessus, à l'aide d'un premier faisceau lumineux incident périphérique comprenant des premiers rayons lumineux radiaux incidents contenus dans des plans radiaux contenant l'axe central théorique (A1) et répartis sur 360 degrés d'angle 10 autour de l'axe d'installation (A'1), lesdits premiers rayons lumineux radiaux incidents étant dirigés vers l'axe central théorique (A1), et certains des premiers rayons lumineux radiaux incidents du premier faisceau lumineux incident étant réfléchis par réflexion spéculaire sur la surface de bague (16), sous la forme de rayons réfléchis (RR1) ; 15 - la formation, avec les rayons réfléchis et par l'intermédiaire d'un premier système optique (24, 261), d'une première image optique plane de la surface de bague du récipient, sur un premier capteur photoélectrique bidimensionnel (18) apte à délivrer une première image numérique globale ; et du type dans lequel l'étape consistant à former une première image 20 optique plane comporte l'observation de la surface de bague (16), par au-dessus, par un premier système optique (24, 261), selon un premier champ d'observation périphérique qui observe la surface de bague (16) selon des premiers rayons d'observation radiaux qui sont contenus dans des plans radiaux contenant l'axe central théorique (A1) et qui sont répartis à 25 360 degrés d'angle autour de l'axe central théorique (A1), le premier champ d'observation périphérique ayant un premier angle d'élévation d'observation (y1) par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe central théorique (A1), de manière à recueillir sur le premier capteur photoélectrique bidimensionnel, dans une première zone annulaire du capteur, des 30 rayons réfléchis pour former une première image numérique bidimensionnelle (1161) dans une première zone image (ZI1) de la première image numérique globale délivrée par le premier capteur ; 71 caractérisé en ce que le procédé comprend : la formation, par l'intermédiaire d'un deuxième système optique (24', 262), d'une deuxième image optique plane de la surface de bague du récipient, distincte de la première image plane, sur un deuxième capteur photoélectrique bidimensionnel (18, 18') apte à délivrer une deuxième image numérique globale, par l'observation de la surface de bague (16), par au-dessus, par le deuxième système optique (24', 262), selon un deuxième champ d'observation périphérique, symétrique en rotation autour de l'axe central théorique (A1), qui observe la bague (16) selon des deuxièmes rayons d'observation radiaux qui sont contenus dans des plans radiaux contenant l'axe central théorique (A1), qui sont répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe central théorique (A1), le deuxième champ d'observation périphérique ayant un deuxième angle d'élévation d'observation (y2) par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe central théorique (A1), mais différent du premier angle d'élévation d'observation (e), de manière à recueillir sur le deuxième capteur photoélectrique bidimensionnel, dans une deuxième zone annulaire du capteur, des rayons réfléchis pour former une deuxième image numérique bidimensionnelle (1162) de la surface de bague dans une deuxième zone image (Z12) de la deuxième image numérique globale délivrée par le deuxième capteur ; et en ce que le procédé comporte la détermination, pour un nombre N de directions (Di) analysées issues d'un point de référence de l'image numérique considérée et décalées angulairement les unes des autres autour du point de référence : - d'un premier point image de la première image numérique bidimensionnelle de la surface de bague (16), sur la direction analysée, et d'une première valeur représentative de la distance de ce premier point image au point de référence dans la première image numérique ; 72 - d'un deuxième point image de la deuxième image numérique de la surface de bague (16), sur la direction analysée, et d'une valeur représentative de la distance de ce deuxième point image au point de référence dans la deuxième image numérique ; 5 et en ce que le procédé déduit, pour les N directions analysées, par une relation géométrique utilisant les N premières valeurs, les N deuxièmes valeurs, le premier angle d'élévation d'observation (yi), et le deuxième angle d'élévation d'observation (y2), au moins une valeur représentative d'une position axiale, selon la direction de 10 l'axe central théorique (A1), de chacun des N points de la surface de bague réelle (16) dont les images par le premier système optique (24) et le deuxième système optique (24') sont respectivement les N premiers points images et les N deuxièmes point image. 15 2 - Procédé de détermination selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte : - l'observation simultanée de la surface de bague (16) par le premier système optique (24, 261), selon le premier champ d'observation 20 périphérique, et par le deuxième système optique (24, 262), selon le deuxième champ d'observation périphérique ; - la formation simultanée, à partir des rayons réfléchis recueillis selon les premier et deuxième champs d'observation périphériques, par l'intermédiaire du premier et du deuxième système optique (24, 261, 262), 25 de la première et de la deuxième image bidimensionnelle de la surface de bague du récipient simultanément à la fois dans une première zone d'image (ZI1) correspondant à l'observation selon le premier champ d'observation périphérique (yi.) et dans une deuxième zone d'image (ZI2) correspondant à l'observation selon le deuxième champ d'observation 30 périphérique (y2). 73 3 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier système optique (24) comporte une première surface primaire de réflexion (261) et le deuxième système comporte optique (24',\n<CLM>\1\tcomporte une deuxième surface 5 primaire de réflexion (262), les deux surfaces primaires de réflexion (261,\n<CLM>\1\tétant des surfaces tronconiques de révolution, générées chacune par un segment de droite par révolution autour l'axe central théorique (Al), tournées vers l'axe central théorique (AI) et agencées pour réfléchir directement ou indirectement des rayons lumineux, provenant de la surface 10 de bague réelle sous l'angle d'élévation d'observation correspondant, en direction du capteur associé. 4 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la formation de la première et de la deuxième image optique plane inclut pour chacune la 15 formation optique d'une image bidimensionnelle complète et continue de la surface de bague réelle (16). 5 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier faisceau lumineux incident périphérique comporte, dans un même plan radial, des 20 rayons lumineux radiaux incidents non parallèles. 6 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier faisceau incident éclaire la surface de bague sous une incidence telle que, au point de réflexion d'un premier rayon incident, dont le rayon réfléchi par la surface de 25 bague réelle (16) est vu par le premier capteur selon le premier champ d'observation périphérique, la normale (« n ») à la surface de bague (16) forme un angle inférieur à 30 degrés d'angle par rapport à la direction de l'axe central théorique (A1). 7 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des 30 revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième faisceau incident éclaire la surface de bague sous une incidence telle que, au point de réflexion d'un deuxième rayon incident, dont le rayon réfléchi par la surface 74 de bague réelle (16) est vu par le deuxième capteur selon deuxième champ d'observation périphérique, la normale (« n ») à la surface de bague (16) forme un angle inférieur à 30 degrés d'angle par rapport à la direction de l'axe central théorique (A1). 5 8 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier angle d'élévation d'observation (y1) est inférieur ou égal à 45 degrés d'angle, de préférence inférieur à 25 degrés d'angle. 9 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des 10 revendications précédentes, caractérisé en ce que la différence entre les deux angles d'élévation d'observation (yi, y2) est inférieure ou égale à 20 degrés d'angle. 10 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le deuxième angle d'élévation 15 d'observation (y2) est supérieur à 65 degrés d'angle, de préférence supérieur ou égal à 75 degrés d'angle. 11 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que pour les N directions Di, le procédé déduit, pour chaque direction, par une relation géométrique de 20 triangulation utilisant la distance du premier point image au point de référence dans la première image numérique bidimensionnelle, la distance du deuxième point image au point de référence dans la deuxième image numérique bidimensionnelle, le premier angle d'élévation d'observation (yi), et le deuxième angle d'élévation d'observation (y2), au moins une valeur 25 représentative d'un décalage axial, selon la direction de l'axe central théorique (A1), entre la surface de bague réelle (16) et une surface de bague théorique. 12 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que pour les N directions Di: 30 - la première valeur représentative de la distance du premier point image au point de référence dans la première image numérique bidimensionnelle est la valeur d'un premier décalage radial 75 image (dRI.i) entre une ligne (1161) représentative de la première image de la surface de bague (16) et une ligne théorique (1161t) représentative d'une image théorique de surface de bague dans la première image ; 5 - la deuxième valeur représentative de la distance du deuxième point image au point de référence dans la deuxième image numérique bidimensionnelle est la valeur d'un deuxième décalage radial image (dR2i) entre une ligne (1162) représentative de l'image de la surface de bague (16) et une 10 ligne théorique (1162t) représentative d'une image théorique de surface de bague dans la deuxième image ; - et en ce que le procédé déduit, pour chaque direction, par une relation géométrique de triangulation utilisant le premier décalage radial, le deuxième décalage radial, le premier angle 15 d'élévation d'observation (yi), et le deuxième angle d'élévation d'observation (y2), au moins une valeur représentative d'un décalage axial, selon la direction de l'axe central théorique (A1), entre la surface de bague réelle (16) et une surface de bague théorique. 20 13 - Procédé de détermination l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une ligne (I161, 1162) représentative de l'image de la surface de bague est l'image, formée par le système optique correspondant (24) sur le capteur associé (18), de la réflexion du faisceau incident correspondant sur la surface de bague (16). 25 14 - Procédé de détermination selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier et le deuxième capteur photoélectrique bidimensionnel sont confondus en un même capteur photoélectrique bidimensionnel (18) délivrant une image numérique globale commune, la première zone d'image (ZI1) et la deuxième zone 30 d'image (ZI2) étant disjointes dans l'image numérique globale commune. 76 15 - Dispositif de détermination d'une géométrie tridimensionnelle d'une surface de bague réelle (16) d'un récipient (14), la surface de bague ayant une géométrie théorique plane et annulaire ou circulaire autour d'un axe central théorique (A1), du type dans lequel le dispositif (10) présente 5 une zone d'installation (E) d'un récipient, cette zone d'installation ayant un axe d'installation (A'1), du type comprenant : - un premier système d'éclairage (28,\n<CLM>\1\tayant une première source lumineuse (28) qui est axée sur l'axe d'installation (A'1), qui présente un diamètre supérieur au diamètre de la surface de bague (16) et qui 10 est apte à fournir un premier faisceau lumineux incident périphérique comprenant des premier rayons lumineux radiaux incidents contenus dans des plans radiaux contenant l'axe d'installation (A'1) et répartis sur 360 degrés d'angle autour de l'axe d'installation (A'1), lesdits premiers rayons lumineux radiaux incidents étant dirigés vers l'axe 15 d'installation (A'1) ; - un premier capteur photo-électrique bidimensionnel (18), relié à une unité d'analyse d'images ; - un premier système optique (24,\n<CLM>\1\tinterposé entre la zone d'installation du récipient et le premier capteur (18) apte à former sur 20 le capteur (18) une première image (1161) de la surface de bague (16) d'un récipient (14) placé dans la zone d'installation ; du type dans lequel le premier système optique (24,\n<CLM>\1\tcomporte au moins une première surface primaire de réflexion (261) agencée dans une portion aval du champ de vision du premier capteur, la première surface 25 primaire de réflexion (261) étant une surface tronconique de révolution, générée par un segment de droite par révolution autour de l'axe d'installation (Al), tournée vers l'axe d'installation, et agencée pour réfléchir, directement ou indirectement, en direction du premier capteur (18) des premiers rayons lumineux provenant de la zone d'installation selon des 30 plans radiaux contenant l'axe d'installation (A'1) et selon un premier champ d'observation périphérique ayant un premier angle d'élévation d'observation (y1) par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe 77 d'installation (A'1) définissant ainsi un premier champ d'observation périphérique qui observe la surface de bague (16) selon des premiers rayons d'observations radiaux qui sont contenus dans un plan radial contenant l'axe d'installation (Al), qui sont répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe 5 central théorique (Al), et qui forment par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation (A'1) le premier angle d'élévation d'observation ; et du type dans lequel le premier système d'éclairage (28, 140), le premier capteur (18) et le premier système optique (24,\n<CLM>\1\tsont agencés au-dessus de la zone d'installation ; 10 caractérisé en ce que le dispositif comporte un deuxième système optique (24, 262), interposé entre la zone d'installation du récipient et un deuxième capteur photoélectrique bidimensionnel (18), et apte à former sur le capteur (18) une deuxième image (1162) de la surface de 15 bague (16) d'un récipient (14) placé dans la zone d'installation ; en ce que le deuxième capteur (18) et le deuxième système optique (24,\n<CLM>\1\tsont agencés au-dessus de la zone d'installation ; en ce que le deuxième système optique (24,\n<CLM>\1\test configuré pour conduire, directement ou indirectement, en direction du deuxième 20 capteur (18), des deuxièmes rayons lumineux provenant de la zone d'installation selon des plans radiaux contenant l'axe d'installation (Ail) et selon un deuxième champ d'observation périphérique ayant un deuxième angle d'élévation d'observation (y2) par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation (Ail) 25 définissant ainsi un deuxième champ d'observation périphérique qui observe la surface de bague (16) selon des deuxièmes rayons d'observations radiaux qui sont contenus dans un plan radial contenant l'axe d'installation (Al), qui sont répartis à 360 degrés d'angle autour de l'axe central théorique (Al), et qui forment par 30 rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation (A'1) le deuxième angle d'élévation d'observation (y2), ledit deuxième angle 78 d'élévation d'observation (y2) étant différent du premier angle d'élévation d'observation (yi) ; et en ce que le premier système optique et le deuxième système optique déterminent respectivement pour le premier capteur et pour 5 le deuxième capteur respectivement une première portion de champ de vision amont et une deuxième portion de champ de vision amont qui se recoupent dans la zone d'installation selon un volume utile d'inspection (VUI) de révolution autour de l'axe d'installation (A'1), tel que tout point objet placé dans le volume utile, et illuminé par au 10 moins la première source lumineuse de manière à être imagé par un premier point image dans la première image formée par le premier système optique sur le premier capteur, est également imagé par un deuxième point image dans la deuxième image formée par le deuxième système optique sur le deuxième capteur. 15 16 - Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que, dans la première portion de champ de vision amont déterminée par le premier système optique pour le premier capteur, les premiers rayons d'observations radiaux déterminés par le premier système optique sont, lorsqu'on les parcourt depuis le volume utile d'inspection (VUI), centripètes en direction 20 de l'axe d'installation, puis coupent l'axe d'installation pour devenir centrifuges en direction du premier système optique (24, 261). 17 - Dispositif selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que le dispositif forme deux images optiques complètes, distinctes et continues (I161, 1162) de la surface de bague réelle (16) sur le capteur 25 photoélectrique bidimensionnel (18) associé. 18 - Dispositif selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que la première surface primaire de réflexion (261) réfléchit indirectement des rayons lumineux en direction du capteur (18), et en ce que le dispositif comporte, entre la première surface primaire de 30 réflexion (261) et le premier capteur (18), au moins une surface secondaire de réflexion (132). 79 19 - Dispositif selon l'une des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que le deuxième système optique comporte au moins une deuxième surface primaire de réflexion (262) dans une portion aval du champ de vision du deuxième capteur (18), la deuxième surface primaire de réflexion 5 étant une surface tronconique de révolution, générée par un segment de droite par révolution autour de l'axe d'installation, tournée vers l'axe d'installation et agencée pour réfléchir directement ou indirectement en direction du capteur (18) des rayons lumineux, provenant de la zone d'installation selon des plans radiaux contenant l'axe d'installation (A'1) et 10 selon le deuxième champ d'observation périphérique ayant le deuxième angle d'élévation d'observation (y2) par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe d'installation (Al). 20 - Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que la première surface primaire de réflexion (261) et la deuxième surface primaire 15 de réflexion (262) réfléchissent indirectement des rayons lumineux en direction du capteur (18), et en ce que le dispositif comporte, entre d'une part la première surface primaire de réflexion (261) et la deuxième surface primaire de réflexion (262) et d'autre part le capteur commun (18), au moins une surface secondaire de réflexion (132) de révolution autour de 20 l'axe d'installation (A'1). 21 - Dispositif selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce que la première surface primaire de réflexion (261) et la deuxième surface primaire de réflexion (262) comportent chacune une surface tronconique de révolution, tournée vers l'axe d'installation (A'1), présentant un petit 25 diamètre et un grand diamètre tous les deux supérieurs au diamètre le plus grand de la surface de bague théorique de manière à renvoyer, en direction de l'axe d'installation (A'1), des rayons lumineux, provenant de la surface de bague réelle (16) sous l'angle d'élévation d'observation correspondant (yi, y2), lesdits rayons étant ensuite interceptés par une surface de réflexion de 30 renvoi (132) qui comporte une surface tronconique de révolution (132) tournée à l'opposé de l'axe d'installation (A'1) de manière à renvoyer les rayons en direction du capteur associé (18). 80 22 - Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que la trajectoire des rayons entre les deux surfaces primaires de réflexion (261,\n<CLM>\1\tet la surface de réflexion de renvoi (132) est perpendiculaire à l'axe d'installation (A'1). 5 23 - Dispositif selon l'une des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce que la première surface primaire de réflexion (261) et la deuxième surface primaire de réflexion (262) sont chacune une surface tronconique concave et présentant un demi-angle au sommet (al, a2) égal à la moitié de l'angle d'élévation d'observation (yi, y2), et présentant un petit diamètre 10 et un grand diamètre tous les deux supérieurs au diamètre le plus petit de la surface de bague théorique. 24 - Dispositif selon l'une des revendications 15 à 23, caractérisé en ce que le premier angle d'élévation d'observation (y1) est inférieur ou égal à 45 degrés d'angle, de préférence inférieur à 25 degrés d'angle. 15 25 - Dispositif selon l'une des revendications 15 à 24, caractérisé en ce que la différence entre les deux angles d'élévation d'observation (yi, y2) est inférieure à 20 degrés d'angle. 26 - Dispositif selon l'une des revendications 15 à 25, caractérisé en ce que, dans la deuxième portion de champ de vision amont déterminée par 20 le deuxième système optique pour le deuxième capteur, les deuxièmes rayons d'observations radiaux déterminés par le deuxième système optique sont, lorsqu'on les parcourt depuis le volume utile d'inspection (VUI), centripètes en direction de l'axe d'installation, puis coupent l'axe d'installation pour devenir centrifuges en direction du deuxième système optique (24', 25 262). 27 - Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que la deuxième surface primaire de réflexion (262) réfléchit directement des rayons lumineux en direction du deuxième capteur (18), sans surface secondaire de réflexion de révolution. 30 28 - Dispositif selon la revendication 27, caractérisé en ce que, dans la deuxième portion de champ de vision amont déterminée par le deuxième système optique pour le deuxième capteur, les deuxièmes rayons 81 d'observations radiaux déterminés par le deuxième système optique sont, lorsqu'on les parcourt depuis le volume utile d'inspection (VU!), centrifuges en direction de la deuxième surface primaire de réflexion (262). 29 - Dispositif selon l'une des revendications 15 à 18, caractérisé en 5 ce que, dans la deuxième portion de champ de vision amont déterminée par le deuxième système optique pour le deuxième capteur, les deuxièmes rayons d'observations radiaux déterminés par le deuxième système optique sont, lorsqu'on les parcourt depuis le volume utile d'inspection (VU!), parallèles à l'axe d'installation ou centripètes en direction de l'axe 10 d'installation sans couper l'axe d'installation (A'1) jusqu'au deuxième système optique. 30 - Dispositif selon la revendication 29, caractérisé en ce que le deuxième système optique est dépourvu de toute surface de réflexion de révolution. 15 31 - Dispositif selon l'une des revendications 15 à 18 ou 29 à 30, caractérisé en ce que le deuxième angle d'élévation d'observation (2) est supérieur à 65 degrés d'angle, de préférence supérieur ou égal à 75 degrés d'angle. 32 - Dispositif selon la revendication 31, caractérisé en ce que le 20 premier angle d'élévation d'observation (1) est inférieur ou égal à 45 degrés d'angle, de préférence inférieur à 25 degrés d'angle. 33 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 32, caractérisé en ce que le premier système optique comporte un système optique télécentrique (20). 25 34 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 33, caractérisé en ce le deuxième système optique comporte un système optique télécentrique (20). - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 34, caractérisé en ce que le premier et le deuxième capteur photoélectrique 30 bidimensionnel sont confondus en un même capteur photoélectrique bidimensionnel (18) commun, la première surface primaire de 82 réflexion (261) et la deuxième surface primaire de réflexion (262) étant toutes deux dans des portions disjointes du champ de vision aval du capteur. 36 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 35, caractérisé en ce que la première source lumineuse (28) est une source 5 annulaire de révolution axée sur l'axe d'installation (A'1). 37 - Ligne d'inspection (200) de récipients (14) présentant une surface de bague (16), du type dans laquelle des récipients (14) sont déplacés sur une ligne de convoyage par un convoyeur (210) qui transporte les récipients (14) selon une direction de déplacement horizontale 10 perpendiculaire à un axe central théorique (A1) des récipients 14 qui présentent ainsi leur surface de bague (16) dans un plan horizontal tourné vers le haut, caractérisée en ce que l'installation comporte un dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 15 à 36, qui est agencé sur l'installation avec son axe d'installation (Al) en position verticale, de telle 15 sorte que les champs d'observation et les faisceaux lumineux incidents sont agencés vers le bas, vers la zone d'installation (E) qui se situe entre le dispositif et un organe de transport du convoyeur (212). 38 - Ligne d'inspection (200) selon la revendication 37, caractérisée en ce que le convoyeur (210) amène les récipients de manière à ce que leur 20 axe central théorique (A1) coïncide avec l'axe d'installation (Al), et, au moment de cette coïncidence, au moins une image est acquise grâce au dispositif (10), sans contact du dispositif (10) avec le récipient (14).