FR2488156A2 - Procede et appareil d'identification de bouteilles - Google Patents

Abstract

L'INVENTION EST RELATIVE A L'IDENTIFICATION D'OBJETS PAR LEUR FORME. SELON UN MODE DE REALISATION, ON FAIT DEFILER L'OBJET 12 A IDENTIFIER ENTRE UNE SOURCE 20 ET UN RECEPTEUR 22 DE RAYONNEMENT ALLONGE DANS UNE DIRECTION OBLIQUE PAR RAPPORT AU SENS DE DEFILEMENT DES OBJETS DE FACON A DEFINIR, AU COURS DU DEFILEMENT, DES POSITIONS DANS LESQUELLES CE RECEPTEUR 22 PRESENTE UN SEGMENT 4 DONT LES POINTS SONT AU MOINS PARTIELLEMENT OCCULTES PAR L'OBJET, ENCADRE PAR UN PREMIER ET UN SECOND SEGMENTS X ET Z NON OCCULTES. ON RELEVE LES VARIATIONS DE LONGUEUR DE DEUX AU MOINS DES TROIS SEGMENTS DE CE RECEPTEUR 22 POUR OBTENIR UNE RELATION CARACTERISTIQUE DE LA FORME DE L'OBJET. ON COMPARE DES PARAMETRES DE CETTE RELATION A DES PARAMETRES CORRESPONDANTS DE RELATIONS CARACTERISTIQUES DE LA FORME D'OBJETS TYPES AFIN DE DETERMINER SI L'OBJET DEFILANT APPARTIENT A LA CATEGORIE D'UN DES OBJETS TYPES ET DANS L'AFFIRMATIVE A LAQUELLE. APPLICATION A LA DECONSIGNATION DE BOUTEILLES.

Description

La présente invention est relative à l'identification d'objets tels que des bouteilles.

Comme il a été exposé dans le brévet principal, la nécessité s'estfait sentir pour certains commerces détaillant des liquides dans des bouteilles en verre de pouvoir automatiser l'identification de ces bouteilles afin de déterminer si ces dernières sont ou non consignées et, dans le premier cas, de délivrer un ticket représentant la valeur de la bouteille pour permettre le remboursement du client.

Le Brevet principal NO 80 03 073 décrit un procédé à cet effet dans lequel on fait défiler des bouteilles entre une source de rayonnement et un récepteur allongé incliné obliquement sur la direction de défilement de l'ombre portée de ces bouteilles sur le récepteur. Lors de son passage, chaque bouteille intercepte une partie du rayonnement tombant sur le récepteur, en sorte qu'on peut définir un segment occulté de ce dernier encadré par un premier et un second segments non occultés de part et d'autre du segment occulté. On effectue un relevé des variations de longueur de l'un au moins de ces segments en fonction des variations de longueur d'un autre de ces segments au cours du défilement des bouteilles. On détermine ainsi une relation caractéristique de la forme de la bouteille qui est indépendante de la vitesse.

De préférence, cette relation est établie par un-relevé des variations de longueurs des premier et second segments.

Le Brevet principal prévoit également une machine destinée à permettre l'identification d'objets tels que des bouteilles selon ce procédé.

La présente Addition a pour objet un certain nombre de perfectionnements au procédé d'identification d'objets tels que des bouteilles décrit dans le Brevet principal et à la machine correspondante.

Selon une caractéristique du procédé, on choisit la position de récepteur allongé et le sens de défilement desdits objets par rapport au récepteur allongé de façon telle que pratiquement dès que l'objet commence à pénétrer dans le rayonnement tombant sur le récepteur, il occulte une zone intermédiaire du récepteur de façon à définir un premier et un deuxième segments de longueur non nulle, pour tout objet qui fait partie d'une collection prédéterminée d'objets à reconnaître.

Cette façon d'opérer présente l'avantage que, dès l'instant ou l'objet à identifier pénètre dans le rayonnement, on dispose de deux valeurs correspandantes de longueur des premier et deuxième segments.

En outre, selon une caractéristique particulièrement importante, on détermine la longueur de chacun des premier et deuxième segments en scrutant chacun desdits segments à partir de l'extrémité correspondante du récepteur et en progressant vers l'extrémité opposée de celui-ci jusqu'à ce que l'on rencontre une transition dans le niveau d'éclairement qui corresponde à un bord respectif du profil de l'objet identifié.

En effet, dans le cas de corps transparents tels que des bouteilles, l'occultation du récepteur par la bouteille et notamment par sa partie centrale, n'est pas toujours totale.

Cependant, au voisinage des bords de cette bouteille, l'épaisseur de verre parallèlement au rayonnement staccroit, ce qui provoque une absorption importante de lumière. La transition de niveau d'éclairement entre le premier ou le deuxième segment et la zone occultée, qui correspond au bord de la bouteille, est donc très nette alors mlmeque la partie centrale de cette zone peut recevoir un éclairement substantiel.

Conformément à une forme de réalisation, le récepteur est constitué d'éléments discrets et l'on déterminé la longueur dechacun desdits premier et second segments en comptant le nombre d'éléments discrets recevant le rayonnement sans interception par l'objet en partant de l'extrémité respective du récepteur.

Lorsque les objetr, par exemple des bouteilles, ont un profil~qui se rstrécit dansane-direction transversale par rapport à celle du défilement, l'un des segments, par exemple le premier, du récepteur est sensiblement moins incliné par rapport au cté du profil rétréci sur lequel il s'appuie que ne l'est le second segment par-rapport au cté opposé de ceprofil. On détermine alors de préférence la variation de lon-gueur du second segment en fonction de celle du premier segment.

En effet, on remarque alors que les variations de longueurs du premier segment sont relativement uniformes et plus régulières que scelle s du second segment. On peut mettre à profit cette constatation pour relever les variations de longueur du premier segment par valeurs quantifiées en formant ainsi une progression sensiblement uniforme de valeurs successives, croissantes ou décroissantes, et, pour chaque valeur ainsi relevée de la longueur du premier segment, on relève une valeur correspondante de la longueur du deuxième segment.

Pour relever les longueurs des premier et second segments conformément à cette méthode, il est avantageux d'adresser des positions de mémoire d'une mémoire vive adressa
ble selon un ordre déterminé par les valeurs successives de la longueur du premier segment pour y enregistrer les valeurs correspondantes de la longueur du second segment.

Selon une forme de réalisation d'une machine permettant de mettre en oeuvre ce procédé, le récepteur allongé est dimensionné et positionné compte tenu de la dimension maximale des objets à identifier de telle façon qu'une de ses extr6- mités ne soit jamais occultée par lesdits objets s'ils font partie d'une collection prédeterminée d'objets à reconnaître Ainsi, si l'on choisit convenablement le sens de défilement du convoyeur, on est assuré que chaque processus d'identification débutera par l'occultation d'une zone du récepteur située entre ses extrémités au moment où l'objet pénètre dans le rayonnement tombant sur ce récepteur.

Selon un mode de réalisation, la machine comprend des moyens de détection de seuil propres à détecter le niveau d'éclairement des points du récepteur par rapport à un seuil et des moyens de bcrutation des premier et deuxième segments à partir de l'extrémité correspcndante du récepteur vers l'e - trémité opposée.

La description qui suit est donnée à titre d'exemple
en référence aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une bouteille défilant entre une source et un récepteur conformes à l'invention;
- la figure 2 est une vue de profil d'une bouteille et d'un récepteur, destinée à illustrer les diverses positions relatives de ces éléments;
- la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 pour illustrer certains cas particuliers d'application de l'invention;
- la figure 4 est un graphique illustrant les variations d'éclairement du récepteur allongé résultant de la transparence de l'objet à identifier;
- la figure 5 représente schématiquement un circuit de commande d'une machine à déconsigner les bouteilles conforme à l'invention;;
- la figure 6 est un graphique de courbes types utilisées pour la reconnaissance de la forme de l'objet à identifier;
- la figure 7 est un schéma d'une machine à déconsigner les bouteilles mettant en oeuvre les principes de l'invention;
- la figure 8 est un schéma plus détaillé d'une partie des circuits de la figure 5;
- la figure 9 est un diagramme des signaux mis en oeuvre dans le circuit de la figure 8;
la figure 10 est un schéma d'une page de mémoire.

Une machine à déconsigner les bouteilles (figure 1) comprend une plate-forme de convoyeur horizontale 10 propre à défiler dans le sens de la flèche F et à recevoir des bouteilles 12 d'axe vertical 14 dont le fond 16 est posé sur cette plate-forme 10. De part et d'autre de la zone d'espace traversée par la bouteille 12, lorsqu'elle est entraînée par le convoyeur, sont disposés, d'une part, une source de lumière 20 et, d'autre part, un récepteur allongé rectiligne 22 propre à entre éclairé par les rayons issus de la source 20 sur toute sa longueur lorsqu'aucun objet tel que la bouteille 12 ne vient intercepter, en partie au moins, ces rayons. La source 20 et le récepteur 22 sont parallèles et inclinés à environ 450 sur la direction de défilement F du convoyeur 10 et dans un plan parallèle à l'axe 14 des bouteilles et à la direction F.

La source 20 est constituée, par exemple, à l'aide d'un tube fluorescent allongé blanc industrie de petit diamètre et d'environ 90 centimètres de long. I1 est alimenté à fréquence suffisamment élevée (supérieure à 20 KH pour produire un éclairage continu. Une optique, non représentée sur la figure 1, est prévue à l'entrée du récepteur 22 pour former une image des segments de la source 20 non occultés par la bouteille sur la surface sensible du récepteur 22.

Le récepteur allongé 22 est composé par exemple d'une barrette de 6,5 millimètres de long comportant 256 photodiodes également espacées entre les extrémités 24 et 26 de ce récepteur, chaque photodiode ayant une longueur de 25 micromètres.

L'agencement relatif de la source 20 et du récepteur 22 est tel qu'une partie du rayonnement issu de la source 20 qui tombe sur le récepteur 22 soit interceptée par une bouteille défilant sur le convoyeur 10 et que, pendant une partie de ce défilement, on puisse définir sur le récepteur 22 au moins trois zones ou segments d'éclairement différent : un segment occulté au moins partiellement par la bouteille 12 qui intercepte une partie du rayonnement tombant sur ce segment, et un premier et un second segments non occultés de part et d'autre du segment occulté, englobant respectivement les extrémités 24 et 26.Des moyens de calage, non représentes, permettent de fixer la distance de la bouteille au récepteur 22 avec une tolérance d'environ 1 centimètre afin que, pour un type de bouteille donné,la transition d'éclairement sur le récepteur correspondant à l'image d'un bord de cette bouteille reste comprise dans un intervalle correspondant à + 1 photodiode par rapport à une position moyenne dnnnée, quel que soit l'exemplaire de bouteille du type considéré posé sur le convoyeur.

Au cours du défilement de la bouteille 12 sur le convoyeur 10 (figure 2), les positions relatives successives du récepteur 22 représenté par une ligne oblique et de cette bouteille 12 évoluent entre une position P1 dans laquelle la bouteille n'a pas encore pénétré dans le rayonnement atteignant ce récepteur, et une position Pn dans laquelle la bouteille a fini de traverser l'espace entre la source 20 et le récepteur 22. Dans une position intermédiaire la bouteille intercepte une partie du rayonnement issu de la source 2O et définit le segment occulté de longueur Y le long duquel lumière tombant sur le récepteur est totalement ou partiellement absorbée suivant la transparence de la bouteille.De part et d'autre de ce segment, le premier segment, de longueur X variable à la partie supérieure du récepteur 22, et le deuxième segment, de longueur Z à la partie infé rieure du segment du récepteur 22, reçoivent tous deux la
totalité du rayonnement qui leur est normalement destiné.

Lors de son défilement, la bouteille balaye (figure 2) une bande d'espace parallèle de largeur égale à sa hauteur H.

Le récepteur 22 intercepte cette bande sur toute sa hauteur entre le convoyeur 10 et intercepte notamment la ligne 30 correspondant à la trajectoire du sommet 15 de la bouteille.

L'envergure de ce récepteur 22 est telle qu'il intercepte le bord supérieur de toutes les bandes décrites par les bouteilles destinées à être reçues par la machine. L'extrémité supérieure 26 du récepteur 22 est à une distance M de la plate-forme 10 supérieure à la hauteur maximale de ces bouteilles et n'est jamais occultée, même par la plus haute des bouteilles. En revanche, l'extrémité inférieure 24 peut entre placée légèrement au-dessus du plan 10, mais suffisamment près pour permettre l'identification des plus petites bouteilles à déconsigner.

Lorsque la bouteille 12 se déplace dans le sens de la flèche F par rapport au récepteur 22, elle pénètre dans le rayonnement atteignant ce récepteur dans la position relative
P2. Dans cette position, le bord gauche 151 du sommet 15 de la bouteille, ou bord frontal si l'nn considère le sens d'avancement de la flèche F, intercepte le récepteur 22 en un point.

On peut relever un segment de longueur X2 et un segment de longueur Z2 dont la somme des longueurs est égale à la longueur du récepteur 22, la longueur Y2 étant nulle.

Lorsque la bouteille progresse et atteint par exemple la position P3, le récepteur 22 intercepte la partie horizontale de l'extrémité 15 de la bouteille, a longueur X3 est égale à X2, tandis que la longueur Y3 n'est plus nulle et Z3 est anférieure à Z2 Lorsque l'extrémité 152 du goulot 15 de la bouteille a franchi le détecteur 22, la valeur du segment X (par exemple X4 pour la position P4 relative de la bouteille et du détecteur) augmente progressivement au fur et à mesure que le mouvement de la bouteille sur le convoyeur 10 se poursuit. La longueur Z s'annule à partir de la position P f dans laquelle la bouteille rencontre l'extrémité 24 du récepteur 22.

Pour permettre l'identification des bouteilles, les valeurs successives prises par les longueurs des segments xet
Z sont relevées et enregistrées en vue de leur exploitation.

La figure 5 représente schématiquement une machine d'identification équipée d'un tel dispositif de relevé.

La bouteille 12 posée sur la plate-forme de convoyeur 10 défile perpendiculairement au plan de la figure devant le tube fluorescent incliné 20 qui est alimenté en tension de fréquence élevon par un bloc d'alimentation 21. La bouteille 12 est saune distance d'environ 10 centimètres de ce tube 20.

Elle ne doit pas être trop près de celui-ci pour ne pas engendrer une diffusion trop importante de la lumière au voisinage de ses bords.

A l'opposé du tube 20 par rapport au trajet de la bouteille est monté un bottier 23 au fond duquel est placée la barrette 22. Une lentille objectif 44 est montée dans une ouverture à l'avant du bottier 23 pour former une image de la source lumineuse 20 telle qu'occultée par la bouteille 12 sur la barrette de photodiodes 22. Un filtre polarisant 42 placé en avant de l'objectif permet de limiter d'éventuels reflets sur le verre des bouteilles. L'objectif 44, dans cet exemple, a une distance totale de 8,5 millimètres et une ouverture f = 2. Bien entendu, pour la mise en oeuvre de l'invention, il n'est pas nécessaire que la barrette 22 soit dans un plan vertical parallèle à l'axe des bouteilles.En particulier, l'optique qui forme l'image de la source 20 sur la barrette pourrait effectuer un changement d'angle, à l'aide de miroirs par exemple, ou simplement l'axe optique de l'objectif 44 peut être incliné par rapport au plan de la plate-forme 10 pour des raisons qui apparaîtront plus loin.

n est important que la partie utile du récepteur tel que 20 soit incline par rapport à la 'direction de défilement de l'ombre portée de la bouteille sur le récepteur.

La barrette 22 est reliée par une liaison bidirectionnelle 48 a un circuit d'adaptation 50 qui met en forme les impulsions de sortieen série de la barrette 50 correspondant successivement aux-niveaux d'éclairement de chacun des éléments photosensibles et transmet m signal binaire en série à un circuit de gestion 56 par une liaison bidirectionnelle 58 à travers uneinterface 52. Après analyse du signal série par le circuit de gestion 56, les informations de longueur X et Z sont transférées dans une mémoire de relevés 60 par une liaison bidirectionnelle 68. Cette mémoire 60 est une mémoire vive adressable par l'unité de gestion 56.

Le circuit de gestion 56 constitué par un microprocesseur par exemple, est apte à effectuer la comparaison des informations mises en mémoire dans la mémoire 60 et d'informations types correspondant à une collection prédéterminée de bouteilles emmagasinées dans une mémoire de gabarit 64 reliée à cette unité de gestion par une liaison 66. Les résultats de la comparaison des informations dans les mémoires 60 et 64 se traduisent par une décision de rejet ou d'acceptation de chaque bouteille ayant traversé l'espace entre la source
20 et le récepteur 22. Cette décision est transmise par une ligne 70, à travers un circuit d'interface 72, à une impri-.

mante de tickets 74 indiquant, le cas échéant, que la bouteille peut entre reprise par le magasin et comportant le prix de consigne contre lequel cette reprise peut être effectuée.

Si la bouteille est rejetée, cette information est présentée sur un dispositif d'affichage 76 enjoignant au client de reprendre sa bouteille.

Lors du déplacement d'une bouteille, la procédure d'iden
tification s'effectue en deux étapes successives d'acquisition des mesures des segments X et Z d'une part et d'une analyse des valeurs mesurées pour la reconnaissance proprement dite d'autre part.

La procédure d'acquisition va maintenant etre explicitée.

La barrette 22, dans cet exemple, est un réseau intégré de photodiode de type couramment disponible dans le commerce et décrit par exemple dans un article intitulé "Les premiers réseaux intégrés de photodiodes et leurs applications" par
J. PESER dans la revue EMI NO 166 du 15 janvier 1973. De tels réseaux sont également fabriqués par la société Reticon Corp.

910 Benicia Ave, sunnyvaîe California 94086 USA sous la référence "G-Series Solid State Line Scanners".

Dans ces dispositifs, chaque photodiode est associée à un condensateur intégré dans le silicium et un registre à décalage également intégré vient recherger séquentiellement ces condensateurs. Plus l'éclairement de la photodiode est fort et plus le condensateur se décharge et plus le courant de Irecharge est élevé. Les impulsions de courant de recharge (figure 9A) apparaissent à la sortie 201 de la barrette 22 (figure 8) sous le contrôle d'un signal d'horloge CK (figure 9E) en provenance de l'unité de gestion 56 par une ligne 204 qui commande l'auto-balayage des 256 diodes. Cet autobalayage est répété 800 fois par seconde sous la commande du signal ST (figure 9F) transmis à partir de l'unité de gestion 56 par une ligne 206 à la barrette 21.

Les impulsions à la sortie 201 de la barrette sont, dans le circuit d'adaptation 50, amplifiées par un amplificateur 208,mises en forme par un integrateur 210 et transmises à un détecteur de seuil 212 qui délivre un signal à deux niveaux (figure 9D) dont les transitions sont en correspondance des impulsions d'horloge CK (figure 9E) à la mémoire de l'unité de gestion 56 à travers l'interface 52.

Les signaux ST et CK sont émis pendant le temps où l'unité de gestion est en position d'attente avant qu'une bouteille n'intercepte le rayonnement. Dès qu'au moins une diode est occultée, les signaux issus de chaque balayage (figure 9D) au nombre de 256, sont mémorises dans 32 octets de mémoire vive, de l'unité de gestion, chaque niveau du signal d'entrée correspondant à un bit 0 ou 1. Un exemple d'une "page" de mémoire contenant ces 32 octets est représenté à la figure 10.

La lecture des valeurs de X et Z est effectuée par l'unité de gestion qui scrute les octets à la suite en partant de l'octet extrême 1F jusqu'à ce qui rencontre un octet ayant un contenu non nul , ici 1B. L'unité de gestion scrute ensuite l'octet 1B pour déterminer qu'il possède deux bits nuls, la longueur de X correspondant à 4 x 8 + 2 = 34 photodiodes. (Les niveaux zéro dans l'exemple représenté correspondent à des diodes éclairées).

L'unité de gestion procède de la même façon à partir de l'autre extrémité de la page, c'est-à-dire de l'octet 0 pour déterminer que Z : 12 x 8 + 4 = 100.Puis, l'unité de gestion scrute les octets entre les octets C et 1B pour déterminer si le contenu de l'un d'eux est différent de FF (8 bits de niveau 1), ce qui correspond à une transparence de la bouteille. Un-registre de transparence est incrémenté
alors d'un point. En m8me temps, les valeurs de X et Z ainsi déterminées sont enregistrées dans a mémoire de relevé 60 en plaçant la valeur déterminée pour Z dans une position de cette mémoire dont l'adresse correspond à la valeur déterminée pour X. Si une valeur de Z avait déjà été enregistrée dans cette position, elle est supplantée par la nouvelle valeur.

Ainsi, lorsqu'une bouteille, telle que 12, intercepte les rayons tombant sur le récepteur allongé 22, des couples de valeurs successives X et Z sont mis en mémoire 60, la relation correspondante étant caractéristique de la forme de cette bouteille. On a déterminé en effet que, pour des bouteilles ayant des profils différents, on obtenait des
relations différentes entre ces longueurs de segments. I1 est donc possible d'identifier une bouteille de forme inconnue en comparant la relation obtenue par le relevé des longueurs correspondant au passage de cette bouteille entre la source et le détecteur et des relations types ou gabarits déjà relevées correspondant aux bouteilles connues.

La relation entre deux des trois longueurs de segments
X, Y et Z dépend, pour une forme de bouteille donnée, de l'inclinaison du récepteur 22 par rapport à la direction de défilement de l'ombre portée des bouteilles sur ce récepteur, On a trouvé qu'une inclinaison d'environ 45 , éventuellement légèrement inférieure, donnait des résultats favorables pour des objets ayant la forme de bouteilles.

Cette obliquité du récepteur 22 sur la direction de défilement des objets constitue une caractéristique essentielle de la mise en oeuvre de l'invention sans laquelle aucune relation caractéristique de la forme desdits objets ne pourrait être trouvée entre les longueurs de deux des segments du récepteur 22. Cette relation ne dépend pas de la vitesse de défilement de l'objet àidentifier, si l'on fait abstraction du temps de fonctionnement éventuel de l'appareillage de lecture et d'analyse (figure 5).

A chaque position de la bouteille devant la source correspond un rapport entre les longueurs des segments X et Z qui dépend seulement de cette position et de la forme de la bouteille. La variation de longueur de l'un ce ces segments Z en fonction de celle de l'autre X, est indépendante du temps et donc de la vitesse. M6me si la bouteille venait à reculer puis reprenait son mouvement d'avance, les mesures relevées restent les mimes pour une bouteille donnée.

Ainsi, pour que l'acquisition des mesures soit effectuée convenablement, il-suffit que la bouteille parte d'un point de départ et se rende en un point d'arrivée en passant dans le rayonnement indépendamment de son évolution entre ces deux points.

Les couples de valeurs (figure 2) X2, Z2 X3, Z3; X4, 24, Xi, Z., etc, dépendent de la forme de la bouteille. Ils dépendent notamment de la hauteur H de cette bouteille et des longueurs Y3, Y4, Yi, du segment variable du récepteur occulté par cette bouteille.

Dans le cas d'objets transparents tels que des bouteilles, on préfère relever les variations conjointes de X et de Z, le degré d'éclairement (ou d'occultation) du segment Y n'étant pas uniforme, et il est souhaitable de pouvoir déterminer dès le moment où la bouteille 12 commence à pénétrer dans le rayonnement entre la source 20 et le récepteur 22, une valeur
X et une valeur Z. Sur la figure 3, on a supposé que le mouvement d'une bouteille 82 se produisait en sens inverse, indiqué par la flèche F', de celui de la bouteille 12 de la figure 2. On a représenté les positions relatives P'1, P'i, P' p' du P'f du récepteur 22 par rapport à la bouteille 82 au fur et à mesure du défilement, et dans cet ordre.

L'inclinaisnn du récepteur allongé 22 est telle que, lorsque la bouteille défile dans le sens F', elle commence à intercepter le récepteur-en un point situé à sa partie inférieure.

Lorsque le mouvement de défilement se poursuit, le point d'interception du récepteur par la bouteille se déplace vers le haut le long de ce récepteur, contrairement à ce qui se produisait dans le cas de la figure 2 où le point d'attaque du récepteur 22 par le profil ou l'ombre portée de la bouteille se déplaçait vers le bas, c'est-à-dire vers le convoyeur 10. Quand la bouteille passe à la position relative
P'2 dans laquelle le point d'attaque de la bouteille 82
sur le récepteur 22 correspond à la base d'une étiquette 83 de cette bouteille, le segment X2 est bien défini par une ligne du récepteur dont le rayonnement n'est absolument pas intercepté.Au contraire, le degré d'occultation du segment Y2 correspondant est variable. I1 se compose, d'une part, d'une partie Y' complètement occultée par l'étiquette 83, et d'une partie Y" recevant des rayons qui ont pu traverser le centre de la bouteille, dans la mesure où celui-ci peut être relativement transparent.Si l'on procédait sans précaution, il ne serait donc pas impossible que l'appareil de détection et d'analyse du récepteur 22 puisse confondre la-zone Y" avec un segment du type Z défini précédemment alors méme que l'extrémité 24 du récepteur est encore occultée
Une telle difficulté n'est pas à craindre avec un récepteur dont l'extrémité 20 est positionnée à la distance
M de la plate-forme 10 en fonction des critères indiqués précédemment lorsqu'on fait progresser la bouteille à identifier dans le sens de la flèche F, représenté sur la figure 2, puisqu'apparaissent un segment X et un segment Z dès le moment où cette bouteille rencontre le rayonnement destiné au récepteur 22.A partir de cet instant, il est possible de suivre constamment les valeurs de X et Z, sans se préoccuper de la quantité plus ou moins grande de rayonnement qui tombe dans la zone Y, à condition de pouvoir déterminer avec suffisamment de netteté les discontinuités d'éclairement correspondant aux transitions entre cette zone occultée Y et les zones éclairées X et Z.

C'est la raison pour laquelle l'unité de gestion est agencée comme indiqué ci-avant pour commencer cette scrutation des niveaux d'éclairement des points du récepteur 22 par les extrémités respectives de chacun des segments X et
Z, c'est-à-dire par les extrémités de ce récepteur 22.

Il est à noter que, mevme avec des bouteilles transparentes, les bords de celles-ci correspondant aux transitions
X, Y et Y, Z sont fort nets. En effet, au bord de la bouteille, l'épaisseur du verre dans la direction des rayons entre la source et le récepteur est très supérieure à cette même épaisseur dans la partie centrale de la bouteille. Il en résulte une absorption de la lumière de la source plus forte par les bords de la bouteille que par la partie centrale de celle-ci. Ce phénomène est illustré par la figure 4 sur laquelle sont figurées,en abscisse, les longueurs mesurées le long du segment récepteur et, en ordonnée, les niveaux d'éclairement e de chacun des points du récepteur. Les ponts des segments X et Z sont à un niveau uniforme E.La partie centrale du segment Y reçoit également un éclairement qui peut-etre voisin de E pour un verre blanc assez mince. En revanche, l'éclairement de Y au voisinage des bords T1 et
T2 de la bouteille est pratiquement nul. Ainsi,dans la position P'i (figure 3), les zones X. et Z. peuvent être
i i i déterminées de façon parfaitement nette.

Pour effectuer le relevé des valeurs X et Z, on préfère déterminer la valeur de Z qui correspond à chaque valeur de X en vue d'obtenir une relation Z = F (X) entre ces deux paramètres comme indiqué précédemment.

En raison notamment de la forme rétrécie de la bouteille 12 vers sa partie supérieure (figure 2), l'inclinaison du segment X du récepteur 22 dont une extrémité s'appuie sur le profil de la bouteille au fur et à mesure i l'avancement de celle-ci est en général plus faible (par rapport à la normale au profil au point d'intersection avec le récepteur) que celle du segment correspondant Z sur la partie du profil correspondante. il en résulte qu la longueur du segment X croît à partir du bord supérieur 152 de la bouteille 12, de façon relativiment régulière au fur et à mesure de l'avancement de 8 bouteille. La valeur de la longueur de X est une fonction sensiblement uniforme du mouvement de cette bouteille.

Au contraire,(figure 3), si l'on observe notamment la position relative P'R du récepteur 22 par rapport à la bouteille 83, il apparaît qu'avec certains profils de bouteilles tout au moins, le segment Z peut faire l'objet devmriations discontinues. Tel est le cas lorsque la bouteille passe par des positions où la ligne du récepteur 22 est tangente au profil de la bouteille 83.Ainsi, par exemple, lorsque la position relative de la bouteille et du récepteur 22 passe de la position repérée par P'r à la position repérée par P't,
r il existe une position P' dans laquelle la ligne du récepteur
s 22 est tangente à l'épaule 85 de cette bouteille, et la valeur de Z subit une discontinuité entre des valeurs Z r et Zt
Par ailleurs, on remarque que, meme si le profil de la bouteille 82 est tel qu'il n'existe pas de point de tangence tel que 85, 11 inclinaison plus forte du segment Z sur le profil correspondant (c8té gauche de la bouteille sur les figures 2 et 3) est à l'origine de variations plus rapides de Z en fonctinn du mouvement d'avance de la bouteille (profil en tirets sur la figure 3) Au contraire, l'extrémité du segment X en appui sur le profil de la bouteille se déplace
de façon relativem2nt prcgressive, d'une manière analogue au doigt d'un palpeur en suivant le mouvement de défilement de la bouteille avec une bonne précision-et sans subir de variations brusques ni de rebroussements, comme lé montre l'observation des segments Xp à Xt de la figure 3.

C'est cette observation qui est mise à profit pour effectuer le relevé des valeurs de Z en fonction de celles de X en déterminant pour chaque incréentation de la valeur de X mesurée la valeur de Z correspondante. On obtient donc une suite de valeurs discrètes Zi en fonction d'une suite continue uniformément croissante de valeurs de Xi.

On met en mémoire ces valeurs Zi dans des positions de la mémoire de relevé 60 dont l'adresse est déterminée directement en fonction du numéro d'ordre de chaque valeur
Xi. La mémoire 60 comprend 256 positions de mémoire et le relevé du profil d'une bouteille s'effectue, dans le cas du récepteur à réseau de 256 photodiodes, en remplissant régulièrement un sous-ensemble de ces positions en partant de la première pour la valeur X2 lorsque le bord 151 de la bouteille aborde le récepteur 22.

Le circuit de gestion est programmé pour commencer le relevé dès que le circuit de lecture 50 indique qu'une première photodiode entre es extrémités 24 et 26 du récepteur 22 est occultée par le passage d'un objet sur le convoyeur.

La mise en mémoire se poursuit jusqu'à ce que le circuit de gestion 56 reçoive de ce circuit de lecture 50 une indication que la longueur Zf du second segment est égale à zéro (ou à un minimum prédéterminé, cette indication correspondant à la position Pf de la figure 2 dans laquelle la silhouette de la bouteille rencontre l'extrémité inférieure 24 du récepteur 22.

A partir de ce moment, l'acquisition des mesures est terminée et l'unité de gestion 56 procède au traitement d'identification proprement dit. A cet effet, la mémoire de gabarit 64, telle qu'une mémoire REPROM ou à pile C-MOS, contient toute une série d'enregistrements de relations Z = f (X) sous une forme analogue à celle qui vient d'être décrite à propos de la mémoire de relevés 60 et qui correspondent chacune à un type de bouteille déterminé dont la déconsignation est admise. Par des études statistiques préliminaires sur les différentes formes type de-bouteilles à déconsigner, on a pu classer certains paramètres (hauteur, diamètre du fût, etc ...) en fonction de leur efficacité pour effectuer le tri entre les gabarits pour identifier une bouteille donnée.

L'unité de gestion est agencée pour comparer ces paramètres dans bu ordre de sélectivité décroissante, en vue de minimiser le temps d'identification.

La figure 6 représente une série de courbes correspondant chacune à une relation type ou gabarit caractéristique d'une forme déterminée de bouteille. La détermination de la valeur
X2 permet d'effectuer une première comparaison de cette valeur avec toutes les valeurs de départ X2k des relations correspondant à ces différents types de bouteilles. Une première sélection permet donc d'éliminer toutes les courbes dont l'abscisse de départ X2k ne correspond pas, dans les limites de la tolérance de la procédure d'identification, à la valeur
X2 enregistrée en mémoire de relevés 60. Un grand nombre de gabarits restants sont ensuite éliminés en déterminant la valeur X qui correspond à Z = 0, cette valeur étant indicative du diamètre de la bouteille et en la comparant aux valeurs correspondantes (Z = 0) des gabarits mis en mémoire 64.

Après ces procédures d'élimination préliminaires, on peut sélectionner un certain nombre de points caractérisés par des valeurs Xi, Xj, Xk, etc ., (figure 6) et les valeurs correspondantes Z., Z. Zk mises en mémoire pour déterminer la relation-type à laquelle s'apparente le cas échéant la relation mise en mémoire 60 ou, dans la négative, en l'absence d'une telle relation, pour rejeter la bouteille.

Ainsi, par exemple, le circuit de gestion (56) interroge une position Xi de la mémoire de relevés 60 pour en extraire une valeur Z. correspondante; puis il interroge successivemet les positions X. correspondant aux différents gabarits dans la mémoire 64 pour effectuer la comparaison des valeurs Zgi correspondantes avec la valeur Z. extraite de la mémoire 60.

Dans le cas de a figure 6, un tel processus de comparaison permet d'éliminer les valeurs Zgj d'abscisse Xi entourées d'un cercle 90 sur la figure, et d'éliminer les relations représentées par les courbes correspondantes sur cette figure.

Seules restent donc en considération trois relations 91, 92 et 93 pour lesquelles les ordonnées Zgj sont relativement proches de l'ordonnée Z.. Le circuit de gestion interroge alors la position de mémoire 60 X. pour obtenir la valeur
3
Z., et la mémoire 64 est à nouveau interrogée pour en sortir
3 les ordonnées Zgj des trois gabarits 91, 92 et 93.Dans l'exemple de la figure 6, ces trois valeurs dans le cercle 95 se trouvent être suffisamment proches l'une de l'autre pour ne pas permettre une selection fiable de l'un de ces gabarits; en conséquence, l'unité de gestion 56 procède à l'interrogation de la position de mémoire Xk dans la mémoire 60 pour déterminer la valeur Z k et procède ensuite à l'interrogation des positions de mémoire Xk des trois gabarits 91, 92 et 93 de la mémoire 64. Cette dernière interrogation, comme le montre la figure 6, permet de sélectionner sans ambiguité la courbe 91 comme possédant un point 96 d'ordonnée Zgk très voisine de Zk et d'éliminer en conséquence les deux autres courbes de gabarits 92 et 93.On ne se contente pas de la concordance relevée pour accepter le gabarit 91 comme correspondant à la bouteille à identifier et l'on continue à vérifier la concordance des valeurs Z correspondant à des abscisses
X pour le releva de la mémoire 60 et le gabarit sélectionné
jusqu'à épuisement des valeurs mises en mémoire, de façon à rejeter la bouteille comme non consignée si certains des points relevés ne correspondent pas à ce gabarit.

En pratique, on a déterminé qu'un nombre de points relativement limité, par exemple une dizaine, suffisait souvent pour obtenir une bonne sélection ou présélection d'un gabarit parmi différents gabarits des bouteilles à déconsigner.

Bien entendu, il est possible d'utiliser les mesures effectuées pour améliorer encore la précision de l'identification des objets passés dans la machine, par exemple par des procédures de reconnaissance de formes. On peut également utiliser, dans certains cas, les mesures du niveau d'éclairemert correspondant à la partie centrale de la zone occultée Y et enregistrer dans le registre d'éclairement de la mémoire pour effectuer une discrimination supplémentaire entre des bouteilles qui peuvent avoir des formes voisines, mais dont les verres ont des coefficients de transparence très différents {verre teinté et verre blanc, par exemple).

Un mode de réalisation d une machine conforme à l'in- Invention (figure 7) comprend un disque 101 entraîné en rotation autour de snn axe 102 par un moteur 99. Ce disque est monté horizontalement sur un b ti 103 sur un cté duquel est ménagée une ouverture 104 d'admission de bouteilles sur la périphérie du disque 101. Un capteur 105 détecte la présence de la bouteille à l'entrée 104. Un tourniquet 106 bloqué par un électro-aimant 107 arrête la bouteille momentanément tant qu'une autre bouteille est en cours dlidenti- fication.

Un capteur 108 détecte la présence d'une bouteille dans le tourniquet 106.

Les bouteilles posees verticalement sur le disque 101 pénètrent ensuite dans une zone 110 de relevé et d'analyse qui comprend notamment une lampe fluorescente allongée 112 qui se projette dans le plan horizontal selon un segment de droite sensiblent tangent à la périphérie du disque 101 et qui est incliné d'environ 450 sur le plan de ce disque.

L'extrémité 114 de la lampe 112 située du côté de l'entrée des bouteilles est à un niveau plus éleve que la hauteur maximale des bouteilles défilant sur le disque 101. Dans une direction (vue en plan) diamétralement opposee à la source lumineuse 112 est disposé un détecteur à réseau de photodiodes 120 comportant un objectif 122. Ce détecteur est situé sensiblement au-dessus de la périphérie du disque 101 à une hauteur suffisante pour éviter d'interférer avec la trajectoire de bouteilles poses sur la périphérie de ce dernier. L'axe optique 124 de l'objectif 122 est dirigé vers le milieu 125 de la lampe 112 dans une direction inclinée sur l'horizontale.

La hauteur du milieu 125 de la lampe 112 est inférieure à la hauteur maximale des bouteilles à analyser.

L'objectif 122 forme sur la partie sensible du détecteur 120 une image de la source allongée 112. Lors du passage d'une bouteille dans l'espace 110, l'éclairement de cette image varie en raison de l'interception d'une partie du rayonnement 129 par la bouteille. Lorsque l'axe 132 d'une bouteille telle que 130 sur la figure 7 parvient au voisinage de l'axe optique 124 du détecteur et donc du milieu 125 de la source, l'image de cette dernière sur la partie sensible du détecteur comporte trois segments dont un segment central occulté par la bouteille 130 encadre par deux segments brillants correspondant à chaque etrémité de la source 112. Lunité de gestion 56 contrôle (figure 5) l'analyse de cette image comme il a été indiqué précédemment et les longueurs des segments éclaires sont enregistrées sous la c-ommande du circuit de gestion 56 dans la mémoire de relevé 60.

Après que la bouteille 130 a traversé la zone 110, elle parvient au contact d'un déflecteur mobile 135 commandé par un électro-aimant 136. Si le traitement d'identification indique que la forme de cette bouteille correspond à l'un des profils ou gabarits mis en mémoire, le circuit de gestion provoque,par le blocage de l'électro-aimant 136, la déflexion de la bouteille 130 vers la périphérie du disque de façon à dévier celle-ci en direction d'un poussoir 138 commandé par un moteur 139 en fonction de la détection par un capteur 137 et de capteurs de fin de course avant et arrière 133.

Si la forme de la bouteille 130 n'a pas été identifiée comme correspondant à un des profils types consignés, le déflecteur 135 est libéré par l'électro-aimant 136 et la bouteille poursuit sa rotation à la périphérie du disque 101, passant sous le détecteur 120 pour arriver dans une zone 140 au voisinage de l'ouverture 104 où elle peut être reprise par le client. Si elle ne l'est pas, le disque, en poursuivant sa rotation, la pousse au contact d'un déflecteur 142 qui la repousse radialement vers le centre du disque en direction d'une ouverture 146 au centre de celui-ci par laquelle la bouteille est évacuée.

Le circuit de gestion 56 assure l'enchatnement approprié des opérations de mise en route du disque 101, de la lampe 112, du détecteur 120, la coordination des opérations du tourniquet 106, de l'acquisition des mesures et de la reconnaissance des bouteilles, du déflecteur 135 et du poussoir 138 en fonction des indications des capteurs 105, 108, 133 et 137. I1 exploite notamment le résultat de la reconnaissance pour la commande du poussoir 138 et du voyant de refus 76, ainsi que de l'imprimante 74 pour délivrer un ticket imprimé comportant pour chaque client le nombre et le type de bouteilles rendues et le prix correspondant.

Selon une variante, une machine d'identification du type qui vient d'être décrite est appliquée à la constitution d'une trieuse dè bouteilles capable de fonctionner à grande vitesse dans des usines d'embouteillage ou des entrepôts de grossistes. La trieuse est équipée d'une pluralité de poussoirs répartis le long du trajet des bouteilles en sortie du rayonnement. Chaque poussoir est monté face à un chemin de convoyage respectif qui débouche sur une table d'accumulation des bouteilles évacuées dans ce chemin par le poussoir respectif. Les-poussoirs sont associés à des électro-aimants commandés par le circuit de gestion de façon à réaliser la sélection des bouteilles vers les différents chemins de convoyage en fonction de leurs dimensions et de leurs formes détectées au cours de la phase d'identification.

Selon une variante, à la place de la barrette de photodiodes de la figure 1, on peut utiliser pour le récepteur 22 un photodétecteur surfacique tel que la surface sensible d'une caméra de télévision, (tube VIDICON > ,associé à des moyens propres à détecter aU cours du balayage l'éclairement d'un.

segment utile de cette surface détectrice le long duquel se forme une image du tube fluorescent présentant un segment occulté par la bouteille. L'analyse de cette image peut s'effectuer par le balayage sous le contrôle de l'unité de gestion en détectant la position dans le temps de signaux correspondant aux points éclairés.

Claims (23)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'identification d'objets selon le Brevet principal, caractérisé en ce qu'on fait défiler chaque objet entre une source de rayonnement (20) et un récepteur (22) ayant une partie utile,sensible au rayonnement, allongée dans une direction oblique par rapport au sens de défilement de l'ombre portée de l'objet sur ce récepteur de sorte qu'au cours de ce défilement, il existe un segment (Y) du récepteur qui est au moins partiellement occulté par l'objet (12) et un premier et un second segments (X et Z) non occultés de part et d'autre dudit segment occulté, et on relève des variations de longueur correspondantes de deux au moins de ces trois segments pour obtenir une relation caractéristique de la forme de l'objet (12).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on compare ladite relation caractéristique à un ensemble de relations préétablies pour en déduire la forme de l'objet.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les objets possèdent un axe de symétrie de direction verticale et défilent perpendiculairement à cette direction.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'nn relève les variations de longueur correspondantes du premier et du second segments.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on dispose ledit récepteur allongé, compte tenu de la dimension maximale des objets à identifier, dans une position telle qu'une de ses extrémités ne soit jamais occultée par des objets appartenant a une collection prédéterminée.

6. Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'on fait défiler lesdits objets par rapport à ce récepteur dans un sens tel qu'au cours du défilement l'objet pénètre dans le rayonnement frappant le récepteur en occultant une zone située entre les extrémités de ce dernier, de façon à fournir des valeurs de la longueur des premier et second segments non nulles dès le début du passage de l'objet entre la source et le récepteur.

7. Procédé selon l'une des revendications 4à 6, caractérisé en ce qu'on détermine la longueur des premier et second segments en scrutant le niveau de rayonnement reçu par chacun de ces segments, a partir de l'extrémité respective du récepteur allongé et en direction de l'autre extrémité, jusqu'à rencontrer un point dudit récepteur qui reçoit un niveau de rayonnement correspondant à une occultation par un bord de l'objet.

8. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6 dans lequel le récepteur est constitué d'éléments discrets1 caractérisé en ce qu'on détermine la longueur de chaque segment en comptant le nombre d'éléments discrets recevant des rayons de la source non interceptés par l'objet, en partant de l'ex trémité respective du récepteur pour chacun desdits premier et second segments.

9. Procédé selon l'une des revendications 4 à 8, dans lequel les objets sont des bouteilles ou objets analogues présentant une forme rétrécie dans une direction transversale par rapport à la direction du défilement en sorte que, au cours du défilement, l'inclinaison du premier segment du récepteur sur le côté correspondant dudit profil rétréci soit moindre que celle du deuxième segment sur le côté correspondant du profil de l'objet, caractérisé en ce qu'on détermine la variation de longueur du deuxième segment en fonction de celle du premier segment.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on mesure les variations de longueur du premier segment par valeurs quantifiées et l'on relève les valeurs de la longueur du deuxième segment correspondant à des incréments de longueur du premier segment.

11. Procédé selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'on enregistre dans des positions de mémoire correspondant à une suite de valeurs de la longueur du premier segment, des valeurs respectives mesurées de la longueur du second segment.

12. Machine d'identification d'objets selon le Brevet principal, caractérisée en ce qu'elle comprend un convoyeur (10), un récepteur (22) sensible à un rayonnement propre à entre interceptélar des objets (12) défilant sur ce convoyeur en portant une ombre sur ce récepteur et que ledit récepteur (22) est allongé obliquement par rapport à la direction de défilement de cette ombre sur ce récepteur en sorte qu'il existe au cours du défilement de chaque objet un segment (Y) de ce récepteur dont les points sont au moins partiellement occultés par l'objet et un premier et un second segments (X,z) non occultés par celui-ci de part et d'autre dudit segment occulté, cette machine comportant en outre des moyens (50,60) pour relever la longueur d'au moins deux de ces trois segments pour une pluralité de positions de chaque objet par rapport audit récepteur.

13. Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que les moyens de relevé comportent des moyens d'enregistrement de la longueur du deuxième segment dans des positions de mémoire (60) dont l'adresse correspond a des valeurs respectives de la longueur du premier segment.

14. Machine selon la revendication 13, caractérisée en ce que le premier segment (X) est celui dont l'inclinaison sur le côté correspondant du profil desdits objets est relativement la plus faible au cours du défilement de ceux-ci.

15. Machine selon l'une des revendications 12 a 14, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une source de rayonnement allongee-oblique de l'autre côté du récepteur par rapport à l'espace dans lequel défilent les objets et des moyensoptiques pour former une image de cette source sur le récepteur.

16. Machine selon l'une des revendications 12 a 15, caractérisée en ce que ledit récepteur est constitué par une barrette de photodiodes (22).

17. Machine selon l'une des revendications 12 a 15, caractérisée en ce que le récepteur comprend un détecteur surfacique (120) associé à des moyens pour détecter l'eclai- remuent d'un segment rectiligne de ce détecteur oblique par rapport a la direction de défilement sur ledit détecteur de l'ombre portée des objets entraînés par le convoyeur.

18. Machine selon l'une des revendications 12 à 16, caractérisée en ce que lve récepteur allongé est disposé, compte tenu de la dimension maximale des objets a identifier, de façon telle qu'une de ses extrémités ne soit jamais occultée par lesdits objets faisant partie d'une collection prédéterminée.

19. Machine selon l'une des revendications 12 a 18, caractérisée en ce que le sens de défilement du convoyeur est propre a permettre l'occultation d'une zone intermédiaire du récepteur par chaque objet au moment où celui-ci pénètre dans le rayonnement tombant sur le récepteur.

20. Machine selon l'une des revendications 12 à 19, dans laquelle les moyens de relevé comportent des moyens pour scruter le premier et le second segments à partir de l'extrémité correspondante du récepteur vers l'extrémité opposée, et des moyens de détection de seuil pour détecter des transitions d'éclairement entre un segment non occulté et un segment occulté.

21. Machine selon l'une des revendications 12 à 20, caractérisée en ce qu'elle possède également des moyens pour relever l'existence de portions faiblement occultées par un objet transparent du segment intermédiaire entre les premier et second segments.

22. Machine selon l'une des revendications précédentes pour la déconsignation de bouteilles, caractérisée en ce que ledit convoyeur comporte une plate-forme horizontale (10) sur laquelle lesdites bouteilles (12) peuvent être posées avec leur axe vertical.

23. Machine selon la revendication 22, caractérisée en ce que le convoyeur est un transporteur horizontal (101) de bouteilles ayant un trajet bouclé et que le récepteur (120) est placé à un niveau supérieur a la hauteur de la plus grande bouteille acceptée dans la machine.