FR2830622A1

FR2830622A1 - Procede de surveillance et detecteur opto-electronique

Info

Publication number: FR2830622A1
Application number: FR0209926A
Authority: FR
Inventors: Kai Waslowski; Gerhard Merettig; Siegfried Fingwald
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2003-04-11
Anticipated expiration: 2022-08-05
Also published as: CH696373A5; US20030059087A1; US7012539B2; FR2830622B1; DE10138609B4; DE10138609A1; ITMI20021608A1

Abstract

L'invention concerne un procédé de génération d'un signal positif ou négatif de détection d'objet en fonction de la présence ou de l'absence d'un objet dans un avant-plan ou dans un arrière-plan d'un domaine de surveillance d'un détecteur optoélectronique, pour lequel, pendant une phase de service, de la lumière est émise en direction du domaine de surveillance, plusieurs signaux de réception étant engendrés en fonction de la lumière de l'émetteur réfléchie et captée, ces signaux étant affectés à l'avant-plan ou à l'arrière-plan, et une différence des signaux de réception étant comparée avec une valeur seuil de différence pour la génération d'un signal positif ou négatif de détection d'objet, rnoyennant quoi pour un changement d'un signal négatif à un signal positif de détection d'objet, une hystérésis de commutation est formée. Pour la formation de l'hystérésis de commutation, l'affectation des signaux de réception à l'avant-plan et à l'arrière-plan est modifiée.

Description

lune des revendications 1 à 17.

La présente invention concerne un procédé de génération d'un signal positif ou négatif de détection d'objet en fonction de la présence ou de l' absence d'un objet à l' avant-plan ou à l'arrière-plan d'un domaine de surveillance d'un détecteur optoélectronique, procédé o pendant une phase de fonctionnement, de la lumière est émise en direction du domaine de surveillance, o en fonction de la lumière émise, réfléchie et captée, plusieurs signaux de réception sont engendrés, affectés à l' avant-plan ou à l'arrière-plan, et o pour la génération du signal positif ou négatif de détection d'objets, une différence des signaux de réception est comparée à une valeur seuil de différence, moyennant quoi une hystérésis de commutation est formée pour un changement entre le signal positif et négatif de détection d'objet. L'invention concerne en outre un détecteur optoélectronique correspondant. Par un tel procédé, respectivement au moyen d'un détecteur correspondant, il est censé être détecté si et quand un objet accède à un domaine partiel déterminé du domaine de surveillance, ou le quitte, tandis que les objets dans les autres zones spatiales doivent être ignorés. Si par exemple dans le cas dit de la suppression de l'arrière-plan, un objet passe de l' avant-plan dans l'arrière-plan, le système doit passer d'un signal positif de détection d'objet à un signal négatif de détection d'objet. Normalement, le traitement s'effectue selon le principe de la triangulation: une modification de la distance d'un objet réfléchissant conduit à un décalage de la tache lumineuse correspondante sur le récepteur du détecteur, par exemple une diode photoélectrique différentielle. Ce décalage provoque un changement correspondant des signaux de réception. Si ce faisant, la différence des signaux de réception dépasse ou n'atteint pas une valeur seuil de différence, il y a commutation d'un signal positif de détection d'objet à une signal négatif de détection d'objet, ou réciproquement. La valeur seuil de différence correspond ainsi - du point de vue du domaine de

surveillance - à une distance de commutation.

Pour éviter à des objets qui se trouvent ou qui se déplacent à la distance de commutation de provoquer une commutation répétée indésirable entre les signaux de détection d'objet positif et négatif, une hystérésis de commutation est prévue. Cela est normalement réalisé de telle sorte que deux valeurs de seuil différentes sont pri ses en considérat ion pour la comparai son des différences, la valeur seuil de différence posée pour la prochaine comparaison des différences étant changée en l' occurrence après tout changement du signal de détection d'objets. Cela a pour effet que le signal de différence doit maintenant subir un changement suffisamment sensible en sens opposé, pour pouvoir provoquer de nouveau un changement du signal de détection d'objet. L'hystérésis de commutation correspond donc à l'intérieur du domaine de

surveillance à une hystérésis de course.

Ce faisant, pour maintes applications, il peut sensuivre le problème suivant: Pour assurer une détection univoque d'objets présentant uns surface irréqulière, à réflexion spéaulaire,

on peut certes agrandir l'hystérésis de commutation.

Toutefois, comme des objets à capacité de réflexion variable conduisent à différents signaux de différence pour la même distance de palpage, l'hystérésis de course qui s'ensuit dépend du pouvoir réfléchissant de l'objet considéré. Cela conduit par suite de la pente différente du signal de différence à ce que des objets sombres présentent une hystérésis de course plus grande que des objets

clairs; or, ceci est souvent indésirable.

Ainsi, un objet de l' invention est d'améliorer le comportement de détection pour des objets dont le pouvoir

de réflexion est différent.

Cet objet est résolu pour un procédé du genre mentionné en préambule en ce que, pour former l'hystérésis de commutation, l' affectation des signaux de réception à l' avant-plan et l'arrière-plan est modifise en fonction d'une modification du signal de détection d'objets. Pour un détecteur optoélectronique correspondant, l'objet est résolu par le fait que, pour la formation de l'hystérésis de commutation, l' affectation des signaux de réception à l' avant-plan et à l'arrière-plan est modifiable en fonction d'une modification du signal de détection d'objet. Pour l' invention, donc, plusieurs éléments de réception sont prévus, qui délivrent respectivement un signal de réception et qui sont au moins subdivisés en avant-plan et en arrière-plan. Cette subdivision est constamment modifiée pendant la phase de service du détecteur, et ce, en fonction d'un changement précédent du signal de détection d' objet, en particulier immédiatement à

la suite d'un tel changement.

Cette modification de l' affectation des signaux de réception qui s'effectue réqulièrement lors d'une commutation du signal de détection d'objets, correspond à un décalage d'une barrette virtuelle de séparation le long du récepteur du détecteur, respectivement, dans le contexte du domaine de surveillance, à un décalage de la distance de commutation. En d'autres termes, la position géométrique virtuelle de la séparation des canaux entre le ou les éléments de réception du domaine rapproché et le ou les éléments de réception du domaine éloigné, est décalée. De cette façon est donc réalisée l'hystérésis de course désirée, sans qu'il soit nécessaire de travailler avec

plusieurs valeurs seuils de différence différentes.

En comparaison d'une affectation fixe des signaux de réception à l' avantplan ou à l'arrière-plan, comme c'est le cas, par exemple pour la barrette de séparation fixe d'une diode différentielle, l'invention a l'avantage qu'au moins le module de l'hystérésis de course est indépendant du pouvoir réfléchissant de l'objet réfléchissant. En comparaison du réglage mécanique connu de la position de la barrette de séparation d'une diode différentielle par rapport à la tache lumineuse au moyen d'une optique de réception coulissante ou pivotante, l' invention présente l'avantage d'une solution purement électronique: l' affectation variable conforme à l' invention peut être réalisée avec une dépense modérée. La subdivision des éléments de réception peut être réglée très finement et avec beaucoup de précision. Un déréglage inopiné de

l' affectation est pratiquement exclu.

En comparaison de l'utilisation d'un récepteur PSD (Position Sensitive Device), pour lequel les signaux de réception sont normés par division de somme, le signal de différence, qui est. dans le cadre de l'invention, la base de la comparaison avec la valeur de seuil, possède un tracé plus raide. Cela a l'avantage que, pour des objets relativement foncés, le bruit des signaux de réception, respectivement du signal de différence, ne peut pas provoquer de commutations intempestives comme cela peut être le cas avec le signal normé de différence d'un

récepteur PSD.

Ainsi, l' invention constitue aussi une amélioration avantageuse des détecteurs à éléments multiples avec suppression de l' avant-plan ou de l'arrière-plan, pour lesquels, à l' aide d'un objet de référence dans le domaine de surveillance, une subdivision des éléments de réception

est réglée une fois pendant une phase de calibrage, c.-à-d.

essentiellement pour l'ensemble de la phase de service qui suit. Pour de tels détecteurs, en effet, le système fait appel pour la réalisation d'une hystérésis de commutation à une valeur de seuil choisie comme expliqué ci-avant entre plusieurs valeurs différentes, de telle sorte qu'ici, l'avantage conforme à l' invention d'une hystérésis de course indépendante du pouvoir réfléchissant des objets

n'est pas obtenu non plus.

Concernant l' invention, il faut encore remarquer à titre d' explication que la modification suementionnée de l' affectation des signaux de réception peut déjà résider dans le seul fait que l' affectation d'un signal de

réception unique est modifiée, et ceci seulement en partie.

Un signal de réception, respectivement un élément de réception peut en effet - en fonction du barycentre énergétique de la lumière de l'émetteur captée - être

affecté en partie à l' avant-plan et en partie à l'arrière-

plan. Cela s'applique particulièrement au signal de réception qui correspond à la frontière entre l' avant-plan

et l'arrière-plan (signal limite de réception).

Evidemment, l'invention se rapporte aussi à un changement, aussi bien d'un signal positif de détection

d'objet à un signal négatif que réciproquement.

En outre, il faut remarquer à titre d' explication que, pour la lumière de l'émetteur et la lumière captée, les domaines infrarouge et ultraviolet sont tout aussi appropriés et que la réflexion suementionnée de la lumière

de l'émetteur englobe en particulier une réflexion diffuse.

Du point de vue de la formation du signal de différence à partir des signaux de réception, il sera préféré que les signaux de réception soient multipliés et que les produits obtenus soient additionnés. Dans ce cas, la modification de l'affectation des signaux de réception à l'avant-plan ou à l'arrière-plan peut s'effectuer par

simple modification des facteurs de pondération respectifs.

De préférence, après le changement d'un signal négatif de détection d'objet à un signal positif de détection d' objet, les facteurs de pondération sont choisis de telle sorte que la somme pondérce des signaux de réception corresponde à la valeur seuil de différence pour la distance précise de commutation pour laquelle un objet doit provoquer à nouveau un changement à un signal négatif de détection d'objet (distance de coupure du contact). Il en est de même pour le choix des facteurs de pondération après un changement d'un signal positif à un signal négatif de détection d'objet, pour lequel la distance de mise du contact est avantageusement prise en compte. Lors d'une telle démarche, il peut être fait appel à la même valeur seuil de différence pour la comparaison des différences dans les deux sens de commutation, en vue de réaliser néanmoins l'hystérésis de course désirée. Cela n'est toutefois pas obligatoire, comme on l'expliquera encore par

la suite.

Il est avantageux que la distance de mise du contact, c.-à-d. la distance à laquelle un objet provoque à l'intérieur du domaine de surveillance la génération d'un signal positif de détection d'objet, ou la distance de coupure du contact soient réglables. Par exemple, un réglage manuel ou un apprentissage automatique au vu d'un objet de référence introduit dans le domaine de

surveillance sont possibles.

Si l'hystérésis de course désirce est spécifiée ou est également réglable, il suffit de seulement régler au choix soit la distance de mise du contact soit la distance de coupure du contact, car la distance de commutation en question constitue le point de départ pour la variation conforme à l' invention de l' affectation des signaux de réception pour la réalisation de l'hystérésis de commutation, respectivement de l'hystérésis de course. En variante, il peut être prévu que la distance de mise du contact comme également la distance de coupure du contact soient réglables, de telle sorte que le détecteur en déduise lui-même l'hystérésis de course désirée qui en résulte. La modification conforme à l' invention de l'affectation des signaux de réception à l' avant-plan et à l'arrière-plan s'effectue par la mesure d'un nombre déterminé de modifications de signaux ou d'éléments de réception, nombre qui correspond à l'hystérésis de

commutation et qui ne doit pas nécessairement être entier.

Tandis que la modification de la subdivision, ou de l' affectation des éléments et des signaux de réception correspondants à l'avant-plan ou à l'arrière-plan, s'effectue - comme expliqué - en permanence pendant la phase de service du détecteur, le nombre des modifications, c. -à-d. l' importance de cette modification, peut être fixé manuellement ou automatiquement par un processus d'apprentissage dès avant la phase de service et pour toute la durce de ladite phase de service qui s'ensuit. Un réglage manuel est possible par exemple au moyen d'un potentiomètre. Un réglage ou une correction du réglage sont

possibles aussi pendant la phase de service du détecteur.

En particulier, une adaptation automatique permanente du nombre de modification pendant la phase de service peut être prévue. Par exemple, il peut être avantageux de faire appel pour cette adaptation permanente au pouvoir réfléchissant de l'objet momentanément présent dans le domaine de surveillance, pour régler temporairement une hystérésis de commutation ou de course accrue, en vue de l'évitement désiré de commutations intempestives en présence d'objets présentant des surfaces irréqulières ou à réflexion spéculaire. Une telle information sur le pouvoir réfléchissant de l' objet peut s' obtenir simplement, par exemple, par addition des signaux de réception (non pondérés). En variante ou en plus, le nombre de modifications suementionné ou l' importance de l'hystérésis de commutation peut être adapté à l'éclairage ambiant, qui est détecté par le détecteur quand la lumière de l'émetteur est coupée. Si des signaux parasites, qui peuvent résulter par exemple de lampes basse énergie ou de barrières photoélectriques, sont détectés au sein de l'éclairage ambiant, l'hystérésis de commutation peut être accrue en conséquence pour supprimer

les commutations intempestives.

Dans une autre forme de réalisation privilégiée de l' invention, il est prévu que la valeur seuil de différence possède la valeur zéro, ou essentiellement zéro, ou une valeur proche de zéro. Comme il sera encore expliqué ci après, une telle définition de la valeur seuil de différence a l'avantage que non seulement la valeur absolue de l'hystérésis de course, mais aussi sa position à l'intérieur du domaine de surveillance sont indépendantes du pouvoir réfléchissant des différents objets à

surveiller.

Toutefois, une telle définition de la valeur seuil de différence peut résulter dans nombre d'applications en l'inconvénient d'une diminution de la sûreté de la détection: par exemple, un palpeur d' avant-plan, pour lequel la valeur seuil de différence est de zéro, peut certes reconnaître quand un objet déjà détecté accède le

long de la direction d'observation du détecteur de l'avant-

plan à l'arrière-plan (distance de palpage croissante), car lors d'un tel mouvement, le signal de différence prend temporairement une valeur négative et n'atteint ainsi pas la valeur seuil de différence. Toutefois, un tel palpeur d' avant-plan ne peut pas touj ours reconnaître à coup sûr

quand un objet déjà détecté quitte latéralement l'avant-

plan à distance de palpage constante, car le signal de différence s'affaiblit alors sans devenir nécessairement

inférieur à zéro d'une manière suffisamment nette.

Toutefois, cet inconvénient est éliminé par une autre forme de réalisation privilogiée, pour laquelle, comme critère supplémentaire de commutation du signal positif de détection d'objet au signal negatif de détection d'obet et / ou pour la commutation en sens opposé, une somme des signaux de réception est comparée à une valeur seuil de somme. Pour cette formation de somme, les signaux de réception ne sont de préférence pas pondérés par des facteurs de pondération. Une telle comparaison de sommes permet de reconnaître aussi la fuite latérale exposée ci dessus d'un objet ayant précédemment déclenché un signal positif de détection d'objet. Une telle fuite latérale conduit en effet à une diminution du signal somme en

dessous de la valeur seuil de somme adéquatement fixée.

Dans une autre forme de réalisation avantageuse de l' invention, il est fait appel à plusieurs valeurs seuils de différence différentes ou de somme, pour la comparaison de différences et / ou la comparaison de sommes exposées ci-dessus, une des valeurs seuils impliquées étant alors choisie en fonction du signal momentané de détection d' objet, respectivement d' une commutation du signal de détection d'objet. Une telle utilisation de différentes valeurs seuils peut assister la réalisation de d'hystérésis de commutation désirée, par exemple pour effectuer une adaptation temporaire de l'hystérésis de commutation au pouvoir réfléchissant d'un objet actuellement détecté, ou à

l'éclairage ambiant constaté.

D'autres formes de réalisation privilégices sont

évoquées dans la suite.

Ci-après, l' invention est expliquée à titre d'exemple à l' aide des figures; les illustrations dans ces dernières montrent: les figures 1 et 2, des signaux de différence en fonction de la distance de palpage pour différentes affec tations des signaux de réception, en l' occurrence pour un objet à faible pouvoir réfléchissant (figure la, figure 2a) ou pour un objet d'un pouvoir réfléchissant élevé (figure lb, figure 2b), les figures 3 et 4, un signal de différence et un signal de somme pour différentes valeurs seuils en fonction de la distance de palpage, les figures 5 et 6, des schémas de principe de détecteurs conformes à l' invention et la figure 7, des signaux sommes pour des objets de différents pouvoirs réfléchissants en fonction de la

distance de palpage.

La figure 7 illustre la problématique d'une hystérésis de course différente pour des objets de différents pouvoirs réfléchissants. Il y est reporté le signal différence Vdiff en fonction de la distance de palpage D, et ce, pour un objet noir S et pour un objet blanc W. Par suite du pouvoir réfléchissant différent des deux objets W et S. le signal différence Viff possède pour différentes distances de palpage D des valeurs différentes et aussi des pentes différentes. Ce n'est qu'au passage à zéro respectif que

les tracés des deux signaux se coupent.

Pour l'exemple d'un palpeur de lumière réfléchie en avant-plan, c. -à-d. une suppression de l'arrière-plan, sont indiquces une valeur seuil de différence inférieure VO' et une valeur seuil de différence supérieure V1'. Si un objet s'approche suffisamment du détecteur et qu'en conséquence le signal différence Vdiff dépasse la valeur seuil de différence supérieure Vl', un signal positif de détection d'objet est engendré (distance de mise du contact ES respectivement EW). Ce n'est qu'ensuite, quand le signal différence Vdiff redevient inférieur à la valeur seuil de différence inférieure Vo'' que s'effectue une commutation à un signal négatif de détection d'objet (distance de coupure

du contact AS respectivement AW).

Cette hystérésis de commutation, c. -à-d. la différence entre les valeurs seuils V1' et Vo', correspond ainsi à une hystérésis de course respectivement HS et HW. Par suite de la différence des tracés du signal différence Vdiff pour l'objet noir S et l'objet blanc W. les hystérésis de course respectivement HS et HW ont des longueurs différentes et s'étendent en outre le long de différentes distances de palpage D. Pour le détecteur, cela a la conséquence indésirable que la commutation entre le signal négatif de détection d'objet et le signal positif de détection d'objet et donc la reconnaissance de la présence ou de l' absence d'un objet seffectue pour l'objet noir S et pour l'objet

blanc W à différentes distances de palpage.

Les figures la et lb montrent en comparaison - dans un agrandissement de détail et également pour un palpeur de lumière réfléchie en avant-plan l'esquisse de solution à la base de l'invention, et ce, pour un objet noir et pour un objet blanc: Ici est prévue une seule valeur seuil de différence V', la même pour les deux objets. Si, pour un objet noir (figure la), un signal positif de détection d'objet a été engendré en dernier, c.-à-d. si la présence d'un objet noir a été détectée à la petite distance de palpage D, il est pris pour base, pour la comparaison ultérieure de la différence Vdiff des signaux de réception par le détecteur, la courbe de signal désignée par VdiffS1. Cela est obtenu en ce que l' affectation à l'avant-plan ou à l'arrière-plan des éléments de réception du détecteur et donc des signaux de réception correspondants est réglée de telle sorte que le signal différence VdiffS1 prenne la valeur seuil de différence V' pour la distance exacte de coupure du contact AS. Un tel réglage peut par exemple avoir été effectué comme calibrage sur un objet de référence noir avant la

phase de service proprement dite du détecteur.

Partant de cette affectation momentanée des éléments de récept ion, respectivement des signaux de récept ion, et de l'évolution correspondante du signal de différence VdiffS1, pour l'objet noir (signal positif de détection d'objet), une commutation à un signal négatif de détection d'objet n'est donc déclenchée que quand l'objet noir présente une distance de palpage D plus grande que la distance de coupure du contact AS, et que le signal de différence VdiffS1 se trouve par suite inférieur à la valeur

seuil de différence V'.

Dès que c'est le cas, non seulement un signal négatif de détection d' objet est engendré, mais l' affectation des éléments et des signaux de réception à l'avant-plan ou à l'arrière-plan, est décalée d'un certain nombre de modifications. Cela fait que la différence nouvellement déterminée des signaux de réception prend une nouvelle valeur VdiffS2. Cela se voit à la figure la comme une évolution du signal de différence VdiffS2, dont le passage à zéro est décalé d'une distance H. qui correspond au nombre de modifications suementionné. Ce changement d' affectation ou décalage du signal de différence Vdiff, S2 a pour conséquence que, partant de la distance de coupure du contact AS, l'objet noir doit alors diminuer sa distance au détecteur d'au moins une hystérésis de course HS, pour pouvoir déclencher de nouveau une commutation sur un signal positif de détection d'objet. Ce n'est qu'à partir de la distance de remise du contact ES ou d'une distance de palpage D plus petite, que le signal de différence VdiffS2 dépasse de nouveau la valeur seuil de différence V'. De cette facon, on évite donc une alternance inopinée et trop fréquente des commutations du signal de

détection d'objet.

Il faut observer que l'hystérésis de course HS, c.-à-

d. la différence entre la distance de coupure du contact AS et la distance de mise du contact ES correspond en valeur absolue à la distance H des passages à zéro des courbes des

signaux différentiels vaiffsl et Vdiffs2.

Un comportement de commutation correspondant s'établit aussi pour des objets blancs, comme on le voit sur la figure lb. La figure lb montre le même détail du domaine de surveillance du détecteur et donc le même intervalle de distance de palpage D. Par suite, pour les différentes affectations des signaux de réception, respectivement pour les deux courbes résultantes du signal de différence Vdiff,w1 et VdiffW2, les passages à zéro s'effectuent exactement pour les mêmes distances de palpage D, comme cela est esquissé

par les lignes en pointillé.

Toutefois, pour la même valeur seuil de différence V', la distance de coupure du contact AW et la distance de mise du contact EW sont décalées en direction d'une distance de palpage D plus grande, par suite du pouvoir réfléchissant supérieur et du tracé plus raide qui en résulte des courbes du signal de différence Vdiff,Wl et Vdiff,W2. L'hystérésis de course HD pour l'objet blanc est toutefois - en fonction de la distance H des passages à zéro - aussi grande en valeur absolue que l'hystérésis de course HS pour l'objet noir. La réalisation conforme à l' invention de l'hystérésis

de commutation par modification de l' affectation à l'avant-

plan et l'arrière-plan des signaux de réception apporte donc l'avantage que la valeur absolue de l'hystérésis de course HS, HW est indépendante du pouvoir réfléchissant de

l'objet à détecter.

Les figures 2a et 2b, dans lesquelles les désignations correspondent à celles des figures la et lb, illustrent un aménagement avantageux de l' invention. Ici, la valeur seuil de différence V' est fixée à la valeur zéro. Cela a pour conséquence, par exemple pour un objet noir, que la distance de coupure du contact AS et la distance de mise du contact ES correspondent exactement à la distance de palpage D, pour laquelle le signal de différence VdiffSl ou VdiffS2 prend la valeur zéro (cf. figure 2a). Comme toutefois les passages à zéro des courbes du signal de différence Vdiff sont indépendants du pouvoir réfléchissant de l'objet observé, autant les distances de mise du contact ES, EW que les distances de coupure du contact AS, AW d'un objet noir et dun objet blanc sont égales, et il s'ensuit ainsi pour des objets de pouvoir réfléchissant différent la

même hystérésis de course HS, HW.

Ainsi, par le positionnement à la valeur zéro de la valeur seuil de différence V', on obtient que les hystérésis de course HS, HW sont égales, non seulement en valeur absolue, mais aussi du point de vue de leur position

dans le domaine de surveillance.

De manière analogue, le choix d'une valeur seuil de différence V' voisine de zéro a l'avantage que les hystérésis de course HS, HW pour des objets de pouvoirs réfléchissants différents se recoupent, au moins en grande partie. Pour pouvoir détecter aussi, en présence d'une valeur seuil de différence nulle, comme indiqué sur les figures 2a et 2b, la fuite d'un objet qui ne quitte pas l' avant-plan dans la direction d' observation du détecteur, mais latéralement, le signal somme Vsum peut être pris en considération en plus du signal de différence Viff. Cela

est indiqué à la figure 3.

Ici, il est vérifié en plus si une somme Vsum des signaux de réception s'éloigne d'une valeur seuil de somme V, d'une valeur inférieure ou supérieure. Par exemple, pour un palpeur d' avant-plan, il y a commutation d'un signal positif de détection d'objet à un signal négatif de détection d'objet quand le signal de différence Viff passe à une valeur inférieure à la valeur seuil de différence V'(ici: zéro) ou que le signal somme Vsum passe à une valeur inférieure à la valeur seuil de somme V. En variante ou en plus, une comparaison du signal somme Vsum à la valeur seuil de somme V peut être utilisée comme critère

supplémentaire pour une commutation par le palpeur d'avant-

plan d'un signal négatif de détection d'objet à un signal

positif de détection d'objet.

Dans l'exemple de la figure 3, la valeur seuil de somme V est choisie exactement de telle sorte que pour le

pouvoir réfléchissant de l'objet considéré, un sous-

dépassement de la valeur seuil de somme V par le signal somme Vsum s'effectue pour la même distance de palpage D qu'un sous-dépassement de la valeur seuil de différence V'

par le signal de différence Vdiff.

La figure 4 montre comment la réalisation conforme à l' invention de l'hystérésis de commutation peut être combinée à la prise en considération de plusieurs valeurs de seuil, un signal somme Vsum étant formé dans l'exemple illustré en plus du signal de différence Vdiff, et étant

comparé à des valeurs seuil de somme.

En résumé sont illustrées une valeur seuil de différence inférieure VO' etune valeur seuil de différence supérieure V1', de même qu'une valeur seuil de somme inférieure VO et une valeur seuil de somme supérieure V1, la valeur seuil de différence supérieure V1' et la valeur seuil de somme inférieure VO étant égales. En considération du signal de différence Vdiff ou du signal somme VsU, ainsi que de l'une des valeurs de seuil possibles, il s'ensuit différentes distances de coupure du contact A respectivement, différentes distances de mise du contact E. L'hystérésis de course H indiquée à la figure 4 siétablit si les conditions de commutation définies pour un palpeur d'avant-plan sont les suivantes: Un signal négatif de détection d'objet est engendré quand le signal de différence Viff est plus petit que la valeur seuil inférieure de différence VO', ou quand le signal somme Vsum est plus petit que la valeur seuil

inférieure de somme VO.

Il n'y a recommutation à un signal positif de détection d'objet que quand le signal de différence Vdiff est plus grand que la valeur seuil supérieure de différence Vl', et que le signal somme est plus grand que la valeur

seuil supérieure de somme V1.

La figure 5 illustre schématiquement un montage

possible du détecteur conforme à l' invention.

Ce détecteur possède un émetteur 11 et un récepteur 13, qui forme avec l'émetteur 11 une disposition de triangulation et présente un nombre m d'éléments de réception 15. Par exemple, le récepteur 13 peut consister en une rangée de diodes photoélectriques à, 16, 32, 64, 128

ou 256 diodes.

Les signaux de réception de chacun des éléments de réception 15 sont transmis par l'intermédiaire d'un amplificateur 17 à un multiplicateur analogique 19. Là, le signal de réception considéré est multiplié par un facteur de pondération correspondant Fi, relevé dans un tableau de

pondération stocké dans une mémoire 21.

Les signaux de réception ainsi pondérés sont amenés à un additionneur 23 qui, par suite d'une définition correspondante des facteurs de pondération Fi, engendre en définitive un signal de différence Vdiff des signaux de réception et transmet ce dernier à l'entrée positive d'un comparateur 25. A l'entrée négative du comparateur 25, est

placée une valeur seuil de différence V'.

Le signal de sortie du comparateur 25 est placé à l'entrée de commande d'une bascule 27 qui engendre à sa sortie de commande un signal de détection d'objet Q. Un cadenceur 29 alimente l'émetteur 11 ainsi que la

bascule 27 avec une impulsion en créneau.

La mémoire 21 est commandée par un bloc de commande 31, ce dernier transmettant un signal de position de la barrette de séparation TSP. Le bloc de commande 31 présente un additionneur 33, à l'une des entrces duquel est placé un signal de position de base de la barrette de séparation TSP', et dont l'autre entrée est relice par un commutateur au choix avec un demi-nombre positif de modifications

+h/2 ou avec un demi-nombre négatif de modifications -h/2.

Le commutateur 35, de son côté, est commandé par le signal de détection d'objet Q présent à la sortie de la bascule 27. Le détecteur illustré à la figure 5 peut effectuer le processus de surveillance expliqué à la figure 1 ou celui expliqué à la figure 2 de la façon suivante: Le cadenceur 29 excite l'émetteur 11 en vue de l'émission de signaux lumineux pulsés. La lumière réfléchie par un objet qui se trouve dans le domaine de surveillance du détecteur provoque du côté du récepteur la génération de signaux de réception qui, après pondération et addition,

sont convertis en le signal de différence Viff.

Le signal de différence Viff ainsi calculé est comparé à la valeur seuil de différence V'. Si, par suite d'un mouvement d'un objet à l'intérieur du domaine de surveillance, le signal de différence Vdiff dépasse, ou n'atteint pas, la valeur seuil de différence V', et que cela cause un changement du signal de sortie du comparateur 25, la bascule 27 commute au cycle suivant du cadenceur 29, d'un signal de détection d'objet Q positif à un signal négatif ou inversement. Cette commutation du signal de détection d'objet Q provoque aussi un commutation du commutateur 35, de telle sorte qu'au signal de base de position de la barrette de séparation TSP' est ajouté maintenant un demi-nombre positif +h/2 de modifications au lieu d'un deminombre négatif, ou inversement. Cela conduit par exemple à une modification des facteurs de pondération Fi de la façon suivante: Les facteurs de pondération Fi peuvent être calculés

comme représenté dans le tableau suivant.

TSPC F1 F2 F3... Fm1 Fm O -1 Ff +1... +1 +1

2 -1 -1 -1... +1 +1

m-4 -1 -1 -1... +1 +1 m-3 -1 -1 -1... Ff +1 Le récepteur 13 présente, comme il a déjà été dit, m éléments de réception 15. Le tableau enregistré dans la mémoire 21 présente m-2 lignes, chaque ligne étant affectée

à un des éléments de réception 15 centraux du récepteur 13.

Les lignes TSPc du tableau sont numérotées de TSPc = 0 à m-3.

Le tableau prévoit pour les signaux de réception affectés à l' avant-plan un facteur de pondération Fi = +1 et pour les signaux de réception affectés à l'arrière-plan

un facteur de pondération de Fi = -1 (ou le contraire).

Seul le signal de réception de l'élément de réception central, qui doit correspondre à la frontière entre l' avant-plan et l'arrière-plan est multiplié par un facteur de pondération Ff, lequel peut prendre k valeurs discrètes entre -1 < Ff < 1. Le paramètre k peut être choisi à volonté et exprime la résolution avec laquelle ledit élément de réception 15 doit être divisé. Par exemple, le paramètre de résolution k peut posséder la valeur 256. Le facteur de pondération correspondant Ff est égal a: TSPf _ k F = 2 Ce faisant, la valeur de cadrage TSPf peut, par exemple par suite d'un processus d'apprentissage ou d'un réglage manuel sur un potentiomètre, prendre une valeur

entre O et k-l.

Le signal de position de la barrette de séparation TSP est défini comme: TSP = TSPc * k + TSPf Le signal de position de la barrette de séparation TSP

peut prendre de valeurs discrètes entre O et (m-2) * k - 1.

Le signal de position de la barrette de séparation TSP définit la position de la barrette de séparation virtuelle sur le récepteur 13 et correspond à une certaine amplitude de palpage de l'objet à détecter, c.- à-d. à la position de la tache lumineuse sur le récepteur 13, pour lequel le signal de différence Vdiff s'annule tout juste. La corrélation entre le signal de position de la barrette de séparation TSP et l' amplitude de palpage n' est certes pas

linéaire, mais tout au moins monotone.

Le signal actuel de position de la barrette de séparation TSP est engendré, comme il a déjà été expliqué, à partir du signal de base de position de la barrette de

séparation TSP' et l'addition ou la soustraction d'un demi-

nombre de modifications h/2. Le signal de base de position de la barrette de séparation TSP' peut, avant l'addition ou la soustraction du deminombre de modifications h/2 ou, comme signal actuel de position de la barrette de séparation TSP, après l'addition ou la soustraction, être réglable manuellement au moyen d'un potentiomètre ou avoir été déterminé avant la phase de service du détecteur par un

processus d'apprentissage à l' aide d'un objet de référence.

Le nombre de modifications h correspond, dans le contexte du domaine de surveillance, à l'hystérésis de course H. et il peut également être modifiable avant ou pendant la phase

de service.

Par la détermination du signal de position de la barrette de séparation TSP et par la détermination qui lui est associée des facteurs de pondération Fi, est déterminée la position du barycentre énergétique de la tache lumineuse captée sur le récepteur 13. Lors d'un apprentissage ou d'un cadrage du détecteur sur une amplitude de palpage déterminée, ou sur une distance de commutation déterminée, le signal de position de la barrette de séparation TSP peut être réglé par une bouale de réqulation de telle sorte que

le signal de différence Viff s'annule tout juste.

il faut encore remarquer que le tableau décrit ne représente qu'un auxiliaire mental. Dans la réalisation technique, les m multiplicateurs 19 et le tableau 21 peuvent être remplacés par exemple par une matrice de

commutateur et un réseau R2R.

La figure 6 montre un aménagement supplémentaire du détecteur de la figure 5, qui convient à l'exécution des procédés de surveillance expliqués à l' aide des figures 3 et 4. Les mêmes éléments que sur la figure 5 sont désignés par les mêmes références. Toutefois, on trouve les différences essentielles suivantes: D'une part, un additionneur 37 supplémentaire est prévu, par lequel, conformément au procédé de la figure 3, les signaux de réception sont additionnés sans autre forme de pondération et sont transmis comme un signal somme Vsum à un comparateur 39 supplémentaire. A l'intérieur du comparateur 39 est effectuée une comparaison avec la valeur seuil de somme, le résultat de la comparaison étant transmis comme signal de sortie, en même temps que le signal de sortie du comparateur 25, à une porte ET 41. Le signal de sortie de la porte ET 41 est présent à l'entrée de commande de la bascule 27. Ce câblage a pour effet que S la bascule 27 par exemple ne commute à un signal positif de détection d'objet que quand le signal de différence Vdiff dépasse une valeur seuil de différence et que le signal somme Vsum dépasse une valeur seuil de somme, tandis qu'un signal négatif de détection d'objet Q n'est déclenché que quand soit le signal de différence Vdiff n'atteint pas une valeur seuil de différence, soit le signal somme Vsum

n'atteint pas une valeur seuil de somme.

D'autre part, le détecteur de la figure 6 se distingue du détecteur de la figure 5 en ce que, pour l'entrée négative du comparateur 25, une valeur seuil inférieure de différence VO'et une valeur seuil supérieure de différence V'l sont disponibles, dont l'une respectivement peut être sélectionnée au moyen d'un commutateur 43. L'entrée négative de l'autre comparateur 31 peut être branchée au choix à une valeur seuil inférieure de somme Vo ou une valeur seuil supérieure de somme Vl, par actionnement approprié d'un commutateur 45. Les deux commutateurs 43 et sont commandés par le signal de détection d'objet Q émis par la bascule 27, de telle sorte qu'à chaque changement du signal de détection diobjet Q est liée coercitivement une commutation entre les valeurs seuils VO'et Vl', respectivement entre Vo et Vl. De cette façon est engendrée

une hystérésis de commutation supplémentaire.

Concernant les détecteurs des figures 5 et 6, il faut remarquer que les processus de commande et d' exploitation peuvent aussi être effectués au moyen d'un microprocesseur commun. Liste de références 11 Emetteur 13 Récepteur 15 Elément de réception 17 Amplificateur 19 Multiplicateur 21 Mémoire 23 Additionneur 25 Comparateur 27 Bascule 29 Cadenceur 31 Bloc de commande 33 Additionneur 35 Commotateur 37 Additionneur 39 Comparateur 41 Porte ET 43 Commutateur 45 Commutateur A, AS, AW Distance de coupure du contact E, ES, EW Distance de mise du contact D Distance de palpage H Valeur absolue de l'hystérésis de course HS, HW Hystérésis de course h Nombre de modifications Fi Facteur de pondération Ff Facteurs de pondération en fonction de la position actuelle de la barrette de séparation K Paramètre de résolution m Nombre des éléments de réception Q Signal de détection d'objet S Objet noir W Oboes blanc Miff Signal de différence vsu Signal de somme V', V0', V1' Valeur seuil de différence V, V0, V1 Valeur seuil de somme TSP' Signal de position de base de la barrette de separation TSP Signal de position actuelle de la barrette de séparation TSPC Ligne du tableau TSPf Valeur de cadrage

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de génération d'un signal positif ou négatif de détection d'objet (Q.) en fonction de la présence ou de l' absence d'un objet dans un avant-plan ou un arrière-plan d'un domaine de surveillance d'un détecteur S optoélectronique, pour lequel, pendant la phase de service de la lumière est émise en direction du domaine de surveillance, - en fonction de la lumière émise, réfléchie et captée, plusieurs signaux de réception sont engendrés, qui sont affectés à l'avant-plan ou à l'arrièreplan, et - pour la génération du signal positif ou négatif de détection d'objet (Q.), une différence (Vdiff) des signaux de réception est comparse à une valeur seuil de différence (V'), moyennant quoi pour un changement entre le signal de détection d'objet (Q) positif et négatif, une hystérésis de commutation est formoe, caractérisé en ce que pour la formation de l'hystérésis de commutation, l' affectation des signaux de réception à l' avant-plan et à l' arrière-plan est modifiée en fonction d'une modification du signal de

détection de l'objet (Q).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en fonction du barycentre énergétique de la lumière de l'émetteur captée, au moins le signal de réception qui

correspond à la frontière entre l' avant-plan et l'arrière-

plan (signal limite de réception) est affecté en partie à

l' avant-plan et en partie à l'arrière-plan.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que, pour la formation de la différence (Viff), les signaux de réception qui sont affectés à l'avant-plan sont soustraits des signaux de réception qui sont affectés à l'arrière-plan, ou inversement.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que, pour la formation de la différence (Viff), les signaux de réception sont compensés par des facteurs de pondération (Fi), les signaux de

réception pondérés étant de préférence additionnés.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les facteurs de pondération (Fi) sont choisis tels que pour une distance de commutation, dans laquelle un objet se trouvant à l'intérieur du domaine de surveillance doit provoquer une modification du signal de détection d' objet (Q), la somme pondérée des signaux de réception correspond

à la valeur seuil de différence (V').

6. Procédé selon l'une des revendications 4 et 5,

caractérisé en ce que les facteurs de pondération (Fi) qui correspondent à une affectation du signal de réception concerné à l'avant-plan et les facteurs de pondération (Fi) qui correspondent à une affectation du signal de réception

concerné à l'arrière-plan ont des signes différents.

7. Procédé selon une des revendications 4 à 6,

caractérisé en ce que la modification de l' affectation des signaux de réception à l' avant-plan et à l' arrière-plan s'effectue par une modification des facteurs de pondération (Fi) considérés, en particulier au moins par une modification du signe des facteurs de pondération respectifs.

8. Procédé selon l'une des revendications 4 à 7,

caractérisé en ce qu'au moins les facteurs de pondération (Fi) des signaux de réception qui sont complètement affectés à l' avant-plan ou à l'arrière-plan sont entiers et possèdent en particulier la valeur +1 ou 1, et / ou que le facteur de pondération (Fi) du signal limite de réception possède la valeur d'un nombre positif ou négatif ou d'une fraction positive ou négative, qui correspond respectivement au barycentre énergétique de la lumière de

l'émetteur captée.

9. Procédé ltselon une des revendications précédentes,

caractérisé en ce que la distance à laquelle un objet provoque la génération d'un signal positif de détection d'objet (Q.) (distance de mise du contact) et / ou la distance à laquelle un objet provoque la génération d'un signal négatif de détection d'objet (Q.) (distance de

coupure du contact) est réglable ou peut être apprise.

10. Procédé selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce que l' affectation des signaux de réception à l' avant-plan et à l'arrière-plan est modifiée par suite de chaque modification du signal de détection d' objet (Q.) et / ou que l' affectation des signaux de réception à l'avant-plan et à l'arrière-plan est modifiée pendant la phase de service du détecteur, et / ou que l' affectation des signaux de réception à l' avant-plan et à l'arrière-plan est modifiée de telle sorte que la

frontière entre l' avant-plan et l'arrière-plan est décalée.

11. Procédé selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce que la modification de l' affectation des signaux de réception à l' avant-plan et à l'arrière-plan s'effectue par le biais d'un certain nombre de modifications (h) de signaux de réception, le nombre de modifications étant réglé en particulier - avant la phase de service pour la durée de toute la phase de service qui suit, et / ou manuellement ou par un processus d'apprentissage avant la phase de service et / ou - pendant la phase de service, manuellement ou en fonction d'une somme des signaux de réception, et / ou - en fonction de l'intensité et / ou des variations de

l'éclairage ambiant.

12. Procédé selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce que la modification de l' affectation des signaux de réception à l' avant-plan et à l'arrière-plan s'effectue respectivement compte tenu d'une distance de mise du contact ou d'une distance de coupure du contact.

13. Procédé selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce qu'au moins trois signaux de réception sont engendrés, de préférence au moins 16, en

particulier 32, 64, 128 ou 256.

14. Procédé selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce qu'une valeur seuil de S différence (V', VO') est égale à zéro, est essentiellement

égale à zéro ou est proche de zéro.

15. Procédé selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce que la différence (Vdiff) des signaux de réception est comparée à une d'au moins deux valeurs seuils de différence (VO', V1'), laquelle est choisie de préférence en fonction du signal actuel de

détection d'objet (Q.).

16. Procédé selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce que pour la génération du signal positif ou négatif de détection d'objet (Q), en plus une somme (Vsum) des signaux de réception est comparée à une valeur seuil de somme (V, VO, V1), la somme (Vsum) des signaux de réception étant comparée en particulier à une d'au moins deux valeurs seuil de somme (VO, V1), laquelle est choisie de préférence en fonction du signal actuel de

détection d'objet (Q.).

17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que, comme condition pour la génération d'un signal négatif ou positif de détection d'objet (Q), il est prévu que - ou bien la différence (Vdiff) des signaux de réception soit plus petite qu'une valeur seuil de différence (V'), en particulier qu'une valeur seuil inférieure de différence (VO'), ou bien la somme (Vsum) des signaux de réception soit plus petite qu'une valeur seuil de somme (V), en particulier

plus petite qu'une valeur seuil inférieure de somme (VO).

18. Procédé selon l'une des revendications 16 et 17,

caractérisé en ce que, comme condition pour la génération d'un signal positif ou négatif de détection d'objet (Q), il est prévu que - la différence (Vif f) des signaux de réception soit plus grande qu'une valeur seuil de différence (V'), en particulier qu'une valeur seuil de différence supérieure (V1'), et - la somme (Vsum) des signaux de réception soit plus grande qu'une valeur seuil de somme (V), en particulier

qu'une valeur seuil supérieure de somme (Vl).

19. Détecteur optoélectronique, en particulier palpeur optique à réflexion, avec au moins - un émetteur (11) pour émettre de la lumière d'émetteur en direction d'un domaine de surveillance, - un récepteur (13) pour la délivrance d'au moins deux signaux de réception en fonction de la lumière émise, réfléchie et captée, les signaux de réception étant affectés à un avant-plan ou à un arrière-plan du domaine de surveillance, et - un dispositif d' exploitation, par lequel pour déterminer s'il y a ou non un objet dans l'avant-plan ou dans l'arrière-plan du détecteur, une différence (Viff) des signaux de réception peut être comparée à une valeur seuil de différence (V', VO', V1') et en fonction du résultat de cette comparaison, un signal positif ou négatif de détection d'objet (Q.) peut être engendré, moyennant quoi pour un changement entre le signal positif et négatif de détection dobjet (Q), une hystérésis de commutation est prévue, et moyennant quoi le détecteur est concu en particulier pour l'exécution du procédé selon l'une des revendication précédentes, caractérisé en ce que, pour la formation de l'hystérésis de commutation, l' affectation des signaux de réception à l' avant-plan et à l'arrièreplan est modifiable en fonction d'une

modification du signal de détection d'objet (Q.).

20. Détecteur selon la revendication 19, caractérisé en ce que le dispositif d' exploitation comprend au moins un multiplicateur (19), dans lequel les signaux de réception peuvent être multipliés par des facteurs de pondération (Fi), et / ou en ce que le détecteur présente une mémoire (21), dans laquelle peut être stocké un tableau de différents facteurs de pondération (Fi), qui sont

accessibles par le dispositif d' exploitation.

21. Détecteur selon l'une des revendications 19 et 20,

caractérisé en ce que le dispositif d' exploitation présente au moins un additionneur (23, 37), par lequel les signaux

de réception pondérés et / ou non pondérés sont addition-

nables, et / ou en ce que le dispositif d' exploitation présente un comparateur (25), par lequel les signaux de réception ou une fonction (Viff) de ces signaux peuvent être comparés à la valeur seuil de différence (V', VO', V1'), et / ou en ce que le dispositif d' exploitation présente un comparateur (39), par lequel une somme (Vsum) des signaux de réception peut être comparée à une valeur seuil de somme (V, Vo' V1), le résultat de cette comparaison étant prévu en particulier comme critère supplémentaire pour la

génération du signal de détection d'objet (Q.).

- 22. Détecteur selon une des revendications 19 à 21,

caractérisé en ce que l' affectation des signaux de réception à l'avantplan et à l'arrière-plan peut être modifiée d'un nombre de modifications (h), qui correspond à un nombre entier diéléments de réception du détecteur ou à une fraction ou à un multiple de ce nombre, et / ou en ce que le dispositif d' exploitation présente un dispositif de sélection (43, 45), par lequel, pour une comparaison des signaux de réception ou d'une fonction de ces signaux (Viff, Vsum), une de plusieurs valeurs seuils de différence (V', Vo', V1') ou une de plusieurs valeurs seuils de somme

(V, Vo' V1) peut être sélectionnée.

23. Détecteur selon une des revendications 19 à 22,

caractérisé en ce que l'émetteur 11 et le récepteur (13) constituent un arrangement de triangulation, et / ou en ce que le récepteur (13) pour la génération des signaux de reception prAsenLe un nombre correspondanL d'Alment de rceLion (15), en parLiculier cons la forge d'une mangle de diodes phoLoAlecLiques, at / go en ce que le deflector eel conga comma paleur d'avanL-plan ou comma palpeur d'arrire-plan, eL / ou en ce qu'un cadenceur (29) eat prvu, par lequel l'6meLLeur (11) peuL ALre exciLA en vue