FR3122008A1 - Dispositif d’éclairage d’une surface à contrôler - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif d’éclairage (100) comprenant : - au moins deux sources lumineuses (S1, S2, S3) orientées chacune en direction d’une surface à contrôler (S), chacune desdites au moins deux sources lumineuses (S1, S2, S3) étant apte à éclairer ladite surface à contrôler (S) selon une intensité lumineuse variable, et - une unité de pilotage (20) configurée pour piloter dynamiquement l’intensité lumineuse de chacune desdites au moins deux sources lumineuses (S1, S2, S3) de manière à ce que chaque source lumineuse (S1, S2, S3) éclaire ladite surface à contrôler (S) selon une intensité suivant un signal périodique continu.

Description

Dispositif d’éclairage d’une surface à contrôler
La présente invention concerne le domaine du contrôle visuel, et plus particulièrement le contrôle visuel d’objet dans un environnement industriel.
Un des objets de la présente invention concerne un dispositif d’éclairage permettant de faciliter le contrôle visuel d’un objet à contrôler, un tel objet pouvant par exemple se déplacer sur une ligne de production.
La présente invention trouvera de nombreuses applications avantageuses dans l’industrie, et notamment l’industrie automobile, pour faciliter le contrôle visuel d’objets à contrôler tels que par exemple les pneumatiques d’un véhicule automobile.
On comprendra ici que la présente invention trouvera d’autres applications avantageuses dans d’autres industries telles que par exemple l’aéronautique ou l’industrie pharmaceutique pour améliorer les procédés de contrôle qualité des produits ou pièces manufacturées sur une ligne de production.
Par ligne de production au sens de la présente invention, on entend dans toute la description qui suit une ligne (ou chaîne) comprenant l’ensemble ou une partie des opérations de fabrication nécessaires à la réalisation d’un produit manufacturé. Les produits en cours de fabrication vont donc se déplacer sur cette ligne de production d’un poste vers un autre via un convoyeur, un tapis roulant ou équivalent.
Etat de la technique
Les pneumatiques d’un véhicule constituent un élément sécuritaire important : les pneumatiques assurent notamment une bonne tenue du véhicule sur la route, et ce quelles que soient les conditions météorologiques et routières.
Un pneumatique présente classiquement une structure cylindrique avec une bande de roulement destinée à être en contact avec la route et des flancs de soutien de part et d’autre de la bande de roulement.
Les flancs de soutien présentent généralement des informations qui servent à l’identification du pneumatique. On parle dans la suite de code de pneumatique.
Comme expliqué dans le document WO2017074759, le code de pneumatique constitue la fiche d’identité du pneumatique et permet de fournir des informations pertinentes sur l’historique de fabrication du pneumatique telles que par exemple le nom du fabricant ayant fabriqué le pneu, le lieu de fabrication, le numéro de série et/ou la date de fabrication du pneumatique.
En termes de contrôle qualité, les informations contenues dans ce code sont très utiles ; elles permettent d’établir une vraie traçabilité du pneumatique.
Ainsi, lorsqu’un pneumatique est considéré comme défaillant ou défectueux, il est possible en lisant un code d’un autre pneumatique sur une ligne de production de déterminer si cet autre pneumatique est potentiellement défaillant ou défectueux (par exemple s’il présente le même numéro de série que le pneumatique considéré comme défaillant ou défectueux) ; ceci permet donc de détecter en amont un pneumatique provenant d’un même site que le pneumatique défaillant ou défectueux, fabriqué à une même date et/ou provenant d’une même série de fabrication.
On comprend que la présence de ce type d’informations sur le flanc des pneumatiques est décisive et permet à l’industrie automobile d’assurer un véritable contrôle qualité sur les pneumatiques équipant un véhicule sortant d’une ligne de production.
La lecture de ces informations d’identification, et plus particulièrement de ce code de pneumatique, représente donc un vrai enjeu sécuritaire dans les process de contrôle qualité.
La lecture de ce code n’est cependant pas aisée.
En effet, toujours comme expliqué dans le document WO2017074759, ce code de pneumatique peut comprendre selon la réglementation américaine un code alphanumérique comprenant des lettres (par exemple DOT ou VIN) suivies de douze caractères alphanumériques formés en relief dans le flanc du pneumatique.
Par ailleurs, ce code alphanumérique se présente le plus souvent sous la forme de caractères en relief moulés ou d’inserts moulés.
Ce type de code avec plusieurs caractères moulés sur fond noir est très difficile à lire ; ceci est d’autant plus vrai quand la capture d’images se fait dans un environnement industriel avec un faible éclairage et des lignes de production qui fonctionnent souvent 24 heures sur 24.
Pour faciliter cette capture, le document WO2017074759 enseigne un lecteur de code de pneumatique se présentant sous la forme d’un dispositif de détection laser permettant à un opérateur de scanner le pneumatique afin de capturer une image du code du pneumatique et de télécharger cette image via une connexion sans fil de type Wifi® sur un serveur dans les nuages de type « cloud » lequel comprend des moyens de reconnaissance optique de caractères (OCR) pour lire le code à partir de l'image reçu.
Le Demandeur soumet néanmoins que la solution enseignée dans ce document s’applique uniquement à des stations fixes et non sur des lignes de production au sens de l’invention ; celle-ci nécessite de plus l’intervention d’un opérateur qui doit positionner et orienter manuellement l’outil.
La mise en œuvre de cette solution est donc fastidieuse et coûteuse, ce qui la rend industriellement inexploitable.
On connaît également la publication scientifique intitulée «Vehicle tire (tyre) detection and text recognition using deep learning» (2019 IEEE 15th International Conference on Automation Science and Engineering – CASE).
Cette publication propose un système comprenant deux caméras disposées de part et d’autre de la roue et un réflecteur de lumière.
Dans ce document, il est prévu un éclairage de la roue par des flashs pilotés de façon synchrone avec les deux caméras.
Le Demandeur soumet qu’il n’est pas envisageable d’utiliser des flashs dans un environnement industriel, ceci pour préserver la santé des opérateurs travaillant sur le site de production. Ces flashs génèrent en effet du stress chez les opérateurs ainsi que des troubles de la vision, lesquels provoquent une fatigue aussi bien physique que nerveuse.
Cette synchronisation entre les flashs et les caméras est par ailleurs complexe et nécessite des ressources informatiques importantes.
Pour ces raisons, le Demandeur observe que les solutions de l’art antérieur ne sont pas pleinement satisfaisantes et ne permettent pas dans un environnement industriel de capturer une image suffisamment nette d’une surface à contrôler telle que par exemple un flanc de pneumatique.
La présente invention vise à améliorer la situation décrite ci-dessus
La présente invention vise notamment à remédier à au moins un des différents problèmes techniques mentionnés ci-dessus en proposant une solution d’éclairage innovante permettant d’éclairer de façon dynamique la surface d’un objet à contrôler dans un environnement tel que par exemple un environnement mal ou peu éclairé, et ce afin de faciliter la capture d’images de cette surface et d’améliorer la lisibilité et/ou la mise en relief des éléments (essentiels ou non) des images de cette surface.
L’objet de la présente invention concerne selon un premier aspect un dispositif d’éclairage d’une surface à contrôler.
Selon la présente invention, le dispositif d’éclairage comprend au moins deux sources lumineuses orientées chacune en direction d’une surface à contrôler, chacune des sources lumineuses étant apte à éclairer la surface à contrôler selon une intensité lumineuse variable.
Selon la présente invention, le dispositif d’éclairage comprend en outre une unité de pilotage, telle que par exemple un processeur ou un microcontrôleur, configurée pour piloter dynamiquement l’intensité lumineuse de chacune des sources lumineuses de manière à ce que chaque source lumineuse éclaire la surface à contrôler selon une intensité suivant un signal périodique continu.
Ainsi, grâce à cette combinaison de moyens techniques, caractéristique de la présente invention, il devient possible d’obtenir un éclairage dynamique de la surface à contrôler, un tel éclairage finement ajusté ne provoquant ni reflet ni ombre qui pourrait empêcher la lisibilité de caractères. Une telle combinaison permet de rendre visible les éléments en relief d’une surface sous différentes directions au cours du temps. Chaque élément de relief (caractère, aspérité) est ainsi révélé et mis en évidence par l’éclairage selon au moins une direction.
Un tel éclairage sur des flancs de pneumatique permet par exemple de remédier aux difficultés relatives notamment au faible contraste des inscriptions noir sur noir et au faible relief des caractères moulés sur les flancs.
De préférence, le signal périodique continu de chacune des sources lumineuses est du type sinusoïdal ou encore du type triangle.
De préférence, les signaux de chacune des sources lumineuses sont déphasés entre eux.
Dans un mode de réalisation avantageux dans lequel le dispositif comprend N sources lumineuses, les signaux de chacune des sources lumineuses sont déphasés entre eux selon un déphasage de 2π/N radians.
L’intensité lumineuse de chaque source lumineuse est donc pilotée selon un signal périodique continu avec un déphasage de 2π/N radians.
A titre d’exemple, on comprendra que, pour un dispositif d’éclairage comprenant trois sources lumineuses dont une première, une deuxième et une troisième sources lumineuses, l’intensité lumineuse peut être pilotée selon un signal sinusoïdal ou triangle avec un déphasage de 2π/3 radians entre les première et deuxième sources et un déphasage de 4π/3 radians entre les première et troisième sources.
Avantageusement, les signaux de chacune des sources lumineuses présentent une même fréquence d’oscillation.
De préférence, la fréquence d’oscillation est inférieure ou égale à 1Hz.
Avantageusement, les sources lumineuses sont disposées régulièrement autour de la surface à contrôler ; c’est-à-dire espacées à intervalle régulier.
Avantageusement, chacune des sources lumineuses est configurée pour émettre une lumière en direction de la surface à contrôler selon un axe optique déterminé.
De préférence, les axes optiques des sources lumineuses sont sensiblement concourants.
De préférence, le point de convergence des axes optiques est sensiblement confondu avec le centre de la surface à contrôler.
Dans un mode de réalisation avantageux, les sources lumineuses sont disposées entre elles autour de la surface à contrôler de manière à ce que les axes optiques de deux sources lumineuses adjacentes forment en projection orthogonale au sol un angle α sensiblement compris entre 35 et 55°, de préférence sensiblement égal à 45°.
Dans un mode de réalisation avantageux, le dispositif selon la présente invention comprend trois sources lumineuses dont une première, une deuxième et une troisième sources lumineuses, ladite deuxième source étant entourée des première et troisième sources.
Dans un mode de réalisation avantageux qui peut être combiné avec au moins l’un des précédents modes, la deuxième source est disposée par rapport à la surface à contrôler d’une première distance de séparation λ1 sensiblement comprise entre 500 et 1500 millimètres, et les première et troisième sources sont disposées par rapport à la surface à contrôler d’une deuxième distance de séparation λ2 sensiblement comprise entre 1000 et 1500 millimètres.
Dans un mode de réalisation avantageux qui peut être combiné avec au moins l’un des précédents modes, les première et troisième sources sont posées au sol (ou à proximité de celui-ci) et la deuxième source est positionnée à une hauteur µ par rapport au sol sensiblement égale à la première distance de séparation λ1.
On comprend ici que, par à proximité du sol, on entend ici une source qui n’est pas à plus de 750 millimètres de hauteur par rapport au sol.
Dans un mode de réalisation avantageux qui peut être combiné avec au moins l’un des précédents modes, les première et troisième sources sont inclinées et forment chacune avec un axe vertical un angle d’inclinaison β sensiblement compris entre 35 et 55°, de préférence sensiblement égal à 45°.
Dans un mode de réalisation avantageux qui peut être combiné avec au moins l’un des précédents modes, l’axe optique de la deuxième source lumineuse est incliné de manière à ce que la deuxième source émette en direction de la surface à contrôler selon un angle d’incidence γ compris entre 30 et 60°.
Avantageusement, le dispositif d’éclairage selon la présente invention comprend, pour chaque source lumineuse, un support comprenant des moyens de réglage configurés pour régler la position et l’orientation de chacune des sources.
Avantageusement, les sources lumineuses sont du type lampe à incandescence ou du type LED (par exemple un bandeau LED).
Avantageusement, les sources lumineuses sont configurées pour émettre selon différentes longueurs d’ondes.
Selon une variante, les sources lumineuses sont configurées pour émettre une lumière blanche.
Selon une autre variante, les sources lumineuses sont configurées pour émettre dans l’infrarouge.
Avantageusement, le dispositif d’éclairage selon la présente invention comprend au moins un capteur de présence configuré pour détecter une présence dans l’environnement de la surface à contrôler et générer un signal de présence à destination de l’unité de pilotage pour commander l’actionnement des sources lumineuses.
L’objet de la présente invention concerne selon un deuxième aspect un système de contrôle visuel d’un objet comprenant une surface à contrôler, ledit système comportant :
- un dispositif d’éclairage tel que décrit ci-dessus ; et
- au moins une caméra orientée en direction de la surface à contrôler.
Dans un mode de réalisation avantageux, l’au moins une caméra est configurée pour capturer une image de la surface à contrôler selon une fréquence d’acquisition supérieure à la fréquence d’oscillation des sources lumineuses.
De préférence, la fréquence d’oscillation des sources lumineuses est inférieure ou égale à 1 Hz et la fréquence d’acquisition est supérieure ou égale à 5 Hz.
L’objet de la présente invention concerne selon un troisième aspect une utilisation d’un système de contrôle visuel tel que décrit ci-dessus pour contrôler un objet se déplaçant sur une ligne de production, ledit objet présentant une surface à contrôler.
De préférence, l’objet est un pneumatique d’un véhicule automobile.
Ainsi, par ses différentes caractéristiques techniques fonctionnelles et structurelles décrites ci-dessus, on dispose sur les lignes de production d’un outil permettant d’éclairer de façon dynamique la surface d’un objet à contrôler pour mettre en évidence les inscriptions (caractères, code, etc.).
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-dessous en référence aux figures 1 à 5 annexées qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif et sur lesquelles :
La représente une vue schématique d’un système de contrôle visuel d’un pneumatique d’un véhicule de type automobile se déplaçant sur une ligne de production, un tel système intégrant un dispositif d’éclairage selon un exemple de réalisation de la présente invention.
La représente une vue schématique de dessus d’un dispositif d’éclairage selon un exemple de réalisation de la présente invention.
La représente une vue schématique de face d’un dispositif d’éclairage selon un exemple de réalisation de la présente invention.
La représente une vue schématique d’une section transversale en coupe de la source lumineuse centrale conforme à la .
La est un graphique représentatif des signaux des sources lumineuses selon un exemple de réaliation.

Claims (27)

  1. Dispositif d’éclairage (100) comprenant au moins deux sources lumineuses (S1, S2, S3) orientées chacune en direction d’une surface à contrôler (S), chacune desdites au moins deux sources lumineuses (S1, S2, S3) étant apte à éclairer ladite surface à contrôler (S) selon une intensité lumineuse variable,
    ledit dispositif (100) étant caractérisé en ce qu’il comporte une unité de pilotage (20) configurée pour piloter dynamiquement l’intensité lumineuse de chacune desdites au moins deux sources lumineuses (S1, S2, S3) de manière à ce que chaque source lumineuse (S1, S2, S3) éclaire ladite surface à contrôler (S) selon une intensité suivant un signal périodique continu.
  2. Dispositif (100) selon la revendication 1, dans lequel le signal périodique continu de chacune des sources lumineuses (S1, S2, S3) est du type sinusoïdal.
  3. Dispositif (100) selon la revendication 1, dans lequel le signal périodique continu de chacune des sources lumineuses (S1, S2, S3) est du type triangle.
  4. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les signaux de chacune des sources lumineuses (S1, S2, S3) sont déphasés entre eux.
  5. Dispositif (100) selon la revendication 4 comprenant N sources lumineuses (S1, S2, S3), dans lequel les signaux de chacune des sources lumineuses (S1, S2, S3) sont déphasés entre eux selon un déphasage de 2π/N radians.
  6. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les signaux de chacune des sources lumineuses (S1, S2, S3) présentent une même fréquence d’oscillation.
  7. Dispositif (100) selon la revendication 6, dans lequel ladite fréquence d’oscillation est inférieure à 1Hz.
  8. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les sources lumineuses (S1, S2, S3) sont disposées régulièrement autour de la surface à contrôler (S).
  9. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chacune des sources lumineuses (S1, S2, S3) est configurée pour émettre une lumière en direction de ladite surface à contrôler (S) selon un axe optique déterminé (A1, A2, A3).
  10. Dispositif (100) selon la revendication 9, dans lequel les axes optiques (A1, A2, A3) desdites sources lumineuses (S1, S2, S3) sont sensiblement concourants.
  11. Dispositif (100) selon la revendication 9 ou 10, dans lequel les sources lumineuses (S1, S2, S3) sont disposées entre elles autour de ladite surface à contrôler (S) de manière à ce que les axes optiques (A1, A2, A3) de deux sources lumineuses adjacentes (S1, S2 ; S2, S3) forment en projection orthogonale au sol un angle α sensiblement compris entre 35 et 55°, de préférence sensiblement égal à 45°.
  12. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, lequel comprend trois sources lumineuses (S1, S2, S3) dont une première (S1), une deuxième (S2) et une troisième (S3) sources lumineuses, ladite deuxième source (S2) étant entourée desdites première (S1) et troisième (S3) sources.
  13. Dispositif (100) selon la revendication 12, dans lequel la deuxième source (S2) est disposée par rapport à la surface à contrôler (S) d’une première distance de séparation λ1 sensiblement comprise entre 500 et 1500 millimètres, et dans lequel les première (S1) et troisième (S3) sources sont disposées par rapport à la surface à contrôler (S) d’une deuxième distance de séparation λ2 sensiblement comprise entre 1000 et 1500 millimètres.
  14. Dispositif (100) selon la revendication 13, dans lequel les première (S1) et troisième (S3) sources sont posées au sol (T) ou à proximité de celui-ci et la deuxième source (S2) est positionnée à une hauteur µ par rapport au sol (T) sensiblement égale à la première distance de séparation λ1.
  15. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 12 à 14, dans lequel les première (S1) et troisième (S3) sources sont inclinées et forment chacune avec un axe vertical un angle d’inclinaison β sensiblement compris entre 35 et 55°, de préférence sensiblement égal à 45°.
  16. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications 12 à 15, dans lequel l’axe optique (A2) de la deuxième source lumineuse (S2) est incliné de manière à ce que ladite deuxième source (S2) émette en direction de la surface à contrôler selon un angle d’incidence γ compris entre 30 et 60°.
  17. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, lequel comprend, pour chaque source lumineuse (S1, S2, S3), un support comprenant des moyens de réglage configurés pour régler la position et l’orientation de chacune des sources (S1, S2, S3).
  18. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les sources lumineuses (S1, S2, S3) sont du type lampe à incandescence ou du type LED.
  19. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les sources lumineuses (S1, S2, S3) sont configurées pour émettre selon différentes longueurs d’ondes.
  20. Dispositif (100) selon la revendication 19, dans lequel les sources lumineuses (S1, S2, S3) sont configurées pour émettre une lumière blanche.
  21. Dispositif (100) selon la revendication 19, dans lequel les sources lumineuses (S1, S2, S3) sont configurées pour émettre dans l’infrarouge.
  22. Dispositif (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, lequel comprend au moins un capteur de présence (30) configuré pour détecter une présence dans l’environnement de ladite surface à contrôler (S) et générer un signal de présence à destination de ladite unité de pilotage (20) pour commander l’actionnement lesdites sources lumineuses (S1, S2, S3).
  23. Système de contrôle visuel (200) d’un objet (P) comprenant une surface à contrôler (S), ledit système (200) comportant :
    - un dispositif d’éclairage (100) selon l’une quelconque des revendications quelconques ; et
    - au moins une caméra (C1, C2, C3) orientée en direction de ladite surface à contrôler (S).
  24. Système (200) selon la revendication 23, dans lequel ladite au moins une caméra (C1, C2, C3) est configurée pour capturer une image de ladite surface à contrôler (S) selon une fréquence d’acquisition supérieure à la fréquence d’oscillation desdites sources lumineuses.
  25. Système (200) selon la revendication 24, dans lequel la fréquence d’oscillation desdites sources lumineuses (S1, S2, S3) est égale à 1 Hz et la fréquence d’acquisition de l’au moins une caméra (C1, C2, C3) est supérieure ou égale à 5 Hz.
  26. Utilisation d’un système de contrôle visuel (200) selon l’une quelconque des revendication 23 à 25 pour contrôler un objet (P) se déplaçant sur une ligne de production (LP), ledit objet (P) présentant une surface à contrôler (S).
  27. Utilisation selon la revendication 26, dans laquelle ledit objet (P) est un pneumatique d’un véhicule automobile (V).
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