Contrôle d'aspect par vision linéaire couleur : Contexte et besoin

Présentation

Auteur(s)

Laurent BUSIN : Laboratoire LAGIS UMR CNRS 8146 - Enseignant-chercheur à l'École d'ingénieurs du Pas-de-Calais (EIPC)
Nicolas VANDENBROUCKE : Laboratoire LAGIS UMR CNRS 8146 - Enseignant-chercheur à l'École d'ingénieurs du Pas-de-Calais (EIPC)
Ludovic MACAIRE : Laboratoire LAGIS UMR CNRS 8146 - Professeur à l'université des Sciences et Technologies de Lille (USTL)

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INTRODUCTION

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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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-s7603

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Acquisition d'images par caméra linéaire couleur

1. Contexte et besoin

Le contrôle de l'aspect de surface nécessite d'acquérir des images couleur de haute qualité, ainsi que de développer des algorithmes performants. Pour l'inspection d'articles en milieu industriel par caméra couleur, la prise en compte de l'environnement extérieur est primordiale pour l'obtention d'images couleur de qualité. En effet, le système d'acquisition doit satisfaire les contraintes industrielles parfois sévères telles que :

l'emplacement et l'encombrement dans la ligne de fabrication ;
la température ambiante dans le poste d'inspection ;
les vibrations ;
les perturbations électro-magnétiques ;
les poussières provoquées par le processus industriel ;
la facilité de maintenance du dispositif d'inspection...

L'obtention d'une image correctement acquise permet d'éviter des corrections numériques de l'image et d'augmenter la robustesse du traitement. Ceci aura également pour conséquence de diminuer le temps de traitement et donc d'augmenter la cadence maximale d'articles inspectés. Cette propriété est essentielle afin que le poste de contrôle par vision artificielle ne devienne pas un goulot d'étranglement au niveau du processus industriel.

Dans le cas de l'inspection de la surface de produits de grandes dimensions ou de formes circulaires, il est nécessaire d'utiliser des caméras linéaires bien adaptées à ce type de produit. Pour le contrôle de surfaces colorées, on fait appel à des caméras linéaires couleur dont la mise en œuvre est délicate. De telles caméras couleur, atteignant des performances satisfaisantes en termes de qualité d'images et de fréquence d'acquisition, sont apparues très récemment sur le marché de la vision industrielle.

L'exploitation des caméras linéaires couleur n'étant pas encore bien maîtrisée, nous présentons dans cet article les principes généraux de l'acquisition d'images-lignes couleur.

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