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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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4. Caméras linéaires couleur
Le composant principal d'une caméra linéaire couleur est le capteur photosensible. Ce capteur est constitué d'un ensemble de photo-récepteurs qui convertissent les stimuli couleur en un signal électrique. Cette information électrique peut-être, soit numérisée directement par la caméra (il s'agit d'une caméra numérique), soit convertie en un signal analogique (la caméra utilisée est analogique).
Dans le cas d'une caméra analogique, l'information fournie par la caméra est envoyée à la carte d'acquisition qui numérise le signal analogique reçu.
La chute constante des prix du matériel et les progrès réalisés dans les transferts de données font que les caméras linéaires couleur sont depuis peu des produits exploitables par les industriels. C'est pour cette raison que la plupart des caméras linéaires couleur sont numériques. En outre, nous ne présentons pas les différents standards de transmission des données de la caméra vers la carte d'acquisition.
En effet, le standard « Camera Link » Contrôle d'aspect par vision linéaire couleur[8] développé par les principaux constructeurs de caméras et de cartes d'acquisition est aujourd'hui le standard le plus utilisé pour le transfert des données des caméras linéaires couleur vers la carte d'acquisition, même si ce secteur est actuellement en pleine effervescence.
Par ailleurs, le standard « Gigabit Ethernet » est en train de s'appliquer aux caméras linéaires permettant ainsi d'éviter l'utilisation de cartes d'acquisition d'images.
Nous développons dans cette partie les différentes technologies utilisées par les caméras linéaires pour obtenir une image couleur. Une fois la caméra linéaire couleur choisie, nous détaillerons l'architecture et les différents modes d'acquisition disponibles sur une caméra linéaire couleur en vue d'obtenir une image-ligne. Cette image peut souffrir de différents défauts liés à l'éclairage, à la technologie employée par la caméra, au mouvement de l'objet observé, à l'orientation de la caméra ainsi qu'à l'objectif utilisé. Ainsi, nous proposons de détailler les différents...
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