FR2562691A1 - Procede et dispositif de mesure video - Google Patents

Abstract

LE DISPOSITIF DE MESURE VIDEO COMPREND UNE CAMERA DE TELEVISION 10 PRESENTANT UN RESEAU BI-AXIAL DE PHOTODETECTEURS, UN CIRCUIT 16 FORMANT INTERFACE PERMETTANT DE NUMERISER ET METTRE EN MEMOIRE CETTE IMAGE, UN ORDINATEUR 22 RELIE AU CIRCUIT 16, UN MONITEUR 24 RELIE AUDIT ORDINATEUR ET PRESENTANT UN ECRAN POUR VISUALISER L'IMAGE MISE EN MEMOIRE, UN CLAVIER 23 RELIE A L'ORDINATEUR, DES MOYENS 26 RELIES A L'ORDINATEUR POUR COMMANDER LA POSITION D'UN CURSEUR SUR L'ECRAN DU MONITEUR AFIN DE SITUER UN ENSEMBLE DE POINTS DE DEPART A RECHERCHER POUR UNE IMAGE VISUALISEE ET DES MOYENS POUR METTRE EN MEMOIRE CES POINTS.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de mesure vidéo

et plus particulièrement un système de mesure vidéo qui est rapide, efficace et

d'utilisation aisée.

Il est connu d'utiliser une caméra de télévision à semi-conducteurs pour contrôler et commander des processus industriels. Le brevet des EtatsUnis d'Amérique No 4 135 204 décrit l'utilisation d'un signal

vidéo analogique pour contrôler et commander la crois-

sance de la bulle de l'extrémité ouverte d'un thermomètre dans une tige de verre creuse chauffée, en contrôlant et en commandant de manière itérative la croissance des bords de la bulle en utilisant des techniques de détection analogique de bords. Il est également connu d'employer une caméra de télévision à semi-conducteurs dans un système d'inspection vidéo. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4 344 146 décrit l'utilisation

d'une telle caméra de télévision dans un système d'ins-

pection vidéo en temps réel et vitesse élevée dans lequel la caméra de télévision présente au moins seize niveaux

de résolution de l'échelle des gris.

La présente invention représente un perfection-

nement par rapport aux deux systèmes connus ci-dessus et complète le système d'inspection vidéo selon le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4 344 146. En plus d'une utilisation aisée, la présente invention est extrêmement efficace car elle permet d'effectuer avec sécurité des

mesures en n'utilisant qu'une faible partie des infor-

mations obtenues par le système. Le système est extrê-

mement rapide tout en étant en même temps relativement

peu coûteux et très fiable.

Dans un mode de réalisation préféré, la présente

invention utilise deux caméras de télévision à semi-

conducteurs, deux circuits formant interface/mémoire (connus également dans la technique sous l'appellation

américaine de "frame grabbers"), deux moniteurs de télé-

vision, un ordinateur, un clavier, une manette et des lumières stroboscopiques ou de strobage. Dans le système,

une série de "menus" sont enregistrés pour guider l'opé-

rateur à définir, parmi les caractéristiques de l'objet, celles devant être mesurées. Ces menus et la façon dont ils sont présentés rendent le dispositif très facile à utiliser. Tout d'abord, l'opérateur prend une image d'un

objet, tel qu'une boite, en utilisant la caméra de télé-

vision. L'image est mise en mémoire et affichée sur l'écran du moniteur. L'opérateur utilise alors la manette pour faire se déplacer un curseur sur-l'écran et spécifie

parmi les caractéristiques de l'objet, celles à mesurer.

L'opérateur désigne des points o le système doit com-

mencer à rechercher les caractéristiques et il spécifie également les seuils de gradient d'intensité pour ces caractéristiques. Le gradient d'intensité est égal au taux de changement de l'intensité lumineuse à un point particulier sur l'écran, et un gradient d'intensité a une grandeur et une direction. Il peut être défini en tant que différence d'intensités entre des points images voisins. Si l'objet est une botte présentant un couvercle et une étiquette, l'opérateur définit la boite, définit le couvercle et définit l'étiquette. L'opérateur spécifie en outre les tolérances de ces mesures. Tout cela est effectué à l'aide de divers menus qui sont présentés

à l'opérateur et assurent un guidage pas à pas des opé-

rations du système.

Après qu'une telle information air été entrée en

mémoire et enregistrée, le système est prêt à fonctionner.

Une image est alors prise de chaque boite au fur et à mesure qu'elle passe devant la caméra de télévision, par exemple le long d'une ligne de remplissage à vitesse élevée. L'image est enregistrée et le système mesure

la boite, le couvercle et l'étiquette de chaque bolte.

Le système indique également lorsque les caractéristiques ci-dessus manquent ou tombent en dehors de tolérances prédéterminées, de sorte qu'une action de correction peut être entreprise. Un avantage important de la présente invention réside en ce qu'elle permet des mesures précises sans

nécessiter de grandes quantités de données pour effec-

tuer les mesures. Ainsi, pour mesurer un objet, le sys-

tème commence au niveau de points particuliers et effec-

tue des recherches le long de lignes d'éléments d'images ou "pixels" en cherchant les gradients qui dépassent

les seuils choisis. Il n'est pas nécessaire que le sys-

tème examine plus d'un faible pourcentage des pixels

afin de mesurer un objet ou une caractéristique particu-

lière de cet objet. Si, par exemple, la caméra de télé-

vision comprend un réseau bi-dimensionnel contenant plus de 50 000 photodétecteurs, il est possible de mesurer un objet en examinant moins de 400 pixels, c'est-à-dire moins de un pour cent de l'information captée et amenée sur le moniteur de télévision. De manière analogue, il est possible de mesurer une série de caractéristiques

en utilisant moins de cinq pour cent des pixels.

Du fait que le système de mesure vidéo est d'uti-

lisation aisée, et du fait qu'il est extrêmement ef-

ficace dans l'utilisation qu'il fait de l'information,

il constitue un outil industriel extrêmement valable.

Il peut ainsi être utilisé pour contr8ôler et commander des processus d'opération de fabrication, par exemple pour le contrôle de la qualité, tant des matières brutes que des objets finis, et il peut fournir des signaux

sensitifs en robotique.

Diverses autres caractéristiques de l'invention

ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui

suit.

g562691

Des formes de réalisation de l'objet de l'inven-

tion sont représentées, à titre d'exemples non limi-

tatifs, au dessin annexé qui fait partie intégrante de

la présente description.

La fig. 1 est un schéma synoptique fonctionnel d'une forme de réalisation préférée du système de mesure

vidéo conforme à la présente invention.

Les fig. 2, 3 et 4 sont des schémas illustrant des façons dont peut être utilisé le système de la fig.1

pour définir diverses caractéristiques de la botte il-

lustrée à cette figure.

Les fig. 5, 6, 7 et 8 sont des schémas illustrant des façons dont peut être utilisé le système de la fig.1 pour mesurer et analyser diverses caractéristiques de

la botte représentée à la fig. 1.

L'architecture de base d'une forme préférée du système conforme à la présente invention est illustrée

à la fig. 1. Le système utilise deux caméras de télé-

vision 10 et 12 désignées par "A" et "B". Reliés aux caméras de télévision 10 et 12 on trouve deux ensembles 16 et 18 formant interface/mémoire et désignés également par "A" et "B". Un moniteur de télévision 14 est associé aux caméras de télévision 10 et 12, et le moniteur de télévision 14 est relié, soit à l'interface/mémoire 16,

soit à l'interface/mémoire 18, selon la position du com-

mutateur 15. La caméra de télévision 10 et l'interface/ mémoire 16 forment un canal "A", alors que la caméra de télévision 12 et l'interface/mémoire 18 forment un canal "B". On utilise deux canaux du fait que, lorsque le système est par exemple employé pour inspecter des boites d'une ligne de remplissage à vitesse élevée, ces bottes présentent fréquemment des étiquettes à l'avant

et à l'arrière de la botte, et il est souhaitable d'ins-

pecter les deux étiquettes.

Les ensembles 16 et 18 formant interface/mémoire sont reliés à l'ordinateur 22 par l'intermédiaire d'une disposition multibus habituelle 20. Egalement reliés à l'ordinateur 22, on trouve une manette 26, une source de lumière de strobage 28, un clavier 23 et un moniteur 24. L'opérateur utilise le clavier 23 pour communiquer avec l'ordinateur 22, et il emploie la manette 26 pour manoeuvrer le curseur sur l'écran du moniteur 24. Une source de lumière de strobage 28 éclaire la boite 30 qui comprend un couvercle supérieur 32 et une étiquette 34 contenant la lettre "V". La lumière de strobage est synchronisée avec la caméra de télévision et le mouvement

de la boite 30.

Le moniteur 14 ainsi que le moniteur 24 peuvent, par exemple, être tous deux un moniteur de type Panasonic TR-932 dual fabriqué par Matsushita Electric, Osaka Japon. La manette 26 peut être une manette de type 91 MOB6 fabriquée par Machine Components Corp., 70 New Tower Road Plainview, NY 11803 U.S.A. La source de lumière de strobage 28 peut etre un ensemble de contrôle stroboscopique du type Model 834 dual fabriqué par Power Instruments, Inc 7552 North Lawndale, Skokie, IL 60076 U.S.A. Le clavier 23 peut etre un clavier de type VP-3301 fabriqué par RCA Microcomputeur Masketing, New Holland Avenue, Lancaster PA 17604 U.S.A. L'ordinateur 22 peut être un ordinateur de type Amn 97/8605-1 8086 à 16 bits fabriqué par Advanced Micro Devices, 901 Thompson Place

P.O. Box 453, Sunnyvale, CA 94086, U.S.A. Un tel ordi-

nateur est compatible au code des ordinateurs de type SBC-86/05 et SBC 86/12A. Des unités 16 et 18 formant interface/mémoire peuvent être du type Model VG-120B fabriqué par Datacube Inc., 4 Dearborn Road, Peabody MA 01960, U.S.A. De telles unités acquièrent un plein écran d'information vidéo à partir d'une source vidéo quelconque de standard EIA. L'information est stockée dans une mémoire interne accesible par tout ordinateur à base MULTIBUS. L'unité interface/mémoire de type Model VG 120B ci-dessus génère également un vidéo de standard EIA à partir d'une mémoire interne pour un moniteur de télévision. Finalement, les cameras de télévision 10 et 12 peuvent être des caméras de télévision à semiconducteurs de type Model KP-120 fabriqué par Hitachi Denshi America, Ltd. , 175 Crossways Park West, Woodbury, NY 11797, U.S.A. Une telle caméra est une caméra de télévision noir et blanc à semi-conducteurs utilisant

un circuit de formation d'images à semi-conducteurs.

Cette caméra comprend un réseau de photo-détecteurs bi-

dimensionnels avec 320 éléments d'image horizontaux et

244 éléments d'image verticaux, c'est-à-dire 78 080 pixels.

Les unités formant interface/mémoire captent une infor-

mation provenant d'un réseau de 320 par 240 photo-

détecteurs, soit 76 800 pixels.

On explique maintenant le fonctionnement du sys-

tème en se référant à une forme préférée de l'invention utilisant un exemple d'objets, dans le cas présent la

botte 30 illustrée à la fig. 1.

Dans le mode de réalisation préféré, l'invention utilise un menu dit "Menu Principal" à partir duquel

l'opérateur effectue des choix. Le Menu Principal com-

prend les programmes opératoires suivants: 1 ) Choisir le produit 2) Enseigner des caractéristiques du produit ) Mesurer 4') Exécuter ) Arrêter l'exécution

6') Effectuer un pointage.

En supposant que l'opérateur souhaite choisir un produit et enseigne alors des caractéristiques de ce

produit au système, l'opérateur met en marche le dispo-

sitif, lance le programme "Choisir le produit" et entre le nombre de produits ou objets. L'opérateur lance ensuite le programme "Enseigner des caractéristiques du produit", programme qui comporte son propre menu, et comprend les sous-programmes suivants:

1 ) Obtenir l'image.

20) Donner le nom du produit.

) Définir la boîte.

4V) Définir le couvercle.

) Définir l'étiquette.

) Définir la caractéristique 1.

7 ) Définir la caractéristique ?.

) Enseigner les tolérances.

L'opérateur lance le programme "Obtenir l'image" et décide alors s'il désire une image continue ou une image unique. On utilise une image continue par exemple lorsque le système est en phase de réglage afin de régler les niveaux d'éclairement. On utilise une image unique par exemple pour capter l'image de la boîte au fur et

à mesure qu'elle se déplace le long d'une ligne de rem-

plissage à vitesse élevée. La prise de l'image est syn-

chronisée avec l'emplacement physique de la boîte sur la ligne de remplissage et la caméra de télévision, et elle implique l'utilisation des sources de lumière de strobage 28 représentées à la fig. 1. Une fois qu'une image satisfaisante est obtenue, l'opérateur l'indique et cette image est mise en mémoire. Le système revient

alors sur le Menu Enseignement.

L'opérateur lance le programme "Donner le nom du

produit" et il donne le nom du produit, soit en choisis-

sant un nom existant, soit en entrant un nom nouveau.

Dans la forme préférée, on peut mettre en mémoire jusqu'à dix noms de produits. L'opérateur décide alors s'il y a lieu de prendre en compte l'étiquette A et/ou l'étiquette B. L'étiquette A peut être l'étiquette à l'avant de la boîte, alors que l'étiquette B peut être l'étiquette à l'arrière de la boîte. Prendre en compte l'étiquette A implique le fait d'habiliter la caméra de télévision A, l'interface/mémoire A et la source de lumière de

strobage associée et d'indiquer au système que les carac-

téristiques de l'étiquette A doivent être apprises.

Prendre en compte l'étiquette B implique le fait d'habiliter la caméra de télévision B, l'interface/ mémoire B et la source de lumière de strobage associée et d'indiquer au système que les caractéristiques de l'étiquette B doivent être apprises. Une fois que les images d'une étiquette ou des deux étiquettes sont mises

en mémoire, le système revient au Menu Enseignement.

L'opérateur lance maintenant le programme "Définir la botte". Une telle opération peut être comprise plus aisément en se référant à la fig. 2 qui montre la botte 30 tracée sur l'écran du moniteur de télévision 24. La première opération consiste à désigner le point de départ 2A permettant de situer le bord gauche de la botte 30. Ceci est effectué en utilisant la manette 26 afin de déplacer, sur l'écran, un curseur jusqu'à que ce dernier ait atteint le point 2A, lequel est alors mis en mémoire. Il est nécessaire de désigner un point de départ à la gauche du bord réel de gauche de la botte car, lorsque l'on obtient l'image de la botte alors que celle-ci se déplace, cette image n'apparattra pas toujours au centre de l'écran du moniteur de télévision 24. On déplace maintenant le curseur vers le point 2B qui est

le bord gauche de la boîte 30 et qui est maintenu tempo-

rairement. Le curseur est ensuite déplacé vers le point 2C qui est le point de départ permettant de situer le bord gauche de la boîte 30 et qui est également mis en mémoire. Ensuite, le curseur est déplacé vers le point

2D qui est le bord droit de la botte 30 et qui est éga-

lement maintenu temporairement. Le système met ensuite en mémoire la différence entre les points 2B et 2D,

laquelle représente la mesure de la largeur de la botte.

Les points 2B et 2D n'ont pas besoin d'être mis en mémoire. De manière analogue, on utilise la manette 26

pour situer les points de départ 2E et 2G afin de déter-

miner les points 2F et 2H des bords droit et gauche supérieurs de la boîte. On notera que les points 2E et 2F sont placés à la droite du bord de gauche de la boîte, tandis que les points 2G et 2H sont placés à la gauche du bord droit de la boite. Ceci permet d'être sûr que le bord supérieur de la boite peut être détecté même si l'image de la boîte 30 n'est pas centrée sur l'écran du moniteur de télévision 24 du fait d'une synchronisation imparfaite. Seuls les points 2E et 2G ont besoin d'être

mis en mémoire.

Aux points 2B, 2D, 2F et 2H, il existe des gradients d'intensité lumineuse correspondant aux transitions au niveau des bords de la bolte. En plus de situer les points 2B, 2D, 2F et 2H, l'opérateur choisit également des seuils de gradient pour ces points en choisissant, par exemple, une valeur comprise entre moins 63 et plus 63 pour chaque point. Afin d'aider l'opérateur à choisir un seuil de gradient approprié, le système affiche visuellement sur demande le gradient qui existe en tout

point de l'écran du moniteur de télévision. En choisis-

sant des seuils de gradient appropriés pour les points 2B, 2D, 2F et 2H et en les mettant en mémoire, l'opérateur s'assure que les bords de la boite peuvent être situés

avec précision.

Les points 2A, 2C, 2E et 2G, en même temps que les seuils de gradient pour les points 2B, 2D, 2F et 2H, sont mis en mémoire dans un tableau des décalages de boîtes. La largeur de la boîte et son élévation sont également mises en mémoire dans ce tableau des décalages de boltes, l'élévation étant la moyenne des points 2F

et 2H. L'élévation de la boîte, qui délimite une réfé-

rence horizontale, est également mise en mémoire dans

un tableau de travail pour une utilisation ultérieure.

Le centre de la bolte, qui est la moyenne des points 2B et 2D et qui délimite une référence verticale est

également mis en mémoire dans le tableau de travail.

Après que ces diverses valeurs ont été mises en mémoire, le système revient au Menu Enseignement. Ayant complété le programme "Définir la botte", l'opérateur lance maintenant le programme "Définir le

couvercle" car la botte 30 présente un couvercle 32.

Si la botte ne présente pas de couvercle, ce programme peut être courtcircuité. En se référant à la fig. 3 l'opérateur utilise la manette 26 pour placer le curseur au point 3A, qui est alors mis en mémoire. Ceci constitue

le point de départ pour situer le haut du couvercle.

L'opérateur déplace ensuite le couvercle vers le point 3B et choisit un seuil de gradient approprié (grandeur

et signe), qui est alors mis en mémoire. Un tel proces-

sus est répété pour les points 3C à 3H restants, qui définissent ensemble le couvercle supérieur 32. Les

points 3A, 3C, 3E et 3G sont mis en mémoire. La dif-

férence entre les points 3B et 3F ainsi que la différence entre les points 3D et 3H sont également mises en mémoire, en même temps que les seuils de gradient pour les points 3B, 3D, 3F et 3H. Si, au fur et à mesure que la botte descend une ligne de remplissage à vitesse élevée, le couvercle supérieur 32 est soit mal placé, soit autrement absent, un tel défaut peut être facilement

d6tecté par le système, et une action de correction ap-

propriée peut alors être entreprise.

Dans la forme de réalisation préférée, l'empla-

cement théorique des points 3A, 3C, 3E et 3G n'est pas mis en mémoire. Par contre, ces points sont mis en

mémoire par rapport aux références horizontale et verti-

cale de la bolte calculées précédemment et enregistrées dans le tableau de travail. Ceci permet au couvercle d'être situé et mesuré quelque soit l'endroit o l'image i1

de la boîte apparaît sur l'écran. Les emplacements rela-

tifs des points 3A, 3C, 3E et 3G ainsi que les seuils

de gradient pour les points 3B, 3D, 3F et 3H sont enre-

gistrés dans un tableau des décalages du couvercle. Il y a lieu de noter que les points 3A, 3C et les points 3E, 3G n'ont pas besoin d'être situés de chaque côté du couvercle. Ils peuvent être tous situés en dessous du couvercle. Ils peuvent tous être situés au-dessus du couvercle. Ils peuvent tous être situés à l'intérieur du couvercle. Dans tous les cas, le système fonctionnera

de manière correcte.

L'opérateur lance alors le programme "Définir

l'étiquette". A la fig. 4, on voit la boite 30 et l'éti-

quette 34 sur l'écran du moniteur de télévision 24. En utilisant la manette 26, l'opérateur met en place le curseur au point LA qui est alors mis en mémoire. Le curseur est ensuite déplacé vers le point 4B, qui définit un bord de l'étiquette. Un seuil de gradient approprié

est maintenant enregistré pour le point 4B. Un tel proces-

sus est répété pour les points 4C à 4L, qui tous définis--

sent l'étiquette et permettent à celle-ci d'être située lorsque l'on obtient une image de l'étiquette au fur et à mesure que la boite se déplace le long d'une ligne de remplissage à vitesse élevée. Du fait de ce qui précède, on a ainsi mis en mémoire dans le système: 1) les points 4A, 4C, 4E, 4G, 4I et 4K; 2 ) les seuils de gradient pour les points 4B, 4D, 4F, 4H, 4K et 4L; 3) la différence entre les points 4B et 4F et/ou la

différence entre les points 4D et 4H; et 40) la dif-

férence entre les points 4J et 4L.

Les divers points ainsi que les seuils de gradient pour le programme "Définir l'étiquette" sont enregistrés dans un tableau des décalages de l'étiquette. De même que pour le programme "Définir le couvercle", les points recherchés de démarrage pour le programme "Définir l'étiquette" sont enregistrés par rapport aux références

horizontale et verticale de la botte. Ceci permet éga-

lement de situer l'étiquette quelque soit l'emplacement de la botte sur l'écran. On note aussi que l'étiquette n'a pas besoin d'être définie en utilisant ces bords. Elle peut être définie en utilisant une information apparaissant sur l'étiquette elle-même. En se référant à la fig. 5, l'opérateur utilise la manette 26 pour mettre en place le curseur au point 5A, qui est alors mis en

mémoire. L'opérateur choisit ensuite les distances hori-

zontale et verticale à partir du point 5A, qui sont éga-

lement mises en mémoire. Ces distances sont 5B et 5C

et définissent une zone à rechercher. L'opérateur déter-

mine maintenant 1 ) si la recherche va se faire de droite à gauche ou de gauche à droite et 2 ) si la recherche doit se faire de haut en bas ou de bas en haut. Une telle information est égalnement mise en mémoire. A la fig. 5, pour le point 5A, le schéma de recherche est de gauche à droite et de haut en bas. Finalement, l'opérateur

choisit et met en mémoire un seuil de gradient. Un pro-

cessus analogue est utilisé pour le point 5D. La zone de recherche est définie par les points 5E et 5F et le schéma de recherche est de droite à gauche et de haut en bas. Une telle information est mise en mémoire dans

le tableau des décalages de la caractéristique.

En plus de définir l'étiquette, l'opérateur peut

définir diverses caractéristiques de l'étiquette et déter-

miner, de cette façon, non seulement que l'étiquette a été appliquée correctement sur la botte, mais également que l'on a appliqué l'étiquette appropriée. Dans le présent mode de réalisation pris à titre d'exemple, l'étiquette contient la lettre "V". Des caractéristiques de cette lettre peuvent être définies par l'opérateur en lançant les programmes du Menu Enseignement: "Définir

la caractéristique 1" et "Définir la caractéristique 2".

La fig. 6 illustre la façon dont la présente

invention peut mesurer des distances avec précision.

La manette 26 est alors utilisée pour mettre en place le curseur au point 6A, qui est le point de départ pour situer le premier bord de la caractéristique à mesurer. Après que le point 6A ait été mis en mémoire, le curseur est déplacé vers le point 6B et, à ce moment, l'opérateur choisit et met en mémoire un seuil de gradient. Le point 6B est temporairement maintenu. Un processus analogue est suivi pour les points 6C et 6D. La différence entre les points 6B et 6D est églament mise en mémoire. Le système peut alors mesurer la distance entre les points 6B et 6D de la lettre "V" de l'étiquette 34 placée sur la boite 30 au fur et à mesure qu'elle descend d'une ligne de remplissage. L'unité de mesure dans le système

est un "pixel" c'est-à-dire un élément d'image. Le sys-

tème mesure les distances en comptant le nombre de pixels

entre, par exemple, les points 6B et 6D de la fig. 6.

On voit que, alors que la mesure des distances a été représentée de façon rudimentaire en utilisant la lettre "V", la faculté de mesurer avec précision des objets ou des caractéristiques d'objets "à la volée" présente une très grande valeur et a des applications nombreuses et variées. On peut, par exemple, utiliser le présent système pour effectuer un contrôle de qualité à 100 % sur les dimensions de pièces, soit telles qu'elles sont reçues depuis un fournisseur, soit telles qu'elles

sont utilisées dans un fonctionnement d'assemblage auto-

matique. On peut également mettre en oeuvre la présente inventin pour effectuer un controle de qualité à 100 % sur des dimensions d'objets au fur et à mesure qu'ils sont fabriqués, et corriger ainsi les défauts avant que les marchandises soient envoyées au client. En plus des applications de contrôle de qualité, la présente invention est également utile dans le contrôle en ligne d'opération 25626e9 de fabrication telle que la mesure de l'augmentation ou de la diminution de la dimension de caractéristiques, ainsi que l'augmentation ou la diminution de la distance

entre des caractéristiques.

En plus de pouvoir mesurer les distances avec

précision, la présente invention permet également d'exa-

miner des fractions de ligne. En se référant à la fig.7, la manette est utilisée pour situer des points 7A et 7B, qui constituent le début et la fin de la fraction de ligne et sont enregistrés. Un seuil de gradient est ensuite choisi et mis en mémoire. Le programme des fractions de ligne peut être utilisé pour examiner une étiquette en vue de transitions positives et négatives qui dépassent les seuils de gradient. On peut par exemple donner un "un binaire" à des transitions positives (ombre vers lumière) qui dépassent le seuil de gradient, alors que l'on donnera un "zéro binaire" à des transitions négatives (lumière vers ombre) quidépassent le seuil de gradient. Le résultat de l'opération de fraction de ligne est alors une série de "un" et de "zéro", qui peuvent être accumulés dans un registre à décalage. Une telle information binaire peut, par exemple, être utilisée pour différencier entre une étiquette placée à l'avant d'une boîte et présentant une fraction de ligne "1010"

et une étiquette placée à l'arrière d'une boite et pré-

sentant une fraction de ligne "0101".

La présente invention peut également être utilisée pour mesurer des gradients de zone. En se référant à la fig. 8, le centre de la zone de recherche est désigné en déplaçant le curseur vers le point 8A qui est alors mis en mémoire. On choisit et on met ensuite en mémoire les distances horizontale et verticale à partir du point 8A. Ce sont les points 8B et 8C et ils définissent la zone de recherche. On choisit et on met finalement en mémoire un seuil de gradient. En déterminant le gradient de zone, le système effectue la somme et met en mémoire le nombre de transitions (lumière vers ombre et/ou ombre vers lumière) qui se produisent à l'intérieur de la zone à rechercher et qui dépassent le seuil de gradient. Si, par exemple, la zone à rechercher est une couleur uniforme, on ne peut alors observer aucune transition. Si l'on observe un certain nombre de transitions, ceci indique que la zone à rechercher n'est pas une couleur uniforme et peut signifier qu'une étiquette incorrecte a été appliquée ou encore qu'une étiquette correcte a

été appliquée tête-bêche.

Ayant terminé les opérations précédentes, le sys-

tème revient à nouveau vers le Menu Enseignement o l'opérateur lance le programme "Enseigner les tolérances".

A ce moment, l'opérateur choisit des tolérances pour les étiquettes A et/ou B. Afin de régler les tolérances l'opérateur utilise le programme du Menu Principal: "Mesurer". En utilisant la manette, l'opérateur manoeuvre le curseur sur l'écran et désigne deux points, par exemple, les points 2B et 2D de la fig. 2. Le système compte le nombre de pixels entre les deux points, chaque pixel correspondant par exemple à 0,8 mm. La tolérance choisie pour la largeur de la boite 30 peut, par exemple, être de plus ou moins deux pixels. Après que les tolérances

appropriées aient été entrées dans le tableau des tolé-

rances, le système revient au Menu Principal et est main-

tenant prêt à être exécuté.

Il y a lieu de noter qu'une fois que les diverses valeurs ont été déterminées et enregistrées dans le

tableau des décalages de la bolte, le tableau des déca-

lages du couvercle, le tableau des décalages des étiquettes, le tableau des décalages des caractéristiques et le

tableau des tolérances, ces données peuvent être uti-

lisées tant que la boîte n'est pas modiifée. De même

dans la forme de réalisation préférée, le système pré-

sente la capacité de mettre en mémoire des données cor-

respondant à dix boites différentes. Ainsi, tant que les bottes ne changent pas, il n'y a lieu d'enseigner les caractéristiques au système qu'une seule fois, et cela même si les bottes ne sont employées que de manière

peu fréquente.

En fonctionnement le système capte et met en mémoire une image de la botte au fur et à mesure qu'elle se déplace le long de la ligne de remplissage. Le système recherche alors le long de lignes 2A-2B, 2C-2D, 2E-2F et 2G-2H jusqu'à ce que les seuils de gradient appropriés aient été détectés afin de situer la botte et de mesurer sa largeur (voir fig. 2). Le système détermine également les références horizontale et verticale de la botte et les enregistre dans le tableau de travail. Le système vérifie ensuite que le couvercle supérieur est présent et correctement placé. Ceci est effectué en recherchant le long de lignes 3A-3BB 3C-3D, 3E-3F et 3G-3H jusqu'à ce que les seuils de gradient appropriés aient été

détectés (voir fig. 3). Le système situe ensuite l'éti-

quette en recherchant le long de lignes 4A-4B, 4C-4D, 4E-4F, 4G-4H, 4I-4J et 4K-4L jusqu'à ce que les seuils

de gradient appropriés aient été détectés (voir fig.4).

Les références horizontale et verticale de la boite sont prises d'après le tableau de travail et sont combinées avec les données provenant du tableau des décalages des étiquettes afin d'être utilisées pour analyser l'image

de l'étiquette. L'inclinaison, les références de l'éti-

quette ainsi que sa largeur sont alors emmagasinées dans

le tableau de travail. L'étiquette est finalement ana-

lysée de manière analogue pour voir si celle-ci contient l'information appropriée (voir fig. 5 à 8). Il y a lieu

de noter que dans toutes ces recherches, un nombre rela-

tivement faible de pixels est examiné. Ainsi, dans une recherche le long des lignes 2A-2B à 4K-4L, on utilise

256269 1

moins d'environ cinq pour cent, et de préférence moins d'environ un pour cent de pixels. Lorsque pour quelques raisons on désire s'arrêter, l'opérateur entre le code

d'arrêt d'exécution par l'intermédiaire du clavier 23.

Dans l'intervalle, le système conserve par exemple un compte du nombre des étiquettes défectueuses. Ces totaux peuvent être nécessaires pour l'opérateur. Si l'on a détecté un nombre inhabituellement important d'étiquettes défectueuses, cela peut indiquer l'existence d'un mauvais lot d'étiquettes, ou cela peut indiquer que les tolérances ont été réglées trop serrées. Finalement, sur demande, le système peut visualiser les codes d'erreur pour les

défauts détectés de telle manière que l'opérateur con-

naisse avec précision quelle est la cause des défauts.

L'invention n'est pas limitée aux formes de réali-

sation de l'invention représentées et décrites en détail ni à l'applicatioin donnée à titre d'exemple de ces formes de réalisation pour l'inspection de boîtes sur des lignes de remplissage à vitesse élevée, et diverses modifications peuvent y être appliquées sans sortir de son cadre. Par exemple, la séquence selon laquelle les diverses opérations sont effectuées constitue en fait une question de choix. Ainsi, tandis que la séquence

préférée consiste à définir la botte, à définir le cou-

vercle, à définir l'étiquette, à définir les caractéris-

tiques et à définir les tolérances, ces opérations peuvent

être effectuées suivant une grande variété de séquences.

Ainsi, alors qu'il est préférable de définir, par exemple, les points 2A et 2C avant de choisir les seuils de gradient pour les points 2B et 2D, cette séquence peut

être inversée, le cas échéant, sans affecter le fonction-

nement du système.

Claims (36)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif de mesure vidéo, caractérisé en ce qu'il comprend: a) une caméra de télévision pour prendre une image, cette caméra présentant un réseau bi-axial de photo- détecteurs, b) un circuit formant interface/mémoire relié à la caméra de télévision pour numériser et mettre en mémoire cette image, c) un calculateur numérique relié au circuit formant interface/mémoire, d) un moniteur relié audit calculateur et présentant un écran pour visualiser l'image mise en mémoire, e) un clavier relié audit calculateur pour permettre à un opérateur de communiquer avec ce calculateur, f) des moyens reliés au calculateur pour commander la position d'un curseur sur l'écran du moniteur afin de situer un ensemble de points de départ de recherche pour l'image en train d'être visualisée, et g) des moyens pour mettre en mémoire les points de

départ de recherche.

2 - Dispositif selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que les moyens permettant de commander la

position du curseur comprennent une manette.

3 - Dispositif selon l'une des revendications

1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend supplémen-

tairement des moyens permettant de choisir et mettre en mémoire des seuils de gradient pour un ensemble de

points de l'image formée sur l'écran du moniteur.

4 - Dispositif selon la revendication 3, com-

prenant supplémentairement des moyens pour mettre en mémoire la différence entre une paire de points de

l'image formée sur l'écran du moniteur.

- Dispositif de mesure vidéo caractérisé en ce qu'il comprend: a) une caméra de télévision pour prendre une image,

cette caméra présentant un réseau bi-axial de photo-

détecteurs, b) un circuit formant interface/mémoire relié à la caméra de télévision pour numériser et mettre en mémoire cette image, c) un calculateur numérique relié au circuit formant interface/mémoire, d) un moniteur relié audit calculateur et présentant un écran pour visualiser l'image mise en mémoire, e) un clavier relié audit calculateur pour permettre à un opérateur de communiquer avec ce calculateur,

f) une manette reliée audit calculateur pour com-

mander la position d'un curseur sur l'écran du moniteur afin de situer plusieurs points de départ de recherche de l'image formée sur l'écran du moniteur, g) des moyens pour mettre en mémoire les points de départ de recherche, h) des moyens pour choisir et mettre en mémoire des seuils de gradient pour un ensemble de points de l'image formée sur l'écran du moniteur; et i) des moyens pour mettre en mémoire la différence entre les points d'une paire de points de l'image formée

sur l'écran du moniteur.

6 - Dispositif selon la revendication 5, carac-

térisé en ce qu'il comprend supplémentairement des moyens permettant de choisir et mettre en mémoire une mesure

de tolérance pour ladite différence.

7 - Dispositif selon la revendication 6, carac-

térisê en ce qu'il comprend supplémentairement des moyens

pour déterminer et mettre en mémoire des références hori-

zontale et verticale de l'image formée sur l'écran du moniteur et des moyens pour choisir et mettre en mémoire des points de départ supplémentaires de recherche pour cette image, lesdits points de départ supplémentaires

de recherche étant situés par rapport auxdites références.

8 - Procédé de mesure vidéo, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à:

a) prendre une image en utilisant une caméra de télé-

vision présentant un réseau bi-axial de photo-détecteurs, b) numériser et mettre en mémoire l'image, c) visualiser l'image mise en mémoire, d) situer un ensemble de points de départ de recherche de l'image, e) mettre en mémoire les points de départ de recherche, et f) choisir et mettre en mémoire des seuils de gradient

pour un ensemble de points de l'image.

9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé

en ce qu'il comprend supplémentairement l'opération con-

sistant à mettre en mémoire la différence entre les

points d'une paire de points de l'image.

- Procédé selon la revendication 9, caractérisé

en ce qu'il comprend supplémentairement l'opération con-

sistant à choisir et mettre en mémoire une mesure de tolérance pour la différence entre les points de la paire

de points de l'image.

11il - Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend supplémentairement les opérations

consistant à déterminer et mettre en mémoire des réfé-

rences pour l'image, et à choisir et mettre en mémoire des points de départ supplémentaires de recherche pour cette image, lesdits points de départ supplémentaires

de recherche étant situés par rapport auxdites références.

12 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé

en ce qu'il comprend supplémentairement l'opération con-

sistant à déterminer et mettre en mémoire la fraction

de ligne pour une ligne -de l'image.

13 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé

en ce qu'il comprend supplémentairement l'opération con-

sistant à choisir et mettre en mémoire une zone à recher-

cher. 14 - Procédé selon la revendication 13, caractérisé

en ce qu'il comprend supplémentairement l'opération con-

sistant à choisir et mettre en mémoire une direction

de recherche pour la zone à rechercher.

- Procédé selon la revendication 13, caractérisé

en ce qu'il comprend supplémentairement l'opération con-

sistant à choisir et mettre en mémoire un seuil de

gradient pour la zone à rechercher.

16 - Procédé selon l'une des revendications 8 à

, caractérisé en ce qu'il comprend supplémentairement les opérations consistant à présenter à un opérateur une série de menus à partir desquels il effectue des

sélections.

17 - Procédé selon l'une des revendications 8 à

, caractérisé en ce qu'il comprend supplémentairement les opérations consistant à: a) prendre une seconde image en utilisant une caméra

de télévision présentant un réseau bi-axial de photo-

détecteurs, b) numériser et mettre en mémoire la seconde image,et c) rechercher la seconde image en commençant par les points de départ de recherche précédemment mis en

mémoire.

18 - Procédé selon la revendication 17, caractérisé

en ce qu'il comprend supplémentairement l'opération con-

sistant à déterminer si le gradient de la seconde image

dépasse le seuil de gradient mis en mémoire.

19 - Procédé selon la revendication 17, caractérisé

en ce qu'il comprend l'opération supplémentaire consis-

tant à déterminer et mettre en mémoire des références

pour la seconde image.

- Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que la recherche de la seconde image utilise moins

d'environ cinq pour cent des éléments d'image.

21 - Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que la recherche de la seconde image utilise moins

d'environ un pour cent des éléments d'image.

22 - Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'opération consistant à situer plusieurs points de départ de recherche pour la première image comprend l'opération consistant à déplacer un curseur

sur l'écran du moniteur en utilisant une manette.

23 - Procédé de mesure vidéo, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à: a) prendre une première image en utilisant une caméra

de télévision présentant un réseau bi-axial de photo-

détecteurs, b) numériser et mettre en mémoire la première image, c) visualiser la première image, d) situer et mettre en mémoire un ensemble de points de départ de recherche de la première image, e) choisir et mettre en mémoire des seuils de gradient pour un ensemble de points de la première image, f) prendre une seconde image en utilisant une caméra

de télévision présentant un réseau bi-axial de photo-

détecteurs, g) numériser et mettre en mémoire la seconde image, h) rechercher la seconde image en commençant par les points de départ de recherche précédemment mis en mémoire, et i) déterminer si le gradient de la seconde image

dépasse le seuil de gradient mis en mémoire.

24 - Procédé selon la revendication 23, caractérisé

en ce qu'il comprend supplémentairement l'opération con-

sistant à mettre en mémoire la différence entre les

points d'une paire de points de la première image.

- Procédé selon la revendication 24, caractérisé

en ce qu'il comprend supplémentairement l'opération con-

sistant à choisir une mesure de tolérance pour la dif-

férence entre les points de la paire de points de l'image.

26 - Procédé selon l'une des revendications 23,9

24 ou 25, caractérisé en ce qu'il comprend supplémen-

tairement les opérations consistant à déterminer et mettre en mémoire des références horizontale et verticale pour la première image, et à choisir et mettre en mémoire des points de départ supplémentaires de recherche pour

cette première image, lesdits points de départ supplé6-

mentaires de recherche étant situés par rapport auxdites références.

27 - Procédé selon l'une des revendications 23,

24 ou 25, caractérisé en ce que le seuil de gradient mis en mémoire présence à la fois un signe et une

grandeur.

28 - Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il comprend supplémentairement les opérations

consistant à déterminer et mettre en mémoire des réfé-

rences horizontale et verticale de la première image,

à choisir et mettre en mémoire des points de départ sup-

plémentaires de recherche de cette première image, les-

dits points de départ supplémentaires de recherche 6étant situés par rapport auxdites références, et à déterminer

et mettre en mémoire des références horizontale et verti-

cale de la seconde image.

29 - Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce que les première et seconde images sont des images d'emballage telles que des boites, la seconde image étant

prise alors que l'emballage se déplace.

30 - Procédé selon l'une des revendications 23,

24 ou 25, caractérisé en ce qu'il comprend supplémen-

tairement l'opération consistant à visualiser le gradient

d'un point de la première image.

31 - Procédé selon l'une des revendications 23,

24 ou 25, caractérisé en ce que moins d'environ cinq

256269 1

pour cent des éléments d'image de la seconde image sont recherchés. 32 Procédé selon la revendication 31, caractérisé en ce que moins d'environ un pour cent des éléments d'image de la seconde image sont recherchés.

33 - Procédé selon l'une des revendications 23,

24 ou 25 comprenant supplémentairement les opérations consistant à présenter à un opérateur une série de menus

à partir desquels il effectue des sélections.

34 - Procédé selon l'une des revendications 23,

24 ou 25, caractérisé en ce qu'il comprend supplémen-

tairement les opérations consistant à déterminer et mettre en mémoire la fraction de ligne pour une ligne de la première image et à rechercher la seconde image afin de déterminer si cette fraction de ligne est présente. - Procédé selon la revendication 34, caractérisé en ce que la fraction de ligne est mise en mémoire sous

forme d'un nombre binaire.

36 - Procédé selon l'une des revendications 23,

24 ou 25, caractérisé en ce qu'il comprend supplémen-

tairement l'opération consistant à choisir et mettre

en mémoire une zone de la-première image à rechercher.

37 - Procédé selon la revendication 36, caractérisé

en ce qu'il comprend supplémentairement l'opération con-

sistant à choisir et mettre en mémoire une direction

de recherche pour la zone recherchée.

38 - Procédé selon la revendication 36, caractérisé

en ce qu'il comprend supplémentairement l'opération con-

sistant à choisir et mettre en mémoire un seuil de

gradient pour la zone recherchée.

39 - Procédé selon l'une des revendications 23,

24 ou 25, caractérisé en ce que l'opération consistant à désigner un ensemble de points de départ de recherche pour la première image comprend l'opération consistant

à déplacer un curseur sur l'écran du moniteur.

- Procédé selon la revendication 39, caractérisé en ce que l'opération consistant à déplacer le curseur

comprend la manoeuvre d'une manette.

41 - Procédé de mesure vidéo, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à: a) prendre une première image en utilisant une caméra

de télévision présentant un réseau bi-axial de photo-

détecteurs, b) numériser et mettre en mémoire la première image, c) visualiser la première image, d) situer un ensemble de points de départ de recherche de la première image, e) mettre en mémoire les points de départ de recherche, f) choisir une caractéristique de la première image à mesurer en désignant une paire de points de cette image, g) choisir et mettre en mémoire des seuils de gradient pour la paire de points de l'image, h) mettre en mémoire la différence entre les points de la paire de points, i) choisir et mettre en mémoire une tolérance pour la différence entre les points de la paire de points, j) prendre une seconde image en utilisant une caméra

de télévision présentant un réseau bi-axial de photo-

détecteurs, k) numériser et mettre en mémoire la seconde image, 1) rechercher la seconde image en commençant par les points de départ de recherche mis en mémoire, m) déterminer si le gradient de la seconde image dépasse le seuil de gradient mis en mémoire, n) mesurer la caractéristique choisie, et o) déterminer si la caractéristique mesurée se trouve

à l'intérieur d'une tolérance choisie.

42 - Procédé de mesure vidéo selon la revendication 41, caractérisé en ce que moins de un pour cent des éléments d'image de la seconde image sont recherchés

afin d'effectuer la mesure.

43 - Procédé selon la revendication 41, carac- térisé en ce que l'opération consistant à situer un ensemble de points de départ de recherche comprend l'opération consistant à déplacer un curseur sur l'écran

d'un moniteur.

44 - Procédé selon la revendication 43, carac-

térisé en ce que l'opération consistant à déplacer un curseur sur l'écran d'un moniteur comprend la manoeuvre

d'une manette.

- Procédé selon l'une des revendications 41,

42 ou 43, caractérisé en ce que le seuil de gradient mis en mémoire présente à la fois une grandeur et un signe.

46 - Procédé selon l'une des revendications 41,

42 ou 43, caractérisé en ce qu'il comprend supplémen-

tairement l'opération consistant à présenter à un opé-

rateur une série de menus à partir desquels il effectue

une sélection.

47 - Procédé selon l'une des revendications 41,

42 ou 44, caractérisé en ce qu'il comprend supplémen-

tairement les opérations consistant à déterminer et

mettre en mémoire des références horizontale et verti-

cale de la première image et à choisir et mettre en mémoire des points de départ supplémentaires de recherche

pour cette première image, ces points de départ supplé-

mentaires de recherche ét6rant situés par rapport auxdites références. 48 - Procédé selon la revendication 47, caractérisé

en ce qu'il comprend supplémentairement l'opération con-

sistant à déterminer et mettre en mémoire des références

horizontale et verticale pour la seconde image.