INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Normalisation de la position : Un alignement correct des objets permet une comparaison plus facile mais aide également à les séparer de l'arrière-plan. On utilise ici un alignement affine global en utilisant l'algorithme 36 de composition inverse [30]. ou l’algorithme SIFT (pour “Scale-Invariant Feature Transform” : transformation de caractéristiques visuelles invariante à l'échelle).
Normalisation de la variabilité : Les objets rigides peuvent avoir des textures variables remarquables qui peuvent masquer les véritables anomalies. Cette variabilité doit donc être reconnue comme « normale » et éliminée avant de rechercher des anomalies. Cette variabilité est un « bruit » différent pour chaque ensemble. Pour éviter de le modéliser explicitement, on utilise un réseau 38 de débruitage auto-supervisé à la Noise2noise [31]. Ce réseau f s'entraîne sur des paires de réalisations de la même image, en utilisant la perte auto-supervisée
Pour créer les paires, on peut choisir deux images de l’ensemble de données d'exemples "normaux". Pour certains exemples, l'utilisation de deux images peut être trop drastique, surtout si les objets varient trop en forme. Dans un tel cas, on utilise soit uniquement les voisins d'image les plus proches, soit les voisins de patch les plus proches, permettant ainsi une certaine déformation. Entraîner le réseau avec des patchs à la place d'images entières permet de garder les détails fins et de garder l’anomalie, tout en rendant l'image plus auto-similaire.
Détection utilisant l’auto-similarité Détection dans un résiduel après soustraction de fond : Pour la décision finale, on adapte la détection dans le résidu proposé dans [21]. Un arrière-plan « auto-similaire » 40 pour chaque image est calculé par une version 41 de l’algorithme NLM des moyens non locaux [33]. Pour chaque patch p de l'image de requête u, le fond est estimé comme,
La sélection préalable de patchs peut comprendre une sélection des N plus proches voisins au sens d’une distance entre les images ou patchs de manière à éviter de sélectionner des objets qui seraient trop différents et ainsi ajuster le niveau de variabilité résiduelle de l’ensemble de référence.
L’étape de normalisation en position peut mettre en œuvre un algorithme de type Inverse Compositional.
Suivant un autre aspect de l’invention, il est proposé une application du procédé de normalisation selon l’invention, pour détecter une anomalie à partir d’une image cible d’au moins un objet d’intérêt en comparaison avec un ensemble d’images de référence dudit au moins un objet d’intérêt, mettant en œuvre le procédé de normalisation selon l’invention, ladite image cible et lesdites images de référence étant acquises par une caméra prévue pour observer une surface ou un volume d’analyse dudit au moins un objet, ledit ensemble d’images de référence présentant une variabilité de position par rapport à une référence de position préalablement choisie et une variabilité de texture, ce procédé de détection comportant :
une séquence de normalisation dudit au moins un objet, comprenant un apprentissage auto-supervisé d’un réseau de neurones sur ledit ensemble d’images de référence et sur ladite image cible pour produire des images de référence et une image cible normalisées en position et en texture, une séquence multi-échelle comprenant une étape pour estimer une image auto-similaire à partir de l’image cible prétraitée, une étape pour soustraire l’image auto-similaire de l’image cible pré traitée de manière à obtenir des cartes binaires et des résidus pour une série d’échelles, une étape pour fusionner les cartes binaires obtenues à différentes échelles et une étape pour délivrer un score de normalité dudit au moins un objet d’intérêt à partir de la carte binaire issue de ladite étape de fusion et d’un résidu calculé à partir de l’ensemble des résidus correspondant aux différentes échelles.
L’étape pour estimer une image auto-similaire û à partir de l’image cible prétraitée u peut utiliser une méthode de débruitage.
Cette méthode de débruitage peut comprendre une comparaison de chaque image cible prétraitée avec les images de référence, ou en comparant chaque patch de l’image cible prétraitée avec des patchs de référence.
Les patchs de référence utilisés pour la comparaison avec le patch de l’image cible prétraitée sont sélectionnés selon l’algorithme des plus proches voisins, en faisant varier le nombre K de voisins selon la variabilité résiduelle de l’ensemble de référence.
L’application de détection selon l’invention peut en outre comprendre une étape pour restreindre la recherche des patchs de référence à une fenêtre de taille M x N autour du patch cible prétraité, ainsi qu’une extension de la recherche sur la globalité de l’image dans un espace modifié de type arbre k-d pour accélérer la recherche, lorsqu’un nombre insuffisant de patchs de référence est trouvé dans une fenêtre locale au sens des plus proches voisins.
L’étape de comparaison peut être répétée en choisissant une échelle différente de l’image, parmi une série d’échelles.
L’application de détection selon l’invention peut aussi comprendre un calcul d’un seuil à partir d’une hypothèse statistique sur la nature du résidu et un nombre de fausses alarmes acceptables .
La méthode de débruitage de patchs peut mettre en œuvre un algorithme de type Non Local Means.
L’application de détection selon l’invention peut en outre comprendre un calcul d’un score d’activation comportant les étapes de :
normaliser les résidus obtenus à différentes échelles selon la moyenne et l’écart type des résidus des images de l’ensemble de référence, obtenir les cartes binaires correspondantes à différentes échelles en utilisant un seuil sur les résidus, fusionner les cartes binaires obtenues à différentes échelles, calculer un score de normalité pour chaque objet défini comme la somme de la valeur absolue des résidus à différentes échelles dans la carte binaire fusionnée pour chaque pixel.
L’application de détection selon l’invention peut également comprendre une génération d’une alerte basée sur la valeur d’un score de normalité d’un objet par rapport à un seuil déterminé, ainsi qu’une prédétermination d’un seuil de détection à partir d’une image contenant le motif à détecter.
Le seuil de détection peut être prédéterminé :
à partir d’une portion de l’ensemble de référence appelé ensemble de validation, en plaçant le seuil au-delà d’un certain pourcentage de tolérance de faux positifs, en modélisant la distribution des scores d’activation de l’ensemble de validation et en plaçant le seuil selon une hypothèse statistique sur cette distribution.
Le document EP3588368A2 divulgue un procédé d'analyse d'image comprenant une saisie de données d'analyse incluant des informations concernant une cellule cible d'analyse dans un algorithme d'apprentissage en profondeur, une implémentation d’une structure de réseau neuronal, une analyse d’une image en calculant, à l'aide de l'algorithme d'apprentissage en profondeur, une probabilité que la cellule cible d'analyse appartient à chacune des classifications morphologiques d'une pluralité de cellules appartenant à un groupe cellulaire prédéterminé.
Ces procédés d’analyse, de détection ou de normalisation de l’art antérieur présentent l’inconvénient de ne pas être explicables, et donc moins prédictibles sur leurs performances en plus d’être moins performants tout court dans la détection d’anomalies. Un objectif de l’invention est ainsi de proposer un nouveau procédé de normalisation qui présente de meilleures performances que les procédés actuels tout en étant aisément implémentable dans un système d’inspection visuelle pour le contrôle qualité sur une ligne de production.
Cet objectif est atteint avec un procédé pour normaliser la variabilité d’une image cible par rapport à un ensemble d’images de référence d’au moins un objet d’intérêt, ladite image cible et lesdites images de référence étant acquises par une caméra prévue pour observer une surface ou un volume d’analyse dudit au moins un objet, ledit ensemble d’images de référence présentant une variabilité de position par rapport à une référence de position préalablement choisie et une variabilité de texture et/ou d’éclairage,
ce procédé comportant un traitement des images de référence comprenant les étapes de :
segmentation de la référence de position, par une méthode de segmentation ou en sélectionnant un objet d’intérêt et en générant un masque dudit objet,
normalisation en position et/ou couleur desdites images de référence par rapport à ladite référence de position,
segmentation desdites images de référence normalisées en position avec ledit masque de l’objet, normalisation en texture de l’ensemble d’images de référence, par apprentissage auto-supervisé d’un réseau de neurones sur ledit ensemble d’images de référence,
ce procédé comportant en outre un pré-traitement de l’image cible comprenant les étapes de :
normalisation en position de ladite image cible segmentation de l’image cible avec ledit masque de l’objet,
normalisation en texture et/ou couleur de l’image cible ainsi segmentée et normalisée en position, par inférence dudit réseau de neurones auto-supervisé sur ladite image cible.
Les images de référence peuvent en outre présenter une variabilité de leurs arrière-plans respectifs et/ou une variabilité de couleur qui est compensée par une normalisation d’histogramme de couleur.
Le réseau de neurones auto-supervisé utilisé pour la normalisation texturale des images peut être de type U-Net.
Le prétraitement des images de référence peut en outre comprendre une création d’un modèle de pré-traitement comprenant la référence de position, le masque de l’objet, les images de référence segmentées et normalisées en position et en texture.
Ce modèle de pré-traitement peut en outre comprendre des poids du réseau de neurones auto-supervisé.
L’étape de normalisation texturale peut comprendre une suite de comparaisons d’une image de référence au sein de l’ensemble d’images de référence avec une autre image de référence au sein dudit ensemble d’images de référence, deux à deux sur une partie ou sur l’intégralité dudit ensemble d’images de référence.
Le procédé de normalisation selon l’invention peut en outre avantageusement comprendre une sélection préalable de patchs ou portions des images de référence et ce que les étapes de pré-traitement sont appliquées sur lesdits patchs ou portions d’images de référence ainsi sélectionnés.
ETAT DE LA TECHNIQUE Pour garantir la prise d’un réceptacle avec un dispositif de préhension, il est, en général, nécessaire d’aligner exactement le dispositif de préhension exactement par rapport au réceptacle avant de pouvoir prendre celui-ci. Cela est notamment important si le réceptacle ne peut être touché qu’en des points de préhension prédéfinis. A titre d’exemple, dans beaucoup de domaines industriels, on utilise des petits supports de charge pour recevoir des petits produits en vrac et à combiner. Ces supports de petites charges ou petites pièces ont, habituellement, quatre puits de préhension dans des positions définies de la paroi du réceptacle et dans lesquelles peut prendre un dispositif de préhension à l’aide de quatre crochets. Si le dispositif de préhension n’est pas orienté exactement par rapport à ce support de petites pièces, on risque qu’au cours de la phase de préhension, par exemple, seulement l’un des quatre crochets vient dans le puits correspondant et devra ainsi supporter toute la charge.
Pour faciliter la manœuvre d’alignement, il est, par exemple, connu, selon le document DE 8911446 U1, de prévoir des goujons de guidage sur le dispositif de préhension qui sont réalisés de manière à pouvoir coopérer avec le côté intérieur de la paroi du réceptacle et de fixer ainsi le dispositif de préhension dans une position optimale de prise. Une telle réalisation nécessite néanmoins un pré-positionnement relativement précis du dispositif de préhension car, en général, les goujons de guidage doivent se poser sur la paroi du réceptacle pour permettre l’alignement.
D’autres dispositifs de préhension équipés d’une installation d’alignement sont connus selon les documents DE 42 29 346 A1, US 1 717 006 A, DE 10 2008 039 110 A1, JP S59-219 192, DE 12 02 955.
La présente invention a pour but de faciliter l’alignement d’un dispositif de préhension pour garantir la prise d’un réceptacle.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de préhension pour prendre un réceptacle, notamment un support ou bac de petites pièces comprenant un fond de réceptacle et une paroi de réceptacle avec un côté d’appui avec une surface d’appui pour venir sur le dessus de la paroi de réceptacle, la surface d’appui étant réalisée pour qu’à la préhension du réceptacle, elle soit tournée vers le dessus de la paroi de réceptacle et une installation d’alignement pour aligner, notamment centrer le dispositif de préhension par rapport au réceptacle pour garantir la prise du réceptacle, l’installation d’alignement comprenant au moins un relief de positionnement avec une rampe et une section d’installation faisant un angle par rapport à la rampe pour définir une position de préhension du dispositif de préhension en venant contre le côté intérieur ou le côté extérieur de la paroi de réceptacle, au moins un relief de positionnement étant réalisé pour que sa rampe fasse un angle aigu en rejoignant la surface d’appui ou un plan d’appui contenant la surface d’appui ou coupant ce plan.
Le dispositif de préhension selon l’invention est prévu pour prendre un réceptacle, notamment en forme de caisse ayant un fond et une paroi. Le dispositif de préhension comporte ainsi un mécanisme de préhension avec au moins un élément de préhension pour prendre le réceptacle. Le réceptacle est notamment un bac pour petites pièces, de préférence, un réceptacle ou bac pour petites pièces selon la norme VDA 4500. En particulier, la paroi du réceptacle est au moins pratiquement perpendiculaire au fond du réceptacle et elle est, par exemple, formée sur le fond du réceptacle. L’ouverture du réceptacle délimite ainsi, notamment au moins par segments, une telle ouverture. Le fond du réceptacle et sa paroi peuvent délimiter en commun la cavité du réceptacle ou bac, accessible par son ouverture.
Le dispositif de préhension comprend un côté d’appui muni d’une surface d’appui, de préférence plane pour s’appuyer sur le dessus de la paroi du réceptacle. La surface d’appui est réalisée pour qu’à la prise du réceptacle, elle soit tournée vers le dessus de la paroi du réceptacle, en particulier, pour venir sur le dessus de la paroi du réceptacle. La surface d’appui peut être en une seule pièce et être composée de plusieurs segments distincts de surface d’appui.
La surface d’appui comprend en outre une installation d’alignement pour aligner, notamment centrer, le dispositif de préhension par rapport au réceptacle. L’installation d’alignement est réalisée pour aligner le dispositif de préhension par rapport au réceptacle pour garantir la prise du réceptacle. En particulier, l’installation d’alignement est réalisée pour aligner le dispositif de préhension par rapport au réceptacle pour que les éléments de préhension d’un mécanisme de préhension viennent dans des positions de prise prédéfinies du réceptacle.
L’installation d’alignement comprend au moins un relief de positionnement. Le relief de positionnement comprend une rampe et une section d’installation, faisant un angle par rapport à la rampe pour définir une position de prise du dispositif de préhension en venant contre le côté intérieur ou le côté extérieur de la paroi du réceptacle. La section d’installation est notamment réalisée pour que le dispositif de préhension, lorsque la section d’installation du relief de positionnement vient contre la paroi du réceptacle, se trouve dans une position optimale de prise, par exemple, dans laquelle, les éléments de préhension d’un mécanisme de préhension viennent prendre sur des points de prise appropriés du réceptacle, par exemple, dans des puits de préhension.
Au moins un relief de positionnement est réalisé pour que la rampe fasse un angle aigu par rapport à la surface d’appui ou par rapport à un plan d’appui contenant la surface d’appui ou encore coupe cette surface d’appui ou ce plan d’appui. Au moins un relief de positionnement est réalisé pour que la rampe arrive sur la surface d’appui ou le plan contenant la surface d’appui suivant un angle aigu et termine exactement la surface d’appui ou le plan d’appui, ou coupe la surface d’appui ou le plan d’appui. En particulier, le relief de positionnement est sur le côté extérieur du dispositif de préhension. La rampe est notamment placée pour que la normale à la surface de la rampe s’éloigne de la surface d’appui. La rampe peut être droite ou avoir un tracé courbe.
Cette installation d’alignement facilite l’alignement du dispositif de préhension par rapport au réceptacle. Si le dispositif de préhension est appliqué de manière décentrée sur le réceptacle pour qu’au moins un relief de positionnement ne vienne pas par sa section d’installation contre une position déterminée de la paroi du réceptacle, mais se trouve, par exemple, à l’extérieur de l’ouverture du réceptacle, alors par de simples mouvements de coulissement latéral du dispositif de préhension, on pourra centrer le dispositif de préhension par rapport au réceptacle. Comme la rampe d’au moins un relief de positionnement débouche dans la surface d’appui ou coupe celle-ci, le dispositif de préhension sera soulevé par un mouvement de coulissement latéral, par l’effet de levier créé par la rampe contre la direction d’appui ; ainsi, au moins un relief de positionnement pourra glisser sur la paroi du réceptacle. Lorsque ce relief de positionnement aura dépassé la paroi du réceptacle, le dispositif de préhension glisse et descend dans la direction d’appui de sorte que le dispositif de préhension passe en position de préhension ; dans cette position le dispositif de préhension vient par la surface d’appui contre le dessus de la paroi du réceptacle et au moins un relief de positionnement avec sa section d’installation vient contre le côté intérieur de la paroi de réceptacle. Une telle réalisation permet au dispositif de préhension de se mettre intuitivement dans la position de préhension souhaitée, dans la mesure où le dispositif de préhension est appliqué sur le réceptacle dans une position horizontale quelconque et ainsi par de simples mouvements de coulissement latéral. Il suffit de prépositionner grossièrement le dispositif de préhension, ce qui simplifie considérablement l’opération d’alignement et accélère celle-ci. Un opérateur pourra, dans un temps prédéfini, effectuer plus d’opérations de préhension, ce qui augmente la productivité.
Pour que l’alignement soit confortable, il est avantageux que la rampe fasse un angle supérieur à 0°, notamment supérieur à 10°, en outre notamment supérieur à 20° et notamment supérieur à 30° et de manière encore plus préférentielle, supérieur à 40° et inférieur à 90°, notamment inférieur à 80°, de manière encore plus particulière, inférieur à 70°, et en outre notamment inférieur à 60° et plus particulièrement inférieur à 50° pour rejoindre la surface d’appui ou rencontrer le plan d’appui ou le couper.
Selon un développement avantageux, un relief de positionnement est en forme de coin. En particulier, ce relief de positionnement est fourni comme structure en forme de coin. La rampe pourra être réalisée par une surface de coin.
Selon une variante de réalisation, le relief de positionnement est sous la forme d’un élément en relief ou en porte-à-faux. On peut, par exemple, envisager un relief de positionnement constitué par une plaque de tôle, installée en position inclinée sur la surface d’appui. Le segment d’appui sera formé, par exemple, par la face frontale de la plaque ou de la tôle à l’opposé de la surface d’appui. On peut également envisager une plaque ou tôle repliée à une extrémité du plan d’appui et que le segment ainsi replié constitue la section d’installation. Une telle réalisation est particulièrement simple et économique.
Selon une autre réalisation possible, la languette 60 pourrait être rapportée directement sur le pied d’aube 36, d’une manière identique ou similaire. Néanmoins, la solution de la languette 60 rapportée sur la plaque de calibrage 37 permet une intégration aisée de l’invention sur l’aube, notamment sur les aubes existantes, en opérant un simple changement de la plaque de calibrage.
La seconde extrémité opposée 62b permet quant à elle de définir, en association avec le fond d’alvéole 32a et les deux dents 23, la section de passage d’air 66 variable de la cavité 33. Lorsque la roue mobile 20 est à l’arrêt, et la languette 60 inclinée au maximum par rapport à la direction axiale 30c, cette section de passage 66 est nulle ou faible.
Comme évoqué précédemment, l’invention met à profit la corrélation existante entre la vitesse de rotation de la roue mobile de turbine 20, et les besoins évolutifs en refroidissement des aubes 34.
En effet, l’augmentation du régime moteur s’accompagne d’une élévation de la vitesse de rotation de la roue 20, et est également lié à une augmentation de la température des gaz dans la veine principale. En raison de cette augmentation de température, le besoin en refroidissement des aubes 34 s’accroît. L’invention prévoit alors avantageusement que la languette 60 se déforme élastiquement sous l’effet de la force centrifuge résultant de la rotation de la roue de turbine 20, pour laisser passer davantage d’air dans la cavité 33, en vue du refroidissement de l’aube via ses conduits 44 alimentés en air par cette cavité. Alternativement, le déplacement de la languette 60 par effet centrifuge pourrait être obtenu différemment que par déformation élastique de celle-ci, sans sortir du cadre de l’invention.
Lorsque la vitesse de rotation de la roue 20 augmente, la languette 60 passe de la configuration inclinée montrée sur les figures 2 à 4, à une configuration dans laquelle elle se redresse axialement et tend vers un alignement avec la direction axiale 30c, et ce grâce à l’effet centrifuge provoquant une déformation élastique de la portion de liaison 64. La montre une configuration extrême adoptée lorsque la roue de turbine 20 tourne à une vitesse maximale, configuration dans laquelle la languette 60 présente une inclinaison faible ou nulle par rapport à la direction axiale 30c. La section de passage d’air 66 définie entre le fond d’alvéole 32a et la seconde extrémité de languette 62b est augmentée, de sorte qu’un débit d’air supérieur peut circuler dans la cavité 33 puis dans les conduits 44, de manière à renforcer le refroidissement de l’aube 34.
Ainsi, l’invention est remarquable en ce qu’elle permet, de manière passive, de provoquer une augmentation de la section de passage d’air 66 lorsque la vitesse de rotation de la roue de turbine 20 s’accroît, c’est-à-dire lorsque les besoins en refroidissement de l’aube s’avèrent plus conséquents. Inversement, il est observé une diminution de la section de passage d’air 66 lorsque la vitesse de rotation de la turbine décroît, et que les besoins en refroidissement de l’aube sont inférieurs. Les débits d’air de refroidissement observés se trouvent de ce fait parfaitement adaptés aux différents régimes moteur.
Il est noté que la longueur axiale « L » de l’organe passif souple 60, référencée sur les figures 4 et 5, est limitée à la dimension du pied d’aube. Lette longueur L est préférentiellement comprise entre 10 et 40 mm. Il en est de même pour la largeur « l » de l’organe 60, référencée sur la , qui est quant à elle préférentiellement comprise entre 5 et 15 mm. D’autre part, son épaisseur « E », référencée sur les figures 4 et 5, est préférentiellement comprise entre 0,1 et 5 mm. Un dimensionnement mécanique adéquate de l’organe passif souple 60 permet d’assurer la bonne déformation de la languette en fonction de la vitesse de rotation, et donc en fonction du domaine de vol. La forme générale de la languette dépend principalement du fond d’alvéole, et donc du pied d’aube.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier à l’invention qui vient d’être décrite, uniquement à titre d’exemples non limitatifs et dont la portée est définie par les revendications annexées.