INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
On comprend donc que, aussi bien les images numériques de polarisation que les images numériques d’intensité fournissent des informations utiles sur la présence éventuelle de défauts dans le matériau constitutif du récipient en verre. Aussi, dans un processus industriel de contrôle de la qualité de récipients en verre, on peut vouloir mettre en œuvre des procédés opto-informatiques d’analyse exploitant d’une part des images numériques d’intensité et d’autre part des images numériques de polarisation. Une solution serait donc de disposer de deux dispositifs d’acquisition d’images, l’un pour acquérir des images numériques de polarisation, et l’autre pour acquérir des images numériques d’intensité. Cependant, dans un contexte industriel, la multiplication des postes de contrôle peut être handicapante, à la fois en termes de coûts et en termes d’encombrement. Ce dernier point est particulièrement important si l’on veut pouvoir mettre en œuvre un procédé opto-informatique d’analyse des récipients en ligne dans une ligne industrielle de production de récipients en verre et/ou dans une ligne industrielle de transport automatisé des récipients en verre, et/ou dans une ligne industrielle automatisée de remplissage des récipients en verre.
Selon un autre aspect, l’acquisition d’images numériques de polarisation est très utile pour les informations que l’on peut en tirer, notamment par exemple en termes de contraintes mécaniques résiduelles du matériau, mais cette information de polarisation doit généralement être interprétée pour déterminer si la valeur de contraintes mécaniques résiduelles que l’on peut tirer de ces images est constitutive d’un défaut ou pas. Par exemple, dans un process de production de récipient en verre comportant des gravures, il est à peu près inévitable que les régions comportant des gravures provoquent certains déphasages de polarisation qui ne doivent pas conduire au rejet des récipients, parce que le matériau constitutif du récipient présente, au niveau des gravures, des contraintes résiduelles qui, tout en étant largement supérieures aux contraintes résiduelles dans le matériau en dehors des gravures, restent néanmoins tout à fait acceptables et ne compromettent pas la qualité du récipient, et/ou parce que l’état de polarisation de la lumière soit modifié par la réfraction de la lumière sur les bords pentus des gravures, cette modification pouvant être interprétée comme un effet de contraintes résiduelles alors que le récipient reste néanmoins tout à fait acceptable. De la sorte, il apparaît nécessaire de pouvoir corréler des zones dans lesquelles on détecte un déphasage de polarisation avec des régions du récipient dans lesquelles de tels déphasages de polarisation peuvent être attendus, ceci afin éventuellement de ne pas rejeter un récipient de manière indue.
De manière générale, on sait qu’il est généralement intéressant de pouvoir subdiviser l’image d’un objet inspecté, en l’occurrence l’image d’un récipient en verre, en différentes zones pour lesquelles l’analyse de l’image sera faite éventuellement avec des algorithmes différents et/ou avec des niveaux de seuils différents. Cela suppose donc d’être capable de corréler une zone de l’image avec une zone du récipient correspondant. Dans les images d’intensité, cela est généralement bien maîtrisé, car on connaît des procédés de reconnaissance de forme dans les images d’intensité en lumière traversante qui permettent par exemple de détecter les bords du récipient et de reconnaître d’éventuels marqueurs géométriques. En revanche, de manière classique, les images de polarisation sont des images dans lesquelles on ne voit que les zones présentant un déphasage de polarisation, qu’il est généralement impossible d’associer à une position relative sur le récipient.
L’invention vise donc à proposer un procédé et un dispositif opto-informatique d’analyse de récipients en verre mettant en œuvre une caméra polarimétrique et qui soit à la fois compact et économique tout en étant apte à fournir des informations permettant de limiter le risque de rejeter inutilement des récipients.
Dans le but ci-dessus, l’invention propose un dispositif et un procédé opto-informatique d’analyse en lumière traversante d’un récipient en verre à l’aide d’une caméra polarimétrique, la caméra polarimétrique comportant un capteur photoélectrique bidimensionnel comprenant des éléments photoélectriques comprenant chacun une cellule photoélectrique devant laquelle est agencé un système d’analyse de polarisation comprenant au moins un analyseur de polarisation individuel associé à la cellule photoélectrique de cet élément photoélectrique, le capteur photoélectrique comportant un nombre N de groupes distincts d’éléments photoélectriques contigus, chaque groupe distinct d’éléments photoélectriques contigus comprenant un nombre K supérieur ou égal à deux d’éléments photoélectriques appartenant respectivement à l’une parmi un nombre F supérieur ou égal à deux de familles distinctes d’éléments photoélectriques, chaque famille d’éléments photoélectriques étant définie par une caractéristique d’analyse de polarisation du système de d’analyse de polarisation commune à chacun de ses éléments photoélectriques, les caractéristiques d’analyse de polarisation des au moins deux familles comprenant au moins deux analyses linéaires selon deux axes de polarisation orthogonaux ou au moins deux analyses circulaires de sens inverse l’un de l’autre, chaque groupe distinct d’éléments photoélectriques comprenant au moins deux éléments photoélectriques appartenant à au moins deux familles distinctes, et chaque groupe distinct d’éléments photoélectriques contigus correspondant à un pixel composite dans une image maîtresse délivrée par le capteur.
Le procédé comporte : - l’illumination du récipient en verre, par l’arrière, par un dispositif d’illumination délivrant, sur le récipient, une lumière incidente polarisée, soit circulairement avec un premier sens de rotation, soit linéairement selon un axe de polarisation d’incidence ; - l’observation du récipient, par l’avant, par la caméra polarimétrique, de manière à recueillir, sur le capteur photoélectrique de la caméra polarimétrique, une lumière émergente émanant du récipient ; - l’acquisition, avec le capteur photoélectrique de la caméra polarimétrique, d’au moins une image numérique maîtresse du récipient, ayant un nombre K*N de pixels maîtres correspondants à N groupes distincts d’éléments photoélectriques contigus, l’image maîtresse comprenant N pixels composites, chaque pixel composite correspondant à un des groupes d’éléments photoélectriques contigus, et l’image maîtresse comprenant le nombre K d’images partielles distinctes ayant chacune N pixels partiels, les pixels partiels de chaque image partielle correspondant, pour une image partielle donnée, à une seule famille d’éléments photoélectriques du capteur photoélectrique pris dans les N pixels composites ; - le calcul informatique d’une image d’intensité dans laquelle la valeur de chaque pixel d’intensité est une valeur moyennée de la valeur d’au moins deux pixels partiels correspondant à deux éléments photoélectriques d’un même groupe mais appartenant à deux familles distinctes d’éléments photoélectriques dont les caractéristiques d’analyse de polarisation sont deux analyses circulaires de sens inverses l’un de l’autre ou deux analyses linéaires d’axes de polarisation orthogonaux ou deux analyses elliptiques orthogonales ; - le calcul informatique d’au moins une image de déphasage en calculant, pour une série de pixels composites, un pixel de déphasage qui correspond à un pixel composite et dont la valeur est représentative d’un déphasage de polarisation induit, par une contrainte mécanique résiduelle dans la zone élémentaire du récipient correspondant au pixel composite, dans la lumière émergente émanant de la zone élémentaire du récipient correspondant au pixel composite, à partir de la valeur d’un ensemble d’un ou plusieurs pixel(s) partiel(s) tous extraits du pixel composite et appartenant à une combinaison d’une ou plusieurs images partielles, le calcul informatique de chaque pixel de déphasage d’une image de déphasage donnée étant effectué à partir de la même combinaison d’une ou plusieurs images partielles.
Un tel procédé selon l’invention peut de plus comprendre une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prises seules ou en combinaison.
Dans une série de variantes, le procédé opto-informatique d’analyse peut être tel que : - le capteur photoélectrique comprend au moins deux familles distinctes d’éléments photo-électriques dont les caractéristiques d’analyse de polarisation sont deux analyses linéaires respectivement selon un premier axe de polarisation et second axe de polarisation orthogonal au premier axe de polarisation ; - la lumière incidente est polarisée linéairement selon le deuxième axe de polarisation ; - le calcul informatique de chaque pixel de déphasage pour une image de déphasage donnée est effectué à partir de la valeur d’au moins le pixel partiel (Ppk(n)) correspondant au premier axe de polarisation ; - la valeur de chaque pixel d’intensité de l’image d’intensité est une valeur moyennée de la valeur de deux pixels partiels extraits du même pixel composite et associés chacun à l’une des deux familles dont les axes de polarisation sont orthogonaux et/ou de deux pixels partiels associés chacun à une de deux familles distinctes d’éléments photo-électriques dont les caractéristiques d’analyse de polarisation sont deux analyses circulaires de sens inverses l’un de l’autre.
Dans une série de variantes, le procédé opto-informatique d’analyse peut être tel que : - le capteur photoélectrique comprend au moins quatre familles distinctes d’éléments photo-électriques dont les caractéristiques d’analyse de polarisation comprennent au moins quatre analyses linéaires selon des axes de polarisations comprenant deux paires d’axes de polarisation orthogonaux, les deux paires d’axes de polarisation étant décalées l’une de l’autre de 45 degrés d’angle ; - la lumière incidente est polarisée circulairement dans un sens d’incidence ; - le calcul informatique de chaque pixel de déphasage pour une image de déphasage donnée est effectué à partir des valeurs des quatre pixels partiels extraits du même pixel composite et associés chacun à une de quatre familles distinctes d’éléments photo-électriques dont les caractéristiques d’analyse de polarisation sont lesdites analyses linéaires ; - la valeur de chaque pixel d’intensité de l’image d’intensité est une valeur moyennée d’au moins deux pixels partiels extraits du même pixel composite et associés chacun à deux familles distinctes d’éléments photo-électriques dont les caractéristiques d’analyse de polarisation sont deux analyses linéaires d’axes de polarisation orthogonaux.
Dans une série de variantes, le procédé opto-informatique d’analyse peut être tel que : - la lumière incidente est polarisée circulairement dans un sens d’incidence ; - le capteur photoélectrique comprend au moins une famille d’éléments photo-électriques dont la caractéristique d’analyse de polarisation est une analyse circulaire de sens inverse du sens d’incidence ; - le calcul informatique de chaque pixel de déphasage pour une image de déphasage donnée est effectué à partir d’au moins la valeur du pixel partiel associé à la famille dont l’analyse circulaire est de sens inverse du sens d’incidence ; - la valeur de chaque pixel d’intensité de l’image d’intensité est une valeur moyennée de deux pixels partiels extraits du même pixel composite et associés chacun à une de deux familles dont les analyses circulaires sont de sens inverses l’un de l’autre et/ou de deux pixels partiels associés chacun à une de deux familles distinctes d’éléments photo-électriques dont les caractéristiques d’analyse de polarisation sont deux analyses linéaires d’axes de polarisation orthogonaux ou deux analyses elliptiques orthogonales.
Cependant, pour au moins certains de ses modes de réalisation, l’invention pourrait être mise en œuvre avec seulement deux familles 26f distinctes d’éléments photoélectriques, de sorte que l’on obtiendrait seulement deux images partielles correspondant à deux caractéristiques d’analyse de polarisation qui seraient deux analyses linéaires d’axes de polarisation orthogonaux, ou, de préférence, seulement deux images partielles correspondant à deux caractéristiques d’analyse de polarisation qui seraient deux analyses circulaires de sens inverses l’un de l’autre.
A partir de ces images partielles IPk extraites d’une même image maîtresse IM, le procédé comprend le calcul informatique, par le système informatique 100, d’une image d’intensité It composée de pixels d’intensités It(n) calculés informatiquement à partir d’au moins deux pixels partiels Ppk(n) appartenant à deux images partielles IPk distinctes et extraits du même pixel composite Pc(n). Bien entendu, les deux pixels partiels Ppk(n) appartenant aux deux images partielles distinctes IPk sont deux pixels partiels superposables qui, dans leur image partielle IPk respective, occupent la même position, de sorte qu’ils sont chacun l’image, certes partielle, de la même zone élémentaire du champ imagé, notamment du récipient 12. Plus précisément, la valeur de chaque pixel d’intensité It(n) d’une image d’intensité It est une valeur moyennée de la valeur d’au moins deux pixels partiels correspondant à deux éléments photoélectriques d’un même groupe mais appartenant à deux familles distinctes d’éléments photoélectriques dont les caractéristiques d’analyse de polarisation sont deux analyses circulaires de sens inverses ou deux analyses linéaires d’axes de polarisation orthogonaux ou deux analyses elliptiques orthogonales entre elles. Dans le présent texte, une valeur moyennée peut être par exemple une moyenne arithmétique ou autre, pondérée ou pas, etc…. Par exemple, une valeur moyennée de deux valeurs peut être la somme de ces deux valeurs.
Dans une version la plus simple, l’image d’intensité It est composée de pixels d’intensités It(n) calculés informatiquement à partir de seulement deux pixels partiels Pt(n) appartenant à seulement deux images partielles IPk distinctes, ces images partielles distinctes correspondant à deux analyses circulaires de sens inverses l’un de l’autre ou deux analyses linéaires d’axes de polarisation orthogonaux ou deux analyses elliptiques orthogonales entre elles. Dans ce cas, si le dispositif ne comporte que 2 familles 26f distinctes d’éléments photoélectriques, la valeur de chaque pixel d’intensité vaut par exemple Pt(n)=Pp1(n) + Pp3(n) ou Pt(n)=Pp2(n) + Pp4(n).
Cependant, dans les modes de réalisation dans lesquels on dispose d’au moins quatre familles distinctes d’éléments photoélectriques, notamment tel que décrit en référence aux figures 3 à 7, on pourra calculer informatiquement chaque pixel d’intensité en tant que valeur moyennée des 4 valeurs, par exemple de la manière suivantes Pt(n)=Pp1(n) + Pp3(n) + Pp2(n) + Pp4(n).
Toujours dans de tels modes de réalisation dans lesquels on dispose d’au moins quatre familles distinctes d’éléments photoélectriques, on pourra calculer informatiquement une première image d’intensité intermédiaire It1 et une seconde image d’intensité intermédiaire It2, chacune selon le principe ci-dessus mais sur la base de deux couples distincts d’images partielles et ensuite établir une image finale d’intensité en tant que valeur moyennée des deux images d’intensité intermédiaires It1 et It2 de la manière qui est illustrée à la .
Dans les modes de réalisation dans lesquels on dispose d’au moins quatre familles distinctes d’éléments photoélectriques, notamment tel que décrit en référence aux figures 3 à 7, on pourra calculer informatiquement directement une image d’intensité dans laquelle chaque pixel d’intensité Pt(n) est une valeur moyennée de la valeur des quatre partiels appartenant à un même pixel composite, donc correspondant à quatre éléments photoélectriques d’un même groupe mais appartenant à quatre familles distinctes d’éléments photoélectriques dont les caractéristiques d’analyse de polarisation sont respectivement deux couples distincts de caractéristiques d’analyse de polarisation, chaque couple distinct de polarisation étant choisi parmi un ou plusieurs couples de deux analyses circulaires de sens inverses l’un de l’autre, un ou plusieurs couples de deux analyses linéaires d’axes de polarisation orthogonaux, et/ou un ou plusieurs couples de deux analyses elliptiques orthogonales entre elles.
Théoriquement, deux pixels dont la valeur respective résulte de deux analyses linéaires selon des axes orthogonaux l’un à l’autre représentent les deux composantes complémentaires de lumière et leur somme restitue l’intensité totale. De même, théoriquement, deux pixels dont la valeur respective résulte de deux analyses circulaires de sens inverses l’un de l’autre représentent les deux composantes complémentaires de lumière et leur somme restitue l’intensité totale. De même, théoriquement, deux pixels dont la valeur respective résulte de deux analyses elliptiques orthogonales représentent les deux composantes complémentaires de lumière et leur somme restitue l’intensité totale. Donc, dans l’hypothèse où l’on utilise la valeur de deux couples distincts de pixels partiels d’un même groupe d’analyse, chaque pixel du couple résultant de deux analyses circulaires de sens inverses l’un de l’autre, ou de deux analyses linéaires d’axes de polarisation orthogonaux, ou de deux analyses elliptiques orthogonales entre elles, la formule Pt(n) = Pp1(n) + Pp2(n) + Pp3(n) + Pp4(n) représente le double de l’intensité. Bien entendu il est possible de normaliser cette valeur en la divisant par 2.
Bien entendu, chaque pixel d’intensité Pt(n) est une image de la même zone élémentaire du champ image que celle des pixels partiels utilisés dans le calcul de la valeur moyennée.
En d’autres termes, dans l’exemple décrit, chaque pixel d’intensité Pt(n) est une valeur moyennée d’un pixel composite Pc(n) auquel il correspond.
Dans tous les cas, les images d’intensité ainsi obtenues sont des images pour lesquelles on récupère, pour chaque zone élémentaire du champ imagé, une valeur représentative de l’intensité de la lumière émergente émanant de cette zone élémentaire, quelle que soit la polarisation effective de la lumière émergente émanant de cette zone élémentaire. Si cette lumière émergente émanant de la zone élémentaire présente une polarisation, le ou les couples d’images partielles utilisés permettent d’obtenir, par la valeur moyennée, une valeur représentative, alors, que, dans chaque image partielle, cette polarisation pourra conduire à une atténuation plus ou moins forte en fonction du rapport entre la polarisation effective de la lumière émergente et la caractéristique d’analyse de polarisation associé à l’image partielle IPk considérée.
Le procédé comporte par ailleurs le calcul informatique d’au moins une image de déphasage ID, en calculant, pour une série de pixels composites Pc(n), un pixel de déphasage Pd(n) qui correspond à un pixel composite Pc(n) et dont la valeur est représentative d’un déphasage de polarisation φ(n), induit par une contrainte mécanique résiduelle dans la zone élémentaire du récipient correspondant au pixel composite Pc(n), dans la lumière émergente émanant de cette zone élémentaire du récipient correspondant au pixel composite Pc(n). La valeur d’un pixel de déphasage Pd(n) qui correspond à un pixel composite Pc(n) est donc représentative de la différence entre d’une part le déphasage entre deux composantes orthogonales du champ électrique de la lumière incidente, et d’autre part le déphasage entre ces deux composantes orthogonales du champ électrique de la lumière émergente, pour la zone élémentaire du récipient correspondant au pixel composite Pc(n). On comprend que la valeur d’un pixel de déphasage Pd(n) est donc une image de l’intensité des contraintes mécaniques résiduelles dans le matériau de la zone élémentaire du récipient correspondant au pixel composite Pc(n).
La valeur de chaque pixel de déphasage Pd(n), pour une zone élémentaire donnée définie par l’indice (n), est calculée à partir de la valeur d’un ensemble d’un ou plusieurs pixel(s) partiel(s) Ppk(n) extraits tous du pixel composite Pc(n) image de ladite zone élémentaire, et appartenant à une combinaison d’une ou plusieurs images partielles Ppk(n). Le calcul informatique de chaque pixel de déphasage Pd(n) d’une image de déphasage donnée est effectué, pour tous les pixels de déphasage Pd(n) d’une image de déphasage donnée, à partir de la même combinaison d’une ou plusieurs images partielles IPk.
Plusieurs variantes sont possibles pour le calcul de l’image d’intensité It et pour le calcul de l’image de déphasage ID, notamment en fonction du dispositif 10, plus particulièrement en fonction des caractéristiques d’analyse de polarisation obtenues en utilisant le dispositif, et aussi en fonction de la polarisation de la lumière incidente. On va d’abord décrire ces différentes séries de variantes de calcul de l’image de déphasage ID avant de décrire comment l’image d’intensité It et l’image de déphasage ID sont utilisées dans le procédé.
Une première série de variantes du procédé opto-informatique d’analyse pourra être mise en œuvre dans les cas où le capteur photoélectrique 22 mis en œuvre pour l’acquisition de l’image maîtresse IM comprend au moins deux familles 26f distinctes d’éléments photo-électriques dont les caractéristiques d’analyse de polarisation sont deux analyses linéaires, par exemple respectivement selon un premier axe de polarisation A1 et un troisième axe de polarisation A3 orthogonal au premier axe de polarisation A1. Bien entendu, il pourra être mis en œuvre dans le cas de capteurs comportant plus de familles 26f distinctes d’éléments photo-électriques, avec d’autres caractéristiques d’analyse de polarisation, par exemple avec des capteurs ayant les configurations des figures 3 à 5, mais certaines de ces familles pourront alors rester non utilisées.
Dans cette première série de variantes du procédé, on fera en sorte que la lumière incidente soit polarisée linéairement selon le deuxième axe de polarisation A3.
On obtient et on utilise ainsi au moins une première image partielle IP1 associée à l’analyse de polarisation selon le premier axe de polarisation A1, formée des pixels Pp1(n), et une deuxième image partielle IP3 associée à l’analyse de polarisation selon le deuxième axe de polarisation A3, formée des pixels Pp3(n).
L’appareil 2 est destiné à être connecté à un circuit électrique pour en assurer la protection contre des défauts électriques, tels qu’un court-circuit ou une surintensité.
L’appareil 2 comporte un boîtier 4, tel qu’un boîtier en plastique moulé.
Par exemple, le boîtier 4 présente une forme de pavé, ou une forme inscrite dans un pavé.
L’appareil 2 comporte des premiers terminaux de connexion (terminaux aval) 6, chacun associé à une phase du courant électrique. De même, l’appareil 2 comporte des deuxièmes terminaux de connexion (terminaux amont) 8.
Les terminaux de connexion amont et aval s’étendent ici en saillie par rapport à une face arrière du boîtier 4 de l’appareil 2, cette face arrière étant opposée à une face avant du boîtier de l’appareil 2. En variante, les terminaux de connexion pourraient être disposés différemment, par exemple en émergeant depuis d’autres faces et/ou suivant d’autres orientations.
Par exemple, les qualificatifs géométriques tels que « supérieur », « inférieur », « avant » et « arrière » sont utilisés pour désigner l’orientation de l’appareil 2 lorsque celui-ci est monté dans une position de fonctionnement, par exemple sur un tableau électrique ou dans une armoire électrique.
Comme illustré à la , l’appareil 2 comporte un bloc de coupure contenant des contacts électriques séparables.
Les contacts électriques séparables sont ici réalisés par l’association de contacts électriques fixes 10 et 12, ici solidaires d’une ampoule de coupure logée dans le boîtier 4 de l’appareil 2, et d’au moins un contact électrique mobile 13 déplaçable par rapport aux contacts fixes 10 et 12 entre un état ouvert et un état fermé.
Par exemple, les contacts électriques fixes et mobiles comportent chacun un élément électriquement conducteur, tel qu’un conducteur électrique en cuivre ou en tout autre matériau approprié.