FR2704058A1 - Dispositif d'analyse tridimensionnelle et procédé de commande de la position des gouttes de liquide dans l'espace. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'analyse tridimensionnelle de la position d'une goutte de liquide en vol, comprenant deux caméras (31, 32) de type matriciel placées d'un même côté de la goutte, un dispositif (30) émettant des éclairs de lumière placé entre les deux caméras, et un système électronique de traitement de l'image, destiné à détecter le reflet de l'éclair sur la goutte et à calculer sa position réelle dans l'espace à partir du calcul de sa position dans le plan focal de chaque caméra.

Description

DISPOSITIF D'ANALYSE TRIDIMENSIONNELLE
ET PROCEDE DE COMMANDE DE LA POSITION DES
GOUTTES DE LIQUIDE DANS L'ESPACE
L'invention concerne un dispositif d'analyse tridimensionnelle et un procédé de commande de la position des gouttes de liquide dans l'espace, ces gouttes étant projetées dans l'espace notamment par un dispositif d'impression grande largeur.

Actuellement, un dispositif d'impression à jet d'encre continu dévié, destiné à l'impression de motifs sur un support de grande largeur, comporte plusieurs modules accolés projetant plusieurs jets de liquide suivant une direction perpendiculaire au sens de déplacement dudit support. Chaque module comprend lui-même plusieurs buses projetant chacune sur le support une succession de gouttes, appelée trame, ces gouttes étant générées à partir d'un jet continu émis par la buse et qui se brise à une distance déterminée de celle-ci. Ces gouttes sont chargées électrostatiquement pour que certaines soient déviées par un champ électrique. En raison du déplacement relatif du dispositif d'impression par rapport au support, l'ensemble des trames forme une matrice de points. La répartition des trajectoires de gouttes de liquide entre la buse d'émission et le support à imprimer définit la disposition des impacts sur celui-ci.

Aussi, afin d'éviter toute distorsion de l'image imprimée, les trames des différents jets doivent être bien raccordées, ce qui impose de connaître avec précision la position des gouttes dans l'espace compris entre les buses et le support. La qualité de l'image imprimée est fonction de cette répartition spatiale des gouttes dans le plan de la trame et de l'orientation de ce plan par rapport au plan du support.

Les procédés actuels d'analyse de la trajectoire des gouttes ne permettent pas une analyse spatiale tridimensionnelle de la position des gouttes le long de leur trajectoire complète de la buse jusqu'au support.

Un des problèmes posés par cette analyse vient de l'éclairage des gouttes, permettant de bien les détacher de leur environnement. Dans le cas d'un appareil destiné à se déplacer devant la tête de projection de liquide, la géométrie de cette dernière ne permet pas toujours de réaliser un éclairage par l'arrière. De plus, l1étude des gouttes doit amener à l'évaluation de leur position et à la valeur de leur diamètre dans un espace d'environ 1 millimètrecube, situé entre la buse et le support d'impression. Dans ces conditions, il est impossible d'éclairer les gouttes par l'arrière, mais un éclairage par l'avant pose certains problèmes. En effet, un éclairage par l'avant, générant des réflexions multiples, ne permet pas de détacher aisément les gouttes du fond de l'image où des niveaux de gris comparables apparaissent. La demande de brevet français 85 00503 de Renault Automation propose une localisation approximative d'un objet à l'aide de deux caméras et d'une lampe flash, alors que la demande de brevet européen EP 0091132 d'Hitachi Ltd propose un procédé de binarisation de l'image. Mais ces procédés ne résolvent pas le problème posé par la visualisation de gouttes de liquide en vol sans contact physique avec le fond de l'image.

Lorsque le fond de la scène existe, l'image obtenue présente de fortes dérives d'éclairement et les gouttes se détachent mal du fond, seul le reflet du flash sur la surface des gouttes permet de les positionner.

Le mode d'éclairage pose un autre problème: une diode, même "boostée", ne donne pas un éclairage suffisant et peut entraîner de fortes dérives d'éclairement lorsqu'elle est combinée à un fond peu réfléchissant et dont l'état de surface est mauvais. Quant aux systèmes exploitant la cohérence d'un laser, ils sont plus particulièrement adaptés à la reconnaissance de forme d'objets statiques et ne peuvent servir à la mesure des gouttes en mouvement de faibles diamètres générées à des fréquences élevées, de plusieurs kiloHertz, et dont on ne connaît pas la position.

C'est pourquoi le but de l'invention est de proposer un contrôle précis de l'impact des gouttes de liquide sur un support à partir de la connaissance de leur trajectoire dans l'espace entre l'endroit de leur émission et ce support.

Pour cela, un premier objet de l'invention est un dispositif d'analyse tridimensionnelle de la position d'une goutte de liquide en vol, comprenant deux dispositifs d'acquisition d'images par caméra et un dispositif d'éclairage émettant des éclairs de lumière, caractérisé en ce que les deux caméras, de type matriciel, sont placées d'un même coté de la goutte, leurs axes optiques respectifs C1, C2 faisant un angle T, en ce que le dispositif d'éclairage est placé entre les deux caméras, dans le plan qu'elles définissent, de sorte que son axe d'émission fasse un angle r avec la bissectrice ss de l'angle r entre les deux caméras et en ce que le dispositif comprend de plus un système électronique de traitement de l'image acquise par les deux caméras consistant à détecter le reflet de l'éclair sur la goutte.

Un autre objet de l'invention est un procédé de commande de la position des gouttes de liquide, générées à partir d'un jet continu émis par une buse d'éjection, chargées électriquement par des électrodes de charge, et aboutissant sur un support, qui comporte, pour chaque goutte considérée, les étapes effectuées par un réseau de neurones dans l'ordre suivant - une étape de lecture de la déviation souhaitée de
ladite goutte, à partir de descriptifs des trames
d'impacts à réaliser sur le support communiqués par
des niveaux d'automatismes supérieurs; - une étape de lecture des déviations souhaitées pour
les gouttes succédant à ladite goutte; - une étape de lecture des tensions électriques
précédemment appliquées aux électrodes de charge; - une étape de lecture des paramètres de constitution de
la goutte, tels que la température, la pression
d'éjection et la viscosité du liquide; - une étape d'affectation de coefficients de pondération
à ces différents informations et d'élaboration de
certains calculs binaires à partir de seuils, ces
coefficients et ces seuils étant déterminés à partir
d'un système d'apprentissage comparant la déviation
réelle de la goutte à la déviation prédite par le
réseau de neurones; - une étape de calcul de la tension électrique de charge
à appliquer à ladite goutte par les électrodes de
charge pour obtenir la position souhaitée pour ladite
goutte.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode particulier de réalisation, illustrée par les figures suivantes: - la figure 1 est un schéma d'un module d'impression à
jet continu dévié; - la figure 2 est la projection plane de la répartition
spatiale de gouttes de liquide constituant une trame
linéaire; - la figure 3 est la projection plane de la répartition
spatiale de gouttes constituant une trame pleine non
linéaire; - la figure 4 est une vue en perspective d'un dispositif
d'analyse tridimensionnellle de la position des
gouttes émises par un module d'impression intégré dans
une tête multijets; - les figures 5a et 5b sont les images d'une goutte de
liquide et les signaux électriques délivrés par une
caméra dans le cas d'un éclairage respectivement par
l'arrière et par l'avant; - la figure 6 est le schéma du système électronique de
traitement des signaux dans le dispositif d'analyse
selon l'invention; - les figures 7 et 8 représentent les coordonnées d'une
goutte respectivement dans l'espace et dans le plan du
support à imprimer.

Les éléments portant les mêmes références dans les différentes figures remplissent les mêmes fonctions en vue des mêmes résultats.

L'exemple de module d'impression à jet continu dévié, représenté schématiquement sur la figure 1, comporte un réservoir de stimulation 1 alimenté par un liquide arrivant par une canalisation 2 et muni d'un transducteur piézo-électrique 3. Le réservoir émet un ou plusieurs jets 4 de liquide à travers un ou plusieurs ajutages 5. Grâce à la stimulation provoquée par le transducteur, chaque jet de liquide 4 se brise en gouttelettes 6 à la hauteur d'électrodes de charge 7 destinées à les charger électriquement. Les gouttelettes ainsi formées passent ensuite entre des électrodes de détection de phase 8, permettant de contrôler la charge et la vitesse desdites gouttes 6 et réalisées par exemple comme cela est décrit dans les demandes de brevet français 83 16439 et 88 12935 déposées au nom d'Imaje. Le train de gouttes 9 est enfin soumis à un champ électrique fixe induit par des électrodes de déviation 10. Certaines gouttes 11 sont très faiblement chargées, donc ne sont pas déviées par le champ électrique et conservent une trajectoire proche de leur trajectoire initiale pour aboutir dans une gouttière de récupération 12 du liquide. Par contre d'autres gouttes 13, fortement chargées, sont déviées de leur trajectoire pendant leur passage entre les électrodes 10. La nouvelle trajectoire de chaque goutte déviée est fonction de la charge conservée à la brisure au niveau des électrodes de charge 7 ainsi que de la charge des autres gouttes. L'impact de chaque goutte déviée sur le support 14 est directement lié à la trajectoire de celle-ci.

La figure 2 est la projection plane, à un instant donné, de la répartition des gouttes de liquide, émises dans l'espace entre l'ajutage ou buse et le support d'impression, et constituant une trame linéaire. En abscisse est représenté un ensemble de quinze gouttes qui seraient toutes imprimées sur le support, successivement de droite à gauche, de la goutte G1 à la goutte G15.

Une trame est dite linéaire quand l'ordre d'impression des gouttes sur le support est le même que l'ordre d'émission des gouttes d'un train donné à partir d'une buse. On appelle trame pleine une ligne du support d'impression pour laquelle toutes les gouttes imprimables d'un train sont effectivement déviées vers le support. Dans ce cas, la projection plane de la répartition du train de gouttes dans l'espace compris entre les électrodes de déflexion et le support serait constituée d'une ligne oblique.

L'obtention de motifs sur le support se fait à partir de la juxtaposition de plusieurs trames dans lesquelles les gouttes non imprimées laisseront des blancs. Ainsi sur la figure 2, seules les gouttes G1, Gg, Gg, G11, G13 et
G15 sont défléchies pour atteindre le support à imprimer, tandis que les autres gouttes peu ou pas chargées gardent leur trajectoire initiale pour être ensuite récupérées dans la gouttière.

Cependant, pour imprimer des gouttes d'encre à des endroits très précis d'un support, il faut tenir compte du fait que la trajectoire d'une goutte de liquide électriquement chargée est fonction de sa masse, de sa vitesse, de sa quantité de charge et du champ électrique auquel elle est soumise.

Ainsi, une goutte d'encre contient du solvant qui s'évapore en partie pendant le trajet compris entre la buse d'éjection et le support ou la gouttière de récupération, permettant à l'encre de sécher sur le support et entraînant donc une diminution de sa masse.

Cette évaporation du solvant est liée à la température ambiante comme au degré de saturation en vapeurs diverses qui règnent dans le module d'impression.

La vitesse d'une goutte dépend de sa vitesse initiale au moment de sa séparation du jet ainsi que du freinage aérodynamique auquel elle est soumise, ce dernier dépendant à la fois des autres gouttes dans le voisinage immédiat de la goutte et des autres trains de gouttes dans un voisinage plus lointain en raison de leurs traînées induites.

Quant au champ électrique auquel est soumise chaque goutte, il est principalement créé par les électrodes de déflexion mais il est fortement influencé par la présence des gouttes porteuses de charge électrique dans l'espace compris entre lesdites électrodes de déflexion.

C'est pourquoi il est souvent nécessaire d'émettre des gouttes de garde, augmentant la distance entre les gouttes pour réduire leur influence mutuelle.

Enfin, la charge de chaque goutte de liquide, qui est acquise lors de leur séparation du jet à la hauteur des électrodes de charge, est fonction du champ électrique induit par ces électrodes mais aussi du champ électrique induit par la charge des gouttes précédentes, elle-même fonction de la charge des autres gouttes par l'effet historique de charge.

La figure 3 est la répartition spatiale de gouttes dont la projection sur le support d'impression constitue une trame pleine non linéaire; pleine car toutes les gouttes seraient imprimées et non linéaire car deux gouttes contiguës sur le support ne correspondent pas à deux gouttes successives dans le jet. Par exemple, la goutte gs, et non la goutte g2, sera imprimée à côté de la goutte g1, et la goutte g14 sera imprimée entre les gouttes g10 et g3. Une telle configuration non linéaire présente l'avantage de répartir un même nombre de gouttes sur un espace plus grand que dans le cas d'une trame linéaire, réduisant ainsi l'influence des gouttes entre elles. On constate que les distances entre les gouttes gl et g2 par exemple, ou entre les gouttes g11 et gel3, sont supérieures aux distances entre les gouttes
G1 et G2, ou Gll et G13, de la trame linéaire de la figure 1. Si le motif souhaité sur le support n'implique pas l'impression de toutes les gouttes, certaines gouttes déterminées de la trame pleine devront être retirées par récupération dans la gouttière, et la charge des gouttes défléchies sera ajustée en conséquence pour tenir compte de l'influence des autres gouttes de la trame et de celle des trames connues. Le premier objet de l'invention est un dispositif d'analyse tridimensionnelle de la position des gouttes de liquide dans l'espace, comprenant essentiellement deux dispositifs d'acquisition d'images par caméras 31 et 32, un dispositif d'éclairage 30 émettant des éclairs de lumière - une lampe flash ou un stroboscope par exemple - et un système électronique de traitement des signaux vidéos des deux caméras, comme le montre la figure 4 qui est une vue en perspective d'un tel dispositif d'analyse placé devant un module d'impression intégré dans une tête multijets. Ce dispositif, associé à une tête d'impression multijets, est positionné au voisinage du plan du support à imprimer 14 et se déplace devant les différents jets 4, afin dévaluer précisément la position et le diamètre des gouttes du jet devant lequel il est placé et de vérifier ainsi que leur impact dans le plan du support est bien celui que l'on cherche à obtenir.

Chaque caméra délivre des images vidéo qui sont des matrices de lignes et de colonnes de pixels. Chacune des gouttes qui tombent devant les caméras est repérée par plusieurs pixels par ligne et par colonne.

La figure 5a représente l'image d'une goutte de liquide, dans le cas d'un éclairage par l'arrière selon les méthodes de l'art antérieur et le signal électrique délivré par la caméra représentant le niveau de gris f (i) pour une ligne d'une image, i correspondant à la colonne de chaque pixel, sur laquelle apparaît ladite goutte. I1 est possible de détecter une goutte par seuillage de niveau de gris.

La figure 5b représente également le niveau de gris f (i) mais dans le cas d'une goutte éclairée par l'avant. Dans ce cas, le niveau de gris du fond est voisin de celui de la goutte. Or il n'est pas possible de mémoriser le fond sans goutte pour ensuite le soustraire à l'image avec goutte, car deux éclairs de lumière successifs peuvent varier en intensité et en durée. De plus, le dispositif se déplace devant les jets de la tête d'impression de sorte que le fond ne cesse de changer.

C'est pourquoi l'invention propose de détecter le point lumineux qui est le reflet de l'éclair sur la goutte dont on cherche à connaître la position. Ce reflet a lieu au point de la surface de la goutte où le plan tangent est perpendiculaire à la bissectrice B de l'angle formé par l'axe E d'émission de l'éclair et l'axe optique de la caméra de lecture, C1 ou C2, centrés sur le voisinage de la goutte car c'est pour ce plan que l'angle solide de diffusion du rayons lumineux est minimal et donc que la quantité de lumière reçue par chaque caméra matricielle, après réflexion sur la goutte, subit la variation maximale. Le signal électrique f (i) délivré par chaque caméra est représenté sur la figure 5b où le gradient de niveau de gris sur la goutte, c'est-à-dire la différence entre le gris clair et le gris sombre, est maximal. En dérivant par rapport à l'espace le signal électrique délivré par chacune des deux caméras, on obtient la projection de ce gradient dans leurs plans focaux respectifs.

La figure 6 est le schéma du système électronique de traitement des signaux délivrés par les deux caméras. Ce système comporte des moyens de détection de la goutte par repérage du reflet de ltéclair qu'elle renvoie vers chacune des deux caméras, des moyens de calcul de la position de la goutte dans le plan focal de chaque caméra et des moyens de calcul de la position réelle de la goutte dans l'espace. Les moyens de repérage de la goutte en vol sont constitués par des moyens de numérisation de l'image de chaque caméra, des premiers moyens de mémorisation des adresses des pixels de chaque image associés à des moyens de calcul de la dérivée spatiale de l'image numérisée et de comparaison de cette dérivée à un seuil prédéterminé, et des seconds moyens de mémorisation de l'adresse des pixels de l'image numérisée pour lesquels le seuil est détecté. Les moyens de calcul de la position de la goutte sont constitués par un microprocesseur 41 relié aux premiers et seconds moyens de mémorisation.

Les moyens de numérisation de l'image acquise par chaque caméra peuvent être un convertisseur analogique numérique 33, respectivement 34, relié à chaque caméra 31, respectivement 32, et destiné à convertir simultanément en temps réel les signaux vidéo de chacune des caméras en signaux numériques. Ces signaux numériques sont l'image de la répartition du potentiel d'éclairement dans le plan focal de chaque caméra au niveau de la trame de gouttes étudiée.

Les premiers moyens de mémorisation de chaque image peuvent être, une mémoire 35, respectivement 36, reliée à chaque caméra 31, respectivement 32, et dont les adresses sont directement indexées sur les adresses des matrices de diodes de lecture de chaque caméra.

Les moyens de calcul de la dérivée spatiale des images peuvent être constitués par un circuit en logique câblée 37, respectivement 38, relié à la sortie du convertisseur 33, respectivement 34, dérivant en temps réel le signal vidéo issu du convertisseur et comparant cette dérivée à un seuil prédéterminé. Dès que ce seuil est détecté, le circuit logique envoie l'adresse courante des pixels correspondant dans une pile 39, respectivement 40, constituant les seconds moyens de mémorisation de l'adresse des pixels de l'image.

Quand l'image entière de chaque caméra est numérisée à partir des signaux qu'elle délivre, le circuit microprocesseur 41 ouvre une fenêtre autour de l'objet repéré par le reflet de l'éclair qu'il renvoie, pour l'encadrer parfaitement, fenêtre dans laquelle l'image va être binarisée afin de détacher l'objet du fond de l'image, de calculer avec précision sa position et de vérifier que l'objet repéré est bien une goutte et non un reflet de la buse d'éjection des gouttes par exemple.

Dans cette fenêtre, la dérive d'éclairement peut être considérée comme nulle et un seuillage dynamique peut être fait localement soit par la méthode de la maximalisation de la variance interclasse soit en utilisant comme seuil la valeur d'éclairement au point d'inflexion du gradient d'éclairement détecté sur la surbrillance.

Pour calculer le barycentre, c'est-à-dire la position de l'objet, supposé être une goutte, dans l'image délivrée par la caméra, le microprocesseur 41 encadre par exemple la goutte dans un rectangle et positionne son centre de gravité à l'intersection des diagonales de ce rectangle, selon une méthode non limitative.

Pour déterminer le facteur de forme de l'objet repéré, qui doit avoir un certain volume et une forme ronde dans le cas d'une goutte, le microprocesseur 41 calcule le nombre total de pixels représentant l'objet repéré pour déterminer sa hauteur et sa largeur, et vérifie que les dimensions sont cohérentes avec celles d'une goutte, connaissant le facteur de grossissement des caméras.

Pour vérifier que la forme de l'objet est bien celle d'une goutte, le microprocesseur peut par exemple compter le nombre de pixels sur le périmètre et le comparer à celui théorique d'une goutte.

Le microprocesseur effectue tous ces calculs à partir des signaux délivrés par chacune des caméras de façon séquentielle.

Après avoir réaliser la détection des gouttes en temps réel dans le plan focal de chaque caméra, le dispositif selon l'invention va déterminer la position précise des gouttes dans l'espace à partir des images vues par les deux caméras 31 et 32 que le microprocesseur va alors traiter simultanément en tenant compte de la position respective des deux caméras.

L'incertitude sur la position d'une goutte est d'une part fonction de la résolution des caméras 31 et 32 et de l'incidence du déplacement différentiel d'un nombre entier de pixels pour un même point d'une caméra à l'autre et d'autre part fonction de l'angle T entre les axes optiques des deux caméras et fonction de l'angle r entre la bissectrice ss de l'angle r entre les deux caméras et l'axe des coordonnées OY du repère absolu, comme le montrent la figure 7 représentant les coordonnées de la goutte dans l'espace et la figure 8 représentant ses coordonnées dans le plan du support à imprimer. La goutte a pour coordonnées Xabs, Yabs et
Zabs dans le repère absolu de centre O et Xim, Zabs dans le plan focal de la caméra 31 et Yim, Zabs dans le plan focal de l'autre caméra 32. L'erreur minimale est obtenue pour un angle T égal à 450 et un angle r nul.

Dans ce cas, l'erreur est simplement proportionnelle au rapport des composantes géométriques du dispositif selon l'invention au volume de la goutte étudiée. Chaque caméra fonctionne à diaphragme constamment ouvert, la lumière ambiante étant suffisamment faible pour ne pas ou peu impressionner la matrice de diodes CCD.

L'imprimante à jet d'encre envoie au dispositif d'éclairage 30 des signaux de déclenchement d'éclairs lumineux à la fréquence d'émission des gouttes ou à la fréquence d'émission des trames afin de créer un effet stroboscopique. Un module électronique 42 filtre ces signaux de déclenchement provenant de l'imprimante afin qu'au plus un éclair soit émis par période vidéo (50Hz).

Les deux caméras étant synchronisées par l'intermédiaire du circuit 42, on obtient une image unique des gouttes dans le plan focal de ces caméras.

Le dispositif de lecture de la position des gouttes avec précision est tout particulièrement utilisé dans le procédé de commande de la position d'impacts des gouttes, autre objet de l'invention. Le procédé de commande de la position des gouttes d'encre, générées à partir d'un jet continu, chargées électriquement par des électrodes de charge, et aboutissant sur un support à imprimer, comporte, pour chaque goutte considérée, les étapes effectuées par un réseau de neurones dans l'ordre suivant - une étape de lecture de la déviation souhaitée de
ladite goutte, à partir de descriptifs de trames à
imprimer communiqués par des niveaux d'automatismes
supérieurs; - une étape de lecture des déviations souhaitées pour
les gouttes succédant à ladite goutte; - une étape de lecture des tensions électriques
précédemment appliquées aux électrodes de charge; - une étape de lecture des paramètres de constitution de
la goutte, tels que la température, la pression
d'éjection et la viscosité de l'encre; - une étape d'affectation de coefficients de pondération
à ces différents informations et d'élaboration de
certains calculs binaires à partir de seuils, ces
coefficients et ces seuils étant déterminés à partir
-d'un système d'apprentissage comparant la déviation
réelle de la goutte obtenue par le dispositif de
contrôle de la position des gouttes selon l'invention,
à la déviation prédite par le réseau de neurones; - une étape de calcul de la tension électrique de charge
à appliquer à ladite goutte par les électrodes de
charge pour obtenir la trajectoire souhaitée pour
ladite goutte.

Un réseau de neurones est un ensemble d'entités mathématiques, les neurones, connectées les unes aux autres en vue d'échanger une information sous forme analogique ou logique. Ces entités mathématiques sont des unités arithmétiques et logiques qui élaborent chacune un signal à partir d'informations qu'elles reçoivent d'autres unités ou des entrées du réseau.

Elles transmettent ensuite ce signal à d'autres unités arithmétiques et logiques dont l'une d'entre elles va élaborer le résultat final de sortie du réseau.

Ce procédé permet de déterminer en temps réel la tension électrique à appliquer aux électrodes de charge à partir de descriptifs de trames à imprimer, qui sont des mots logiques où ltétat de chaque digit représente la présence ou l'absence de goutte dans les trames. I1 tient compte, pour chaque goutte prise en considération, des tensions électriques appliquées à chaque instant aux électrodes de charge ainsi que des tensions qui devront leur être appliquées pour les gouttes suivantes car elles auront elles-mêmes une influence sur la goutte considérée. Le procédé peut tenir compte également des paramètres de constitution des gouttes, comme la température, la pression d'éjection ou la viscosité du liquide. En affectant des coefficients de pondération des différentes informations et en élaborant certains résultats binaires, le réseau de neurones calcule la charge de chaque goutte étudiée. Pour déterminer les coefficients de pondération, les seuils et leurs différentes combinaisons, un système d'apprentissage est prévu, qui affecte à la goutte étudiée une succession de charges électriques dont il observe la répercussion sur la trajectoire à la fois de cette goutte et des gouttes environnantes grâce à un dispositif d'analyse de leurs positions dans l'espace. Le système d'apprentissage compare le comportement réel des gouttes, analysé par le dispositif d'analyse tridimensionnel selon l'invention au comportement prédit par le réseau de neurones et corrige en conséquence les coefficients de pondération et les seuils pour faire coïncider les résultats. Par itérations successives, le réseau de neurones se configure de façon à prédire la bonne charge pour chaque déviation de goutte souhaitée. Ce procédé de commande de la position d'impacts des gouttes sur un support nécessite la lecture de la position desdites gouttes avec précision.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'analyse tridimensionnelle de la position d'une goutte de liquide en vol, comprenant deux dispositifs d'acquisition d'images par caméra (31,32) et un dispositif d'éclairage (30) émettant des éclairs de lumière, caractérisé en ce que les deux caméras, de type matriciel, sont placées d'un même coté de la goutte, leurs axes optiques respectifs (C1, C2) faisant un angle (r), en ce que le dispositif d'éclairage (30) est placé entre les deux caméras, dans le plan qu'elles définissent, de sorte que son axe d'émission fasse un angle (r) avec la bissectrice (p) de l'angle (T) entre les deux caméras et en ce que le dispositif comprend de plus un système électronique de traitement de limage acquise par les deux caméras consistant à détecter le reflet de l'éclair sur la goutte.

2. Dispositif d'analyse selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système électronique de traitement de l'image acquise par les deux caméras (31, 32) comporte - des moyens de détection de la goutte en vol par

repérage du reflet de l'éclair qu'elle renvoie vers

chacune des deux caméras; - des moyens de calcul de la position de la goutte dans

le plan focal de chaque caméra; - des moyens de calcul de la position réelle de la

goutte dans l'espace à partir de sa position dans le

plan focal des caméras.

3. Dispositif d'analyse selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans le système électronique de traitement de l'image acquise par les deux caméras (31, 32), les moyens de détection de la goutte en vol sont constitués par - des moyens de numérisation de l'image de chaque

caméra; - des~premiers moyens de mémorisation des adresses des

pixels de chaque image associés à - des moyens de calcul de la dérivée spatiale de l'image

et de comparaison de cette dérivée à un seuil

prédéterminé; - des seconds moyens de mémorisation de l'adresse des

pixels de l'image pour lesquels le seuil est détecté.

4. Dispositif d'analyse selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans le système électronique de traitement de l'image acquise par les deux caméras (31, 32), les moyens de calcul de la position de la goutte sont constitués par un microprocesseur (41), relié aux premiers et seconds moyens de mémorisation.

5. Dispositif d'analyse selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans le système électronique de traitement de l'image acquise par les deux caméras (31, respectivement 32), les moyens de numérisation de l'image sont constitués par un convertisseur analogique numérique (33, respectivement 34), relié à chaque caméra (31, respectivement 32), et destiné à convertir simultanément en temps réel les signaux vidéo de chacune des caméras en signaux numériques.

6. Dispositif d'analyse selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans le système électronique de traitement de l'image acquise par les deux caméras (31, respectivement 32), les premiers moyens de mémorisation de chaque image sont constitués par une mémoire (35, respectivement 36), reliée à chaque caméra (31, respectivement 32), et dont les adresses sont directement indexées sur les adresses des matrices de diodes de lecture de chaque caméra.

7. Dispositif d'analyse selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans le système électronique de traitement de l'image acquise par les deux caméras (31, respectivement 32), les moyens de calcul de la dérivée spatiale de l'image numérisée sont constitués par un circuit en logique câblée (37, respectivement 38) relié à la sortie du convertisseur (33, respectivement 34), dérivant en temps réel le signal vidéo issu du convertisseur et comparant cette dérivée à un seuil prédéterminé.

8. Dispositif d'analyse selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans le système électronique de traitement de limage acquise par les deux caméras (31, respectivement 32), les seconds moyens de mémorisation sont constitués par une pile (39, respectivement 40).

9. Dispositif d'analyse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle (r) entre les axes optiques respectifs (C1, C2) des deux caméras (31,32) est égal à 45" et 11 angle (r) entre l'axe d'émission du dispositif d'éclairage (30) et la bissectrice (p) de l'angle (r) entre les deux caméras a une valeur nulle.

10. Dispositif d'analyse tridimensionnelle de la position d'une goutte de liquide en vol selon l'une des revendications 1 à 9, associé à une tête d'impression à jet d'encre, caractérisé en ce qu'il est positionné au voisinage du plan du support à imprimer (14) et en ce que l'imprimante émet des signaux de déclenchement des éclairs lumineux à une fréquence d'émission des gouttes, un module électronique (42) filtre ces signaux de déclenchement afin qu'au plus un éclair soit émis par période vidéo (50Hz).

11. Dispositif d'analyse selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est associé à une tête d'impression à multijets d'encre et en ce qu'il se déplace devant chaque jet d'encre.