WO1995009698A1 - Dispositif de reconnaissance et/ou de tri de fruits ou legumes, procede et utilisation correspondants - Google Patents

Dispositif de reconnaissance et/ou de tri de fruits ou legumes, procede et utilisation correspondants Download PDF

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WO1995009698A1
WO1995009698A1 PCT/FR1994/001139 FR9401139W WO9509698A1 WO 1995009698 A1 WO1995009698 A1 WO 1995009698A1 FR 9401139 W FR9401139 W FR 9401139W WO 9509698 A1 WO9509698 A1 WO 9509698A1
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WO
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light
analysis
sorting
channels
product
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PCT/FR1994/001139
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English (en)
Inventor
Gueorgui Krivochiev
Original Assignee
Iname International
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Publication date
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Publication of WO1995009698A1 publication Critical patent/WO1995009698A1/fr

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/3416—Sorting according to other particular properties according to radiation transmissivity, e.g. for light, x-rays, particle radiation

Definitions

  • the field of the invention is that of the recognition and analysis of one or more characteristics of fruits or vegetables, in particular with a view to carrying out a qualitative sorting of these fruits or vegetables. More specifically, the present invention relates to a non-destructive device and method for the recognition and qualitative sorting of fruits and vegetables.
  • the invention can in particular be applied to the automatic sorting of whole unpeeled potatoes, whole peeled potatoes, garden tomatoes and greenhouse tomatoes, onions, peppers, peaches, apricots and citrus fruits, whatever their destination.
  • These fruits and vegetables can for example be intended for industrial processing, for consumption or for seed (in particular for potatoes).
  • Some of these machines analyze the spectral characteristics of the reflected light.
  • the products are illuminated and the reflected light captured is measured and analyzed for a number of wavelengths.
  • the major drawback of these machines is that the analysis relates only to the external aspect of the product.
  • the internal state of the product is not analyzed and the quality is therefore determined solely according to the state of the surface (and possibly a layer of insignificant thickness below it).
  • these machines do not provide enough information regarding the quality of the product and are therefore characterized by poor sorting accuracy.
  • a weakness common to these devices is their insufficient accuracy in sorting. They also have the drawback of being very sensitive to stray light reflections, due for example to the irregular shape of the product or to other random factors. Another of their weaknesses is that they are specific to a given product or application.
  • the known devices are therefore insufficiently precise to allow efficient industrial use. In particular, they do not allow effective detection of a local product defect. In addition, they are generally dedicated to a given type of product and application.
  • the invention particularly aims to overcome these various drawbacks of the state of the art.
  • an objective of the invention is to provide a device for recognizing and / or sorting fruit or vegetables of high precision, allowing in particular the detection and taking into account of local internal or external faults, even of small size, and possibly determining the location of these faults.
  • Another object of the invention is to provide such a device that can be used for a large number of fruits or vegetables and for a large number of applications.
  • an object of the invention is to provide such a device which is easily adaptable as required.
  • the invention aims to provide such a device which detects the presence or not of internal or external defects due to diseases, insects, rodents, worms or mechanical damage, maturity, color, shape, size and dry matter content of a fruit or vegetable, or at least one of these.
  • Another particular objective of the invention is also to provide such a device capable of overcoming the aging of certain components, in particular optical components.
  • a device for recognizing and / or sorting fruit or vegetables comprising means for lighting an object. recognizing and / or sorting, emitting at least one beam of incident light, means for recovering at least part of the light scattered by said object and means for analyzing said scattered light, generating recognition information and / or sorting representative of said object, said recovery means comprising at least two independent optical receivers, placed on separate axes and different from the axis of said beam of incident light, so that said optical receivers receive light fluxes distinct scattered corresponding to at least partially distinct portions of said scattered light, said analysis means processing each of said lumi flows independently neux.
  • object or, indifferently, product for designate any element capable of being treated by the device of the invention, that is to say, essentially, fruits and vegetables, but also, where appropriate, any foreign body such as stones or clods of Earth...
  • An essential characteristic of the invention is therefore to treat two distinct light fluxes independently, corresponding to at least partially different portions of the object. It is a completely new approach for those skilled in the art. Indeed, it has always sought to analyze the light returned by the object so as to obtain as much information as possible in a single beam, either by recovering direct light (in the axis of the incident light ), or by grouping two reflected beams. It was a specifically global approach, simply delivering information of global quality and generally unreliable.
  • the invention it is easy to detect local faults, and possibly to locate them in the object, while of course allowing the determination of an indication of overall quality.
  • the fact that the light recovered is scattered light means that it carries precise and reliable information on the internal quality of the product.
  • said optical receivers are placed symmetrically on either side of the axis of said beam of incident light.
  • the axis of each of said optical receivers forms with the axis of said beam of incident light an angle between 120 ° and 150 °.
  • said analysis means take into account at least two successive measurements of scattered light corresponding to the projection of said incident light beam on areas at least partially distinct from said object. In this way, the analysis is very precise, and makes it possible to detect small defects.
  • said optical receivers comprise at least one of the means belonging to the group comprising objectives and slit diaphragms.
  • the slit width of said slit diaphragms is for example chosen so that two consecutive measurement readings correspond to two substantially slices contiguous on said object.
  • the device comprises means for dividing and / or filtering at least one of said light fluxes diffused into at least two light channels having distinct frequency bands.
  • Said frequency bands are for example chosen in the range from 550 to 900 nm.
  • the analysis means process these different channels to perform the sorting, according to a process more precisely described below.
  • the device of the invention also comprises a set of means for transforming each of said light fluxes or channels into optoelectronic signals supplying said analysis means, and means for calibrating said transformation means, delivering the same reference. light to each of said transformation means.
  • the device of the invention also comprises a complementary optical receiver placed in the axis of said incident light beam and used as a detector for the presence of an object in the field of said incident beam
  • This additional receiver ensures synchronization of the device, and in particular of the analysis means and the calibration means.
  • the device of the invention comprises means for adding at least two light flows and / or channels coming from separate optical receivers, so as to form a complementary channel.
  • Said complementary channel may in particular have a frequency band between 900 and 1500 nm. In this case, it allows, among other things, to determine the dry matter content.
  • this device comprises reflecting means placed so as to adapt the ratio between the light scattered by said object and the light reflected by said object in the light received by said optical receivers.
  • the existence, positioning and reflection coefficient of these means of reflection are chosen according to needs, and in particular according to the preponderance of the external or internal quality of the product.
  • said analysis means comprise means for calculating the logarithm of the ratio of two distinct light channels extracted from the same light flux.
  • said analysis means also comprise means for detecting stray light reflections on said object, so as to correct the measurements made.
  • the device comprises means for programming at least one recognition and / or sorting threshold value, informing said analysis means.
  • the device comprises means for programming at least one recognition and / or sorting threshold value, informing said analysis means.
  • the device comprises means for bringing objects to be sorted, directing said objects so that they fall in free fall between said lighting means and said light recovery means broadcast.
  • said supply means comprise at least one N-shaped element, each branch of which comprises at least two parallel bands running at different speeds.
  • the invention also relates to a method for recognizing and / or sorting fruit or vegetables, comprising the following steps: emission of a beam of light incident on an object to be recognized and / or sorted; recovery of part of the light scattered by said object by at least two independent optical receivers, placed on separate axes and different from the axis of said beam of incident light, so as to obtain distinct scattered light fluxes corresponding to at least partially distinct portions of said scattered light; analysis of said diffused light fluxes, so as to produce recognition and / or sorting information representative of said object.
  • said analysis step comprises the following steps: determination of at least two light channels having distinct frequency bands from at least one of said light fluxes; optoelectronic transformation of said light channels into corresponding electrical signals; calculation of the ratio of two electrical signals corresponding to light channels originating from the same light flux; comparison of said report with at least one threshold value, so as to produce recognition and / or sorting information.
  • the method advantageously further comprises a step of calculating the logarithm of said ratio.
  • said comparison step comprises the steps of: prior determination of a set of reference indices taking into account at least one of the information belonging to the group comprising the length and / or the surface of said object, the ratio of two light channels , the logarithm of said report, the specific characteristics of the fruits or vegetables to be sorted, the sorting criteria set by a user; calculation of a set of indices representative of the object to be sorted, said set of indices comprising at least one index; - comparison of each index representative of the object to be sorted with the corresponding reference indices.
  • this method comprises the following steps: bringing said object into free fall opposite said beam of incident light; making at least two successive measurement readings, corresponding to two zones at least partially distinct from said object; calculation of a ratio of two electrical signals corresponding to light channels originating from the same light flux for each of said successive measurement readings; determination of a curve representative of the evolution of said ratio during the free fall of said object; analysis of said curve so as to determine information representative of the overall quality of said object.
  • the method of the invention may also include a step of grouping at least two light fluxes on a predetermined frequency band and a step of analyzing the complementary channel produced during said grouping step, delivering information representative of the content in dry matter of said object.
  • the method also comprises a step of detecting the presence of an object facing said light beam, producing presence information, and a synchronization step, taking account of said presence information.
  • the method comprises a step of estimating the weight of said object.
  • This information can in particular enable the overall weight and / or by sorting categories of sorted products to be estimated.
  • the device and / or method of the invention can in particular be used for at least one of the applications belonging to the group comprising: analysis of the internal quality of a fruit or vegetable; analysis of the external quality of a fruit or vegetable; - analysis of the internal color of a fruit or vegetable; analysis of the external color of a fruit or vegetable; analysis of the shape and or size of a fruit or vegetable; analysis of the dry matter content of a fruit or vegetable; detection of internal or external defects due to a disease, an insect, a rodent, a worm or mechanical damage; detection of a foreign body such as a stone or a clod of earth.
  • the invention can in particular be implemented for at least one of the fruits and / or vegetables belonging to the group comprising: peeled potatoes; - unpeeled potatoes; garden tomatoes and greenhouse tomatoes; onions ; peppers; peaches; - apricots; citrus.
  • the fruits and / or vegetables belonging to the group comprising: peeled potatoes; - unpeeled potatoes; garden tomatoes and greenhouse tomatoes; onions ; peppers; peaches; - apricots; citrus.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of the reception of the light transmitted through the product by two main channels A and B and their sharing into five beams containing the different sectors of the spectrum analyzed;
  • FIG. 3 shows some illustrative embodiments of the ratio of two signals of different wavelengths corresponding to different qualities of the product;
  • FIG. 4A to 4F illustrate some embodiments of signals from the channels
  • a and B corresponding to different positions of a defect in the product
  • FIG. 5 is a diagram showing the operating algorithm of the logic analyzer
  • - Figure 6 shows the principle of the simultaneous reception of transmitted light and reflected light from a product
  • - Figures 7A and 7B give two examples of the light reflection on the product passing through the inspection area, depending on whether it has a regular or irregular shape
  • - Figure 8 is a block diagram of the photometric camera of the device
  • - Figure 9 is a block diagram of the analysis means of the device of the invention
  • FIG. 10 is a diagram of the synchronization means of Figure 9;
  • - Figure 11 is a diagram of the means for recognizing completely defective products and foreign bodies;
  • - Figure 12 shows the time diagrams of the main signals generated during the passage of the product in the device of the invention;
  • the advantages of the device of the invention are recalled.
  • the achievements obtained by scanning the three sides contain information on the internal and external state of it, allowing the recognition of everything type of defect using only two informative sectors of the spectrum ⁇ l and ⁇ 2.
  • the use of an additional informative sector ⁇ c in the near infrared region makes it possible to recognize, in combination with ⁇ l and ⁇ 2, the dry matter content (for potatoes, tomatoes etc.), or the presence of cavities, while recognizing the degree of maturity of the product (respectively the internal and external color of tomatoes for example). This information is obtained without rotation of the product or of the optical system as is the case with certain known devices.
  • the sorting error is minimized using an iterative procedure according to which, for a number of combinations of indices equal to that of the classes sought, each combination having maximum classification accuracy in a given class, taking final decision on the classification of the product is made using a multi-element logical classifier which takes into account the wishes of the user on the primacy of precision in this or that class.
  • the known methods do not offer these possibilities, because they classify objects into two or more classes in a fixed manner and using image recognition where the objects are divided into classes by a single informative combination containing a limited number of clues.
  • Another advantage is that it is possible to recognize multiple defects in various products, and also, the overall quality of whole unpeeled potatoes intended for consumption, processing or seed, the overall quality of potatoes whole peeled earth, the overall quality of tomatoes intended for consumption or processing, the overall quality of peaches and whole apricots, the overall quality of citrus fruits, plums, peppers, onions etc.
  • Another advantage of the invention consists in the elimination of light reflections during the scanning of the product, thus considerably increasing the sorting precision.
  • the product oriented along its length, then projected through the measuring zone of the photometric camera along a path determined by its initial speed and its size, falls, deflected or not laterally by pulses of compressed air controlled by solenoid valves and depending on the chosen category, in channels covered with a specially shaped surface intended to avoid mechanical damage.
  • the device gives the possibility of predetermining the correspondence between the three categories and the three product outlet channels, as well as grouping together different categories (for example: first and second or second and third in the same channel), thus allowing to leave fall without deviation the largest fraction quantit ⁇ ment to save compressed air.
  • Another advantage lies in the fact that, in addition to the qualitative recognition of the product, the quantity and mass of the product are also determined. each of the categories, by choosing in the computer, for the different products or for the different species of a given product, the corresponding approximation model.
  • the simultaneous measurement of the quantity (mass) of the products in each of the categories gives the possibility of stopping the sorting at the appropriate time after reaching a desired quantity in a given category (and this, automatically or by operator intervention) .
  • the invention allows sorting according to one or more quality constraints, namely: internal and external defects, maturity, color, shape and dry matter content, without deteriorating the integrity of the product, and to recognize and discriminate between non-standard products in size (too small or too large), soil residue and other foreign bodies.
  • This task of recognizing the quality of fruit and vegetables is accomplished according to the principle illustrated in FIGS. 1A and IB by measuring the light transmittance of product 101 (for example a potato) - exposed from one side to a light source white 102 - thanks to the transmitted light perceived by two optical channels A and
  • the invention is distinguished in particular by the fact that the transmitted light returns through a region of the surface of the product, namely the side exposed to the incident light, and crosses the entire coplanar edge 104 like the filament of the lamp 102 , to stand out in particular from the two regions overlooking the optical channels A and B, knowing that the sides in question are complementary and of the same area and shape.
  • the light perceived by channels A and B is divided into five beams 1A, 2A, IB, 2B and C, as illustrated in FIG. 2.
  • These beams contain different sectors of the product spectrum , so that it is possible to use simultaneously up to five different wavelengths ⁇ l A, ⁇ 2A, ⁇ lB, ⁇ 2B and ⁇ C for the identification of the desired quality.
  • the scanning of the product along its length L and through the five information channels thus formed gives rise to realizations of the U ⁇ lA (L) type respectively, U ⁇ 2A (L), U ⁇ lB (L), U ⁇ 2B (L) and U ⁇ C (L) where the wavelengths ⁇ l and ⁇ 2 of the visual and near infrared region are chosen in the range of 550 to 900 nm for fault recognition , maturity, color and shape, while ⁇ C, located in the near infrared region from 900 to 1500 nm, together with ⁇ l and ⁇ 2, allows to recognize the dry matter content.
  • the informative wavelengths ⁇ l and ⁇ 2 are chosen so that the form of the mathematical embodiment U ⁇ l / U ⁇ 2 (L) has an injective relationship with the quality of the product, as illustrated in FIG. 3.
  • FIG. 4A to 4F illustrate some situations that may arise. These figures combine different examples of products with the appearance of the beams A and B, from which it is easy to determine the ratio illustrated in FIG. 3. The following situations are observed:
  • a fault 142 is substantially central: the two curves are concave (little light received by the two receivers);
  • the presence of faults along the axis of the incident light beam causes analogous changes in the form of embodiments 141A and 141B obtained through the two channels A and B, while the presence of faults in an area offset from this axis affects more the realization obtained from that of the two channels A and B which is closer to the fault.
  • the logarithmic realizations lgU ⁇ l (L), lgU ⁇ 2 (L) and lgU ⁇ C (L) also provide information on the quality of the product and, used in combination with the realization
  • U ⁇ l / U ⁇ 2 (L) T ⁇ l / T ⁇ 2 (L), allow the recognition and classification of said product.
  • the realization U ⁇ l / U ⁇ 2 (L) is approximated by a sinusoid or another model and the two functions - the realization and the mathematical model - are compared through the calculation of a group d '' indices which make it possible to highlight local faults but also to distinguish unacceptable green areas on the surface and inside of the tomato, pepper etc. from that marked by the tail of the product and by the green region around it.
  • the realizations collected on the two information channels A and B and their sinusoidal models are compared with each other using a second group of indices which are used for the recognition of defects arranged asymmetrically inside or on the surface of the product and for the recognition of the shape thereof.
  • indices For the recognition of the general internal and external quality of the products of which the content of dry matter, mixtures of earth and other foreign bodies is part, a third group of indices is used.
  • each index as a function is made up of the ratio of signals, their logarithm and the length of the product:
  • n being the number of indices
  • a combination of indices ⁇ Xj ⁇ m is composed for each category of the product (j - number of the index, m - number of categories ) so as to ensure, by image recognition, maximum accuracy in attributing the product to a given class.
  • the definitive attribution of the product to the class concerned is carried out using a decision-making algorithm which results in a choice among the possible classes.
  • a product to be diagnosed is therefore scrutinized by the optical channels giving rise to embodiments which are submitted separately for each optical channel, to the classification as illustrated in FIG. 5.
  • channel A (respectively of channel B) is classified (151) by the combination of indices ⁇ Xj ⁇ 3 which is specialized in the recognition of third class products.
  • the production concerned undergoes the test (154, 155) of the second combination of indices ⁇ Xj ⁇ 2 which determines whether or not the product belongs to the second class. If so, the diagnosis of the optical channel concerned is final (branch 156A (respectively 156B)). If the object has not been assigned to the second class, the realization of channel A
  • indices ⁇ Xj ⁇ l which constitutes the final diagnosis (158) of the channel concerned, by assigning the object to one of the possible classes: branches 159A, 1510A or 1511A (respectively 159B, 1510B or 151 IB) in FIG. 5.
  • the final diagnoses of the two channels A and B possibly contradictory, arrive at a decision-making block 1512 which will favor one or the other in based on user preference. It should be noted that the decision-making algorithm can be modified if the user does not give priority to the accuracy of the most qualitative class.
  • the information from the two channels A and B is processed separately so as to allow the operator to have the product classified according to its degree of external, internal or global quality (internal and external).
  • an irregularly shaped product (as illustrated in Figure 7 A) or deviated from its normal path for any reason ( Figure 7B), may cause light reflection towards one optical channels A and B, the intensity of which can exceed by several times the intensity of the light transmitted through the product and thus cause a diagnostic error.
  • This can be avoided according to the invention by detecting the presence of the reflection on the channel concerned and by carrying out the recognition on the basis of the sound scanning of the other channel.
  • the invention also makes it possible to determine, in addition to the qualitative recognition of the products, their quantities in each of the categories by choosing in the computer the approximation models corresponding to the different products or to the different species of the same product.
  • the device of the invention notably comprises the following elements: system for conveying product at the inlet, light source and photometric camera for lighting the product and acquiring the light transmitted in two directions and two wavelengths, frequency separator - permanent effect - of the useful signal and that of the "compensation”, amplifiers fitted with error corrector, analog-digital converter, computer, power output switches and sorting devices.
  • FIG. 13 illustrates one of the elements of the conveying system, intended to properly separate the products to be analyzed, so as to guarantee a minimum space between two consecutive products. It is a "V" conveyor, each branch 1301A and
  • 1301B consists of at least two parallel endless belts 1302A, 13O2B and
  • the two bands 1302i and 1303i move at different speeds and two springboards (not shown) placed at the bottom of the V destabilize the products.
  • the products which are piled up (1304) are progressively separated (1305), those above are driven more slowly than those below.
  • the products are in single file, and with a constant speed because they are entrained by the bottom bands 1302 A, 1302B.
  • Figure 8 illustrates the essential elements of this device, optically.
  • photometric camera composed of the following elements: incandescent light source with linear filament and optical projection system 1, camera body 2 comprising the reflecting elements 4, objectives 5, converging lenses 6,
  • slit diaphragms 7, objectives (also called collimators) 8 synchronization photoreceptors 9, dichroic mirrors 10 and 11, reflective mirrors 12, optical filters 13, 14, 15, 16 and 23 for the lengths 12A, 11A, 11B, 12B and 1C respectively, photoreceptors 18, 19, 20, 21 and 27, optical fibers 22, focusing and light adjustment modules 25, light emitting diode 26 and photonic current preamplifiers 28, camera which has 7 outputs: five information outputs 29, 30, 31, 32 and 33, a synchronization output 34 and an output 35 for the system for stabilizing the ratio of two signals.
  • the electronic processing means are illustrated in the form of an operating block diagram in FIG. 9.
  • the information outputs 29 and 30 of the photometric camera 2 are respectively connected to the inputs of two filters identical high-pass 36 and 39 and two identical low-pass filters 37 and 38.
  • the output of filters 36 and 39 is connected respectively to the input of two detectors 40 and 43, the output of which is connected, in turn, at the input of two low-pass filters 44 and 47, the output of which is connected to the first input of the electronic switches 51 and 54, switches the output of which is connected, for their part, to the input of the logarithmic amplifiers 56 and 57.
  • the output of the low-pass filters 37 and 38 is connected respectively to the input of two identical amplifiers 41 and 42, the output of which is connected both to the input of the two identical comparators 45 and 46 and to that of the two circuits identical sampling and blocking 48 and 50.
  • the second input of comparators 45 and 46 is linked to a reference voltage source Uref, while their output is connected to the inputs of a logic circuit of "OR" type 49 , the output of which is connected, for its part, both to the control input of circuits 48 and 50, to one of the inputs of the logic circuit of "OR” type 64 - forming part of channel C (FIG. 8) - and to one of the logic inputs of computer 80.
  • circuits 48 and 50 are connected respectively to the other input of electronic switches 51 and 54 and to the two inputs of analog divider 52, the output of which is connected to one end of resistor 56.
  • channel A the outputs of filters 44 and 47 are connected to the two inputs of the analog divider 53.
  • channel B the information outputs 32 and 31 of photometric camera 2 ( Figure 8) are connected to the corresponding inputs of this channel which includes modules absolutely identical to those from 36 to 57 linked together in identical fashion to the modules of channel A.
  • the information output 33 of the photometric camera 2 is connected both to the inputs of a high-pass filter 58 and of a low-pass filter 59, the output of the filters 58 is 59 is connected respectively to the input of circuits 60 and 61 - respectively amplifier and detector - whose output is connected to the input of circuits 62 and 63 - respectively sampler-blocker and low-pass filter.
  • the output of the latter two is, in turn, connected to two of the inputs of the electronic switch 65.
  • the output of circuit 49 of channel B, as well as that of channel A, is both connected to a logic input of computer 80 and to the second input of logic circuit of "OR" type 64 whose output is connected to the control input of circuit 62.
  • Circuit 65 for its part, is connected by its output to the input of logarithmic amplifier 66.
  • the logic output of computer 80 is connected to both control input of the electronic switches 51 and 54 of the two channels A and B, as well as of the electronic switch 65 of the channel C and of the control input of the pulse generator 67 whose output is connected to the input 35 of the photometric camera 2.
  • the output of the logarithmic amplifiers 55 and 57 of channel A and their counterparts of channel B is connected to the four inputs of the adder 71 whose output is connected to the first input of the multiplexer 78.
  • the output of the logarithmic amplifier 55 of the channel A and that of channel B are respectively connected to both the first two inputs of the adder 72 and to the second and ninth inputs of the multiplexer 78, while the output of the logarithmic amplifier 57 of channel A and of its counterpart of channel B are respectively connected both to the first two inputs of the adder 73 and to the fifth and the eighth input of the multiplexer 78.
  • the output of the logarithmic amplifier 66 of channel C is connected simultaneously to the third input of the adders 72 and 73, these being connected by their respective outputs to the fourth and to the seventh input of the multiplexer 78.
  • the other end of resistor 56 of channel A and its counterpart of channel B is connected respectively to the fourth input of the comparator block 70, to the third and to the tenth input of the multiplexer 78, as well as to the two contacts of the switch 69.
  • the output of the analog divider 53 of channel A and its pendant of channel B is connected respectively to the sixth and to the tenth input of the multiplexer 78.
  • the output of the sampling-blocking circuit 48 of channel A and of the corresponding circuit of channel B is connected respectively to the first and to the second input of the comparator block 70 whose outputs are connected to two logic inputs of the computer 80.
  • the first end of potentiometers 74, 75, 76 and 77 is connected to the reference voltage Uref, while their second end is connected to ground, their midpoint is connected respectively to the twelfth, thirteenth, fourteenth and fifteenth inputs of multiplexer 78, the output of which is connected to the input of the analog-digital converter 79.
  • the digital inputs / outputs thereof are connected to the computer 80 which, for its part, is connected to the control module of the device 81 and to the electronic power switches 82 these these being connected by their output to the sorting members 83.
  • FIG. 10 shows the details of the synchronization means 68, the input of which, connected to the output 34 of the photometric camera 2, is connected both to one of the inputs of the comparator 86 and to the input of the detector peak 85, the output of which is connected to one of the inputs of the comparator 88.
  • the output of the latter is connected to the control input of the reversible counter 87, while the output of the comparator 86, for its part, is connected simultaneously to a logic input of the computer 80 and to the start input of the pulse generator 84 whose output is connected to the counting input of the reversible counter 87.
  • the digital output of the latter is connected to the digital input of the digital-analog converter 90, the analog output of which is connected to the input of the amplifier 91.
  • the output of the latter amplifier is connected to both at the other input of the comparator 88 and at the input of the low-pass filter 92, the output of which is connected to one end of the potentiometer 89.
  • the other end of the latter is connected to ground, then that its midpoint is connected to the other input of comparator 86.
  • FIG. 11 presents a more detailed diagram of the means 70 for recognizing completely defective products and foreign bodies, which have 4 inputs (two groups of two corresponding to the optical channels) and two outputs. One of the inputs corresponds to channel A (respectively channel B) is connected to block 48 and the other is connected to resistor 56.
  • these inputs are connected to the first inputs (respectively second inputs) of the comparators 95 and 96.
  • the first end of the potentiometers 93 and 94 is connected to the reference voltage source Uref, their second end is connected to ground, while their midpoint is connected respectively to the second input of comparators 95 and 96 of the two channels A and B.
  • the output of the comparators 95 and 96 is connected respectively to the first input of the two logic circuits of "OR" type 97 and 98, and in the same way the output of the two corresponding comparators of channel B is connected to the second input of the same circuits 97 and 98, the outputs of which are connected, for their part, to logic inputs of the computer 80.
  • the device of the invention operates in the following manner: during its passage through the inspection zone of the photometric camera 2 (FIG. 8), the product 3, lit by the light source 1, is crossed by the light which will be perceived by the two identical optical channels A and B, which in turn will also give rise to a third channel C.
  • the optical system of the light source 1 projects the image of the linear filament of the source on the illuminated surface of the product 3 in the form of a rectangular light spot.
  • the slices observed from the surface of the product have the same shape and the same width, namely the width of the image of the filament, and with the aid of the objectives 5 they are projected onto the planes of the slit diaphragms 7 and consequently the product is scanned from two sides along its entire length during its passage through the inspection area.
  • the light fluxes A and B are each divided into 3 parts, filtered by the filters 13, 14, 15, 16 and 23 and are focused, by the converging objectives 17 and 24, on the photoreceptors 18 , 19, 20, 21 and 27.
  • the same photoreceptors also receive the reference light signal from the light-emitting diode 26, routed by optical fiber, focused and adjusted by the modules 25.
  • the photoreceptors 18, 19, 20, 21 and 27 have the role of transforming the light signals, in this case the transmitted and reference lights, into electrical signals which are amplified by the amplifiers 28 and routed through the outputs 29, 30, 31, 32 and 33, to the inputs of the two identical electrical channels A and B and channel C ( Figure 9).
  • the light beam from the source 1 reaches and excites the photoreceptor 9, passing through the converging optical system 6.
  • the light beam in question is cut , which causes at the output of the photoreceptor 9 a series of electrical pulses, the duration and the interval of succession of which are directly related to the length of each product and their interval of succession, as illustrated in FIG. 12, at
  • the electrical synchronization signal 34 thus obtained at the outputs of the photometric camera 2 is communicated to the synchronization module 68 (FIG. 9), the operation of which is shown in FIG. 10.
  • the absence of product causes said photoreceptor 9, which for its part activates the output 34 of the photometric camera 2, connected to the peak detector 85 (FIG. 10).
  • the signal at the input of the detector 85 is maximum, that at its output is also, which causes, passing through a signal monitoring system consisting of the comparator 88, the pulse generator 84, the reversible counter 87 , of the analog-digital converter 90, of the amplifier 91 and of the comparator 86, at the input of the low-pass filter 92 a signal whose value is equal to the maximum value of the output of the peak detector.
  • This reference signal is filtered by the low-pass filter 92 and then transmitted to the potentiometer 89 delivering a signal proportional to this maximum value which will allow the comparator 86 to compare it continuously with the current value of the photoreceptor signal.
  • the penetration of the product into the measurement area and therefore into the light beam causes the photoreceptor signal to decrease more and more.
  • the comparator 86 switches, stops the pulse generator 84 and at the same time sends an active level pulse to computer 80. Conversely, removing the product from the measurement zone increases the signal from the photoreceptor 9 and eventually causes the comparator 86 to switch, thereby causing the pulse generator 84 of the maximum level monitoring system to start, and simultaneously transmits a non-active level signal "0" to the computer 80.
  • the computer 80 transmits a start signal to the corresponding input of the pulse generator 67 which consequently turns on the light-emitting diode 26 by activating the input 35 of the photometric camera 2.
  • the duration Te of the pulse packet is chosen so as to be always shorter than the pause Tp (the time interval between two products following each other), as is illustrated in FIG. 12, signal c. From outputs 29 and 30 of the photometric camera 2 coming from channel A
  • two useful signals U ⁇ lA and U ⁇ 2A are obtained and two compensation signals U ⁇ lEA and U ⁇ 2EA.
  • the useful signals are first filtered by the low-pass filters 37 and 38, then amplified by the amplifiers 41 and 42, then transmitted to the sampling-blocking circuits 48 and 50 and finally routed to the first inputs of the comparators 45 and 46.
  • the same reference voltage Uref is connected to the second input of the comparators in question.
  • the circuits 48 and 50 are in "sampling" operating mode and the signals appear at their outputs. If the illuminated product deviates considerably from its normal trajectory or if it has an irregular shape, it gives rise to reflection ( Figure 7) and causes exceeding Uref by U ⁇ lA or U ⁇ 2A which changes the state at the output of comparators 45 and / or 46, and therefore also the output of logic circuits 49 and 64, and puts circuits 48 in "blocking" state, 50 as well as the sampling-blocking circuit 62 of channel C, and simultaneously transmits an active level signal to the computer 80.
  • the signals U ⁇ lA and U ⁇ 2A are memorized and remain unchanged during the time of reflection and the computer recognizes which of the two channels A and B perceived the reflected light and aborts on the disturbed channel the diagnosis which would have given an erroneous result.
  • the computer After the product has left the inspection area, the computer receives a signal from the synchronization circuit 68 and starts the pulse generator 67, causing the light-emitting diode 26 which in turn emits light pulses sent out. by the modules 25 and the optical fibers 22 to all the photoreceptors 18, 19, 20, 21 and 27 (FIG. 8).
  • these pulses are transmitted by the same outputs 29 and 30 of channel A of the photometric camera to the electronics of channel A ( Figure 9) and are separated by high-pass filters 36 and 39 respectively, rectified by detectors 40 and 43 and filtered by low-pass filters 44 and 47.
  • channel A delivers two useful signals corresponding to the wavelengths under observation, U ⁇ lA and U ⁇ 2A , while in the interval which separates two passages of the product, the signals delivered are those of compensation,
  • the output of blocks 48 and 50 being connected to the input of the analog divider 52, the digital output of the latter represents the value U ⁇ lA / U ⁇ 2A.
  • the same signals from blocks 48 and 50 are also transmitted respectively to the first input of electronic switches 51 and 54.
  • the compensation signals available at the output of blocks 44 and 47, are transmitted to the second analog divider 53 which delivers (during the pauses), in turn, the U ⁇ lEA / U ⁇ 2EA ratio.
  • the synchronization circuit 68 goes into a passive state, causing the pulse generator to start up by the computer and switching switches 51 and 54 - by their control inputs - so that they appear on their output the compensation signals U ⁇ lEA and U ⁇ 2EA, then taken in logarithm respectively by the same logarithmic amplifiers 55 and 57.
  • Channel B is designed and works like channel A, except that the input signals of channel B correspond to the wavelengths ⁇ lB and ⁇ 2B. As for channel A, its output signals (see figure 9) are sent to adders 71, 72 and 73.
  • Channel C is distinguished from channels A and B by the fact that it processes a single wavelength ⁇ C and, from the signal 33 of the photometric camera 2 (FIG. 8) passed through the low-pass filters 58 and passes -high 59, generates only two signals U ⁇ C and U ⁇ EC which undergo, through blocks 60, 61, 62, 63, 64, 65 and 66, processing similar to that of their counterpart of channels A and B.
  • the presence of the product in the inspection area shows the following signals at the respective output of the adders 71, 72 and 73: l / 2 (lgU ⁇ l A - lgU ⁇ 2A + IgU ⁇ lB - lgU ⁇ 2B), l / 2 (lgU ⁇ lA + IgU ⁇ lB) - IgU ⁇ C and l / 2 (lgU ⁇ 2A + lgU ⁇ 2B) - IgU ⁇ C.
  • these same outputs of the adders deliver signals related to the compensation signals U ⁇ lEA, U ⁇ 2EA, U ⁇ lEB, U ⁇ 2EB, U ⁇ EC.
  • U ⁇ lEB / U ⁇ 2EB as well as the signals IgU ⁇ lA, lgU ⁇ 2A, IgU ⁇ lB and lgU ⁇ 2B are sent, through the multiplexer 78, to the analog-digital converter 79 where they are converted before reaching the computer 80.
  • the latter proceeds to the addition of the logarithmic signals and to the division of the other useful signals by their counterpart to eliminate the effect of the variations in the gain of the optoelectronic circuit of channels A, B and C due to aging, temperature changes, feed fluctuations etc. It then calculates the value of the indices Xj and their combinations ⁇ Xj ⁇ m.
  • the algorithm also makes it possible to discriminate foreign bodies.
  • the computer 80 sends a signal to the block of power switches 82 which, in turn, activates the corresponding sorting member 83.
  • the potentiometers 74, 75 and 76 make it possible to move the border between the categories of products when these are sorted by color or by maturity, while with the potentiometer 77 one determines the limit value of the dry matter content, when that -this represents an additional sorting criterion.
  • the block 81 transmits two digital signals to the computer 80, one of which makes it possible to determine the border between the different categories when the sorting is based on the severity of the defects, and this by determining the a priori probabilities of the presence of products of each quality category in the input stream of the device.
  • the other digital signal of block 81 allows the adjustment of a parameter in the recognition algorithm as a function of the general qualitative state of the product depending on climatic and soil conditions, conditions and duration of storage. etc.
  • the appropriate reflection coefficient of the reflecting elements 4 is chosen (FIG. 8).
  • the outputs of the resistors 56 (FIG. 8) are together, leading to the mixing of the signals from channels A and B, to result in two sets of identical signals as follows: l / 2 (U ⁇ l A / U ⁇ 2A + U ⁇ lB / U ⁇ 2B). This allows the product to be sorted according to its overall quality (color, maturity, dry matter content).
  • the following adaptations are in particular possible: use of several lighting sources (by ensuring, preferably, that the recovered light is at least partly scattered light, and not direct light, by choosing the positioning appropriately sensors relative to sources); use of more than two independent optical receivers and / or more than two channels per recovered light flux, so as to increase the signals analyzed; - analysis carried out directly on a conveying element, and no longer during a free fall; modification of the processing means, for example by directly digitizing the optoelectronic signals and by carrying out an entirely (or essentially) digital processing; - adaptation of the sorting algorithm, according to needs and products;

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de reconnaissance et/ou de tri de fruits ou légumes, comprenant des moyens (102; 1) d'éclairage d'un objet (101; 3) à reconnaître et/ou à trier, émettant au moins un faisceau de lumière incidente, des moyens (2) de récupération d'au moins une partie de la lumière diffusée par ledit objet et des moyens (fig. 9) d'analyse de ladite lumière diffusée, générant une information de reconnaissance et/ou de tri représentative dudit objet. Selon l'invention, lesdits moyens (2) de récupération comprennent au moins deux récepteurs optiques (5) indépendants, placés sur des axes distincts et différents de l'axe dudit faisceau de lumière incidente, de façon que lesdits récepteurs optiques reçoivent des flux lumineux diffusés distincts (203A, 20B) correspondant à des portions au moins partiellement distinctes de ladite lumière diffusée, et lesdits moyens d'analyse (fig. 9) traitent de façon indépendante chacun desdits flux lumineux (3203A, 203B).

Description

Dispositif de reconnaissance et/ou de tri de fruits ou légumes, procédé et utilisation correspondants.
Le domaine de l'invention est celui de la reconnaissance et de l'analyse d'une ou plusieurs caractéristiques de fruits ou de légumes, en particulier en vu d'effectuer un tri qualitatif de ces fruits ou légumes. Plus précisément, la présente invention concerne un dispositif et un procédé non destructeurs de reconnaissance et de tri qualitatif de fruits et de légumes.
L'invention peut notamment s'appliquer au tri automatique de pommes de terre entières non épluchées, de pommes de terre entières épluchées, de tomates de jardin et de tomates de serre, d'oignons, de poivrons, de pêches, d'abricots et d'agrumes, quelle que soit leur destination. Ces fruits et légumes peuvent par exemple être destinés à la transformation industrielle, à la consommation ou à la semence (en particulier pour les pommes de terre).
On connaît déjà de nombreuses machines de tri de fruits ou de légumes. De façon générale, la plupart de ces machines assurent l'éclairage, des fruits ou légumes puis analysent d'une façon ou d'une autre la lumière restituée par le fruit ou légume. Ces différentes machines présentent toutes de nombreux inconvénients, et, en particulier, s'avèrent insuffisamment précises.
Certaines de ces machines, telles que celles décrites dans les documents de brevets DE-2746615, US-4204050, US-4203522, US-4120402, analysent les caractéris¬ tiques spectrales de la lumière réfléchie. Les produits sont éclairés et la lumière réfléchie captée est mesurée et analysée pour un certain nombre de longueurs d'onde. L'inconvé¬ nient majeur de ces machines est que l'analyse ne porte que sur l'aspect externe du produit. L'état interne du produit n'est pas analysé et la qualité est donc déterminée uniquement selon l'état de la surface (et éventuellement une couche à épaisseur insigni¬ fiante au dessous de celle- ci). Bien que largement utilisées, ces machines ne fournissent pas suffisamment d'information par rapport à la qualité du produit et se caractérisent en conséquence par une faible précision au triage.
D'autres machines analysent la lumière diffusée directe qui a traversé le fruit. Les photorécepteurs sont placés sur le même axe que celui de la lumière incidente,de façon à récupérer la plus forte intensité lumineuse possible. De telles machines sont par exemple décrites dans les documents de brevet UK- 1370147 (pour le tri de tomates selon leur couleur), DDR -75018 (pour le tri qualitatif de pommes de terre), BG-30805 (pour le tri automatique qualitatif de fruits). Dans ces machines, on détermine au moins deux signaux électriques correspon¬ dant à des longueurs d'onde différentes, que l'on analyse de façon à actionner un mécanisme de tri.
Une faiblesse commune à ces dispositifs est leur précision insuffisante au triage. Ils présentent également l'inconvénient d'être très sensibles aux réflexions parasites de lumière, dues par exemple à la forme irrégulière du produit ou à d'autres facteurs aléatoires. Une autre de leurs faiblesses réside dans le fait qu'ils sont spécifiques à un produit ou une application donnée.
On connaît encore des méthodes de reconnaissance et de tri automatiques de fruits et de légumes, décrites par exemple dans les documents de brevet UK-1370147, US-3781554 et DE-2723674, qui sont basées sur l'éclairage des produits dans le spectre lumineux visible et/ou infrarouge (par exemple avec des lampes halogènes), utilisant un certain nombre de longueurs d'onde. Selon cette technique, on ne récupère pas la lumière diffusée directe (c'est-à-dire dans l'axe du faisceau de lumière incidente), mais la lumière diffusée par le produit sur les côtés de ce produit, puis on regroupe les deux faisceaux lumineux ainsi obtenus, avant d'en extraire deux canaux distincts, en ce qui concerne les longueur d'ondes.
Cette technique permet a priori de récupérer plus d'informations sur le produit, du fait que l'on recueille la lumière diffusée par le produit sur deux côtés. Toutefois, la recombinaison des deux faisceaux font que, dans la pratique, les éléments informatifs du faisceau lumineux recombinés sont fortement atténués, voire perturbés. A nouveau, la précision du triage est faible (le taux d'erreur constaté étant de l'ordre de 10 à 25%).
D'une façon générale, les dispositifs connus sont donc insuffisamment précis pour permettre une utilisation industrielle efficace. En particulier, ils ne permettent pas une détection efficace d'un défaut local du produit. De plus, ils sont généralement dédiés à un type de produit et une application donnés. L'invention à notamment pour objectif de pallier ces divers inconvénients de l'état de la technique.
Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un dispositif de reconnaissance et/ou de triage de fruits ou légumes de grande précision, permettant notamment la détection et la prise en compte de défauts locaux internes ou externes, même de petite taille, et éventuellement la détermination de l'emplacement de ces défauts. Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif pouvant être mis en oeuvre pour un grand nombre de fruits ou légumes et pour un grand nombre d'applications. En d'autres termes, un objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif qui soit aisément adaptable en fonction des besoins.
Notamment, l'invention a pour objectif de fournir un tel dispositif qui détecte la présence ou non de défauts internes ou externes dus à des maladies, insectes, rongeurs, vers ou à des endommagements mécaniques, la maturité, la couleur, la forme, la taille et la teneur en matière sèche d'un fruit ou légume, ou au moins une de ces informations. Un autre objectif particulier de l'invention est encore de fournir un tel dispositif capable de pallier aux vieillissement de certains composants, notamment optiques.
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un dispositif de reconnaissance et/ou de tri de fruits ou légumes, comprenant des moyens d'éclairage d'un objet à reconnaître et/ou à trier, émettant au moins un faisceau de lumière incidente, des moyens de récupération d'au moins une partie de la lumière diffusée par ledit objet et des moyens d'analyse de ladite lumière diffusée, générant une information de reconnaissance et/ou de tri représentative dudit objet, lesdits moyens de récupération comprenant au moins deux récepteurs optiques indépen- dants, placés sur des axes distincts et différents de l'axe dudit faisceau de lumière incidente, de façon que lesdits récepteurs optiques reçoivent des flux lumineux diffusés distincts correspondant à des portions au moins partiellement distinctes de ladite lumière diffusée, lesdits moyens d'analyse traitant de façon indépendante chacun desdits flux lumineux. On utilise ici et dans la suite le terme objet ou, indifféremment, produit pour désigner tout élément susceptible d'être traité par le dispositif de l'invention, c'est-à-dire, essentiellement, les fruits et les légumes, mais également, le cas échéant, tout corps étrangers tels que les pierres ou les mottes de terre...
Une caractéristique essentielle de l'invention est donc de traiter indépendamment deux flux lumineux distincts, correspondant à des portions au moins partiellement différentes de l'objet. Il s'agit d'une approche totalement nouvelle pour l'homme du métier. En effet, celui-ci a toujours cherché à analyser la lumière restituée par l'objet de façon à obtenir le plus possible d'informations dans un faisceau unique, soit en récupé¬ rant la lumière directe (dans l'axe de la lumière incidente), soit en regroupant deux faisceaux réfléchis. Il s'agissait d'une démarche spécifiquement globale, délivrant simplement une information de qualité globale et généralement peu fiable.
Au contraire, selon l'invention, il est aisé de détecter des défauts locaux, et éventuellement de les situer dans l'objet, tout en permettant bien sûr la détermination d'une indication de qualité globale. Le fait que la lumière récupérée est une lumière diffusée fait que celle-ci est porteuse d'informations précises et fiables sur la qualité interne du produit.
De façon avantageuse, lesdits récepteurs optiques sont placés symétriquement de part et d'autre de l'axe dudit faisceau de lumière incidente. Par exemple, l'axe de chacun desdits récepteurs optiques forme avec l'axe dudit faisceau de lumière incidente un angle compris entre 120° et 150°.
Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, lesdits moyens d'analyse prennent en compte au moins deux relevés de mesure successifs de lumière diffusée correspondant à la projection dudit faisceau lumineux incident sur des zones au moins partiellement distinctes dudit objet. De cette façon, l'analyse est très précise, et permet de détecter des défauts de faible taille.
Avantageusement, lesdits récepteurs optiques comprennent au moins un des moyens appartenant au groupe comprenant les objectifs et les diaphragmes à fente. Dans ce cas, la largeur de fente desdits diaphragmes à fente est par exemple choisie de façon que deux relevés de mesure consécutifs correspondent à deux tranches sensiblement contigϋes sur ledit objet.
Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention,le dispositif comprend des moyens de division et/ou de filtrage d'au moins un desdits flux lumineux diffusés en au moins deux canaux lumineux présentant des bandes de fréquence distinctes. Lesdites bandes de fréquences sont par exemple choisies dans la fourchette de 550 à 900 nm.
Les moyens d'analyse traitent ces différents canaux pour effectuer le tri, selon un procédé plus précisément décrit par la suite.
De façon avantageuse, le dispositif de l'invention comprend également un jeu de moyens de transformation de chacun desdits flux ou canaux lumineux en des signaux optoélectroniques alimentant lesdits moyens d'analyse, et des moyens de tarage desdits moyens de transformation, délivrant une même référence lumineuse à chacun desdits moyens de transformation.
Lesdits moyens de tarage sont par exemple actifs en l'absence d'objets en regard dudit faisceau de lumière incidente. Dans un mode de réalisation préférentiel, le dispositif de l'invention comprend encore un récepteur optique complémentaire placé dans l'axe dudit faisceau lumineux incident et utilisé comme détecteur de présence d'un objet dans le champ dudit faisceau incident
Ce récepteur complémentaire permet d'assurer la synchronisation du dispositif, et notamment des moyens d'analyse et des moyens de tarage.
De façon avantageuse, le dispositif de l'invention comprend des moyens d'addition d'au moins deux flux et/ou canaux lumineux issus de récepteurs optiques distincts, de façon à former un canal complémentaire.
Ledit canal complémentaire peut notamment présenter une bande de fréquence comprise entre 900 et 1500 nm. Dans ce cas, il permet de déterminer entre autre le taux de matière sèche.
Dans un mode de réalisation particulier, ce dispositif comprend des moyens réfléchissants placés de façon à adapter le rapport entre la lumière diffusée par ledit objet et la lumière réfléchie par ledit objet dans la lumière reçue par lesdits récepteurs optiques. L'existence, le positionnement et le coefficient de réflexion de ces moyens de réflexion sont choisis en fonction des besoins, et notamment en fonction de la prépondé¬ rance de la qualité externe ou interne du produit.
Préférentiellement, lesdits moyens d'analyse comprennent des moyens de calcul du logarithme du rapport de deux canaux lumineux distincts extraits d'un même flux lumineux.
Les inventeurs ont en effet constaté que cette information était particulièrement efficace pour l'analyse.
De façon avantageuse, lesdits moyens d'analyse comprennent également des moyens de détection de réflexions lumineuses parasites sur ledit objet, de façon à corriger les mesures effectuées.
Cette caractéristique découle directement de la présence de deux flux lumineux indépendants, qui permettent d'effectuer cette détection.
Préférentiellement, le dispositif comprend des moyens de programmation d'au moins une valeur de seuil de reconnaissance et/ou de tri, informant lesdits moyens d'analyse. Ainsi, il est aisé d'adapter le tri en fonction des produits et/ou des besoins.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le dispositif comprend des moyens d'amenée d'objets à trier, dirigeant lesdits objets de façon qu'ils tombent en chute libre entre lesdits moyens d'éclairage et lesdits moyens de récupération de lumière diffusée. Avantageusement, lesdits moyens d'amenée comprennent au moins un élément en forme de N dont chaque branche comprend au moins deux bandes parallèles défilant à des vitesses différentes.
Cet élément permet de bien séparer les objets à trier, en particulier lorsque ceux- ci sont regroupés en petits tas à l'origine. L'invention concerne également un procédé de reconnaissance et/ou de tri de fruits ou légumes, comprenant les étapes suivantes : émission d'un faisceau de lumière incidente sur un objet à reconnaître et/ou à trier ; récupération d'une partie de la lumière diffusée par ledit objet par au moins deux récepteurs optiques indépendants, placés sur des axes distincts et différents de l'axe dudit faisceau de lumière incidente, de façon à obtenir des flux lumineux diffusés distincts correspondant à des portions au moins partiellement distinctes de ladite lumière diffusée ; analyse desdits flux lumineux diffusés, de façon à produire une information de reconnaissance et/ou de tri représentative dudit objet.
Avantageusement, ladite étape d'analyse comprend les étapes suivantes : détermination d'au moins deux canaux lumineux présentant des bandes de fréquence distinctes à partir d'au moins un desdits flux lumineux ; transformation optoélectronique desdits canaux lumineux en des signaux électriques correspondants ; calcul du rapport de deux signaux électriques correspondant à des canaux lumineux issus d'un même flux lumineux ; comparaison dudit rapport avec au moins une valeur de seuil, de façon à produire une information de reconnaissance et/ou de tri. Le procédé comprend avantageusement de plus une étape de calcul du loga¬ rithme dudit rapport.
Préférentiellement, ladite étape de comparaison comprend les étapes de : détermination préalable d'un ensemble d'indices de référence prenant en compte au moins une des informations appartenant au groupe comprenant la longueur et/ou la surface dudit objet, le rapport de deux canaux lumineux, le logarithme dudit rapport, les caractéristiques spécifiques des fruits ou légumes à trier, les critères de tri fixés par un utilisateur ; calcul d'un jeu d'indices représentatifs de l'objet à trier, ledit jeu d'indices comprenant au moins un indice ; - comparaison de chaque indice représentatif de l'objet à trier avec les indices de référence correspondants.
Dans un mode de réalisation avantageux, ce procédé comprend les étapes suivantes : amenée en chute libre dudit objet en regard dudit faisceau de lumière incidente ; réalisation d'au moins deux relevés de mesure successifs, correspondant à deux zones au moins partiellement distinctes dudit objet ; calcul d'un rapport de deux signaux électriques correspondant à des canaux lumineux issus d'un même flux lumineux pour chacun desdits relevés de mesure successifs ; détermination d'une courbe représentative de l'évolution dudit rapport durant la chute libre dudit objet ; analyse de ladite courbe de façon à déterminer une information représentative de la qualité globale dudit objet. Le procédé de l'invention peut encore comprendre une étape de regroupement d'au moins deux flux lumineux sur une bande de fréquence prédéterminée et une étape d'analyse du canal complémentaire produit lors de ladite étape de regroupement, délivrant une information représentative de la teneur en matière sèche dudit objet.
Avantageusement, le procédé comprend également une étape de détection de la présence d'un objet en regard dudit faisceau lumineux, produisant une information de présence, et une étape de synchronisation, tenant compte de ladite information de présence.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le procédé comprend une étape d'estimation du poids dudit objet. Cette information peut notamment permettre d'estimer le poids global et/ou par catégories de tri de produits triés.
Le dispositif et/ou le procédé de l'invention peuvent notamment être utilisés pour au moins une des applications appartenant au groupe comprenant : analyse de la qualité interne d'un fruit ou légume ; analyse de la qualité externe d'un fruit ou légume ; - analyse de la couleur interne d'un fruit ou légume ; analyse de la couleur externe d'un fruit ou légume ; analyse de la forme et ou de la taille d'un fruit ou légume ; analyse de la teneur en matière sèche d'un fruit ou légume ; détection de défauts internes ou externes dus à une maladie, un insecte, un rongeur, un ver ou un endommagement mécanique ; détection d'un corps étranger tel qu'une pierre ou une motte de terre. Par ailleurs, l'invention peut par en particulier être mise en oeuvre pour au moins l'un des fruits et/ou légumes appartenant au groupe comprenant : pommes de terre épluchées ; - pommes de terre non épluchées ; tomates de jardin et tomates de serre ; oignons ; poivrons ; pêches ; - abricots ; agrumes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à simple titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels : - les figures 1A et 1B présentent, respectivement en perspective et en vue de dessus, le principe général de l'invention, à savoir la scrutation du produit éclairé par une source de lumière, de deux points de vue lors de son passage- dans le capteur ;
- la figure 2 est un schéma illustrant le principe de la réception de la lumière transmise à travers le produit par deux canaux principaux A et B et de leur partage en cinq faisceaux contenant les différents secteurs du spectre analysés ;
- la figure 3 présente quelques réalisations illustratives du rapport de deux signaux de longueurs d'onde différentes correspondant à des qualités différentes du produit ; - les figures 4A à 4F illustrent quelques réalisations de signaux issus des canaux
A et B correspondant à différentes positions d'un défaut dans le produit ;
- la figure 5 est un schéma présentant l'algorithme de fonctionnement de l'analyseur logique ;
- la figure 6 présente le principe de la réception simultanée de lumière transmise et de lumière réfléchie provenant d'un produit ; - les figures 7A et 7B donnent deux exemples du reflet lumineux sur le produit en passage dans la zone d'inspection, selon que celui-ci a une forme régulière ou irrégulière ;
- la figure 8 est un schéma de principe de la caméra photométrique du dispositif ; - la figure 9 est un schéma-bloc des moyens d'analyse du dispositif de l'invention ;
- la figure 10 est un schéma des moyens de synchronisation de la figure 9 ;
- la figure 11 est un schéma des moyens de reconnaissance de produits complètement défectueux et de corps étrangers ; - la figure 12 présente les diagrammes temporels des principaux signaux générés durant le passage du produit dans le dispositif de l'invention ;
- la figure 13 illustre le "V différentiel des moyens d'amenée du dispositif de l'invention.
Avant de décrire le mode de réalisation particulier, on rappelle les avantages du dispositif de l'invention. Notamment, grâce à l'éclairage par balayage de la longueur et à la scrutation latérale du produit, les réalisations obtenues par balayage des trois faces contiennent de l'information sur l'état interne et externe de celui-ci, permettant la reconnaissance de tout type de défaut à l'aide de seulement deux secteurs informatifs du spectre λl et λ2. L'utilisation d'un secteur informatif supplémentaire λc dans la région du proche infrarouge, permet de reconnaître, en combinaison avec λl et λ2, le taux de matière sèche (pour les pommes de terre, les tomates etc.), ou la présence de cavités, tout en reconnais¬ sant le degré de maturité du produit (respectivement la couleur interne et externe de tomates par exemple). Cette information est obtenue sans rotation du produit ni du système optique comme c'est le cas sur certains dispositifs connus.
L'erreur de tri est minimisée à l'aide d'une procédure itérative selon laquelle, pour un nombre de combinaisons d'indices égal à celui des classes recherchées, chaque combinaison possédant une précision maximale de classement dans une classe donnée, la prise de décision définitive de la classification du produit s'effectue à l'aide d'un classificateur logique multi-éléments qui prend en compte les souhaits de l'utilisateur sur la primauté de la précision dans telle ou telle classe.
Les méthodes connues n'offrent pas ces possibilités, parce qu'elles effectuent la classifications des objets en deux ou plusieurs classes de façon figée et à l'aide de la reconnaissance d'images où les objets sont divisés en classes par une seule combinaison informative contenant un nombre limité d'indices.
Un autre avantage est qu'il est possible de reconnaître de multiples défauts dans divers produits, et également, la qualité globale de pommes de terre entières non épluchées destinées à la consommation, à la transformation ou à la semence, la qualité globale de pommes de terre entières épluchées, la qualité globale de tomates destinées à la consommation ou à la transformation, la qualité globale de pêches et d'abricots entiers, la qualité globale d'agrumes, de prunes, de poivrons, d'oignons etc.
Il est également possible de distinguer les taches vertes superficielles ou en profondeur (le coeur vert), de la queue et de la zone verte autour de celle-ci pour les tomates et pour d'autres produits. Un autre avantage de l'invention consiste dans l'élimination des réflexions lumineuses lors de la scrutation du produit, augmentant ainsi considérablement la précision de tri.
Le produit, orienté dans le sens de sa longueur, puis projeté à travers la zone de mesure de la caméra photométrique suivant une trajectoire déterminée par sa vitesse initiale et sa taille, tombe, dévié ou non latéralement par des impulsions d'air comprimé commandées par des électrovannes et en fonction de la catégorie élue, dans des canaux couverts d'une surface de forme spéciale destinée à lui éviter des endommagements mécaniques.
Le dispositif donne la possibilité de prédéterminer la correspondance entre les trois catégories et les trois canaux de sortie de produits, ainsi que de regrouper ensemble différentes catégories (par exemple: première et deuxième ou deuxième et troisième dans un même canal), permettant ainsi de laisser tomber sans déviation la fraction quantitative¬ ment la plus grande afin d'économiser de l'air comprimé.
Un autre avantage réside dans le fait que, parallèlement à la reconnaissance qualitative du produit, sont déterminées également la quantité et la masse de celui-ci dans chacune des catégories, en choisissant dans l'ordinateur, pour les différents produits ou pour les différentes espèces d'un produit donné, le modèle d'approximation correspon¬ dant. La mesure simultanée de la quantité (la masse) des produits dans chacune des catégories donne la possibilité d'arrêter au moment opportun le tri après avoir atteint une quantité voulue dans une catégorie donnée (et ceci, automatiquement ou par intervention de l'opérateur).
L'invention permet d'effectuer un tri selon une ou plusieurs contraintes de qualité, à savoir : défauts internes et externes, maturité, couleur, forme et teneur en matière sèche, sans détériorer l'intégrité du produit, et de reconnaître et discriminer les produits non standards en taille (trop petits ou trop grands), les résidus de terre et d'autres corps étrangers.
Cette tâche de reconnaissance de la qualité de fruits et de légumes est accomplie selon le principe illustré en figures 1A et IB en mesurant la transmittance lumineuse du produit 101 (par exemple une pomme de terre)- exposé d'une face à une source de lumière blanche 102 - grâce à la lumière transmise perçue par deux canaux optiques A et
B situés symétriquement à un angle α de 120° à 150° par rapport à l'axe 103 du faisceau lumineux incident et servant à la scrutation longitudinale du produit qui donne lieu à deux réalisations mathématiques de la transmittance pour deux longueurs d'onde λl et λ2.
L'invention se distingue notamment par le fait que la lumière transmise rentre par une région de la surface du produit, à savoir le côté exposé à la lumière incidente, et traverse toute la tranche coplanaire 104 à l'image du filament de la lampe 102, pour ressortir notamment des deux régions donnant sur les canaux optiques A et B, sachant que les côtés en question sont complémentaires et de même superficie et forme.
Par une séparation et un regroupement adéquats, la lumière perçue par les canaux A et B est partagée en cinq faisceaux 1A, 2A, IB, 2B et C, ainsi que cela est illustré en figure 2. Ces faisceaux contiennent différents secteurs du spectre du produit, de telle manière qu'il est possible d'utiliser simultanément jusqu'à cinq longueurs d'onde différentes λl A , λ2A , λlB , λ2B et λC pour l'identification de la qualité recherchée.
La scrutation du produit suivant sa longueur L et à travers les cinq canaux d'information ainsi formés donne lieu respectivement à des réalisations de type UλlA(L), Uλ2A(L), UλlB(L), Uλ2B(L) et UλC(L) où les longueurs d'onde λl et λ2 de la région visuelle et proche infrarouge sont choisies dans la fourchette de 550 à 900 nm pour la reconnaissance de défauts, de la maturité, de la couleur et de la forme, tandis que λC, située dans la région proche infrarouge de 900 à 1500 nm, conjointement avec λl et λ2, permet de reconnaître la teneur en matière sèche.
Les longueurs d'onde informatives λl et λ2 sont choisies de façon à ce que la forme de la réalisation mathématique Uλl/Uλ2(L) présente une relation injective avec la qualité du produit, ainsi que cela est illustré en figure 3.
Dans ce mode de réalisation la relation est la suivante : - pour des produits non défectueux (131A, 131B), cette forme est convexe ;
- pour les produits défectueux (132) elle est concave, et ;
- pour les produits de qualité moyenne (133), elle est approximativement plate. La présence de défauts locaux à la surface ou à l'intérieur, ou une forme asymétrique du produit, engendre des changements locaux sur la forme de la réalisation mathématique. Ainsi, il est possible de positionner approximativement un défaut sur le produit.
Les figures 4A à 4F illustrent quelques situations qui peuvent se présenter. Ces figures associent à différents exemples de produits l'allure des faisceaux A et B, à partir desquels il est aisé de déterminer le rapport illustré en figure 3. On observe les situations suivantes :
- figure 4 A : le produit est bon : les deux courbes 141A et l41B sont convexes ;
- figure 4B : un défaut 142 est sensiblement central : les deux courbes sont concaves (peu de lumière reçue par les deux récepteurs) ;
- figure 4C : un défaut 142 superficiel du côté du récepteur A : la courbe 141B est convexe et la courbe 141 A est concave ;
- figure 4D : un défaut interne 142 du côté du récepteur B : la courbe 14 IB est mauvaise sur sa deuxième partie ;
- figure 4E : un défaut 142 du côté de l'émetteur de lumière : les deux courbes sont mauvaises ; - figure 4F : un défaut 142 hors des axes des récepteurs : les deux courbes sont moyennes. Ce dernier exemple montre que selon l'invention la lumière diffusée est prise en compte, ce qui permet d'obtenir plus d'information que dans le cas des systèmes à récupération de la lumière dans l'axe.
Plus généralement, la présence de défauts suivant l'axe du faisceau lumineux incident provoque des changements analogues sur la forme des réalisations 141A et 141B obtenues à travers les deux canaux A et B, tandis que la présence de défauts dans une zone décalée par rapport à cet axe affecte davantage la réalisation obtenue de celui des deux canaux A et B qui se trouve plus près du défaut.
Les réalisations logarithmiques lgUλl(L), lgUλ2(L) et lgUλC(L) renseignent, elles aussi, sur la qualité du produit et, utilisées en combinaison avec la réalisation
Uλl/Uλ2(L) = Tλl/Tλ2(L), permettent la reconnaissance et la classification dudit produit.
A partir de trois points caractéristiques, par exemple, la réalisation Uλl/Uλ2(L) est approximée par une sinusoïde ou un autre modèle et les deux fonctions - la réalisation et le modèle mathématique - sont comparés à travers le calcul d'un groupe d'indices qui permettent de mettre en évidence les défauts locaux mais également de distinguer les zones vertes non acceptables à la surface et à l'intérieur de la tomate, du poivron etc.. de celle marquée par la queue du produit et par la région verte autour de celle-ci.
Ensuite, les réalisations collectées sur les deux canaux d'information A et B et leurs modèles sinusoïdaux sont comparés entre eux à l'aide d'un deuxième groupe d'indices qui sont utilisés pour la reconnaissance de défauts disposés asymétriquement à l'intérieur ou à la surface du produit et pour la reconnaissance de la forme de celui-ci.
Pour la reconnaissance de la qualité interne et externe générale des produits dont fait partie la teneur en matière sèche, mélanges de terre et d'autres corps étrangers, il est utilisé un troisième groupe d'indices.
En rapport avec son but désigné c'est à dire, permettre de détecter une caractéristique qualitative (à savoir différents types de défauts, couleur, maturité, forme, teneur en matière sèche ou la présence de corps étrangers), chaque indice en tant que fonction est confectionné du rapport de signaux, de leur logarithme et de la longueur du produit : Xj = fj(Uλl/Uλ2, IgUλl, lgUλ2, IgUλC, L), j=l...n. (n étant le nombre d'indices) A l'aide d'une procédure itérative, il est composé une combinaison d'indices {Xj }m pour chaque catégorie du produit (j - numéro de l'indice, m - nombre de catégories) de façon à assurer, par la reconnaissance d'images, une précision maximale de l'attribution du produit à une classe donnée. L'attribution définitive du produit à la classe concernée s'effectue à l'aide d'un algorithme de prise de décision qui aboutit à un choix parmi les classes possibles.
Un produit à diagnostiquer est donc scruté par les canaux optiques donnant lieu à des réalisations qui sont soumises séparément pour chaque canal optique, à la classifica¬ tion de la façon illustrée en figure 5.
La réalisation du canal A (respectivement du canal B) est classifiée (151) par la combinaison d'indices {Xj }3 qui est spécialisée dans la reconnaissance de produits de troisième classe. Un diagnostic 152, à ce stade, d'appartenance à la troisième classe, est définitif - branche 153 A (respectivement 153B).
Dans le cas contraire, la réalisation concernée subit l'épreuve (154, 155) de la deuxième combinaison d'indices {Xj}2 qui détermine si le produit appartient ou non à la deuxième classe. Dans l'affirmative, le diagnostic du canal optique concerné est définitif (branche 156A (respectivement 156B)). Si l'objet n'a pas été attribué à la deuxième classe, la réalisation du canal A
(respectivement du canal B) est soumise à la combinaison d'indices {Xj } l (157) qui constitue le diagnostic définitif (158) du canal concerné, en attribuant l'objet à l'une des classes possibles : branches 159A, 1510A ou 1511A (respectivement 159B, 1510B ou 151 IB) sur la figure 5. Les diagnostics définitifs des deux canaux A et B, éventuellement contradictoi¬ res, parviennent à un bloc de prise de décision 1512 qui favorisera l'un ou l'autre en fonction de la préférence de l'utilisateur. Il faut noter que l'algorithme de prise de décision peut être modifié si l'utilisateur ne donne pas la priorité à la précision de la classe la plus qualitative. Pour le tri de certains produits comme par exemple la pomme de terre destinée à la transformation ou la tomate, cueillies précocement pour mûrir définitivement pendant le temps de transport, ou la pêche destinée à la consommation, ou les agrumes etc., il est nécessaire que la classification soit basée aussi bien sur la qualité interne que sur la qualité externe. Ceci est réalisé selon le principe illustré en figure 6 en reconnaissant séparément la qualité externe par les coefficients de réflexion r(λi) et la qualité interne par les coefficients de transmittance T(λi) à l'aide d'une surface réfléchissante neutre (grise) E placée en face de l'un ou des deux canaux A et B. En faisant varier le coefficient de réflexion de la surface E dans la fourchette de 0 à 1, on obtient une augmentation de la précision sur la qualité externe du produit (par exemple, la couleur de la peau).
Les informations issues des deux canaux A et B sont traitées séparément de façon à permettre à l'opérateur de faire classifier le produit selon son degré de qualité externe, interne ou globale (interne et externe).
Lors du passage par la zone d'inspection, un produit à forme irrégulière (ainsi que cela est illustré en figure 7 A) ou dévié de sa trajectoire normale pour une raison quelconque (figure 7B), peut provoquer une réflexion lumineuse vers l'un des canaux optiques A et B dont l'intensité peut dépasser de plusieurs fois l'intensité de la lumière transmise à travers le produit et entraîner ainsi une erreur de diagnostic. Ceci peut être évité selon l'invention en détectant la présence de la réflexion sur le canal concerné et en effectuant la reconnaissance sur la base de la scrutation saine de l'autre canal.
En cas de détection simultanée de réflexions sur les deux canaux, signe de la forme irrégulière du produit, la reconnaissance qualitative est effectuée sur la base des informations provenant à la fois des deux canaux A et B.
L'invention permet également de déterminer, parallèlement à la reconnaissance qualitative des produits, leurs quantités dans chacune des catégories en choisissant dans l'ordinateur les modèles d'approximation correspondant aux différents produits ou aux différentes espèces d'un même produit.
Le dispositif de l'invention comprend notamment les éléments suivants: système de convoyage de produit à l'entrée, source de lumière et caméra photométrique pour l'éclairage du produit et l'acquisition de la lumière transmise selon deux directions et deux longueurs d'onde, séparateur fréquentiel - à effet permanent - du signal utile et du celui de la "compensation", amplificateurs munis de correcteur d'erreurs, convertisseur analogique- -numérique, ordinateur, interrupteurs de sortie de puissance et organes de tri.
La figure 13 illustre un des éléments du système de convoyage, destiné à bien séparer les produits à analyser, de façon à garantir un espace minimum entre deux produits consécutifs. Il s'agit d'un "V "de convoyage, dont chaque branche 1301A et
1301B est constituée d'au moins deux bandes sans fin parallèles 1302A, 13O2B et
1303A, 1303B.
Selon l'invention, les deux bandes 1302i et 1303i se déplacent à des vitesses différentes et deux tremplins (non représentés) placés au fond du V déstabilisent les produits. Ainsi, les produits qui se trouvent entassés (1304) sont progressivement séparés (1305), ceux du dessus étant entraînés plus lentement que ceux du dessous. A l'extrémité du N de convoyage, les produits sont en file indienne, et avec une vitesse constante car ils sont entraînés par les bandes du bas 1302 A, 1302B. La figure 8 illustre les éléments essentiels de ce dispositif, sur le plan optique.
Il comprend une caméra photométrique composée des éléments suivants: source lumineuse à incandescence à filament linéaire et système optique de projection 1, corps de la caméra 2 comportant les éléments réfléchissant 4, objectifs 5, lentilles convergentes 6,
14, 17 et 24, diaphragmes à fente 7, objectifs (également appelés collimateurs) 8, photorécepteurs de synchronisation 9, miroirs dichroïques 10 et 11, miroirs réfléchis¬ sants 12, filtres optiques 13, 14, 15, 16 et 23 pour les longueurs d'onde 12A , 11A , 11B , 12B et 1C respectivement, photorécepteurs 18, 19, 20, 21 et 27, fibres optiques 22, modules de focalisation et de réglage de la lumière 25, diode électroluminescente 26 et préamplificateurs de courant photonique 28, caméra qui possède 7 sorties: cinq sorties d'information 29, 30, 31, 32 et 33, une sortie de synchronisation 34 et une sortie 35 pour le système de stabilisation du rapport de deux signaux.
Les moyens de traitement électronique sont illustrés, sous la forme d'un schéma-bloc de fonctionnement en figure 9.
En ce qui concerne le canal A, les sorties d'information 29 et 30 de la caméra photométrique 2 (figure 8) sont connectées respectivement aux entrées de deux filtres identiques passe-haut 36 et 39 et de deux filtres identiques passe-bas 37 et 38. La sortie des filtres 36 et 39 est connectée respectivement à l'entrée de deux détecteurs 40 et 43, dont la sortie est connectée, à leur tour, à l'entrée de deux filtres passe-bas 44 et 47, dont la sortie est connectée à la première entrée des commutateurs électroniques 51 et 54, commutateurs dont la sortie est connectée, pour leur part, à l'entrée des amplificateurs logarithmiques 56 et 57.
La sortie des filtres passe-bas 37 et 38 est connectée respectivement à l'entrée de deux amplificateurs identiques 41 et 42, dont la sortie est connectée à la fois à l'entrée des deux comparateurs identiques 45 et 46 et à celle des deux circuits identiques d'échantillon- nage-blocage 48 et 50. La deuxième entrée des comparateurs 45 et 46 est liée à une source de tension de référence Uref, alors que leur sortie est connectée aux entrées d'un circuit logique de type "OU" 49, dont la sortie est connectée, pour sa part, à la fois à l'entrée de commande des circuits 48 et 50, à une des entrées du circuit logique de type "OU" 64 - faisant partie du canal C (figure 8) - et à une des entrées logiques de l'ordina- teur 80.
La sortie des circuits 48 et 50 est connectée respectivement à l'autre entrée des commutateurs électroniques 51 et 54 et aux deux entrées du diviseur analogique 52 dont la sortie est connectée à l'une des extrémités de la résistance 56.
Enfin, pour ce qui concerne le canal A, la sorties des filtres 44 et 47 est connectée aux deux entrées du diviseur analogique 53. Quant au canal B, les sorties d'information 32 et 31 de la caméra photométrique 2 (figure 8) sont connectées aux entrées correspondantes de ce canal qui comprend des modules absolument identiques à ceux de 36 à 57 reliés entre eux de façon identique aux modules du canal A.
En ce qui concerne le canal C, la sortie d'information 33 de la caméra photomé- trique 2 est connectée à la fois aux entrées d'un filtre passe-haut 58 et d'un filtre passe-bas 59, la sortie des filtres 58 est 59 est connectée respectivement à l'entrée des circuits 60 et 61 - respectivement amplificateur et détecteur - dont la sortie est connectée à l'entrée des circuits 62 et 63 - respectivement échantillonneur-bloqueur et filtre passe-bas. La sortie de ces deux derniers est, à son tour, connectée à deux des entrées du commuta- teur électronique 65. La sortie du circuit 49 du canal B, de même que celui du canal A, est à la fois reliée à une entrée logique de l'ordinateur 80 et à la deuxième entrée du circuit logique de type "OU" 64 dont la sortie est connectée à l'entrée de commande du circuit 62. Le circuit 65, pour sa part, est connecté par sa sortie à l'entrée de l'amplificateur logarithmique 66. La sortie logique de l'ordinateur 80 est connectée à la fois à l'entrée de commande des commutateurs électroniques 51 et 54 des deux canaux A et B, ainsi qu'à celle-ci du commutateur électronique 65 du canal C et à l'entrée de commande du générateur d'impulsions 67 dont la sortie est connectée à l'entrée 35 de la caméra photométrique 2. La sortie des amplificateurs logarithmiques 55 et 57 du canal A et leurs homologues du canal B est connectée aux quatre entrées de l'additionneur 71 dont la sortie est connectée à la première entrée du multiplexeur 78. La sortie de l'amplificateur logarithmique 55 du canal A et de celui du canal B sont respectivement connectées à la fois aux deux premières entrées de l'additionneur 72 et à la deuxième et la neuvième entrée du multiplexeur 78, tandis que la sortie de l'amplificateur logarithmique 57 du canal A et de son homologue du canal B sont respectivement connectées à la fois aux deux premières entrées de l'additionneur 73 et à la cinquième et la huitième entrée du multiplexeur 78.
La sortie de l'amplificateur logarithmique 66 du canal C est connectée simultané- ment à la troisième entrée des additionneurs 72 et 73, ceux-ci étant connectés par leur sortie respective à la quatrième et à la septième entrée du multiplexeur 78. L'autre extrémité de la résistance 56 du canal A et de son homologue du canal B est connectée respectivement à la quatrième entrée du bloc de comparateurs 70, à la troisième et à la dixième entrée du multiplexeur 78, ainsi qu'aux deux contacts de l'interrupteur 69. La sortie du diviseur analogique 53 du canal A et de son pendant du canal B est connectée respectivement à la sixième et à la dixième entrée du multiplexeur 78. La sortie du circuit d'échantillonnage-blocage 48 du canal A et du circuit correspondant du canal B est connectée respectivement à la première et à la deuxième entrée du bloc de compara¬ teurs 70 dont les sorties sont connectées à deux entrées logiques de l'ordinateur 80. La première extrémité des potentiomètres 74, 75, 76 et 77 est connectée à la tension de référence Uref, tandis que leur deuxième extrémité est connectée à la masse, leur point-milieu est connecté respectivement à la douzième, à la treizième, à la quator¬ zième et à la quinzième entrée du multiplexeur 78 dont la sortie est connectée à l'entrée du convertisseur analogique-numérique 79. Les entrées/sorties numériques de celui-ci sont connectées à l'ordinateur 80 qui, pour sa part, est connecté au module de commande du dispositif 81 et aux interrupteurs électroniques de puissance 82 ceux-ci étant connectés par leur sortie aux organes de tri 83.
La figure 10 présente les détails des moyens de synchronisation 68, dont l'entrée, reliée à la sortie 34 de la caméra photométrique 2, est connectée à la fois à l'une des entrées du comparateur 86 et à l'entrée du détecteur de pic 85 dont la sortie est connectée à l'une des entrées du comparateur 88. La sortie de ce dernier est connectée à l'entrée de commande du compteur réversible 87, alors que la sortie du comparateur 86, pour sa part, est connectée simultanément à une entrée logique de l'ordinateur 80 et à l'entrée de mise en marche du générateur d'impulsions 84 dont la sortie est connectée à l'entrée de comptage du compteur réversible 87.
La sortie numérique de celui-ci, pour sa part, est connectée à l'entrée numérique du convertisseur numérique-analogique 90 dont la sortie analogique est connectée à l'entrée de l'amplificateur 91. La sortie de ce dernier amplificateur est connectée à la fois à l'autre entrée du comparateur 88 et à l'entrée du filtre passe-bas 92 dont la sortie est connectée à l'une des extrémités du potentiomètre 89. L'autre extrémité de ce dernier est connectée à la masse, alors que son point-milieu est connecté à l'autre entrée du comparateur 86.
La figure 11 présente un schéma plus détaillé des moyens 70 de reconnaissance de produits complètement défectueux et de corps étrangers, qui possèdent 4 entrées (deux groupes de deux correspondant aux canaux optiques) et deux sorties. L'une des entrées corresponde au canal A (respectivement canal B) est connectée au bloc 48 et l'autre est reliée à la résistance 56.
En interne, ces entrées sont connectées aux premières entrées (respectivement deuxièmes entrées) des comparateurs 95 et 96. La première extrémité des potentiomètres 93 et 94 est connectée à la source de tension de référence Uref, leur deuxième extrémité est connectée à la masse, tandis que leur point-milieu est connecté respectivement à la deuxième entrée des comparateurs 95 et 96 des deux canaux A et B.
La sortie des comparateurs 95 et 96 est connectée respectivement à la première entrée des deux circuits logiques de type "OU" 97 et 98, et de la même manière la sortie des deux comparateurs correspondants du canal B est connectée à la deuxième entrée des mêmes circuits 97 et 98, dont les sorties sont connectées, pour leur part, à des entrées logiques de l'ordinateur 80.
Le dispositif de l'invention fonctionne de la façon suivante: lors de son passage à travers la zone d'inspection de la caméra photométrique 2 (figure 8), le produit 3, éclairé par la source lumineuse 1, est traversé par la lumière qui sera perçue par les deux canaux optiques identiques A et B, qui à leur tour donneront lieu également à un troisième canal C.
Le système optique de la source lumineuse 1 projette l'image du filament linéaire de la source sur la surface éclairée du produit 3 sous la forme d'une tache lumineuse rectangulaire. Les tranches observées de la surface du produit possèdent la même forme et la même largeur, à savoir la largeur de l'image du filament, et à l'aide des objectifs 5 elles sont projetées sur les plans des diaphragmes à fente 7 et en conséquence le produit est scruté de deux faces suivant toute sa longueur pendant son passage dans la zone d'inspection. Par l'intermédiaire des collimateurs 8, des miroirs dichroïques et réfléchissants
10, 11 et 12, les flux lumineux A et B sont, chacun, partagés en 3 parties, filtrés par les filtres 13, 14, 15, 16 et 23 et sont focalisés, par les objectifs convergents 17 et 24, sur les photorécepteurs 18, 19, 20, 21 et 27. Il en résulte ainsi 5 canaux optoélectroniques possibles correspondant à des différents secteurs du spectre de 550 à 1500 nm qui sont formés par les cinq filtres lumineux à longueurs d'onde λlA , λ2A , λlB , λ2B et λC dont le choix dépend du type du produit à trier et de la qualité à diagnostiquer.
Les mêmes photorécepteurs reçoivent également le signal lumineux de référence de la diode électroluminescente 26, acheminé par fibre optique, focalisé et réglé par les modules 25. Les photorécepteurs 18, 19, 20, 21 et 27 ont pour rôle de transformer les signaux lumineux, en l'occurrence les lumières transmise et de référence, en signaux électriques qui sont amplifiés par les amplificateurs 28 et acheminés à travers les sorties 29, 30, 31, 32 et 33, vers les entrées des deux canaux électriques identiques A et B et du canal C (figure 9). En l'absence de produit, le faisceau lumineux de la source 1 atteint et excite le photorécepteur 9, en passant par le système optique convergent 6. Lors de chaque passage du produit à travers la zone de mesure, le faisceau lumineux en question est coupé, ce qui provoque à la sortie du photorécepteur 9 une série d'impulsions électriques dont la durée et l'intervalle de succession sont en relation directe avec la longueur de chaque produit et leur intervalle de succession, ainsi que cela est illustré en figure 12, a
(arrivée des produits) et signal b (signal délivré par le photorécepteur 9).
Le signal électrique de synchronisation 34 ainsi obtenu aux sorties de la caméra photométrique 2 est communiqué au module de synchronisation 68 (figure 9) dont le fonctionnement est mis en évidence sur la figure 10. L'absence de produit fait exciter ledit photorécepteur 9, qui de son côté active la sortie 34 de la caméra photométrique 2, connectée au détecteur de pic 85 (figure 10). Le signal à l'entrée du détecteur 85 étant maximal, celui à sa sortie l'est également, ce qui provoque, en passant par un système de suivi de signal constitué du comparateur 88, du générateur d'impulsions 84, du compteur réversible 87, du convertisseur analogique-num- érique 90, de l'amplificateur 91 et du comparateur 86, à l'entrée du filtre passe-bas 92 un signal dont la valeur est égale à la valeur maximale de la sortie du détecteur de pic.
Ce signal de référence est filtré par le filtre passe-bas 92 et transmis ensuite au potentiomètre 89 délivrant un signal proportionnel à cette valeur maximale qui permettra au comparateur 86 de la comparer continuellement avec la valeur courante du signal du photorécepteur. La pénétration du produit dans la zone de mesure et donc dans le faisceau lumineux fait diminuer de plus en plus le signal du photorécepteur.
Lorsque le signal en question devient plus faible ou égal au signal qu'on reçoit du point-milieu du potentiomètre 89, le comparateur 86 commute, fait arrêter le généra¬ teur d'impulsions 84 et envoie en même temps une impulsion à niveau actif vers l'ordinateur 80. A l'inverse, la sortie du produit de la zone de mesure fait augmenter le signal du photorécepteur 9 et entraîne à terme la commutation du comparateur 86, provoquant ainsi la mise en marche du générateur d'impulsions 84 du système de suivi du niveau maximal, et transmet simultanément un signal à niveau non actif "0" vers l'ordinateur 80. Ni les changements lents de l'intensité du flux lumineux dus au vieillissement de la source lumineuse et à l'encrassement du système optique, ni la coupure prolongée du faisceau lumineux n'influent sur le seuil de commutation du comparateur 86, car, d'une part, la valeur de référence issue du potentiomètre 89, est, en l'absence du produit, proportionnelle au maximum du signal courant, et d'autre part, la constante du temps de décharge du détecteur de pic est choisie suffisamment grande.
A la chute du signal de synchronisation, l'ordinateur 80 transmet un signal de mise en marche à l'entrée correspondante du générateur d'impulsions 67 qui, en conséquence, met en marche la diode électroluminescente 26 en activant l'entrée 35 de la caméra photométrique 2. Les impulsions lumineuses émises par 26, à travers les éléments de focalisation et de réglage 25 et par l'intermédiaire des fibres optiques 22, parviennent aux entrées des photorécepteurs 18, 19, 20, 21 et 27.
La durée Te du paquet d'impulsions est choisie de façon à être toujours plus courte que la pause Tp (l'intervalle de temps entre deux produits se suivant), ainsi que cela est illustré en figure 12 , signal c. A partir des sorties 29 et 30 de la caméra photométrique 2 provenant du canal A
(figure 8 et 9), on obtient deux signaux utiles UλlA et Uλ2A et deux signaux de compensation UλlEA et Uλ2EA. Les signaux utiles sont d'abord filtrés par les filtres passe-bas 37 et 38, amplifiés ensuite par les amplificateurs 41 et 42, puis transmis aux circuits d'échantillonnage-blocage 48 et 50 et acheminés enfin vers les premières entrées des comparateurs 45 et 46. Sur la deuxième entrée des comparateurs en question est connectée la même tension de référence Uref.
Si le niveau des signaux utiles est plus bas que cette tension de référence, les circuits 48 et 50 sont en mode de fonctionnement "échantillonnage" et les signaux apparaissent à leurs sorties. Si le produit éclairé dévie considérablement de sa trajectoire normale ou s'il a une forme irrégulière, il donne lieu à la réflexion (figure 7) et provoque le dépassement de Uref par UλlA ou Uλ2A ce qui fait changer d'état à la sortie des comparateurs 45 et/ou 46, et donc également la sortie des circuits logiques 49 et 64, et met en état de "blocage" les circuits 48, 50 ainsi que le circuit d'échantillonnage-blocage 62 du canal C, et émet simultanément un signal à niveau actif vers l'ordinateur 80. Ainsi, les signaux UλlA et Uλ2A sont mémorisés et restent inchangés pendant le temps de la réflexion et l'ordinateur reconnaît lequel des deux canaux A et B a perçu la lumière réfléchie et avorte sur le canal perturbé le diagnostic qui aurait donné un résultat erroné.
Après le départ du produit de la zone d'inspection, l'ordinateur reçoit un signal du circuit de synchronisation 68 et met en marche le générateur d'impulsions 67, provoquant la diode électroluminescente 26 qui émet à son tour des impulsions lumineu¬ ses acheminées par les modules 25 et les fibres optiques 22 vers tous les photorécepteurs 18, 19, 20, 21 et 27 (figure 8).
Transformées en signaux électriques, ces impulsions sont transmises par les mêmes sorties 29 et 30 du canal A de la caméra photométrique vers l'électronique du canal A (figure 9) et sont séparées respectivement par les filtres passe-haut 36 et 39, rectifiées par les détecteurs 40 et 43 et filtrées par les filtres passe-bas 44 et 47. C'est ainsi que, durant le passage du produit, le canal A délivre deux signaux utiles correspon¬ dant aux longueurs d'onde en observation, UλlA et Uλ2A, tandis que dans l'intervalle qui sépare deux passages du produit, les signaux délivrés sont ceux de compensation,
UλlEA et Uλ2EA, de durée Te (figure 12).
La sortie des blocs 48 et 50 étant connectée à l'entrée du diviseur analogique 52, la sortie numérique de celui-ci représente la valeur UλlA/Uλ2A. Les mêmes signaux issus des blocs 48 et 50 sont également transmis respectivement vers la première entrée des commutateurs électroniques 51 et 54. Les signaux de compensation disponibles à la sortie des blocs 44 et 47, sont transmis au deuxième diviseur analogique 53 qui délivre (pendant les pauses), à son tour, le rapport UλlEA/Uλ2EA.
Les mêmes signaux provenant des blocs 44 et 47 sont transmis aussi vers la deuxième entrée des commutateurs 51 et 54 respectivement. Sur présence du produit dans la zone d'inspection, ces commutateurs vont présenter les signaux utiles sur leurs sorties, signaux qui sont pris en logarithme respectivement par les amplificateurs logarithmiques 55 et 57, avant d'attaquer la première sortie des additionneurs analogiques 71, 72 et 73, et respectivement, deux entrées du multiplexeur 78.
Lors des pauses entre les produits, le circuit de synchronisation 68 passe en état passif, faisant mettre en marche le générateur d'impulsions par l'ordinateur et faisant commuter les commutateurs 51 et 54 - par leurs entrées de commande - de façon à faire apparaître sur leur sortie les signaux de compensation UλlEA et Uλ2EA, pris ensuite en logarithme respectivement par les mêmes amplificateurs logarithmiques 55 et 57.
Le canal B est conçu et fonctionne comme le canal A, à ceci près que les signaux d'entrée du canal B correspondent aux longueurs d'onde λlB et λ2B. Tout comme pour le canal A, ses signaux de sortie (voir figure 9) sont envoyés vers additionneurs 71 , 72 et 73.
Le canal C se distingue des canaux A et B par le fait qu'il traite une seule longueur d'onde λC et, à partir du signal 33 de la caméra photométrique 2 (figure 8) passé dans les filtres passe-bas 58 et passe-haut 59, génère seulement deux signaux UλC et UλEC qui subissent, à travers les blocs 60, 61, 62, 63, 64, 65 et 66, un traitement analogue à celui de leur homologue des canaux A et B.
La présence du produit dans la zone d'inspection fait apparaître les signaux suivants à la sortie respective des additionneurs 71, 72 et 73: l/2(lgUλl A - lgUλ2A + IgUλlB - lgUλ2B), l/2(lgUλlA + IgUλlB) - IgUλC et l/2(lgUλ2A + lgUλ2B) - IgUλC . Pendant les pauses Te, où fonctionne le système de compensation, ces mêmes sorties des additionneurs délivrent des signaux en rapport avec les signaux de compensa- tion UλlEA, Uλ2EA, UλlEB, Uλ2EB, UλEC.
Les trois derniers signaux utiles et leur homologue de compensation, les deux signaux utiles Uλl A/Uλ2A, Uλ lB/Uλ2B et leur homologue UλlEA/Uλ2EA,
UλlEB/Uλ2EB, ainsi que les signaux IgUλlA, lgUλ2A, IgUλlB et lgUλ2B sont envoyés, à travers le multiplexeur 78, vers le convertisseur analogique-numérique 79 où ils sont convertis avant d'atteindre l'ordinateur 80. Ce dernier procède à l'addition des signaux logarithmiques et à la division des autres signaux utiles par leur homologue pour éliminer l'effet des variations du gain du circuit optoélectronique des canaux A, B et C dues au vieillissement, aux changements de température, aux fluctuations d'alimentation etc. Il calcule ensuite la valeur des indices Xj et de leurs combinaisons {Xj }m..
Dans cet espace à m dimensions constitué par les combinaisons d'indices, lui même une projection de l'espace d'indices à n dimensions, et par les méthodes de reconnaissance de formes, on analyse les données calculées et, à travers un algorithme de prise de décision (figure 5), on classe le produit dans une catégories en fonction de sa qualité recherchée, à savoir, la couleur, le degré d'importance de ses défauts, la maturité, la forme, la teneur en matière sèche, etc.
L'algorithme permet également de discriminer les corps étrangers. En fonction de la décision définitive du classificateur logique, l'ordinateur 80 émet un signal vers le bloc des interrupteurs de puissance 82 qui met, à son tour, en fonctionnement l'organe de tri correspondant 83.
Les potentiomètres 74, 75 et 76 permettent de déplacer la frontière entre les catégories de produits lorsque ceux-ci sont triés par couleur ou par maturité, tandis qu'avec le potentiomètre 77 on détermine la valeur limite de la teneur en matière sèche, lorsque celle-ci représente un critère supplémentaire de tri. Le bloc 81 émet deux signaux numériques à destination de l'ordinateur 80 dont l'un permet de déterminer la frontière entre les différentes catégories lorsque le tri est basé sur la gravité des défauts, et ceci en déterminant les probabilités à priori de la présence de produits de chaque catégorie de qualité dans le flux d'entrée du dispositif. L'autre signal numérique du bloc 81 permet l'ajustement d'un paramètre dans l'algorithme de reconnais- sance en fonction de l'état qualitatif général du produit dépendant des conditions climatiques et du sol, des conditions et de la durée de stockage etc..
En fonction du degré d'opacité optique de la couche superficielle du produit et selon la primauté ou non de la qualité interne sur la qualité externe, on choisit le coefficient de réflexion adéquate des éléments réfléchissants 4 (figure 8). En fermant l'interrupteur 69, les sorties des résistances 56 (figure 8) sont réunies, conduisant au mélange des signaux issus des canaux A et B, pour aboutir à deux ensembles de signaux identiques suivant: l/2(Uλl A/Uλ2A + UλlB/Uλ2B). Cela permet de trier le produit selon sa qualité globale (couleur, maturité, teneur en matière sèche).
Le mode de réalisation décrit ci-dessus n'est bien sûr nullement limitatif de l'invention. L'homme du métier pourra imaginer de lui-même de nombreuses variantes sans sortir du champ de la présente demande de brevet.
Les adaptations suivantes sont notamment possibles : utilisation de plusieurs sources d'éclairage (en faisant en sorte, de préférence, que la lumière récupérée soit au moins en partie une lumière diffusée, et non une lumière directe, en choisissant de façon adéquate, le positionnement des capteurs par rapport aux sources) ; utilisation de plus de deux récepteurs optiques indépendants et/ou de plus de deux canaux par flux lumineux récupérés, de façon à augmenter les signaux analysés ; - analyse effectuée directement sur un élément de convoyage, et non plus durant une chute libre ; modification des moyens de traitement, par exemple en numérisant directement les signaux optoélectroniques et en effectuant un traitement entièrement (ou essentiellement) numérique ; - adaptation de l'algorithme de tri, en fonction des besoins et des produits;

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de reconnaissance et/ou de tri de fruits ou légumes, comprenant des moyens (102 ; 1) d'éclairage d'un objet (101 ; 3) à reconnaître et/ou à trier, émettant au moins un faisceau de lumière incidente, des moyens (2) de récupération d'au moins une partie de la lumière diffusée par ledit objet et des moyens (fig.9) d'analyse de ladite lumière diffusée, générant une information de reconnaissance et/ou de tri représentative dudit objet, caractérisé en ce que lesdits moyens (2) de récupération comprennent au moins deux récepteurs optiques (5) indépendants, placés sur des axes distincts et différents de l'axe dudit faisceau de lumière incidente, de façon que lesdits récepteurs optiques reçoivent des flux lumineux diffusés distincts (203A, 20B) correspondant à des portions au moins partiellement distinctes de ladite lumière diffusée, et en ce que lesdits moyens d'analyse (fig.9) traitent de façon indépendante chacun desdits flux lumineux(3203A, 203B).
2 . Dispositif selon la revendication -1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens
(10 à 16) de division et/ou de filtrage d'au moins un desdits flux lumineux diffusés en au moins deux canaux lumineux (201A, 201B, 3202A, 202B) présentant des bandes de fréquence distinctes.
3 . Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites bandes de fréquences sont choisies dans la fourchette de 550 à 900 nm.
4 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un jeu de moyens de transformation optoélectronique (18 à 21, 27) de chacun desdits flux (203A, 203B) ou canaux lumineux (201A, 201B, 202A, 202B) en des signaux électriques alimentant lesdits moyens d'analyse (fig.9), et des moyens de tarage (22, 25, 26) desdits moyens de transformation, délivrant une même référence lumineuse à chacun desdits moyens de transformation.
5 . Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de tarage (22, 25, 26) sont actifs en l'absence d'objets en regard dudit faisceau de lumière incidente.
6 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un récepteur optique complémentaire (6) placé dans l'axe dudit faisceau lumineux incident et utilisé comme détecteur de présence d'un objet dans le champ dudit faisceau incident.
7 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'addition (12, 23, 24) d'au moins deux flux (203A, 203B) et/ou canaux lumineux issus de récepteurs optiques distincts, de façon à former un canal complémentaire (20C).
8 . Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit canal complémen- taire (20C) présente une bande de fréquence comprise entre 900 et 1500 nm.
9 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens réfléchissants (4) placés de façon à adapter le rapport entre la lumière diffusée par ledit objet et la lumière réfléchie par ledit objet dans la lumière reçue par lesdits récepteurs optiques.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens d'analyse comprennent des moyens de détection de réflexions lumineuses parasites sur ledit objet , de façon à corriger les mesures effectuées.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que lesdits récepteurs optiques comprennent au moins un des moyens appartenant au groupe comprenant les objectifs (5) et les diaphragmes à fente (7).
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que lesdits moyens d'analyse prennent en compte au moins deux relevés de mesure successifs de lumière diffusée correspondant à la projection dudit faisceau lumineux incident sur des zones au moins partiellement distinctes dudit objet.
13. Dispositif selon les revendications 11 et 12, caractérisé en ce que la largeur de fente desdits diaphragmes à fente est choisie de façon que deux relevés de mesure consécutifs correspondent à deux tranches sensiblement contigϋes sur ledit objet.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'amenée comprenant au moins un élément en forme de V dont chaque branche (1301A, 13021B) comprend au moins deux bandes parallèles (1302A, 1302B, 1303A, 1303B) défilant à des vitesses différentes.
15. Procédé de reconnaissance et/ou de tri de fruits ou légumes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : émission d'un faisceau de lumière incidente sur un objet (1, 102) à reconnaître et/ou à trier ; récupération d'une partie de la lumière diffusée par ledit objet par au moins deux récepteurs optiques (5) indépendants, placés sur des axes distincts et différents de l'axe dudit faisceau de lumière incidente, de façon à obtenir des flux lumineux diffusés (203A, 203B) distincts correspondant à des portions au moins partiellement distinctes de ladite lumière diffusée ; analyse desdits flux lumineux diffusés, de façon à produire une information de reconnaissance et/ou de tri représentative dudit objet.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite étape d'analyse comprend les étapes suivantes : - détermination d'au moins deux canaux lumineux (201 A, 20 IB, 202 A,
202B) présentant des bandes de fréquence distinctes à partir d'au moins un desdits flux lumineux (203 A, 203B) ; transformation optoélectronique desdits canaux lumineux en des signaux électriques correspondants ; - calcul du rapport de deux signaux électriques correspondant à des canaux lumineux issus d'un même flux lumineux ; comparaison dudit rapport avec au moins une valeur de seuil, de façon à produire une information de reconnaissance et/ou de tri.
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une étape de calcul du logarithme dudit rapport.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 et 17, caractérisé en ce que ladite étape de comparaison comprend les étapes de : détermination préalable d'un ensemble d'indices de référence prenant en compte au moins une des informations appartenant au groupe comprenant la longueur et/ou la surface dudit objet, le rapport de deux canaux lumineux, le logarithme dudit rapport, les caractéristiques spécifiques des fruits ou légumes à trier, les critères de tri fixés par un utilisateur ; calcul d'un jeu d'indices représentatifs de l'objet à trier, ledit jeu d'indices comprenant au moins un indice ; - comparaison de chaque indice représentatif de l'objet à trier avec les indices de référence correspondants.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : amenée en chute libre dudit objet en regard dudit faisceau de lumière incidente ; réalisation d'au moins deux relevés de mesure successifs, correspondant à deux zones au moins partiellement distinctes dudit objet ; calcul d'un rapport de deux signaux électriques correspondant à des canaux lumineux issus d'un même flux lumineux pour chacun desdits relevés de mesure successifs ; détermination d'une courbe représentative de l'évolution dudit rapport durant la chute libre dudit objet ; analyse de ladite courbe de façon à déterminer une information représentative de la qualité globale dudit objet.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de regroupement d'au moins deux flux lumineux sur une bande de fréquence prédéterminée.
21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'analyse du canal complémentaire (20C) produit lors de ladite étape de regroupement, délivrant une information représentative de la teneur en matière sèche dudit objet.
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 21, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'estimation du poids dudit objet.
23. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 et/ou du procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 22 pour au moins une des applications appartenant au groupe comprenant : analyse de la qualité interne d'un fruit ou légume ; analyse de la qualité externe d'un fruit ou légume ; analyse de la couleur d'un fruit ou légume ; analyse de la forme et ou de la taille d'un fruit ou légume ; - analyse de la teneur en matière sèche d'un fruit ou légume ; détection de défauts internes ou externes dus à une maladie, un insecte, un rongeur, un ver ou un endommagement mécanique.
24. Utilisation selon la revendication 23 pour au moins l'un des fruits et/ou légumes appartenant au groupe comprenant : - pommes de terre épluchées ; pommes de terre non épluchées ; tomates de jardin et tomates de serre ; oignons ; poivrons ; - pêches ; abricots ; agrumes.
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