Présentation
Auteur(s)
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Laurent BUSIN : Laboratoire LAGIS UMR CNRS 8146 - Enseignant-chercheur à l'École d'ingénieurs du Pas-de-Calais (EIPC)
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Nicolas VANDENBROUCKE : Laboratoire LAGIS UMR CNRS 8146 - Enseignant-chercheur à l'École d'ingénieurs du Pas-de-Calais (EIPC)
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Ludovic MACAIRE : Laboratoire LAGIS UMR CNRS 8146 - Professeur à l'université des Sciences et Technologies de Lille (USTL)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le contrôle qualité est un domaine qui a très largement participé à l'essor de la vision artificielle, car le contrôle automatique à l'aide d'une caméra peut être exhaustif et objectif dans le temps, contrairement au contrôle effectué par une inspection visuelle humaine qui s'avère subjective.
Le contrôle qualité de l'aspect de surface par analyse d'images-lignes monochromes a fait l'objet de nombreuses applications en milieu industriel Contrôle d'aspect par vision linéaire couleur[1]. Cependant, la prise en compte de la seule information de luminance est parfois insuffisante pour inspecter les surfaces représentant des motifs colorés, où des défauts d'aspect peuvent être provoqués par des écarts locaux de couleur difficilement perceptibles par un opérateur.
Après avoir introduit dans la première partie certaines notions générales et définitions relatives aux caméras linéaires, nous détaillons les trois éléments constituant la chaîne d'acquisition des images, à savoir le dispositif d'éclairage, la caméra et la carte d'acquisition. Dans la seconde partie consacrée à l'éclairage, nous présentons les différents types de réflexion de la lumière, les diverses géométries d'éclairage qui peuvent être employées pour l'acquisition d'images-lignes par une caméra linéaire couleur, ainsi que les sources de lumière les plus courantes. Dans la troisième partie, nous abordons l'architecture d'une caméra linéaire couleur afin de bien comprendre les spécificités requises par ce type de technologie. La quatrième partie est consacrée à la présentation des cartes d'acquisition d'images-lignes connectées aux caméras linéaires couleur. Dans la dernière partie, nous montrons un exemple de contrôle industriel et détaillons le poste d'inspection de contrôle-qualité de l'aspect de motifs de verres décorés par sérigraphie. Nous montrons que le poste décrit permet l'acquisition d'images dans lesquelles sont mis en évidence d'éventuels défauts d'aspect.
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Présentation
Contexte et besoin7. Conclusion
Dans cet article, nous nous sommes intéressés à l'étude d'un poste d'acquisition d'images-lignes couleur dédié au contrôle d'aspect de surfaces. Après avoir posé quelques définitions importantes relatives aux caméras linéaires couleur, nous avons décrit les caractéristiques d'un système d'éclairage utilisé pour l'acquisition d'images-lignes couleur. Les trois points suivants ont été abordés :
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l'interaction de la lumière avec la matière et, plus particulièrement, les différents types de réflexion les plus courants ;
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les techniques et géométries d'éclairage pour le contrôle d'aspect par caméra linéaire couleur. Ces techniques consistent à obtenir une lumière émise sur la ligne de visée sans zones d'ombres et de reflets, et qui soit la plus homogène possible ;
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la source lumineuse. Elle doit être une source de lumière blanche qui permet d'exciter les capteurs photosensibles R, V et B de la caméra dans les mêmes proportions pour éviter toute opération de correction de couleurs.
En outre, lors des essais effectués avec différentes sources de lumière, nous avons pu remarquer que l'acquisition d'images-lignes par caméra linéaire couleur nécessite une grande puissance lumineuse, par rapport aux autres types de caméras utilisées en vision industrielle. Ce constat s'explique par les deux raisons suivantes :
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comme la fréquence d'acquisition d'une caméra linéaire couleur atteint plusieurs kilohertz, la période d'intégration des capteurs couleur R, V et B est très courte. Ceci est possible car les photo-récepteurs utilisés par les capteurs linéaires sont plus sensibles que ceux présents dans les capteurs matriciels ;
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la présence de filtres colorés, qui atténuent l'intensité lumineuse reçue par les capteurs, implique que les photo-récepteurs doivent être exposés plus longtemps que les photo-récepteurs d'une caméra linéaire monochrome sensibles sur un domaine spectral plus important.
Nous nous sommes ensuite focalisés sur les caméras linéaires couleur utilisant trois rangées de capteurs R, V et B montées en parallèle, car cette technologie est la plus utilisée pour des applications industrielles. Cependant, l'emploi de ce type de caméra nécessite le respect...
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