INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le système de prise d’images 5 et le système d’éclairage 6 sont montés de toute manière appropriée sur la tête de mesure 4 pour assurer par projection optique, l’acquisition d’au moins des profils externes des récipients. Selon un exemple de réalisation illustré sur les figures 2B et 6B, la tête de mesure 4 comporte un support 9 supporté par un châssis 11. Le support 9 est entrainé en rotation par rapport au châssis 11, autour de l’axe de rotation a , dans les deux sens de rotation par une motorisation 12 de tous types connus, telle qu’un moteur électrique. La motorisation 12 qui est montée sur le châssis 11, entraine en rotation le support 9, directement ou par l’intermédiaire d’une transmission mécanique. Le support 9 est guidé en rotation de toute manière appropriée par rapport au châssis 11. En d’autres termes, le support 9 forme la partie mobile en rotation de la tête de mesure 4 par rapport au châssis 11 qui forme la partie fixe de la tête de mesure.
Selon l’exemple de réalisation illustré aux figures 1, 2, 2A, 2B et 2C, le système de prise d’images 5 est configuré pour délivrer l’image d’un seul et premier profil externe du récipient dans un premier et seul champ d’observation et un système d’éclairage 6 illumine le premier champ d’observation C en arrière-plan du premier profil externe. Selon l’exemple de réalisation illustré aux figures 5, 6, 6A, 6B, 6C, et 7 à 13, le système de prise d’images 5 est configuré pour délivrer l’image d’un premier profil externe dans un premier champ d’observation C et d’un deuxième profil externe du récipient, symétrique du premier profil externe par rapport à l’axe vertical a du récipient, dans un deuxième champ d’observation C . Le système d’éclairage 6 illumine le premier champ d’observation en arrière-plan du premier profil externe et illumine le deuxième champ d’observation en arrière-plan du deuxième profil externe.
Le système de prise d’images 5 comporte au moins une caméra 5a avec son objectif, observant le récipient 2 directement ou à l’aide d’au moins un miroir de repliement 5b. Le système d’éclairage 6 comporte au moins une source de lumière 6a illuminant le récipient 2 directement ou à l’aide d’au moins un miroir de repliement 6b.
Comme illustré aux figures 2A et 2B, le système de prise d’images 5 comporte une caméra 5a observant le récipient 2 à l’aide de trois miroirs de repliement 5b disposés entre la caméra 5a et le récipient. Selon cet exemple, ces miroirs de repliement 5b présentent chacun un angle de renvoi de 45° par rapport à l’axe de rotation a . Selon cet exemple, la caméra 5a est montée sur le châssis 11 en étant centrée sur l’axe de rotation a , et en observant le récipient 2 à l’aide des miroirs de repliement 5b montés sur le support 9. Bien entendu, chaque miroir de repliement 5b s’étend selon l’axe vertical Z selon une hauteur adaptée à la hauteur de la partie du récipient à observer. Par exemple, le support 9 se présente sous la forme d’un disque se prolongeant à partir de sa face inférieure, par une structure s’étendant selon l’axe vertical Z pour permettre la fixation des miroirs de repliement 5b pour acheminer la lumière jusqu’à la caméra. Selon cet exemple, le système d’éclairage 6 comporte une source de lumière 6a montée sur le support 9 pour illuminer le champ d’observation de la caméra 5a. La source de lumière 6a est fixée sur la face inférieure du support 9 de manière que la source de lumière 6a et un miroir de repliement 5a se trouvent situés de part et d’autre du récipient en illuminant tangentiellement un bord du récipient 2 afin de pouvoir imager le profil externe du récipient. Ainsi, le récipient 2 est positionné dans le champ de la caméra 5a qui peut être direct ou replié par des miroirs de repliement 5b. Le récipient 2 se trouve positionné sur le trajet de la lumière entre une source de lumière 6a et une caméra 5a de prise d’images dont l’axe optique d’observation direct ou replié par des miroirs de repliement 5b est positionné de manière que le profil du récipient est projeté optiquement dans une image avec la source en arrière-plan. Plus précisément, la disposition permet de visualiser le profil projeté dans l’image par des rayons lumineux tangent au bord du récipient.
Selon l’exemple de réalisation illustré aux figures 6A et 6B, le système de prise d’images 5 comporte une caméra 5a configurée pour observer le récipient 2 dans deux champs d’observation à l’aide de miroirs de repliement 5b. Selon cet exemple, la caméra 5a est montée sur le châssis 11 en étant centrée sur l’axe de rotation a , et en observant le récipient 2 à l’aide des miroirs de repliement 5b montés sur le support 9 pour observer le premier profil externe et le deuxième profil externe du récipient, symétriques par rapport à l’axe vertical a . Le système d’éclairage 6 comporte deux sources de lumière 6a montées sur le support 9 pour illuminer les deux champs d’observation de la caméra 5a. Les sources de lumière 6a sont fixées sur la face inférieure du support 9 de manière que pour chaque couple source de lumière 6a et miroir de repliement 5b, les sources de lumière 6a et les miroirs de repliement 5b se trouvent situés de part et d’autre du récipient en illuminant tangentiellement les deux bords du récipient 2 afin de pouvoir imager deux profils externes symétriques ou diamétralement opposés du récipient.
Dans les exemples décrits ci-dessus, la caméra 5a est montée sur le châssis 11 de sorte que la caméra est fixe par rapport au support 9 entrainé en rotation. Selon un autre exemple de réalisation non illustré, il est à noter que la caméra 5a peut être montée sur le support 9 entrainé en rotation autour de l’axe de rotation. Dans cette solution, la caméra 5a est montée directement sur le support 9 à la place du miroir de repliement 5b ou sur le support 9 associée à un miroir de repliement 5b.
Dans le même sens, il est à noter que dans l’exemple de réalisation illustré aux figures 6A et 6B, une seule caméra 5a observe le récipient 2 dans deux champs d’observation différents C à l’aide de deux jeux de miroirs de repliement 5b. Le schéma optique de ce montage est illustré à la . Bien entendu, comme illustré à la , le système de prise d’images 5 peut comporter une caméra 5a observant directement le récipient 2 dans un champ d’observation C couvrant les deux côtés opposés du récipient pour imager les deux profils externes diamétralement opposés du récipient. De même, comme illustré à la , le système de prise d’images 5 peut comporter deux caméras 5a observant chacune directement le récipient 2 dans deux champs d’observation différents C .
Dans les exemples de réalisation décrits aux figures 2A, 2B et 6A, 6B, le système d’éclairage 6 comporte respectivement une source de lumière ou deux sources de lumière 6a montées sur le support 9 entrainé en rotation autour de l’axe de rotation. Il est à noter comme illustré sur la que les deux champs d’observation C peuvent être illuminés par une seule source de lumière ou comme illustré à la , par deux sources de lumière. De même, dans les exemples illustrés ci-dessus, le récipient 2 est illuminé directement par la ou les sources de lumière 6a montées sur le support 9. Bien entendu, la ou les sources de lumière peuvent illuminer le récipient 2 à l’aide d’au moins un réflecteur ou miroir de repliement 6b fixé sur le support 9.
Les figures 15, 15A et 15B illustrent une telle variante de réalisation pour laquelle la source de lumière 6a est une source de lumière annulaire fixée sur le châssis 11 et illuminant un miroir de repliement 6b fixé sur le support 9 entraîné en rotation autour de l’axe de rotation a . Ce miroir de repliement d’éclairage 6b est positionné de manière à réfléchir la lumière issue d’une portion ou d’un secteur angulaire de la source de lumière 6a se trouvant au-dessus de lui, cette portion de la source de lumière annulaire évoluant durant la rotation du support 9. Selon cet exemple de réalisation, il est possible de prévoir que la source de lumière 6a est pilotée par secteurs indépendants en vue d’éclairer le seul secteur se trouvant en coïncidence verticale avec le miroir de repliement d’éclairage 6b. Sur la , les flèches indiquent le sens de parcours de la lumière. Ce miroir de repliement d’éclairage 6b de la lumière est positionné pour s’étendre d’un côté du récipient tandis qu’un miroir de repliement 5b du système de prise d’images 5 est fixé au support 9 pour s’étendre de l’autre côté du récipient 2 (figures 15 et 15A).
Le système de prise d’images 5 comporte deux autres miroirs de repliement 5b disposés entre ce premier miroir de repliement 5b et l’objectif de la caméra 5a fixée au châssis 11, avec son axe optique coaxial à l’axe de rotation a . Ces trois miroirs de repliement 5b ont par exemple un angle de 45° avec l’horizontale pour ramener l’image du profil du récipient dans l’axe optique de la caméra. Il est à noter que le repliement du champ d’observation C vers la caméra 5a peut se faire avec en tout non pas trois mais deux miroirs de repliement 5b ayant des angles différents par rapport à l’horizontale. Bien entendu, le ou les miroirs de repliement 5b du système de prises d’images peuvent être remplacés par des prismes, de même, que le ou les miroirs de repliement d’éclairage 6b. Il est à noter que selon cette variante de réalisation, la source de lumière 6a et la caméra 5a sont montées sur le châssis 11 c’est-à-dire sur la partie fixe de la tête de mesure 4. Cette solution évite soit l’utilisation de câbles de transmission d’énergie ou de signaux entre la partie fixe (châssis 11) et la partie mobile (support 9) de la tête de mesure ou soit l’utilisation de moyens de transmission de signaux et d’énergie sans câble, de type contact tournant, couplage optique et/ou magnétique entre la partie fixe (châssis 11) et la partie mobile (support 9) de la tête de mesure.
Selon une autre caractéristique, le poste d’inspection 1 comporte une structure de déplacement 15 de la tête de mesure 4, configurée pour positionner la tête de mesure 4 de sorte que l’axe de rotation a soit sensiblement coaxial à l’axe vertical 2z du récipient 2 lors de la mise en rotation de la tête de mesure et pour déplacer linéairement la tête de mesure 4 parallèlement à la direction de translation F. Le châssis 11 de la tête de mesure 4 est donc déplacé par la structure de déplacement 15 pour positionner l’axe de rotation a du support 9 de manière sensiblement coaxial à l’axe vertical 2z du récipient 2. Selon un exemple de réalisation, la structure de déplacement 15 de la tête de mesure 4 comporte une structure motorisée 16 de déplacement linéaire de la tête de mesure selon une direction parallèle à la direction de translation F du convoyeur. Cette structure motorisée 16 est équipée du châssis 11 porteur de la tête de mesure 4 de manière que la tête de mesure 4 puisse être déplacée linéairement selon les deux sens de la direction de translation F. Par exemple, cette structure motorisée 16 est constituée d'un système de guidage linéaire qui soutient la tête de mesure 4. Le guidage linéaire est de tout type, par exemple un ou deux rails sur lesquels glisse le châssis mobile 11 monté par exemple sur des paliers. La tête de mesure 4 ou le châssis mobile 11 est tracté par un moteur linéaire ou par une courroie crantée entraînée par un pignon motorisé par un moteur rotatif.
Dans le présent exemple de réalisation, la charnière 40 est formée par une partie du support électronique 20 ayant une épaisseur amincie par rapport à l’épaisseur du premier volet 30 ou du deuxième volet 30’.
Ceci permet de créer une zone affaiblie pour orienter un volet par rapport à l’autre.
La charnière est en outre configurée pour connecter électriquement des composants électroniques du premier volet 30 et du deuxième volet 30’ entre eux.
Le support électronique 20 comporte en outre un connecteur 60.
Le connecteur 60 est configuré pour permettre une connexion électrique entre le support électronique 20 et un environnement extérieur au support électronique 20.
Le connecteur 60 permet notamment ici une transmission d’au moins un signal, tel qu’une alimentation électrique et/ou un signal vidéo par exemple.
Le connecteur 60 est ici agencé sur le premier volet 30, notamment sur sa face supérieure 31.
Avoir un seul connecteur 60 pour tout le support électronique 20 permet de réduire l’encombrement du support électronique, notamment en réduisant au maximum le nombre de connexion électrique entre le support électronique 20 et son environnement extérieur.
En centralisant un transfert de signaux, vers ou hors le support électronique, une synchronisation des signaux peut être traitée au sein d’un composant du support électronique 20.
La charnière 40 permet ici au moins un transfert des signaux du deuxième capteur 55’ du deuxième volet 30’ vers le premier volet 30 comportant le connecteur 60, et évite ainsi de disposer un connecteur par volet.
Le support électronique 20 comporte en outre un multiplexeur 70.
Le multiplexeur 70 est configuré ici pour multiplexer des signaux vidéo issus des capteurs 55, 55’ respectifs du premier volet 30 et du deuxième volet 30’.
En l’occurrence, le multiplexeur 70 est ici agencé sur le premier volet 30, et notamment sur sa face inférieure 32.
Le multiplexeur 70 est en particulier relié électroniquement au connecteur 60, au premier capteur 55 et au deuxième capteur 55’.
Enfin, le premier volet 30 comporte ici deux trous de fixation 80 et deux trous de centrage 90. De même, le deuxième volet 30’ comporte ici également deux trous de fixation 80’ et deux trous de centrage 90’.
La représente une vue de coupe d’un détail du support électronique 20 au niveau de la charnière 40 selon l’exemple de réalisation de la .
Avec : I1 intensité provenant de la scène, I2 intensité du faisceau référence/ oscillateur local décalé, η rendement hétérodyne, f s fréquence du signal de battement, φ déphasage entre les deux voies.
La partie continue DC de ce signal est ainsi :
Ceci est vrai en supposant que l’intégration de la partie AC va donner zéro, ce qui suppose que Ti corresponde à un nombre entier d’oscillations.
-Pour un signal modulé de la source laser et une distance z recherchée (formule 19), on détecte un signal tel que :
(fs =0)
La partie continue de ce signal est ainsi :
A noter que φ est le déphasage entre les deux voies, qui peut être n’importe où entre 0 et 2π, donc la composante DC supplémentaire par rapport au cas précédent peut être positive, négative ou nulle.
-Pour un signal de la source laser non modulé on détecte et la composante continue est .
En conclusion, il faut donc détecter la partie = .
En d’autres termes si le pixel détecte une distance égale à z de l’expression (19), son signal est égal au signal de référence REF plus un « delta » correspondant au signal additionnel I sig .
La détection de l’instant pour lequel pour un pixel le signal détecté Spix est continu s’effectue ainsi à l’aide du signal REF, de la manière illustrée , en détectant un « delta » tel que défini ci-dessus.
On utilise le fait que puisque le signal à mesurer est continu, une simple intégration de durée égale à Ti récupère le signal à détecter à chaque sous-période.
Un intégrateur INTEG réalise une intégration des signaux REF et SIG, respectivement dénommée REF’ et SIG’ pour chaque sous période Ti (sous-phase Ci). La sous-phase courante Ci lors de l’intégration est identifiée par le circuit CL, c’est-à-dire que les valeurs (Bi, Ti) courantes sont mémorisées.
A chaque intégration, si le signal intégrée Spix’ est différent de la référence intégrée REF’, REF’ et SIG’ à l’entrée du comparateur COMP déclenche celui-ci et sa sortie outc donne l’ordre au bloc logique CLOG de fournir l’adresse du pixel (Xadd, Yadd) (en dialoguant avec le système de lecture). En effet lorsque la fréquence de modulation est nulle le signa détecté intégré Spix’ est différent du signal REF’, comme expliqué plus haut.
On attribue à ce pixel la valeur de z calculée avec les valeurs (Bi, Ti) courantes, et cette valeur et stockée dans une mémoire. Une fois le pixel est lu, il est désactivé pour le reste de la trame. De cette manière, à chaque sous-période Ti, tous les pixels qui se trouvent à cette même distance sont lus et désactivés. À la fin du signal multi-chirp, une image de profondeur est disponible sur l’ensemble de la matrice. On peut ainsi obtenir une carte de profondeur à la cadence vidéo.
Cette architecture permet de générer des histogrammes de distance de la scène en temps réel. En comptant le nombre de pixels à chaque valeur de distance dans une mémoire, on obtient la distribution des valeurs de profondeur de la scène. Ceci peut être utile pour ajuster et optimiser le signal « multichirp » afin de viser la gamme de distances à détecter.
[43a] Un tel modèle géophysique, qui résout les équations primitives, est capable de simuler l’ensemble des forces et des lois physiques qui conduisent aux écoulements maritimes. Cela signifie que le modèle reproduit une simulation réaliste de la composante géostrophique et agéostrophique des vitesses, tout en reproduisant en outre une correspondance exacte entre le champ de sortie des vitesses et le champ de sortie de la température résultant de l’advection.
Au cours de la phase d’apprentissage, on fournit un jeu de données d’entrainement, de données synthétiques de première cartographie 1003 2 , 1003 1 , de données de cartographie synthétiques de deuxième cartographie 1004, et des données de cartographies modélisées 1008 2 , 1008 1 de champ de vitesse pour la surface maritime générées par le modèle numérique géophysique 1007.
Par données synthétiques, nous désignons les données obtenues à partir d'un processus permettant de reproduire des observations synthétiques par satellite à partir de données modélisées. Ce processus est nommé une "expérience de simulation de système d'observation". Dans l’exemple de réalisation présenté, on détermine les données synthétiques de première cartographie 1003 2 et les données synthétiques de deuxième cartographie 1004 à partir des données de cartographies modélisées 1008 2 , 1008 1 et 1009.
En ce qui concerne les données synthétiques de première cartographie 1003 2 , on reproduit une observation altimétrique synthétique, analogue à celle employée pour obtenir la cartographie satellitaire 103 2 . Ainsi pour obtenir les données synthétiques 1003 2 , on sélectionne un sous-ensemble de points (x ;y) 1003’ de la cartographie de la hauteur de la surface maritime modélisée 1008 2 en simulant des traces de satellites synthétiques. A partir de ces points (x ;y) , on obtient par extrapolation une cartographie 1003 2 de la hauteur de la surface de la mer et on obtient par approximation la cartographie 1003 1 de la composante de la vitesse géostrophique avec exactement la même procédure que celle utilisée pour obtenir la composante géostrophique de l’écoulement à partir de la cartographie satellitaire 103 2 . Ce processus est illustré à la .
En ce qui concerne les données synthétiques de deuxième cartographie 1004, qui représentent un champ de température de la surface considérée, on reproduit une observation infrarouge synthétique, analogue à celle employée pour obtenir la cartographie satellitaire 104. On emploie comme base de simulation la cartographie modélisée 1009, sur laquelle on simule de manière synthétique l'effet d’une couverture nuageuse, apparente dans la cartographie satellitaire 104. Ainsi, pour chaque échantillon de cartographie modélisée 1009, nous reproduisons plusieurs échantillons d’une cartographie synthétique 1004, en ajoutant des masques de couverture nuageuse identiques à ceux trouvés dans des échantillons de la cartographie satellitaire 104. La couverture nuageuse de ces masques peut par exemple être de l’ordre de jusqu’à 80% de la superficie totale de la cartographie. Une couverture nuageuse supérieure pourrait avoir un effet néfaste sur la qualité de l’entrainement. Les nuages sont représentés numériquement par une valeur numérique constante qui peut être par exemple 0. La simulation des nuages est illustrée à la .
Le but de l’entrainement est de construire un modèle numérique 107 qui, à partir des données synthétiques de première cartographie 1003 2 , 1003 1 et des données synthétiques de deuxième cartographie 1004, génère une sortie proche des données de cartographie modélisées 1008 2 , 1008 1 .
Les paires de données modélisées et synthétiques mentionnées ci-dessus sont réparties en données d’entraînement et de validation.
Le modèle numérique 107 est ainsi entrainé, à partir de ces données d’entraînement, pour générer des cartographies de champ de vitesse 108 à partir de données de première cartographie satellitaire 103 2 et de données de deuxième cartographie satellitaire 104. Le modèle numérique 107 comprend par exemple un réseau de neurones convolutif, architecturé dont les poids sont déterminés, au cours de l’entraînement, pour prendre en entrée des données de première cartographie satellitaire 103 2 et des données de deuxième cartographie satellitaire 104 et pour fournir en sortie une cartographie de champ de vitesse 108. Ce réseau de neurones produit une carte de caractéristiques équivariantes en translation via des opérateurs de convolution. Selon un exemple de réalisation, cette architecture peut par exemple correspondre à un encodeur-décodeur tel que l'Unet, une architecture de réseau neuronal telle que décrite par exemple dans Ronneberger, O., Fischer, P. and Brox, T., 2015, « U-net: Convolutional networks for biomedical image segmentation », dans Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention–MICCAI 2015: 18th International Conference, Munich, Germany, October 5-9, 2015, Proceedings, Part III 18 (pp. 234-241). Springer International Publishing, 2015, intégré ici par référence dans sa totalité dans tout but. Visuellement, un tel réseau a une forme approximant la forme d’un « U ». L’architecture est symétrique et se compose de trois sections : La section de contraction, la section d’étranglement et la section d’expansion. La section de contraction peut comprendre un assemblage de couches de convolution et de couches de « max pooling » adaptées pour capturer les caractéristiques d’une image et réduire sa taille afin de réduire le nombre de paramètres du réseau de neurones. Par exemple, on applique de manière répétée deux couches de convolution 3x3. Chaque couche est suivie d’une fonction d'activation ReLU et d’une normalisation par lots. Ensuite, une opération de max pooling 2x2 est appliquée pour réduire les dimensions spatiales. La section d’étranglement relie la section de contraction à la section d’expansion. Elle comprend par exemple deux couches de convolutions 3x3, où chaque couche est suivie d’une fonction d’activation ReLU. La section d’expansion met en oeuvre la convolution transposée. Cette section peut commencer par un sur-échantillonnage de la carte des caractéristiques suivie d'une couche de convolution 2x2 transposée. Après, deux couches de convolutions 3x3 sont utilisées, où chaque convolution est suivie d’une fonction d’activation ReLU.
[49a] Selon un autre exemple de réalisation cette architecture peut par exemple correspondre à un encodeur-décodeur avec une dimension d'entrée en trois dimensions, où, outre les dimensions spatiales, l'aspect temporel des cartographies satellitaires est prise en compte. On met par exemple en œuvre un réseau de neurones adapté pour traiter des images tridimensionnelles. Dans le cas particulier, la dimension volumétrique est obtenue par empilement d’images bidimensionnelles associées chacune à des instants successifs. On utilise par exemple une architecture, appelée « 3D UNET », telle que décrite par exemple dans Çiçek, Özgün, et al., "3D U-Net: learning dense volumetric segmentation from sparse annotation", Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention–MICCAI 2016: 19th International Conference, Athens, Greece, October 17-21, 2016, Proceedings, Part II 19, Springer International Publishing, 2016, intégrée ici par référence dans sa totalité dans tout but.