WO2004074872A1 - Systeme de detection optique d’objets ou de personnes - Google Patents

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WO2004074872A1
WO2004074872A1 PCT/FR2004/000323 FR2004000323W WO2004074872A1 WO 2004074872 A1 WO2004074872 A1 WO 2004074872A1 FR 2004000323 W FR2004000323 W FR 2004000323W WO 2004074872 A1 WO2004074872 A1 WO 2004074872A1
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detection
objects
detection system
image
assembly
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Application number
PCT/FR2004/000323
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English (en)
Inventor
Marc Santoni
Original Assignee
Iris Sensors
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/20—Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers
    • G01V8/24—Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers using optical fibres

Definitions

  • the present invention relates, in general, to optical detection systems.
  • This invention relates, more particularly, to a system which performs optical detection of objects or people, in particular objects or people who move within a certain volume.
  • this system can, thanks to a special treatment, also perform functions of measurement, counting, identification and sorting of objects or people.
  • the present invention relates in particular to the following technical fields of application:
  • optical detection devices used in these fields, are systems with light emitters and receivers, in the visible or invisible spectrum, with emission of light beams which are "cut off" by the presence or the passage an object or a person.
  • the emitters are conventional incandescent electric lamps, or light-emitting diodes, the latter notably making it possible to emit infrared rays.
  • the receptors are, most often, phototransistors which are activated as soon as the light reaches them. There are, more particularly, for the detection of objects within a certain volume, ramps of emitters and in particular ramps of light-emitting diodes.
  • each transmitter in theory it corresponds to each transmitter a single receiver, in reality each transmitter "drools" on the receivers neighboring the receiver which theoretically corresponds to it.
  • each receiver R1 or R2 picks up the beams coming from the two emitters E1 and E2. It follows that a receiver R1 or R2 will only be obscured by an object simultaneously cutting the two beams, originating respectively from the transmitters E1 and E2.
  • This phenomenon can only be avoided by limiting the distance between the transmitters E1, E2 on the one hand, and the receivers R1, R2 on the other hand, so that no transmitter is "drooling" on the receivers other than the corresponding receiver. In this case, however, the width of the detection volume is reduced, for example to less than 25 cm, for transmitters (and also receivers) placed at intervals of 5 cm.
  • an object A can momentarily escape detection, if its dimension is less than the distance D between two neighboring transmitters E1 and E2. This results in a risk of non-detection of the object, or at least an inaccuracy of measurement.
  • the present invention aims to avoid the disadvantages previously exposed, and it therefore aims to provide an improved optical detection system, allowing precise detection and measurement, without distance limitation and with multiple control points, in a way simple and economical.
  • the optical detection system of objects or people, object of the invention comprises on the one hand a set of light emitters, and on the other hand, opposite this set of light emitters light, an assembly for collecting, centralizing and correlating optical information in the form of images, this assembly including a plurality of image guides associated with areas to be monitored and leading to at least one common matrix sensor, which centralizes the images corresponding to the different areas.
  • an image guide is provided for each area to be monitored, this image guide being in particular an optical fiber, and the end of each image guide, located opposite the corresponding area to be monitored, is preferably provided with an optic, more particularly with at least one lens, which captures the image of this area.
  • the matrix sensor to which the various image guides of the system lead, is for example a CMOS or CCD type sensor, which are associated, on the one hand, an optic with lenses and possibly with an infrared filter, and on the other hand, a microcontroller or microprocessor, the assembly being able to be housed in a housing.
  • the microcontroller or microprocessor executes, with the aid of its programs, the detection algorithms, by direct processing of the captured images, and also, depending on the applications of the system, the additional processing operations for measurement, correlation, counting, possibly the decision such as: authorization or prohibition of access, safety shutdown of a machine or installation.
  • the system of the present invention is characterized in particular by the user of optical fibers as complete image guides (and not as simple light guides conveying light points).
  • optical detection system object of the present invention, has the following advantages: - This system achieves a true "vision”, and it has a high detection and measurement precision, without a minimum distance is imposed between the emitters on the one hand, and the ends of the image guides on the other hand.
  • the system which is the subject of the invention can use, as transmitters, conventional lamps or light-emitting diodes, so that it presents no danger to people (unlike systems which use lasers).
  • the proposed system is simple and economical in design, in particular because it does not require any sequencing, all the lamps or light-emitting diodes being lit continuously and simultaneously. Simplicity and economy also result from the small number of image guides (it is no longer necessary to associate a receiver with each light emitter).
  • the detection system according to the invention is itself insensitive to ambient light, subject to the use of infrared emitters.
  • the wiring of this system is very simple, and its installation does not require relative position adjustment between transmitters and receivers, so that its assembly is generally very simple.
  • the low cost of the system makes it possible to multiply the control points or zones, without increasing the cost in a manner proportional to the number of these points or zones, which allows, for a low additional cost, to increase the precision of the system, or its reliability by making it "redundant".
  • the system also offers great flexibility in the arrangement of transmitters on the one hand, and receivers also thanks to optical fibers, which allows detections and measurements along several axes and, in particular, in the three dimensions of space. , for example to measure the height of an object, in addition to detecting its passage and measuring its length, for example in object sorting applications.
  • the information conveyed by the image guides is centralized, which simplifies supervision and wiring.
  • Figure 3 is a block diagram of an object detection system according to the present invention, the objects being horizontally scrolled;
  • Figure 4 is a diagram illustrating the collection, transmission by optical fibers, and centralization of the images of an object, by such a system
  • Figure 5 is a perspective view of another detection system, for objects in free fall
  • Figure 6 is a perspective view showing a variant of this system for detecting objects in free fall.
  • FIG. 3 shows a detection system for objects A which pass horizontally along the arrow F, wandering driven forward by a conveyor C, of any type.
  • the detection system here comprises, on the one hand, a set of infrared emitters 2, arranged along the conveyor C, on one side thereof.
  • the interval between two transmitters 2 is designated by D.
  • the assembly 3 comprises, in particular, a plurality of image guides, in the form of optical fibers 4, which are directed towards a common housing 5.
  • each end of optical fiber 4, provided with an optic 6, "sees" a certain area to be monitored, in particular in the form of a cone with a suitably oriented axis, designated by C1, C2, ... Cn, which is located above the conveyor C, opposite the infrared emitters 2.
  • the zones C1, C2, ... Cn follow one another here, overlapping, in the longitudinal direction of conveyor C.
  • the optical fibers 4 lead, at the level of the housing 5, to an optic placed in this housing 5, and composed of an infrared filter 7 and of lenses 8. Also inside the housing 5, under the lenses 8, is disposed a matrix sensor 9 of CMOS or CCD type, connected to a microcontroller 10.
  • each optic with lens 6 monitors the corresponding area C1, C2, ... Cn, by receiving an image of this area which is transmitted, by the corresponding optical fiber 4 constituting an image guide, to the housing. 5 which thus centralizes the information (images) corresponding to the different zones C1, C2, ... Cn. Thanks to the matrix sensor 9 and to the microcontroller 10, this information is collected, converted and correlated, so as to carry out at least the detection of each object A which advances while being driven by the conveyor C, and if necessary the measurement of this object and its recognition, or even the counting of the objects A successively detected.
  • the detection and possible measurement of the objects A are here carried out in a precise and reliable manner, without a minimum value being imposed for the distance D between the transmitters 2.
  • other optical fibers 11, coming from other control points can also lead to the same box 5, which makes it possible to centralize the information originating from several control points piLTs or less distant from each other, for example to supervise several conveyors inside a workshop or a factory.
  • the box 5 includes inputs 12 and outputs 13, for introducing parameters and parameters into the microcontroller 10. commands from the sensors corresponding to the different zones to be monitored, and for transmitting, from the microcontroller 10, information on the transmitters 2.
  • FIG. 4 In which, by way of example, four optical fibers 4 convey the images, seen by their optics 6, of as many zones C and centralize them towards a box 5, more particularly by focusing them on a matrix sensor 9 here shown in a greatly enlarged manner. There are thus formed, on the matrix sensor 9, four different images A1, A2, A3 and A4 of the same object A, as it is "seen" from different angles by the respective optics 6 of the ends of the optical fibers 4, these four images being detected individually and then correlated to each other.
  • FIG. 5 in which the elements corresponding to those previously described are designated by the same reference numerals, shows a system for detecting objects A falling in free fall along an arrow G, for example parts produced in industry and falling in a bin, or packages in a sorting facility.
  • the infrared emitters 2 here form a curtain or a network of emitters, extending in a vertical plane, facing the drop zone of the objects A.
  • the assembly 3 is however limited to two optical fibers 4, ending with respective optics 6 which are located opposite the transmitters 2 and "see” two respective zones C1 and C2, of conical appearance. These two zones C1 and C2, of the same shape, are here at the same height but are oriented differently, so that the two optics 6 "see” the same volume but observing it from a different angle.
  • each object A falling in free fall can be detected, and possibly measured and identified, thanks to the components housed in the housing 5.
  • this housing 5 can also constitute the end point of other optical fibers 11, by example for the similar detection of objects on other production or sorting lines.
  • FIG. 6 shows a variant of this detection system ⁇ of objects A falling in free fall.
  • the set of emitters here comprises two panels or curtains of infrared emitters, respectively 2 ′ and 2 ", arranged in two vertical planes perpendicular to each other.
  • the set 3 comprises a first series of optical fibers 4 '' with terminal optics respective 6 ', which are located opposite the first panel of transmitters 2', and "see” a first series of zones C'1 to Cn.
  • This assembly 3 also includes a second series of optical fibers 4 "with respective terminal optics 6 ", which are located opposite the second panel of transmitters 2", and “see” a second series of zones C "1 to C” n.
  • All the optical fibers 4 'and 4 "of the two series lead to the same housing 5.
  • Each object A, falling in the vertical direction (axis z), can thus be detected, and measured along the horizontal axes x and y.
  • a measurement of the same object A along the z axis is also possible, thanks to the numerous shots of this object made at regular intervals, very close together.
  • object A can be measured along its three axes.

Abstract

Le système comprend, d'une part, un ensemble d'émetteurs de lumière (2), et d'autre part, en regard de l'ensemble d'émetteurs, un ensemble (3) de collecte, de centralisation et de corrélation d'informations optiques, sous forme d'images, cet ensemble (3) comprend une pluralité de guides d'images (4) associés à des zones à surveiller (C1, C2, ... Cn) et aboutissant à un capteur matriciel commun (9) qui centralise les images correspondant aux différentes zones (Cl, C2, ... Cn) ; l'extrémité de chaque guide d'images (4), qui est notamment une fibre optique, est de préférence munie d'une optique (6) avec lentille. Ce système s'applique à la détection d'objets (A), par exemple sur un convoyeur (C), éventuellement avec mesure, comptage ou tri, ainsi qu'à la détection de personnes pour le contrôle d'accès.

Description

Système de détection optique d'objets ou de personnes
La présente invention concerne, de façon générale, les systèmes de détection optique. Cette invention se rapporte, plus particulièrement, à un système qui réalise la détection optique d'objets ou de personnes, en particulier d'objets ou de personnes qui se déplacent dans un certain volume. Outre la simple détection, ce système peut, grâce à un traitement particulier, assurer aussi des fonctions de mesure, de comptage, d'identification et de tri d'objets ou de personnes. Ainsi, la présente invention se rapporte notamment aux domaines techniques d'application suivants :
- Contrôle de passage d'objets, dans des processus industriels et logistiques (traitement de colis), éventuellement avec une mesure des dimensions extérieures des objets et ou un tri de ces objets selon leur nature ou leur grosseur.
- Contrôle d'accès pour les personnes et ou pour les véhicules, par exemple dans les réseaux de transports en commun, ou bien dans les bâtiments.
- Protection et sécurité des machines et installations industrielles, utilisant le principe de "barrières immatérielles" telles que les barrières lumineuses.
D'une manière générale, les dispositifs de détection optique, utilisés dans ces domaines, sont des systèmes à émetteurs et récepteurs de lumière, dans le spectre visible ou invisible, avec émission de faisceaux lumineux qui sont "coupés" par la présence ou le passage d'un objet ou d'une personne. Les émetteurs sont des lampes électriques classiques à incandescence, ou des diodes électroluminescentes, ces dernières permettant notamment d'émettre des rayons infrarouges. Les récepteurs sont, le plus souvent, des phototransistors qui sont activés dès que la lumière les atteint. II existe, plus particulièrement, pour la détection d'objets à l'intérieur d'un certain volume, des rampes d'émetteurs et notamment des rampes de diodes électroluminescentes. Sur ces rampes, les diodes électroluminescentes sont situées en'des emplacements relativement proches les uns des autres, la distance entre deux diodes voisines étant de quelques centimètres ou millimètres. Dans ce cas, du fait qu'à chaque émetteur il est associé un récepteur situé en vis-à-vis, les récepteurs se situent eux aussi à une faible distance les uns des autres. Une telle disposition est censée procurer une grande densité de faisceaux lumineux et une supposée précision de détection. A titre d'exemples de cet état de la technique, il est fait référence aux documents US Re 36094 (en particulier figure 6), EP 0557589, US 5033065 et JP 60-098380.
Toutefois, comme l'illustrent les schémas des figures 1 et 2 du dessin schématique annexé, de telles dispositions connues conservent des inconvénients, facilement compréhensibles.
En particulier, comme montré sur la figure 1 , s'il correspond en théorie à chaque émetteur un seul récepteur, en réalité chaque émetteur "bave" sur les récepteurs voisins du récepteur qui théoriquement lui correspond. Ainsi, en considérant deux émetteurs infrarouges successifs E1 et E2, et les deux récepteurs correspondants R1 et R2, on voit ici que chaque récepteur R1 ou R2 capte les faisceaux issus des deux émetteurs E1 et E2. II en résulte qu'un récepteur R1 ou R2 ne sera occulté que par un objet coupant simultanément les deux faisceaux, issus respectivement des émetteurs E1 et E2. Ce phénomène ne peut être évité qu'en limitant la distance entre les émetteurs E1 , E2 d'une part, et les récepteurs R1 , R2 d'autre part, de manière à ce qu'aucun émetteur ne "bave" sur les récepteurs autres que le récepteur qui lui correspond. Dans ce cas, toutefois, la largeur du volume de détection est réduite, par exemple à moins de 25 cm, pour des émetteurs (et aussi des récepteurs) placés à des intervalles de 5 cm.
Cependant, même en respectant une telle distance, et comme l'illustre la figure 2, un objet A peut échapper momentanément à la détection, si sa dimension est inférieure à la distance D entre deux émetteurs voisins E1 et E2. Il en résulte un risque de non-détection de l'objet, ou du moins une imprécision de mesure.
Pour éviter que les émetteurs ne "bavent" sur les récepteurs, tout en maintenant une distance importante entre les émetteurs d'une part, et les récepteurs d'autre part, il est possible d'exciter successivement les émetteurs, et éventuellement aussi les récepteurs correspondants, de manière à n'avoir, à un instant donné, qu'un seul faisceau actif. Toutefois, la réalisation d'un tel séquencement implique la mise en œuvre de systèmes relativement importants et complexes de comptage et de logique, qui compliquent et renchérissent les systèmes de détection, et qui ralentissent leur fonctionnement. A cet égard, il est fait référence au document précité US 5033065. Selon les documents précités, il est également connu de relier les récepteurs par des fibres optiques à des capteurs regroupés en un même endroit, situé à distance de la zone surveillée, par exemple à l'intérieur d'un boîtier. Les fibres optiques sont, dans ce cas, utilisées comme de simples guides de lumière, qui véhiculent des points lumineux.
Par le brevet US 4795913, il est en outre connu de diriger un faisceau de fibres optiques vers un dispositif comprenant une lentille et un capteur de type matriciel. Dans ce cas également, les fibres optiques ne font que transmettre des points lumineux, que la lentille focalise sur le capteur matriciel, comme l'illustre la figure 8 du document.
Ainsi, tous les systèmes connus ne font que capter et transmettre des points lumineux, ou des énergies lumineuses, et détecter ou mesurer des niveaux de luminosité, mais ces systèmes ne sont pas capables de discriminer avec précision le point d'où est émise la lumière, et lorsqu'ils sont utilisés en milieu ouvert, leur fonctionnement peut être perturbé par des sources de lumière "parasites", par exemple par le soleil ou par des lampes puissantes.
La présente invention vise à éviter les inconvénients précédemment exposés, et elle a donc pour but de fournir un système de détection optique perfectionné, permettant une détection et une mesure précises, sans limitation de distance et avec des points de contrôle multiples, d'une manière simple et économique.
A cet effet, le système de détection optique d'objets ou de personnes, objet de l'invention, comprend d'une part un ensemble d'émetteurs de lumière, et d'autre part, en regard de cet ensemble d'émetteurs de lumière, un ensemble de collecte, de centralisation et de corrélation d'informations optiques sous forme d'images, cet ensemble incluant une pluralité de guides d'images associés à des zones à surveiller et aboutissant à au moins un capteur matriciel commun, qui centralise les images correspondant aux différentes zones. En particulier, un guide d'images est prévu pour chaque zone à surveiller, ce guide d'images étant notamment une fibre optique, et l'extrémité de chaque guide d'images, située face à la zone correspondante à surveiller, est de préférence munie d'une optique, plus particulièrement d'au moins une lentille, qui capte l'image de cette zone. Le capteur matriciel, auquel aboutissent les différents guides d'images du système, est par exemple un capteur de type CMOS ou CCD, auquel sont associés, d'une part, une optique avec lentilles et éventuellement avec filtre infrarouge, et d'autre part, un microcontrôleur ou microprocesseur, l'ensemble pouvant être logé dans un boîtier. Le microcontrôleur ou microprocesseur exécute, à l'aide de ses programmes, les algorithmes de détection, par traitement direct des images captées, et aussi, selon les applications du système, les traitements complémentaires pour la mesure, la corrélation, le comptage, éventuellement la décision telle que : autorisation ou interdiction d'accès, arrêt de sécurité d'une machine ou installation.
Ainsi, comme il résulte de ce qui précède, le système de la présente invention se caractérise notamment par l'utilisateur de fibres optiques comme guides d'images complètes (et non pas comme de simples guides de lumière véhiculant des points lumineux).
Dans l'ensemble, le système de détection optique, objet de la présente invention, possède les avantages suivants : - Ce système réalise une véritable "vision", et il possède une grande précision de détection et de mesure, sans qu'une distance minimale soit imposée entre les émetteurs d'une part, et les extrémités des guides d'images d'autre part.
- Le système objet de l'invention peut utiliser, comme émetteurs, des lampes classiques ou des diodes électroluminescentes, de sorte qu'il ne présence aucun danger pour les personnes (contrairement aux systèmes qui utilisent des lasers).
- Le système proposé est de conception simple et économique, en particulier du fait qu'il ne nécessite aucun séquencement, toutes les lampes ou diodes électroluminescentes étant éclairées de façon continue et simultanée. La simplicité et le caractère économique résultent aussi du petit nombre de guides d'images (il n'est plus nécessaire d'associer un récepteur à chaque émetteur de lumière).
- L'utilisation de sources émettrices de lumière alimentées en courant électrique continu, de façon permanente, et aussi de fibres optiques, évite toute émission de rayonnements électromagnétiques, de sorte que le système engendre peu de perturbations électromagnétiques. Le système de détection selon l'invention est lui-même insensible à la lumière ambiante, sous réserve d'utiliser des émetteurs infrarouges. - Le câblage de ce système est très simple, et son installation ne nécessite pas de réglage de position relative entre émetteurs et récepteurs, de sorte que son montage est globalement très simple.
- Le faible coût du système permet de multiplier les points ou zones de contrôle, sans augmenter le coût de façon proportionnelle au nombre de ces points ou zones, ce qui permet, pour un faible coût additionnel, d'augmenter la précision du système, ou sa fiabilité en le rendant "redondant".
- Le système offre par ailleurs une grande souplesse de disposition des émetteurs d'une part, et des récepteurs aussi grâce aux fibres optiques, ce qui permet des détections et mesures selon plusieurs axes et, en particulier, dans les trois dimensions de l'espace, par exemple pour mesurer la hauteur d'un objet, en plus de la détection de son passage et de la mesure de sa longueur, par exemple dans des applications de tri d'objets.
- Quel que soit le nombre des zones à surveiller, les informations véhiculées par les guides d'images se trouvent centralisées, ce qui simplifie la supervision et le câblage.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques modes de réalisation et applications de ce système de détection optique :
Figure 3 est un schéma de principe d'un système de détection d'objets, conforme à la présente invention, les objets étant en défilement horizontal ;
Figure 4 est un schéma illustrant la collecte, la transmission par des fibres optiques, et la centralisation des images d'un objet, par un tel système ;
Figure 5 est une vue en perspective d'un autre système de détection, pour des objets en chute libre ;
Figure 6 est une vue en perspective montrant une variante de ce système de détection d'objets en chute libre.
La figure 3, à laquelle il sera tout d'abord fait référence, montre un système de détection pour des objets A qui défilent horizontalement suivant la flèche F, errétant entraînés en avant par un convoyeur C, de type quelconque.
Le système de détection comprend ici, d'une part, un ensemble d'émetteurs infrarouges 2, disposés le long du convoyeur C, sur un côté de celui-ci. L'intervalle entre deux émetteurs 2 est désigné par D. En regard de l'ensemble d'émetteurs 2, donc sur l'autre côté du convoyeur C, il est prévu un ensemble 3 de collecte, de centralisation et de corrélation d'informations optiques. L'ensemble 3 comprend, en particulier, une pluralité de guides d'images, sous la forme de fibres optiques 4, qui sont dirigées vers un boîtier commun 5.
Les extrémités respectives des fibres optiques 4, éloignées du boîtier 5, sont toutes munies d'une optique avec lentille 6. Ainsi, chaque extrémité de fibre optique 4, pourvue d'une optique 6, "voit" une certaine zone à surveiller, notamment en forme de cône d'axe convenablement orienté, désignée par C1 , C2, ... Cn, qui se situe au-dessus du convoyeur C, en regard des émetteurs infrarouges 2. Les zones C1 , C2, ...Cn se suivent ici, en se chevauchant, dans la direction longitudinale du convoyeur C.
Les fibres optiques 4 aboutissent, au niveau du boîtier 5, à une optique placée dans ce boîtier 5, et composée d'un filtre infrarouge 7 et de lentilles 8. Egalement à l'intérieur du boîtier 5, sous les lentilles 8, est disposé un capteur matriciel 9 de type CMOS ou CCD, relié à un microcontrôleur 10.
En cours de fonctionnement, chaque optique avec lentille 6 surveille la zone correspondante C1 , C2, ...Cn, en recevant une image de cette zone qui est transmise, par la fibre optique 4 correspondante constituant un guide d'images, vers le boîtier 5 qui centralise ainsi les informations (images) correspondant aux différentes zones C1 , C2, ...Cn. Grâce au capteur matriciel 9 et au microcontrôleur 10, ces informations sont collectées, converties et corrélées, de manière à réaliser au moins la détection de chaque objet A qui avance en étant entraîné par le convoyeur C, et le cas échéant la mesure de cet objet et sa reconnaissance, ou encore le comptage des objets A successivement détectés.
Selon un aspect important de l'invention, la détection et la mesure éventuelle des objets A sont ici réalisés de façon précise et fiable, sans que soit imposée une valeur minimale pour la distance D entre les émetteurs 2. Comme l'illustre encore la figure 3, d'autres fibres optiques 11 , en provenance d'autres points de contrôle, peuvent aussi aboutir au même boîtier 5, ce qui permet de centraliser les informations issues de plusieurs points de contrôle piLTs ou moins éloignés les uns des autres, par exemple pour superviser plusieurs convoyeurs à l'intérieur d'un atelier ou d'une usine. Enfin, on notera que le boîtier 5 comprend des entrées 12 et des sorties 13, pour introduire dans le microcontrôleur 10 des paramètres et commandes des capteurs correspondants aux différentes zones à surveiller, et pour transmettre, à partir du microcontrôleur 10, des informations sur les émetteurs 2.
Pour illustrer plus en détail le fonctionnement d'un tel système de détection, il est en autre fait référence à la figure 4 sur laquelle, à titre d'exemple, quatre fibres optiques 4 véhiculent les images, vues par leurs optiques 6, d'autant de zones C et les centralisent vers un boîtier 5, plus particulièrement en les focalisant sur un capteur matriciel 9 ici représenté de manière fortement agrandie. Il se forme ainsi, sur le capteur matriciel 9, quatre images différentes A1 , A2, A3 et A4 du même objet A, tel qu'il est "vu" sous différents angles par les optiques 6 respectives des extrémités des fibres optiques 4, ces quatre images étant détectées individuellement puis corrélées les unes aux autres.
La figure 5, sur laquelle les éléments correspondant à ceux précédemment décrits sont désignés par les mêmes repères numériques, montre un système de détection d'objets A tombant en chute libre suivant une flèche G, par exemple des pièces produites dans l'industrie et tombant dans un bac, ou des colis dans une installation de tri.
Les émetteurs infrarouges 2 forment ici un rideau ou un réseau d'émetteurs, s'étendant dans un plan vertical, face à la zone de chute des objets A. L'ensemble 3 se limite par contre à deux fibres optiques 4, se terminant par des optiques 6 respectives qui se situent en regard des émetteurs 2 et "voient" deux zones respectives C1 et C2, d'allure conique. Ces deux zones C1 et C2, de même forme, se situent ici à même hauteur mais sont orientées différemment, de sorte que les deux optiques 6 "voient" le même volume mais en l'observant sous un angle différent.
Ainsi, chaque objet A tombant en chute libre pourra être détecté, et éventuellement mesuré et identifié, grâce aux composants logés dans le boîtier 5. Comme précédemment, ce boîtier 5 peut aussi constituer le point d'aboutissement d'autres fibres optiques 11 , par exemple pour la détection similaire d'objets sur d'autres lignes de fabrication ou de tri.
Enfin, la figure 6 représente une variante de ce système de détection~d'objets A tombant en chute libre. L'ensemble d'émetteurs comprend ici deux panneaux ou rideaux d'émetteurs infrarouges, respectivement 2' et 2", disposés dans deux plans verticaux perpendiculaires l'un à l'autre. L'ensemble 3 comprend une première série de fibres optiques 4' avec optiques terminales respectives 6', qui se situent en regard du premier panneau d'émetteurs 2', et "voient" une première série de zones C'1 à Cn. Cet ensemble 3 comprend aussi une seconde série de fibres optiques 4" avec optiques terminales respectives 6", qui se situent en regard du second panneau d'émetteurs 2", et "voient" une seconde série de zones C"1 à C"n. Toutes les fibres optiques 4' et 4" des deux séries aboutissent au même boîtier 5. Chaque objet A, tombant suivant la direction verticale (axe z), peut être ainsi détecté, et mesuré selon les axes horizontaux x et y. Une mesure du même objet A selon l'axe z est aussi possible, grâce aux nombreuses prises de vues de cet objet faites à intervalles réguliers, très rapprochés. Ainsi, l'objet A peut être mesuré suivant ses trois axes.
L'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention, telle que définie dans les revendications annexées :
- en prévoyant toutes dispositions spatiales des émetteurs, et des extrémités de fibres optiques situées en regard des émetteurs ;
- en remplaçant les fibres optiques par tous autres guides d'images, aptes à assurer la transmission d'informations optiques, au sens d'images, et plus généralement en ayant recours à tous équivalents des moyens décrits précédemment; - en utilisant de la lumière blanche, et non pas infrarouge, notamment pour pouvoir effectuer aussi une détection de couleurs ;
- en appliquant le système à la détection de personnes, et non plus d'objets, en particulier pour la détection du passage de personnes dans un couloir délimité, notamment pour réaliser un système de contrôle d'accès par exemple dans un bâtiment ou dans un réseau de transport en commun ;
- en utilisant le même système dans un dispositif de surveillance ou de sécurité, par exemple pour la détection de l'ouverture du capot d'une machine, pour sa mise à l'arrêt automatique, sans nécessité d'installer un dispositif particulier sur la machine elle-même.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de détection optique d'objets ou de personnes, caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, un ensemble d'émetteurs de lumière (2), et d'autre part, en regard de cet ensemble d'émetteurs de lumière (2), un ensemble (3) de collecte, de centralisation et de corrélation d'informations optiques sous formes d'images, cet ensemble (3) incluant une pluralité de guides d'images (4) associés à des zones à surveiller (C1 , C2,...Cn) et aboutissant à au moins un capteur matriciel (9) commun qui centralise les images (A1 , A2, ...) correspondant aux différentes zones (C1 , C2,...Cn)..
2. Système de détection selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les émetteurs de lumière (2) sont des émetteurs infrarouges.
3. Système de détection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les guides d'images (4) sont des fibres optiques.
4. Système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'extrémité de chaque guide d'images (4), située face à la zone correspondante (C1 , C2, ...Cn) à surveiller, est munie d'une optique (6), plus particulièrement d'au moins une lentille, qui capte l'image de cette zone.
5. Système de détection selon l'une quelconque des revendications
1 à 4, caractérisé en ce que le capteur matriciel (9), auquel aboutissent les différents guides d'images (4), est un capteur de type CMOS ou CCD, auquel sont associés, d'une part, une optique avec lentilles (8) et éventuellement avec un filtre infrarouge (7), et d'autre part, un microcontrôleur ou microprocesseur (10).
6. Système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, "caractérisé en ce qu'aboutissent, à un même boîtier (5) logeant le capteur matriciel (9), des guides d'images (4, 11) en provenance de plusieurs points de contrôle.
7. Système de détection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pour la détection d'objets (A) qui défilent horizontalement (flèche F), sur un convoyeur (C), le système comprend un ensemble d'émetteurs de lumière (2) disposés le long du convoyeur (C), sur un côté de celui-ci, tandis que l'ensemble (3) de collecte, de centralisation et de corrélation d'informations optiques est prévu de l'autre côté du convoyeur (C), l'extrémité (6) de chaque guide d'images (4) "voyant" une zone à surveiller (C1 , C2,...Cn) qui se situe au-dessus du convoyeur (C).
8. Système de détection selon l'une quelconque des revendications
1 à 6, caractérisé en ce que, pour la détection d'objets (A) tombant en chute libre (flèche G), le système comprend un rideau ou réseau d'émetteurs (2), s'étendant dans un plan vertical, ou deux panneaux ou rideaux d'émetteurs (2', 2"), disposés dans deux plans verticaux perpendiculaires l'un à l'autre.
9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est appliqué à la détection du passage de personnes dans un couloir délimité, notamment pour réaliser un système de contrôle d'accès.
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PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 246 (P - 393) 3 October 1985 (1985-10-03) *

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