FR3146830A1 - System and method for automatic cleaning of tire tread bottom - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de nettoyage d’une sculpture d’un pneumatique identifié endommagé en cours de rechapage, le procédé mis en œuvre par au moins un processeur comprenant un module de traitement qui applique, à au moins un réseau neuronal, les données représentatives des images capturées de la sculpture du pneumatique identifié. L’invention concerne aussi un procédé de rechapage comprenant le procédé divulgué. L’invention concerne en outre un système de nettoyage automatique permettant le nettoyage d’une sculpture d’un pneumatique identifié en cours de rechapage. Figure pour l’abrégé : Fig. 11 The invention relates to a method for cleaning a tread pattern of an identified tire that is damaged during retreading, the method implemented by at least one processor comprising a processing module that applies, to at least one neural network, the data representative of the captured images of the tread pattern of the identified tire. The invention also relates to a retreading method comprising the disclosed method. The invention further relates to an automatic cleaning system for cleaning a tread pattern of an identified tire during retreading. Figure for the abstract: Fig. 11
Description
L’invention concerne un système et procédé de nettoyage d’une sculpture d’un pneumatique en cours de rechapage. Plus particulièrement, l’invention concerne l’emploi d’un dispositif de nettoyage portant un outil de traitement qui est capable de nettoyer les sculptures de pneumatiques identifiés d’être rechapés.The invention relates to a system and method for cleaning a tread pattern of a tire being retreaded. More particularly, the invention relates to the use of a cleaning device carrying a treatment tool that is capable of cleaning the tread patterns of tires identified to be retreaded.
Dans le domaine de fabrication et maintien de pneumatiques, le rechapage est un processus connu pour mettre mise en état de fonctionnement d’un pneumatique usé en renouvelant la gomme de la bande de roulement et le ou les plis. Au cours du processus de rechapage, les anciens produits de la bande de roulement sont retirés et remplacés par de nouveaux matériaux. Le rechapage est une méthode qui est connue est réglementée dans plusieurs industries (y compris, sans limitation, l’industrie transport, l’industrie aérienne, l’industrie d’extraction et l’industrie agricole). Les dommages pourraient correspondre à une ou quelques familles de dommage (y compris, sans limitation, des dommages de sculpture, des dommages d’arrachement, des dommages de coupure et des dommages de perforation).In the field of tire manufacturing and maintenance, retreading is a process known to restore a worn tire to serviceable condition by renewing the tread rubber and ply(ies). During the retreading process, old tread materials are removed and replaced with new materials. Retreading is a method that is known and regulated in several industries (including, but not limited to, transportation, aviation, mining, and agriculture). The damage could correspond to one or a few families of damage (including, but not limited to, tread damage, tear damage, cut damage, and puncture damage).
Quel que soit le type de pneumatiques rechapés, les étapes d’un procédé de rechapage sont sensiblement les mêmes de l’entrée d’un pneumatique à une installation de rechapage jusqu’à sa sortie. Pendant le procédé de rechapage, un processus de réparation est réalisé pendant lequel les pneumatiques destinés pour rechapage sont examinés pour que les dommages existants puissent être identifiés et localisés. Pendant le processus de réparation, une détection visuelle du dommage est faite (soit par moyens manuels soit par moyens automatiques (par exemple, une ou des caméras) soit par une combinaison des deux). Si on focalise sur la réparation des dommages du type « sculpture », pendant le processus de réparation, une étape de nettoyage du dommage est réalisée à l’aide d’une soufflette à air comprimé et d’une brosse douce. Ensuite, une étape d’élimination de la gomme restant est réalisée à l’aide d’une brosse dure pour mettre à nue la première nappe sommet. Le processus de réparation continue avec une détection visuelle de la présence de corrosion sur les câbles métalliques (soit par moyens manuels soit par moyens automatiques (par exemple, une ou des caméras) soit par une combinaison des deux). Si cette détection visuelle confirme la présence de corrosion, une étape de suppression est réalisée à l’aide d’une meule. Ces étapes de détection/suppression de corrosion sont répétées sur les différentes nappes successives tant que de la corrosion est détectée. Après la réalisation du processus de réparation, le procédé de rechapage peut continuer dans un ordre d’étapes typique vers la sortie d’un pneumatique de l’installation de rechapage (les étapes comprenant, sans limitation, une étape de pose de bande de roulement, une étape de cuisson, une étape de contrôle et une étape d’expédition). Jusqu’à maintenant, une ou plusieurs étapes du processus de réparation des dommages sont réalisées manuellement.Regardless of the type of retreaded tires, the steps of a retreading process are essentially the same from the entry of a tire to a retreading plant until its exit. During the retreading process, a repair process is carried out during which the tires intended for retreading are examined so that existing damage can be identified and located. During the repair process, a visual detection of the damage is made (either by manual means or by automatic means (for example, one or more cameras) or by a combination of both). If we focus on the repair of “tread” type damage, during the repair process, a step of cleaning the damage is carried out using a compressed air blower and a soft brush. Then, a step of removing the remaining rubber is carried out using a hard brush to expose the first crown ply. The repair process continues with a visual detection of the presence of corrosion on the wire ropes (either by manual means or by automatic means (e.g., one or more cameras) or by a combination of both). If this visual detection confirms the presence of corrosion, a removal step is performed using a grinding wheel. These corrosion detection/removal steps are repeated on the different successive plies as long as corrosion is detected. After the repair process is completed, the retreading process can continue in a typical order of steps towards the exit of a tire from the retreading plant (the steps including, without limitation, a tread application step, a curing step, an inspection step and a shipping step). Until now, one or more steps of the damage repair process have been performed manually.
Il existe des efforts en cours pour automatiser au moins une partie du processus de réparation. Par exemple, le brevet européen EP2456612B1 divulgue un système de pulvérisation automatique d’une colle à dissolution lors du rechapage d’un pneumatique. La pulvérisation de colle intervient après le processus de réparation et juste avant la pose de la bande de roulement. La colle est pulvérisée dans des trous et/ou des cratères détectés automatiquement par acquisition d’un profil tridimensionnel (ou « 3D) obtenu par un profilomètre. La colle pulvérisée est enfin appliquée sur les trous et/ou les cratères par un applicateur automatique.There are ongoing efforts to automate at least part of the repair process. For example, European patent EP2456612B1 discloses a system for automatically spraying a dissolving adhesive during the retreading of a tire. The adhesive spraying occurs after the repair process and just before the tread is installed. The adhesive is sprayed into holes and/or craters automatically detected by acquiring a three-dimensional (or “3D”) profile obtained by a profilometer. The sprayed adhesive is finally applied to the holes and/or craters by an automatic applicator.
Le brevet européen EP3551443B1 divulgue un système de réparation automatique de dommages lors du rechapage d’un pneumatique. Le système divulgué comprend un profilomètre laser déporté et fixe qui permet de scanner toute la bande de roulement en mettant la carcasse en rotation. Le système comprend aussi une caméra couleur embarquée sur un robot qui prend des photos d’un dommage une fois que la gomme le recouvrant a été enlevée. Ces images couleurs sont utilisées pour réaliser la détection de corrosion en analysant les couleurs de l’image (par exemple, en recherchant la couleur rouge sur les câbles). L’algorithme de traitement utilise l’information tridimensionnelle (3D) du profilomètre pour détecter les dommages. Les traitements utilisés pour détecter les dommages comprennent la construction d’un profil moyen et la comparaison à ce profil. Ces traitements seraient suffisants si la carcasse pouvait être considérée comme un corps rigide. Cependant, une carcasse est plutôt un corps déformable qui peut présenter de nombreuses déformations plus ou moins locales (par exemple, un faux rond plus ou moins prononcé). Ces déformations peuvent être considérées comme des dommages écartés par rapport à un profil moyen. Le système divulgué ne peut donc pas s’adapter à tous les dommages possibles.European patent EP3551443B1 discloses a system for automatically repairing damage when retreading a tire. The disclosed system comprises a remote and fixed laser profilometer that scans the entire tread by rotating the carcass. The system also comprises a color camera embedded in a robot that takes pictures of damage once the rubber covering it has been removed. These color images are used to perform corrosion detection by analyzing the colors of the image (for example, by looking for the color red on the cables). The processing algorithm uses the three-dimensional (3D) information of the profilometer to detect damage. The processing used to detect damage includes the construction of an average profile and the comparison to this profile. These processing would be sufficient if the carcass could be considered as a rigid body. However, a carcass is rather a deformable body that can present many more or less local deformations (for example, a more or less pronounced out-of-roundness). These deformations can be considered as damages deviated from an average profile. Therefore, the disclosed system cannot adapt to all possible damages.
Le brevet européen EP2414153B1 divulgue une machine qui réalise un procédé automatique pour l’identification et le travail de défauts sur les pneumatiques usagés. La machine divulguée comprend un système de vision qui s’appuie sur un projecteur infrarouge pour obtenir une information 3D sur le dommage en cours d’analyse. Pendant le procédé, un balayage automatique de la surface de travail du pneu permet d’identifier la morphologie des dommages et de faire une comparaison entre les morphologies identifiées et une référence de dommages connus. Une sélection du travail et d’un outil correspondant est réalisée pour exécuter le travail sélectionné sur le dommage identifié.European patent EP2414153B1 discloses a machine that performs an automatic process for identifying and working on defects on used tires. The disclosed machine comprises a vision system that relies on an infrared projector to obtain 3D information on the damage being analyzed. During the process, an automatic scan of the working surface of the tire allows to identify the morphology of the damage and to make a comparison between the identified morphologies and a reference of known damage. A selection of the work and a corresponding tool is made to perform the selected work on the identified damage.
Il n’y a rien dans l’art antérieur qui propose l’établissement d’un lien entre l’identification et la localisation des dommages et le nettoyage des dommages à l’aide d’un outil de traitement de manière complètement automatisée. Ainsi, l’invention divulguée concerne la réparation automatique des dommages du type « sculpture » détectés par apprentissage. Un traitement algorithmique s’appuie sur des milliers d’images d’apprentissage pour que l’algorithme apprenne à reconnaitre les points de l’image (tridimensionnelles et couleur) appartenant à une sculpture d’un pneumatique identifié pour rechapage. Cette approche est évolutive et deviendra de plus en plus robuste car il est possible d’intégrer à l’apprentissage les images de sculpture non détectée afin d’étendre le périmètre d’utilisation de l’algorithme. De plus, le nettoyage des sculptures ne dépend d’aucune recette prédéfinie car la trajectoire de traitement est définie à la volée en fonction de la forme de la sculpture.There is nothing in the prior art that proposes establishing a link between the identification and localization of damage and the cleaning of the damage using a processing tool in a completely automated manner. Thus, the disclosed invention concerns the automatic repair of damage of the “sculpture” type detected by learning. An algorithmic processing is based on thousands of learning images so that the algorithm learns to recognize the points of the image (three-dimensional and color) belonging to a sculpture of a tire identified for retreading. This approach is scalable and will become increasingly robust because it is possible to integrate images of undetected sculpture into the learning in order to extend the scope of use of the algorithm. In addition, the cleaning of the sculptures does not depend on any predefined recipe because the processing trajectory is defined on the fly according to the shape of the sculpture.
L’invention concerne un procédé de nettoyage d’une sculpture d’un pneumatique identifié endommagé en cours de rechapage, le procédé mis en œuvre par au moins un processeur comprenant un module de traitement qui applique, à au moins un réseau neuronal, les données représentatives des images capturées de la sculpture du pneumatique identifié, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes :
- une étape de fourniture d’un système de nettoyage automatique ce dont le processeur fait partie pour reconnaitre automatiquement un ordre de traitement des dommages dans la sculpture du pneumatique identifié ;
- une étape de calibration d’un dispositif de nettoyage qui fait partie du système de nettoyage automatique, le dispositif de nettoyage comprenant un périphérique de traitement soutenu par un bras allongé pivotant qui s’étend jusqu’à une extrémité libre où un outil de traitement est disposé le long d’un axe longitudinal commun ;
- une étape de positionnement du pneumatique identifié dans un espace de traitement où le dispositif de nettoyage le traite ;
- une étape de positionnement d’au moins une caméra qui fait partie du système de nettoyage automatique à une distance référentielle par rapport à une surface de roulement du pneumatique identifié ;
- une étape de détection des sculptures comprenant un traitement secteur par secteur pour le pneumatique identifié incorporant un ou des scans suivis par un traitement des sculptures du pneumatique identifié pour récupérer une image couleur et tridimensionnelle (3D) de chaque secteur scanné ;
- une étape de création des trajectoires tridimensionnelles (3D) que le dispositif de nettoyage devrait suivre pour traiter les sculptures ;
- une étape de simplification des chemins verticaux et horizontaux pendant laquelle un point 3D associé à chaque point de chaque chemin est récupéré;
- une étape d’ajout des points d’approche et de retrait pour compléter la trajectoire 3D obtenue après l’étape de simplification des chemins, pendant laquelle, en début et en fin de chaque chemin vertical et horizontal, un point d’approche et un point de retrait sont ajoutés permettant au dispositif de nettoyage de commencer et de terminer le traitement du chemin qui correspond à une sculpture sur la surface de roulement du pneumatique identifié ; et
- une dernière étape de calcul des orientations de l’outil de traitement pendant laquelle une orientation 3D de l’outil de traitement est calculée en chaque point de chaque chemin vertical et horizontal ;
de sorte que le dispositif de nettoyage est mis en mouvement pour que le périphérique de traitement puisse poser l’outil de traitement pour réaliser le nettoyage de la sculpture du pneumatique identifié.The invention relates to a method for cleaning a tread pattern of an identified tire damaged during retreading, the method implemented by at least one processor comprising a processing module which applies, to at least one neural network, the data representative of the captured images of the tread pattern of the identified tire, characterized in that the method comprises the following steps:
- a step of providing an automatic cleaning system of which the processor is a part to automatically recognize an order of treatment of damage in the sculpture of the identified tire;
- a step of calibrating a cleaning device which is part of the automatic cleaning system, the cleaning device comprising a treatment device supported by a pivoting elongated arm which extends to a free end where a treatment tool is arranged along a common longitudinal axis;
- a step of positioning the identified tire in a treatment space where the cleaning device treats it;
- a step of positioning at least one camera which is part of the automatic cleaning system at a reference distance relative to an identified tire rolling surface;
- a sculpture detection step comprising sector-by-sector processing for the identified tire incorporating one or more scans followed by processing of the sculptures of the identified tire to recover a color and three-dimensional (3D) image of each scanned sector;
- a step of creating the three-dimensional (3D) trajectories that the cleaning device should follow to treat the sculptures;
- a step of simplification of the vertical and horizontal paths during which a 3D point associated with each point of each path is recovered;
- a step of adding approach and withdrawal points to complete the 3D trajectory obtained after the path simplification step, during which, at the start and end of each vertical and horizontal path, an approach point and a withdrawal point are added allowing the cleaning device to start and finish processing the path that corresponds to a tread pattern on the identified tire rolling surface; and
- a final step of calculating the orientations of the processing tool during which a 3D orientation of the processing tool is calculated at each point of each vertical and horizontal path;
so that the cleaning device is set in motion so that the treatment device can place the treatment tool to carry out the cleaning of the tread of the identified tire.
Dans certains modes de réalisation du procédé de nettoyage de l’invention, pendant l’étape de détection des sculptures, le traitement secteur par secteur pour le pneumatique identifié comprend :
- pour chaque secteur du pneumatique identifié, une étape de scan du secteur suivi d’un traitement du secteur scanné ;
- un scan de tous les secteurs successifs du pneumatique identifié suivi par un traitement de tous les secteurs successifs scannés ; ou
- un scan du pneumatique en cours de traitement sur un poste différent de celui où un traitement des secteurs scannés est effectué ;
de sorte que d’un traitement d’un ou des secteurs scannés est réalisé par le dispositif de nettoyage.In some embodiments of the cleaning method of the invention, during the tread detection step, the sector-by-sector processing for the identified tire comprises:
- for each tire sector identified, a sector scanning step followed by processing of the scanned sector;
- a scan of all successive sectors of the identified tire followed by processing of all successive scanned sectors; or
- a scan of the tire being processed at a station other than the one where processing of the scanned sectors is carried out;
so that a treatment of one or more scanned sectors is carried out by the cleaning device.
Dans certains modes de réalisation du procédé de nettoyage de l’invention, l’étape de calibration du dispositif de nettoyage comprend une phase de calibration pour estimer la pose de la caméra par rapport à une base du dispositif de nettoyage.In some embodiments of the cleaning method of the invention, the step of calibrating the cleaning device comprises a calibration phase for estimating the pose of the camera relative to a base of the cleaning device.
Dans certains modes de réalisation du procédé de nettoyage de l’invention, l’étape de calibration du dispositif de nettoyage comprend une étape de positionnement d’une mire de calibration dans l’espace de traitement, pendant laquelle la caméra met en œuvre un processus pour estimer la pose de la caméra dans le repère du périphérique de brossage.In certain embodiments of the cleaning method of the invention, the step of calibrating the cleaning device comprises a step of positioning a calibration target in the treatment space, during which the camera implements a process for estimating the pose of the camera in the reference frame of the brushing device.
Dans certains modes de réalisation du procédé de nettoyage de l’invention, pendant l’étape de positionnement du pneumatique identifié, le pneumatique identifié est positionné à la proximité du dispositif de nettoyage sur un tambour rotatif disposé dans l’espace de traitement, de sorte que, dans le cours d’un processus de réparation d’un procédé de rechapage, le tambour fait tourner le pneumatique identifié pour qu’il puisse être traité secteur par secteur.In some embodiments of the cleaning method of the invention, during the step of positioning the identified tire, the identified tire is positioned in proximity to the cleaning device on a rotating drum disposed in the treatment space, such that, during a repair process of a retreading process, the drum rotates the identified tire so that it can be treated sector by sector.
Dans certains modes de réalisation du procédé de nettoyage de l’invention, l’étape de positionnement de la caméra comprend une étape de vérification d’un scan réalisée par la caméra comprenant les étapes suivantes :
- une étape d’identification d’une zone centrale horizontale du scan qui est utilisée pour vérifier que la distance entre le pneumatique identifié et la caméra est correcte ;
- une étape de calcul d’une distance moyenne (Dmoy) des points à l’intérieur de la zone centrale horizontale ;
- une étape de conservation des points 3D sous la forme d’un masque de surface comprenant une image binaire représentant les points appartenant à la surface de roulement du pneumatique identifié ;
- une étape de calcul à nouveau la distance moyenne (Dmoy) en ne considérant que les points de la zone centrale horizontale qui appartiennent à la surface de roulement du pneumatique identifié pour obtenir une distance (Dmoy_surface) ;
- une étape de comparaison de la distance (Dmoy_surface) avec la distance référentielle de la caméra ;
- une étape de calcul des deux lignes verticales qui délimitent le début et la fin du masque de surface pour permettre de vérifier que la caméra est centrée par rapport à la surface de roulement du pneumatique identifié ;
- une étape de calcul d’une ligne verticale centrale située au milieu des lignes verticales ; et
- où la ligne verticale centrale calculée s’écarte de la ligne centrale de l’image au-delà un seuil prédéterminé, une étape d’application d’une correction latérale à la position de la caméra pour la recentrer par rapport à la surface de roulement du pneumatique identifié.In some embodiments of the cleaning method of the invention, the step of positioning the camera comprises a step of verifying a scan carried out by the camera comprising the following steps:
- a step of identifying a central horizontal zone of the scan which is used to verify that the distance between the identified tire and the camera is correct;
- a step of calculating an average distance (D avg ) of the points inside the horizontal central zone;
- a step of preserving the 3D points in the form of a surface mask comprising a binary image representing the points belonging to the rolling surface of the identified tire;
- a step of calculating again the average distance (D avg ) by only considering the points of the horizontal central zone which belong to the rolling surface of the identified tire to obtain a distance (D avg_surface );
- a step of comparing the distance (D avg_surface ) with the reference distance of the camera;
- a step of calculating the two vertical lines which delimit the start and the end of the surface mask to enable verification that the camera is centered in relation to the rolling surface of the identified tire;
- a step of calculating a central vertical line located in the middle of the vertical lines; and
- where the calculated central vertical line deviates from the central line of the image beyond a predetermined threshold, a step of applying a lateral correction to the position of the camera to recenter it relative to the rolling surface of the identified tire.
Dans certains modes de réalisation du procédé de nettoyage de l’invention, l’étape de détection des sculptures comprend une étape d’application d’un réseau neuronal sur l’image couleur et 3D pour déterminer quels points représentent des sculptures du pneumatique identifié à traiter avec l’outil de traitement, pendant laquelle, à chaque image, le masque de surface est récupéré en sortie du réseau neuronal où chaque point blanc indique que le point représente une sculpture à nettoyer.In certain embodiments of the cleaning method of the invention, the step of detecting the sculptures comprises a step of applying a neural network to the color and 3D image to determine which points represent sculptures of the identified tire to be treated with the treatment tool, during which, at each image, the surface mask is recovered at the output of the neural network where each white point indicates that the point represents a sculpture to be cleaned.
Dans certains modes de réalisation du procédé de nettoyage de l’invention, l’étape de création des trajectoires tridimensionnelles (3D) comprend les étapes suivantes :
- une étape de préparation des données, pendant laquelle les points appartenant aux contours de tous les objets blancs présents dans le masque de surface sont extraits pour obtenir un ensemble de polygones avec des trous ; et
- une étape d’extraction des chemins bidimensionnels (2D) horizontaux et verticaux, pendant laquelle les trous présents à l’intérieur des polygones extraits pendant l’étape de préparation des données sont supprimés, cette étape comprenant les étapes suivantes :
- une étape de calcul d’un squelette morphologique de chaque polygone comprenant l’extraction de l’ensemble des points centraux de chaque polygone, dans lequel chaque squelette morphologique est constitué de nœuds représentant des extrémités du squelette morphologique et/ou les points de croisements, et de chemins comprenant des points situés entre deux nœuds ;
- une étape de classement de chaque chemin en catégorie chemin horizontal ou catégorie chemin vertical, pendant laquelle les chemins de même catégorie sont fusionnés avec des extrémités proches et, une fois la fusion réalisée, le sens de parcours de chaque chemin est figé ; et
- une étape d’élaboration des trajectoires 3D qui est réalisée une fois les chemins verticaux et horizontaux extraits, pendant laquelle les chemins verticaux et les chemins horizontaux sont ordonnés ;
de sorte que l’ensemble ordonné des chemins verticaux et horizontaux donne l’ordre de traitement de toutes les sculptures du secteur scanné du pneumatique identifié.In some embodiments of the cleaning method of the invention, the step of creating the three-dimensional (3D) trajectories comprises the following steps:
- a data preparation step, during which the points belonging to the contours of all the white objects present in the surface mask are extracted to obtain a set of polygons with holes; and
- a step of extracting horizontal and vertical two-dimensional (2D) paths, during which the holes present inside the polygons extracted during the data preparation step are deleted, this step comprising the following steps:
- a step of calculating a morphological skeleton of each polygon comprising the extraction of all the central points of each polygon, in which each morphological skeleton is made up of nodes representing ends of the morphological skeleton and/or the crossing points, and of paths comprising points located between two nodes;
- a step of classifying each path into horizontal path category or vertical path category, during which paths of the same category are merged with close ends and, once the merger is carried out, the direction of travel of each path is fixed; and
- a step of developing 3D trajectories which is carried out once the vertical and horizontal paths have been extracted, during which the vertical paths and the horizontal paths are ordered;
so that the ordered set of vertical and horizontal paths gives the processing order of all the sculptures of the scanned sector of the identified tire.
Dans certains modes de réalisation du procédé de nettoyage de l’invention, pendant l’étape d’ajout des points d’approche et de retrait :
- un premier point d’approche est construit en le décalant d’une distance (L) prédéterminée du premier point ou du dernier point du chemin, et, une fois décalé, le premier point d’approche est rapproché de la caméra de la distance (L) ; et
- un deuxième point d’approche est construit à partir du premier point d’approche en rapprochant ce deuxième point d’approche de la caméra d’une deuxième distance (L2) en partant du premier point d’approche.In some embodiments of the cleaning method of the invention, during the step of adding the approach and withdrawal points:
- a first approach point is constructed by offsetting it by a predetermined distance (L) from the first point or the last point of the path, and, once offset, the first approach point is brought closer to the camera by the distance (L); and
- a second approach point is constructed from the first approach point by bringing this second approach point closer to the camera by a second distance (L2) from the first approach point.
Dans certains modes de réalisation du procédé de nettoyage de l’invention, l’étape de calcul des orientations de l’outil de traitement comprend une étape de calcul de la normale 3D en chaque point ainsi que le vecteur directeur entre chaque paire de points successifs, dans lequel le vecteur directeur donne la direction à suivre entre deux points de chaque chemin, où la normale donne l’orientation de l’axe Z de l’outil de traitement, le vecteur directeur donne l’orientation de l’axe X de l’outil de traitement, et l’axe Y est fixé automatiquement en fonction de la fixation des axes X et Z.In some embodiments of the cleaning method of the invention, the step of calculating the orientations of the treatment tool comprises a step of calculating the 3D normal at each point as well as the direction vector between each pair of successive points, in which the direction vector gives the direction to follow between two points of each path, where the normal gives the orientation of the Z axis of the treatment tool, the direction vector gives the orientation of the X axis of the treatment tool, and the Y axis is automatically fixed according to the fixing of the X and Z axes.
Dans certains modes de réalisation du procédé de nettoyage de l’invention, le processeur se réfère à un tableau de taille de pneumatiques variés pour effectuer une détermination d’un ou des paramètres du pneumatique identifié.In some embodiments of the cleaning method of the invention, the processor refers to a table of various tire sizes to make a determination of one or more parameters of the identified tire.
Dans certains modes de réalisation du procédé de nettoyage de l’invention, l’outil de traitement comprend au moins une brosse.In some embodiments of the cleaning method of the invention, the treatment tool comprises at least one brush.
L’invention concerne aussi un procédé de rechapage comprenant le procédé de nettoyage divulgué.The invention also relates to a retreading method comprising the disclosed cleaning method.
L’invention concerne en outre un système de nettoyage automatique permettant le nettoyage d’une sculpture d’un pneumatique identifié en cours de rechapage, le système de nettoyage automatique comprenant :
- au moins un dispositif de nettoyage comprenant un robot ayant un périphérique de nettoyage soutenu par un bras allongé pivotant et s’étendant du bras allongé jusqu’à une extrémité libre où un outil de traitement est disposé le long d’un axe longitudinal commun ;
- un système de détection pour recueillir l'information sur l'environnement physique autour du dispositif de nettoyage ; et
- un réseau de communication qui gère les données entrantes au système de nettoyage automatique à partir de chaque dispositif de nettoyage, le réseau de communication comprenant au moins un serveur de communication permettant d'exécuter des instructions programmées stockées dans une mémoire d’un ou des processeurs du système de nettoyage automatique pour mettre en œuvre le procédé de nettoyage de l’invention ;
de sorte que le dispositif de nettoyage est configuré sur un ou plusieurs paramètres du pneumatique identifié calculés par un module de traitement d'images incorporé dans la mémoire du processeur pour mettre le dispositif de nettoyage en mouvement pour que le périphérique de brossage puisse poser l’outil de traitement pour réaliser le nettoyage de la sculpture du pneumatique identifié.The invention further relates to an automatic cleaning system for cleaning a tread pattern of an identified tire being retreaded, the automatic cleaning system comprising:
- at least one cleaning device comprising a robot having a cleaning peripheral supported by a pivotable elongated arm and extending from the elongated arm to a free end where a treatment tool is arranged along a common longitudinal axis;
- a detection system for collecting information on the physical environment around the cleaning device; and
- a communication network which manages the incoming data to the automatic cleaning system from each cleaning device, the communication network comprising at least one communication server for executing programmed instructions stored in a memory of one or more processors of the automatic cleaning system to implement the cleaning method of the invention;
such that the cleaning device is configured on one or more parameters of the identified tire calculated by an image processing module incorporated in the memory of the processor to set the cleaning device in motion so that the brushing device can place the treatment tool to carry out the cleaning of the sculpture of the identified tire.
Dans certains modes de réalisation du système de l’invention, le système de détection comprend au moins une caméra du type RGB-D fixée à au moins un parmi le bras allongé et le périphérique de traitement du dispositif de nettoyage.In some embodiments of the system of the invention, the detection system comprises at least one RGB-D type camera attached to at least one of the elongated arm and the processing peripheral of the cleaning device.
D’autres aspects de l’invention vont devenir évidents grâce à la description détaillée suivante.Other aspects of the invention will become apparent from the following detailed description.
La nature et les divers avantages de l’invention vont devenir plus évidents à la lecture de la description détaillée qui suit, conjointement avec les dessins annexés, sur lesquels les mêmes numéros de référence désignent partout des parties identiques, et dans lesquels :
En considérant les caractéristiques d’un pneumatique d’être rechapé, il faut tenir compte de sa géométrie. Un pneumatique est un objet ayant une géométrie connue comprenant généralement plusieurs couches de gomme superposées (ou « couches »), ainsi qu’une structure métallique ou en fibres textiles constituant une carcasse de renfort de la structure de pneumatique. La nature de la gomme et la nature du renfort sont choisies en fonction des caractéristiques finales recherchées. La
Le pneumatique 10 comprend également une bande de roulement 12, rajoutée sur la surface extérieure de pneumatique. La bande de roulement 12 destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement 12a. Le pneumatique 10 comprend en outre une armature de sommet comprenant une armature de travail 14 et une armature de frettage 16, l’armature de travail 14 ayant des couches de travail représentées par les couches 14a et 14b. Le pneumatique 10 comprend aussi deux flancs (un flanc 18 étant représenté dans la
La bande de roulement 12 est délimitée, selon la direction radiale, par deux surfaces circonférentielles dont la plus radialement extérieure est la surface de roulement 12a et dont la plus radialement intérieure est appelée la surface de fond de sculpture. La surface de fond de sculpture (ou « surface de fond »), est définie comme la surface translatée de la surface de roulement radialement vers l'intérieur d'une distance radiale égale à la profondeur de sculpture. Il est courant que cette profondeur soit dégressive sur les portions circonférentielles les plus axialement extérieures (appelées « épaules ») de la bande de roulement 12.The tread 12 is delimited, in the radial direction, by two circumferential surfaces, the most radially outer of which is the tread surface 12a and the most radially inner of which is called the tread base surface. The tread base surface (or “bottom surface”) is defined as the surface translated from the tread surface radially inward by a radial distance equal to the tread depth. It is common for this depth to be decreasing on the most axially outer circumferential portions (called “shoulders”) of the tread 12.
De plus, la bande de roulement d'un pneumatique est délimitée, selon la direction axiale, par deux surfaces latérales. La bande de roulement est en outre constituée par un ou plusieurs mélanges caoutchouteux. L'expression « mélange caoutchouteux » désigne une composition de caoutchouc comportant au moins un élastomère et une charge.In addition, the tread of a tire is delimited, in the axial direction, by two lateral surfaces. The tread is further constituted by one or more rubber compounds. The expression "rubber compound" designates a rubber composition comprising at least one elastomer and a filler.
Afin d'obtenir des performances en adhérence sur sol mouillé, des découpures sont disposées dans la bande de roulement 12. Une découpure désigne soit un puits, soit une rainure, soit une incision, soit un sillon circonférentiel et forme un espace débouchant sur la surface de roulement 12a. La performance d'une sculpture d'une bande de roulement doit être suffisamment constante malgré l'usure de ladite bande pour assurer la pérennité du pneumatique. En conséquence, il est nécessaire de maintenir une certaine épaisseur de matériaux caoutchouteux entre la face de fond des découpures (rainures ou sillons) et les éléments de renforcement pour garantir l'endurance du pneumatique. Par exemple, des rainures doivent avoir des largeurs suffisantes pour permettre une évacuation du liquide présent à la surface du sol quel que soit le stade de l'usure de la bande de roulement (12).In order to obtain wet grip performance, cutouts are provided in the tread 12. A cutout designates either a well, a groove, an incision, or a circumferential furrow and forms a space opening onto the tread surface 12a. The performance of a tread pattern must be sufficiently constant despite the wear of said strip to ensure the durability of the tire. Consequently, it is necessary to maintain a certain thickness of rubber materials between the bottom face of the cutouts (grooves or furrows) and the reinforcing elements to guarantee the endurance of the tire. For example, grooves must have sufficient widths to allow evacuation of the liquid present on the surface of the ground regardless of the stage of wear of the tread (12).
En se référant aux figures, sur lesquelles les mêmes numéros identifient des éléments identiques, la
Dans un mode de réalisation du dispositif de nettoyage 100 du système de l’invention, le dispositif de nettoyage comprend un robot ayant un périphérique de traitement 102 soutenu par un bras allongé 104 pivotant. Le périphérique de traitement 102 s’étend du bras allongé 104 jusqu’à une extrémité libre 102a où un outil de traitement est disposé le long d’un axe longitudinal commun. Dans le mode de réalisation du dispositif de nettoyage 100 représenté dans la
La fixation de la brosse 106 (ou la fixation d’un outil de traitement équivalent) au périphérique de traitement 102 peut être réalisée par un vissage d’un adaptateur à l’extrémité libre 102a du périphérique de traitement. La fixation de la brosse 106 est réalisée de manière permettant sa rotation par rapport à l’axe longitudinal et permettant aussi son filage autour un axe de rotation prédéfini pendant un processus de réparation. Il est entendu que la fixation de la brosse 106 au périphérique de traitement 102 peut être réalisée par un ou des moyens de fixation connus (y compris, sans limitation, le soudage, le collage et des moyens équivalents). Ainsi, le robot facilite le nettoyage d’une variété de découpures sans interruption de la rotation et/ou du filage de la brosse 106.Attachment of the brush 106 (or attachment of an equivalent processing tool) to the processing device 102 may be accomplished by screwing an adapter to the free end 102a of the processing device. Attachment of the brush 106 is accomplished in a manner that allows its rotation relative to the longitudinal axis and also allows its spinning about a predefined axis of rotation during a repair process. It is understood that attachment of the brush 106 to the processing device 102 may be accomplished by one or more known attachment means (including, without limitation, welding, gluing, and the like). Thus, the robot facilitates cleaning a variety of cutouts without interrupting the rotation and/or spinning of the brush 106.
Le dispositif de nettoyage 100 est mis en mouvement pour que le périphérique de traitement 102 puisse réaliser le nettoyage d’une sculpture d’un pneumatique identifié P (voir la
Il est entendu que la configuration du dispositif de nettoyage 100 est donné à titre d’exemple. Par exemple, le dispositif de nettoyage 100 peut comprendre un robot fixe installé à une installation de rechapage, fixé, par exemple, à un support par rapport auquel le robot s’étend (par exemple, une base 110 comme représentée dans la
Les découpures susceptibles d’être nettoyés par le dispositif de nettoyage 100 pendant le procédé de l’invention comprennent des rainures et des sillons. Les rainures sont les découpures permettant l’évacuation de l’eau. Une rainure a une largeur telle que les parois de matière en vis-à-vis la délimitant n’entrent pas en contact l’une avec l’autre, lors du passage de la bande de roulement dans la surface de contact, lorsque le pneumatique est soumis à des conditions de gonflage et de charge recommandées telles que définies notamment par les normes européennes de la « European Tyre and Rim Technical Organization » (Organisation technique européenne du pneu et de la roue) ou « E.T.R.T.O » dans son « Standards Manual 2020 – Commercial Vehicle Tyres » (Manuel de normes 2020 – Pneus pour véhicules commerciaux). Les déformations en compression et en cisaillement des éléments en relief délimitant la rainure conditionnent les pressions dans le contact avec le sol et donc l’usure.The cutouts that can be cleaned by the cleaning device 100 during the method of the invention comprise grooves and furrows. The grooves are the cutouts allowing the evacuation of water. A groove has a width such that the facing material walls delimiting it do not come into contact with each other, when the tread passes through the contact surface, when the tire is subjected to recommended inflation and load conditions as defined in particular by the European standards of the “European Tyre and Rim Technical Organization” or “E.T.R.T.O” in its “Standards Manual 2020 – Commercial Vehicle Tyres”. The compression and shear deformations of the raised elements delimiting the groove condition the pressures in contact with the ground and therefore the wear.
Un sillon est une rainure sensiblement circonférentielle, et les faces latérales sont sensiblement circonférentielles en ce sens, que leur orientation peut varier localement autour de plus ou moins 45° autour de la direction circonférentielle. L’ensemble des motifs appartenant au sillon se retrouve tout autour de la bande de roulement, formant un ensemble sensiblement continu (c’est-à-dire, présentant des discontinuités inférieures à 10% en longueur comparativement à la longueur des motifs.) Les sillons circonférentiels délimitent des nervures dont chaque nervure est composée des motifs de la sculpture compris entre un bord axial du pneumatique et un sillon circonférentiel le plus axialement extérieur voisin, soit compris entre deux sillons circonférentiels voisins.A groove is a substantially circumferential groove, and the side faces are substantially circumferential in the sense that their orientation can vary locally around plus or minus 45° around the circumferential direction. All of the patterns belonging to the groove are found all around the tread, forming a substantially continuous whole (i.e., having discontinuities of less than 10% in length compared to the length of the patterns.) The circumferential grooves delimit ribs, each rib of which is composed of the patterns of the sculpture included between an axial edge of the tire and a neighboring axially outermost circumferential groove, i.e. included between two neighboring circumferential grooves.
La profondeur de la découpure est la distance radiale maximale entre la surface de roulement du pneumatique et le fond de la découpure.The cutout depth is the maximum radial distance between the tire's rolling surface and the bottom of the cutout.
Le dispositif de nettoyage 100 du système comprend aussi un système de détection (non représenté) pour recueillir l'information sur l'environnement physique autour du dispositif de nettoyage. Le système de détection comprend un ou des capteurs (y compris une ou des caméras) configurés pour effectuer une détection d'images bidimensionnelles (2D) et/ou tridimensionnelles (3D), une détection de profondeur en 3D, et/ou d'autres types de détection de l’environnement physique autour du dispositif de prise (il est entendu que les termes « capteur » et « caméra » sont utilisés de manière interchangeable). Dans les modes de réalisation du dispositif de nettoyage 100 du type représenté dans la
Dans un mode de réalisation du dispositif le dispositif de nettoyage 100, le système de détection comprend au moins une caméra 200 qui fournit des images 3D représentées en un ensemble de points 3D avec des coordonnées X, Y, Z, et des valeurs de couleur rouge, vert, bleue (le format « RGB » ou « RGB-D »)(appelé « une caméra du type RGB-D »). Dans ce mode de réalisation, une caméra du type RGB-D est fixée à au moins un parmi le bras allongé 104 et le périphérique de traitement 102 du robot (le dernier étant représenté à titre d’exemple dans la
Les caméras RGB-D fournissent généralement des informations sur la profondeur en utilisant des cartes de profondeur, étant des images où chaque pixel contient la distance entre la caméra et le point correspondant dans l'espace. Par rapport aux méthodes de mesure traditionnelles telles que la mesure manuelle et d'autres mesures basées sur des dispositifs électroniques, les données de nuages de points 3D provenant des caméras du type RGB-D ont un taux de mesure beaucoup plus élevé. En utilisant une structure plus éparse, un nuage de points peut être construit à partir des images RGB-D en calculant le monde réel (par exemple, les coordonnées X, Y, Z) avec les données intrinsèques d’une caméra de numérisation. Ainsi, l’information sur l'environnement physique autour du dispositif de nettoyage 100 est obtenue des données de nuages de points 3D obtenues à partir de technologies de détection qui sont capables de capturer les géométries de surface 3D des pneumatiques de manière précise et efficace. Ces technologies de détection pourraient être choisies parmi les dispositifs disponibles dans le commerce (choisis, par exemple, parmi des caméras vendues sous la marque PHOTONEO™, des caméras vendues sous la marque ENSENSO® de la société IDS, des caméras vendues sous la marque ZIVID® de la société Zivid AS, des systèmes de vision artificielle vendus par la société Cognex Corp., et leurs équivalents).RGB-D cameras typically provide depth information using depth maps, being images where each pixel contains the distance between the camera and the corresponding point in space. Compared with traditional measurement methods such as manual measurement and other measurements based on electronic devices, 3D point cloud data from RGB-D type cameras have a much higher measurement rate. By using a sparser structure, a point cloud can be constructed from the RGB-D images by calculating the real world (e.g., X, Y, Z coordinates) with the intrinsic data of a scanning camera. Thus, information about the physical environment around the cleaning device 100 is obtained from the 3D point cloud data obtained from sensing technologies that are capable of capturing the 3D surface geometries of tires accurately and efficiently. These detection technologies could be selected from commercially available devices (selected, for example, from cameras sold under the brand name PHOTONEO™, cameras sold under the brand name ENSENSO® of the company IDS, cameras sold under the brand name ZIVID® of the company Zivid AS, artificial vision systems sold by the company Cognex Corp., and their equivalents).
Le terme « nuage de point » (ou « point cloud » en anglais) (dans le singulier ou le pluriel) est utilisé ici pour faire référence à une ou des collections de points de données dans l'espace. Une ou des caméras (ou un ou des appareils équivalents) recueillent des données tridimensionnelles (3D) et détectent les surfaces des objets (par exemple, des pneumatiques identifiés d’être traités pendant un procédé de rechapage) grâce à une série de coordonnées. Le stockage des informations sous la forme d'une collection de coordonnées spatiales peut permettre d'économiser de l'espace, car de nombreux objets ne remplissent pas une grande partie de l'environnement. Même si l'information n'est pas visuelle, l'interprétation des données comme un nuage de points aide à comprendre la relation entre plusieurs variables par moyen de la classification et la segmentation.The term "point cloud" (singular or plural) is used herein to refer to a collection or collections of data points in space. A camera or cameras (or equivalent device or devices) collect three-dimensional (3D) data and detect the surfaces of objects (e.g., tires identified for treatment during a retreading process) using a series of coordinates. Storing the information as a collection of spatial coordinates can save space, since many objects do not fill a large portion of the environment. Even if the information is not visual, interpreting the data as a point cloud helps to understand the relationship between multiple variables through classification and segmentation.
Il est entendu qu’une ou des caméras peuvent inclure un ou des modes de programmation, y compris par apprentissage, pour alimenter, modifier et entraîner au moins un réseau neuronal. Bien que les incarnations soient décrites ici en ce qui concerne l'utilisation d’un ou des réseaux neuronaux (par exemple, des réseaux neuronaux convolutifs, ou « convolutional neural network » en anglais or « CNN ») comme modèle d'apprentissage machine, d'autres types de modèles d'apprentissage machine peuvent être utilisés. Ceux-ci incluent, sans limitation, les modèles utilisant la régression linéaire, la régression logistique, les arbres de décision, les machines à vecteurs de support, les Bayes naïfs, le voisin le plus proche (knn), K signifie regroupement, forêt aléatoire, les algorithmes de réduction de la dimensionnalité, les algorithmes à gradient, les réseaux de neurones (par exemple, les auto-encodeurs, les CNN, les RNN, les perceptrons, la mémoire logarithmique à court terme (LSTM), Hopfield, Boltzmann, la croyance profonde, la déconvolution, la confrontation générative (GAN), etc. ) et leurs compléments et équivalents. Le ou les CNNs peuvent être formés avec des données de vérité de terrain (ou « ground truth » en anglais) qui sont générées en utilisant des données de capteurs représentatives du mouvement du dispositif de nettoyage 100, y compris le positionnement du périphérique de traitement 102 et de l’outil de traitement (par exemple, la brosse 106).It is understood that one or more cameras may include one or more programming modes, including by learning, to feed, modify, and train at least one neural network. Although the embodiments are described herein with respect to the use of one or more neural networks (e.g., convolutional neural networks or “CNNs”) as a machine learning model, other types of machine learning models may be used. These include, but are not limited to, models using linear regression, logistic regression, decision trees, support vector machines, naive Bayes, nearest neighbor (knn), K stands for clustering, random forest, dimensionality reduction algorithms, gradient-based algorithms, neural networks (e.g., autoencoders, CNNs, RNNs, perceptrons, logarithmic short-term memory (LSTM), Hopfield, Boltzmann, deep belief, deconvolution, generative adversarial (GAN), etc.) and their complements and equivalents. The CNN(s) may be trained with ground truth data that is generated using sensor data representative of the motion of the cleaning device 100, including the positioning of the processing device 102 and the processing tool (e.g., the brush 106).
Dans certains modes de réalisation du dispositif de nettoyage 100, la caméra 200 déclenche lorsqu'un segment du pneumatique identifié entre dans le champ de vision de la caméra. Dans les cas où une partie de pneumatique n’est pas visible dans l’image obtenue par le système de détection du dispositif de nettoyage 100 (par exemple, la caméra 200), un point d’accroche peut être placé à une position connue par rapport au capteur (par exemple, à une distance horizontale connue et à une distance verticale connue par rapport à la position de la caméra).In some embodiments of the cleaning device 100, the camera 200 triggers when a segment of the identified tire enters the camera's field of view. In cases where a tire portion is not visible in the image obtained by the detection system of the cleaning device 100 (e.g., the camera 200), a grip point may be placed at a known position relative to the sensor (e.g., at a known horizontal distance and a known vertical distance relative to the camera position).
Le système de détection du dispositif de nettoyage 100 détecte la présence d’un agencement de dommages de sculpture dans le champ de vision du système de détection (par exemple, le champ de vision de la caméra 200), ce qui le déclenche pour capturer l'image d’une surface de roulement du pneumatique identifié pour rechapage. Dans tous les modes de réalisation du système de l’invention, le système « cherche », dans l’image obtenue par le système de détection, la présence des dommages « vus » par le dispositif de nettoyage 100. Si aucun dommage n’est détecté, le système de détection continue d’obtenir les images jusqu’à ce que la recherche du pneumatique soit épuisée.The detection system of the cleaning device 100 detects the presence of a tread damage pattern within the field of view of the detection system (e.g., the field of view of the camera 200), triggering it to capture an image of a tread surface of the tire identified for retreading. In all embodiments of the system of the invention, the system “searches” the image obtained by the detection system for the presence of the damage “seen” by the cleaning device 100. If no damage is detected, the detection system continues to obtain images until the tire search is exhausted.
Le système de détection peut déterminer l’information sur l'environnement physique autour du pneumatique identifié qui peut être utilisée par un système de contrôle du système de l’invention (le système de contrôle comprenant, par exemple, un logiciel de planification des mouvements du dispositif de nettoyage 100). Le système de contrôle pourrait se trouver sur le robot ou il pourrait être en communication à distance avec le robot. Dans des modes de réalisation du système de l’invention, un ou plusieurs capteurs 2D ou 3D montés sur le robot (y compris, sans limitation, des capteurs de navigation) peuvent être intégrés pour constituer un modèle numérique de l'environnement physique (y compris, où applicable, le ou les côtés, le sol et le plafond). En utilisant les données obtenues, le système de contrôle peut provoquer le mouvement du robot pour naviguer entre les positions de prises des images des pneumatiques pendant des processus de réparation.The sensing system may determine information about the physical environment around the identified tire that may be used by a control system of the inventive system (the control system comprising, for example, software for planning movements of the cleaning device 100). The control system may be located on the robot or may be in remote communication with the robot. In embodiments of the inventive system, one or more 2D or 3D sensors mounted on the robot (including, without limitation, navigation sensors) may be integrated to provide a digital model of the physical environment (including, where applicable, the side(s), floor, and ceiling). Using the obtained data, the control system may cause the robot to move to navigate between positions for taking images of the tires during repair processes.
Pour bien gérer la manipulation du dispositif de nettoyage 100 qui assure la prise claire des images du pneumatique identifié (par exemple, la manipulation du robot et le positionnement de la brosse 106 comme représenté dans la
Le système de détection du dispositif de nettoyage 100 peut recevoir un fichier CAO du pneumatique identifié pour mettre en correspondance l'emplacement d’une découpure à partir du fichier CAO, avec la découpure identifiée en temps réel pour localiser et déterminer avec précision ses coordonnées. Le système de détection peut recevoir le fichier CAO par des méthodes de transmission de données connues de l'homme de l'art. Le système de détection peut en outre comprendre au moins une caméra et au moins un capteur (non représenté) pour déterminer l'emplacement (i.e., les coordonnées) des dommages sur la base des données recueillies en temps réel et/ou du profil de contour du pneumatique identifié.The detection system of the cleaning device 100 may receive a CAD file of the identified tire to match the location of a cut from the CAD file with the identified cut in real time to accurately locate and determine its coordinates. The detection system may receive the CAD file by data transmission methods known to those skilled in the art. The detection system may further include at least one camera and at least one sensor (not shown) to determine the location (i.e., coordinates) of the damage based on the data collected in real time and/or the contour profile of the identified tire.
Dans des modes de réalisation de l’invention, le système de détection du dispositif de nettoyage 100 peut comprendre aussi un dispositif de capture de mouvement choisi parmi des capteurs infrarouges, des capteurs ultrasoniques, des accéléromètres, des gyroscopes, des capteurs de pression, et/ou des dispositifs équivalents. Dans ces modes de réalisation, le système (et particulièrement le dispositif de nettoyage 100) apprend les mouvements qui réalisent la prise d’images des pneumatiques sans intervention d’un opérateur lors des procédés de rechapage.In embodiments of the invention, the detection system of the cleaning device 100 may also comprise a motion capture device selected from infrared sensors, ultrasonic sensors, accelerometers, gyroscopes, pressure sensors, and/or equivalent devices. In these embodiments, the system (and particularly the cleaning device 100) learns the movements which perform the taking of images of the tires without intervention of an operator during the retreading processes.
Pour mettre en œuvre le procédé de l’invention par moyen d’ordinateur, le système de l’invention comprend un réseau de communication (ou « réseau ») qui gère les données entrantes au système des sources variées (par exemple, à partir d’au moins un dispositif de nettoyage 100 et son système de détection associé). Le réseau de communication incorpore un ou des serveurs de communication (ou « serveurs ») comprenant chacun un ou des processeurs connectés de manière opérationnelle à une mémoire. La mémoire est configurée pour stocker une application d'analyse des données représentatives des découpures des pneumatiques imagés. Le ou les processeurs comprennent un module d’exécution d’application d’analyse qui réalise le traitement des images, dont le ou les processeurs sont capables d'exécuter des instructions programmées stockées dans la mémoire pour réaliser les étapes du procédé (comme décrites ci-dessous).To implement the method of the invention by computer means, the system of the invention comprises a communication network (or "network") which manages the data incoming to the system from various sources (for example, from at least one cleaning device 100 and its associated detection system). The communication network incorporates one or more communication servers (or "servers") each comprising one or more processors operatively connected to a memory. The memory is configured to store an application for analyzing data representative of the imaged tire cutouts. The one or more processors comprise an analysis application execution module which performs the processing of the images, the one or more processors of which are capable of executing programmed instructions stored in the memory to perform the steps of the method (as described below).
Les données entrantes au système de nettoyage automatique de l’invention peuvent inclure l’information générale concernant le pneumatique identifié. L’information générale comprend les données stockées concernant l’identification du pneumatique identifié (y compris, sans limitation, sa provenance de production, sa distribution et/ou son stockage, sa date de production, son histoire de rechapage si applicable et sa position et son histoire de montage). L’information générale peut aussi comprendre le rang de rechapage (si applicable) du pneumatique identifié. Les données correspondantes à un rang de rechapage d’un pneumatique identifié sont gérées habituellement par l’entité qui gère l’utilisation d’un ou des pneumatiques identifiés (par exemple, une ou des personnes et/ou une ou des compagnies) et/ou le fabricant de tels pneumatiques.Input data to the automatic cleaning system of the invention may include general information regarding the identified tire. The general information includes stored data regarding the identification of the identified tire (including, without limitation, its production origin, distribution and/or storage, production date, retread history if applicable, and mounting position and history). The general information may also include the retread rank (if applicable) of the identified tire. Data corresponding to a retread rank of an identified tire is typically managed by the entity that manages the use of an identified tire(s) (e.g., a person(s) and/or company(ies)) and/or the manufacturer of such tire(s).
Le terme « processeur » (ou, alternativement, le terme "circuit logique programmable") désigne un ou plusieurs dispositifs capables de traiter et d'analyser des données et comprenant un ou plusieurs logiciels pour leur traitement (par exemple, un ou plusieurs circuits intégrés connus par l’homme de métier comme étant inclus dans un ordinateur, un ou plusieurs contrôleurs, un ou plusieurs microcontrôleurs, un ou plusieurs micro-ordinateurs, un ou plusieurs automates programmables (ou « PLC »), un ou plusieurs circuits intégrés spécifiques à une application, un ou plusieurs réseaux de neurones, et/ou un ou plusieurs autres circuits programmables équivalents connus). Le processeur comprend un ou des logiciels pour le traitement des données capturées par le système de détection (y compris la caméra 200) du dispositif de nettoyage 100 (et les données correspondantes obtenues) ainsi qu'un ou des logiciels pour l'identification et la localisation des variances et l’identification de leurs sources pour les corriger.The term "processor" (or, alternatively, the term "programmable logic circuit") refers to one or more devices capable of processing and analyzing data and comprising one or more software programs for their processing (e.g., one or more integrated circuits known to those skilled in the art as being included in a computer, one or more controllers, one or more microcontrollers, one or more microcomputers, one or more programmable logic controllers (or "PLCs"), one or more application-specific integrated circuits, one or more neural networks, and/or one or more other known equivalent programmable circuits). The processor comprises one or more software programs for processing the data captured by the detection system (including the camera 200) of the cleaning device 100 (and the corresponding data obtained) as well as one or more software programs for identifying and localizing variances and identifying their sources in order to correct them.
Dans le système de l’invention, la mémoire peut comprendre à la fois des dispositifs de mémoire volatiles et non volatiles. La mémoire non volatile peut comprendre des mémoires à l'état solide, telles que la mémoire flash NAND, la mémoire « vive » (ou « keep-alive memory » ou « KAM ») pour sauvegarder des variables diverses de fonctionnement pendant que le processeur est hors tension, des supports de stockage magnétiques et optiques, ou tout autre dispositif de stockage de données approprié qui conserve les données lorsque le dispositif de nettoyage 100 est désactivé ou perd son alimentation électrique. La mémoire volatile peut comprendre une mémoire statique et dynamique RAM qui stocke des instructions de programme et des données, y compris une application d'apprentissage.In the system of the invention, the memory may include both volatile and non-volatile memory devices. The non-volatile memory may include solid state memories, such as NAND flash memory, "keep-alive memory" (or "KAM") for saving various operating variables while the processor is powered off, magnetic and optical storage media, or any other suitable data storage device that retains the data when the cleaning device 100 is disabled or loses power. The volatile memory may include static and dynamic RAM that stores program instructions and data, including a learning application.
Dans des modes de réalisation du système de l’invention, le processeur peut configurer le dispositif de nettoyage 100 (et notamment le périphérique de traitement 102 ) sur un ou plusieurs paramètres du pneumatique identifié calculés par un module de traitement d'images incorporé dans la mémoire du processeur. Le module de traitement des images analyse les images du pneumatique identifié et, plus précisément, les images des dommages vus par le système de détection du dispositif de nettoyage 100.In embodiments of the system of the invention, the processor can configure the cleaning device 100 (and in particular the processing peripheral 102) on one or more parameters of the identified tire calculated by an image processing module incorporated in the memory of the processor. The image processing module analyzes the images of the identified tire and, more precisely, the images of the damage seen by the detection system of the cleaning device 100.
Le processeur peut également se référer à une référence (par exemple, un tableau de taille de pneumatiques variés) pour effectuer une détermination finale d’un paramètre ou des paramètres du pneumatique identifié. La référence peut inclure des paramètres de pneumatiques connus correspondant à une pluralité de pneumatiques connus disponibles dans le commerce. Par exemple, après que le module de traitement d'images a calculé un ou plusieurs paramètres de pneumatique identifié, le processeur peut comparer les paramètres calculés avec les paramètres connus enregistrés dans la référence. Le processeur peut récupérer les paramètres de pneumatiques connus correspondant aux pneumatiques disponibles dans le commerce qui correspondent le plus étroitement aux paramètres calculés pour configurer le périphérique de traitement 102 (et donc mettre la brosse 106 ou un outil de traitement équivalent dans un positionnement précis pour nettoyer une découpure correspondante dans la sculpture du pneumatique identifié). La référence de pneumatiques peut inclure des mesures correspondant à une pluralité de pneumatiques disponibles dans le commerce. A titre d’exemple, pour un pneumatique d’une taille 225/50R17, le numéro « 225 » identifie la section transversale du pneumatique en millimètres, le numéro « 50 » indique le rapport d'aspect du flanc, et la mesure « R17 » représente le diamètre de la jante en pouces (étant environ 43,18 centimètres).The processor may also refer to a reference (e.g., a size chart of various tires) to make a final determination of a parameter or parameters of the identified tire. The reference may include known tire parameters corresponding to a plurality of known commercially available tires. For example, after the image processing module calculates one or more identified tire parameters, the processor may compare the calculated parameters with the known parameters stored in the reference. The processor may retrieve the known tire parameters corresponding to the commercially available tires that most closely match the calculated parameters to configure the processing device 102 (and thus place the brush 106 or equivalent processing tool in precise position to clean a corresponding cutout in the tread of the identified tire). The tire reference may include measurements corresponding to a plurality of commercially available tires. For example, for a tire size 225/50R17, the number "225" identifies the tire's cross-section in millimeters, the number "50" indicates the sidewall aspect ratio, and the measurement "R17" represents the rim diameter in inches (being approximately 43.18 centimeters).
En se référant encore à la
Tel qu'utilisé ici, le terme “procédé” ou “processus” peut comprendre une ou plusieurs étapes effectuées par au moins un système informatique comportant un ou des processeurs pour exécuter des instructions qui effectuent les étapes. Sauf indication contraire, toute séquence d'étapes est donnée à titre d’exemple et ne limite pas les procédés décrits à une quelconque séquence particulière.As used herein, the term “method” or “process” may include one or more steps performed by at least one computer system having one or more processors to execute instructions that perform the steps. Unless otherwise indicated, any sequence of steps is exemplary and does not limit the methods described to any particular sequence.
Dans la description suivante, des modes de réalisation du procédé de l’invention sont décrits dont la precision des informations obtenues par le système de détection (par exemple, la caméra 200) diffère.In the following description, embodiments of the method of the invention are described which differ in the accuracy of the information obtained by the detection system (e.g., the camera 200).
En réalisant le procédé de l’invention, le système de nettoyage automatique de l’invention incorpore une combinaison de techniques de vision et d'apprentissage automatique pour reconstruire correctement et rapidement la scène observée à partir de nuages de points dispersés tridimensionnels (ou « 3D »), issus d’une vue du pneumatique identifié pour rechapage. Le système de l’invention réalise donc une amélioration continue dans la reconnaissance des dommages de sculpture et leur positionnement relatif le long de la surface de roulement du pneumatique identifié.In carrying out the method of the invention, the automatic cleaning system of the invention incorporates a combination of vision and machine learning techniques to correctly and quickly reconstruct the observed scene from scattered three-dimensional (or “3D”) point clouds, derived from a view of the tire identified for retreading. The system of the invention therefore achieves a continuous improvement in the recognition of tread damage and its relative positioning along the tread surface of the identified tire.
En lançant un mode de réalisation du procédé de l’invention, le procédé comprend une étape de calibration du dispositif de nettoyage 100. Pendant cette étape, le robot est mis en position pour faire un scan d’un pneumatique identifié. Lorsqu’un scan du pneumatique identifié est réalisé avec la caméra 200, des points tridimensionnels (3D) sont récupérés qui sont exprimés par leur positionnement par rapport à la caméra. Pour pouvoir piloter le dispositif de nettoyage 100 (par exemple, pour lui indiquer la position de chaque zone à brosser sur la surface de roulement du pneumatique identifié), il faut que ces points 3D soient exprimés à la base de robot (à titre d’exemple, voir la base 110 du dispositif de nettoyage 100 de la
Dans un mode de réalisation du procédé, l’étape de calibration du dispositif de nettoyage 100 comprend une étape de positionnement d’une mire de calibration dans un espace de traitement où le robot va travailler. Dans un mode de réalisation, la mire de calibration comprend un damier qui est positionné pour permettre la réalisation d’une pluralité de photos en faisant varier l’angle de vue à chaque fois. Pendant cette étape, un algorithme d’optimisation (incorporé dans la caméra 200) est utilisé pour estimer la pose de la caméra 200 dans le repère du périphérique de traitement 102. Une fois la calibration réalisée, le robot est capable d’être amené dans une position vue par la caméra 200. Cette calibration est à faire dès l’installation du dispositif de nettoyage 106 dans l’espace de traitement.In one embodiment of the method, the step of calibrating the cleaning device 100 comprises a step of positioning a calibration target in a treatment space where the robot will work. In one embodiment, the calibration target comprises a checkerboard that is positioned to allow a plurality of photos to be taken by varying the viewing angle each time. During this step, an optimization algorithm (incorporated in the camera 200) is used to estimate the pose of the camera 200 in the frame of reference of the treatment device 102. Once the calibration has been carried out, the robot is capable of being brought into a position seen by the camera 200. This calibration must be carried out as soon as the cleaning device 106 is installed in the treatment space.
Le procédé comprend en outre une étape de positionnement d’un pneumatique identifié endommagé dans l’espace de traitement où le dispositif de nettoyage 100 va le traiter. Le pneumatique identifié est positionné en proximité du dispositif de nettoyage 100 sur un tambour rotatif (comme connu dans l’état de l’art). Dans le cours d’un processus de réparation du procédé de rechapage, le tambour fait tourner le pneumatique identifié pour qu’il puisse être traité secteur par secteur. Il est entendu que le pneumatique identifié pourrait être positionné sur une table de travail ou sur un support équivalent pour que le système de l’invention puisse le traiter. Le support peut être configuré pour se déplacer de manière rotative, de manière alternative verticale et/ou de manière alternative horizontale, permettant donc le traitement d’une variété de pneumatiques.The method further comprises a step of positioning an identified damaged tire in the treatment space where the cleaning device 100 will treat it. The identified tire is positioned in proximity to the cleaning device 100 on a rotating drum (as known in the state of the art). During a repair process of the retreading process, the drum rotates the identified tire so that it can be treated sector by sector. It is understood that the identified tire could be positioned on a work table or on an equivalent support so that the system of the invention can treat it. The support can be configured to move in a rotating manner, in an alternating vertical manner and/or in an alternating horizontal manner, thus allowing the treatment of a variety of tires.
Le traitement « secteur par secteur » fait référence à plusieurs modes de réalisation du procédé de l’invention incorporant un ou des scans suivis par un traitement des sculptures du pneumatique identifié. Dans un mode de réalisation du procédé de l’invention, le traitement secteur par secteur comprend, pour chaque secteur du pneumatique en cours de traitement, un scan du secteur suivi d’un traitement du secteur scanné (par exemple, un brossage des sculptures du secteur scanné réalisé par la brosse 106). Dans un autre mode de réalisation du procédé de l’invention, le traitement secteur par secteur comprend un scan de tous les secteurs successifs du pneumatique en cours de traitement suivi par un traitement (par exemple, un brossage) de tous les secteurs successifs scannés. Dans un autre mode de réalisation du procédé de l’invention, le traitement secteur par secteur comprend un scan du pneumatique en cours de traitement (soit un scan par secteurs individuels soit un scan de tous les secteurs successifs) sur un poste différent de celui où un traitement (par exemple, un brossage) des secteurs scannés est effectué. Dans ce dernier cas, au moins une caméra supplémentaire (non représentée) serait utilisée sur le poste déporté pour réaliser tous les scans. Ensuite, la caméra 200 du dispositif de nettoyage 100 servirait à réaliser un seul scan pour repérer la position du secteur dans le champ de la caméra 200 parmi l’ensemble de scans réalisés sur le poste déporté. Dans tous ces modes de réalisation du procédé de l’invention, il est entendu qu’un traitement serait réalisé sur les secteurs ayant besoin de traitement. Ainsi, si aucun dommage ayant besoin de traitement n’est identifié dans un scan d’un secteur, le dispositif de nettoyage 100 passe le secteur concerné jusqu’à un secteur scanné où un ou dommages sont identifiés pour traitement.The “sector by sector” processing refers to several embodiments of the method of the invention incorporating one or more scans followed by a processing of the tread patterns of the identified tire. In one embodiment of the method of the invention, the sector by sector processing comprises, for each sector of the tire being processed, a scan of the sector followed by a processing of the scanned sector (for example, a brushing of the tread patterns of the scanned sector carried out by the brush 106). In another embodiment of the method of the invention, the sector by sector processing comprises a scan of all successive sectors of the tire being processed followed by a processing (for example, a brushing) of all successive scanned sectors. In another embodiment of the method of the invention, the sector by sector processing comprises a scan of the tire being processed (either a scan by individual sectors or a scan of all successive sectors) on a station different from that where a processing (for example, a brushing) of the scanned sectors is carried out. In the latter case, at least one additional camera (not shown) would be used on the remote station to perform all the scans. Then, the camera 200 of the cleaning device 100 would be used to perform a single scan to locate the position of the sector in the field of the camera 200 among the set of scans performed on the remote station. In all these embodiments of the method of the invention, it is understood that a treatment would be performed on the sectors requiring treatment. Thus, if no damage requiring treatment is identified in a scan of a sector, the cleaning device 100 passes the sector concerned to a scanned sector where one or more damages are identified for treatment.
Le procédé comprend en outre une étape de positionnement de la caméra 200 à une distance référentielle Drefpar rapport à la surface de roulement du pneumatique identifié (c.-à-d., la surface endommagée). Pendant cette étape, la caméra 200 est centrée par rapport à la surface de roulement du pneumatique identifié (étant un positionnement droite/gauche). Pour cela, le robot commence par positionner la caméra 200 devant le pneumatique identifié dans une position qui permet à la caméra de voir toutes les dimensions de pneumatiques possibles (y compris les diamètres et les largeurs). Un scan est alors réalisé par la caméra 200, puis il est analysé pour vérifier si la caméra 200 est bien positionnée.The method further comprises a step of positioning the camera 200 at a reference distance D ref relative to the tread surface of the identified tire (i.e., the damaged surface). During this step, the camera 200 is centered relative to the tread surface of the identified tire (being a right/left positioning). For this, the robot begins by positioning the camera 200 in front of the identified tire in a position that allows the camera to see all possible tire dimensions (including diameters and widths). A scan is then performed by the camera 200, then it is analyzed to verify whether the camera 200 is correctly positioned.
En se référant à la
En se référant à la
En considérant le dispositif de nettoyage 106, son positionnement initial (et, dans les cas qui s’appliquent, l’orientation initiale du périphérique de traitement 102, et donc, la brosse 106 ou un outil de traitement équivalent) est déterminé des données obtenues via l’acquisition des images du système et de l’environnement physique dans lequel le système fonctionne (par exemple, comme représenté dans la
Le procédé comprend en outre une étape de détection des sculptures qui est réalisée secteur par secteur pour le pneumatique identifié. Pendant cette étape, pour chaque secteur, le dispositif de nettoyage 100 positionne la caméra 3D pour scanner le secteur et récupérer une image couleur et tridimensionnelle (3D) du secteur (il est rappelé que le traitement secteur par secteur est impliqué pendant cette étape). En chaque point de l'image, on connait la couleur du point mais également sa position tridimensionnelle par rapport à la caméra 200.The method further comprises a step of detecting the sculptures which is carried out sector by sector for the identified tire. During this step, for each sector, the cleaning device 100 positions the 3D camera to scan the sector and recover a color and three-dimensional (3D) image of the sector (it is recalled that sector-by-sector processing is involved during this step). At each point of the image, the color of the point is known but also its three-dimensional position relative to the camera 200.
Une fois le scan réalisé, cette étape de détection des sculptures comprend une étape d’application d’un réseau neuronal sur l’image couleur et 3D pour déterminer quels points représentent des sculptures à brosser. A chaque image, on récupère en sortie du réseau neuronal un masque binaire où chaque point blanc indique que le point représente une sculpture à nettoyer. Avant de pouvoir utiliser le réseau neuronal, une phase d’apprentissage est réalisée pour fixer les paramètres du réseau de neurones. Pour cela, plusieurs images d’entrée sont annotées manuellement pour créer des centaines de masques binaires et indiquer quels points de l’image représentent des zones de sculpture à nettoyer (voir la
Pendant l’étape d’application du réseau neuronal, si l’image d’entrée ne contient aucune sculpture, la sortie sera un masque uniquement noir. Il est entendu que des fausses détections peuvent apparaitre dans les sorties du réseau neuronal (représentées à titre d’exemple par les régions encerclées 5A représentées dans la
Le procédé de l’invention comprend en outre une étape de création des trajectoires tridimensionnelles (3D) que le dispositif de nettoyage 100 devrait suivre pour nettoyer les sculptures. Une fois le masque binaire des sculptures obtenu pendant l’étape de détection des sculptures, le processeur du système mettre en œuvre un processus de génération des trajectoires 3D de traitement des sculptures (ou «processus de génération des trajectoires 3D ») réalisé par un algorithme comme représenté dans la
Le processus de génération des trajectoires 3D comprend une étape de préparation des données. Pendant cette étape, le nettoyage du masque binaire est réalisé pour supprimer le bruit éventuel et pour arrondir les contours. Ensuite, pendant cette étape, les points appartenant aux contours de tous les objets blancs présents dans le masque binaire sont extraits (appelé « l’extraction des contours »). Ainsi, un ensemble de polygones avec des trous est obtenu (voir la
L’étape de génération des trajectoires 3D comprend une étape d’extraction des chemins bidimensionnels (2D) horizontaux et verticaux. Pendant cette étape, les petits trous (éventuellement présents à l’intérieur des différents polygones extraits pendant l’étape de préparation des données) sont supprimés. Pendant cette étape, on calcule ensuite le « squelette morphologique » de chaque polygone. Cela consiste à extraire l’ensemble des points centraux de chaque polygone. Le squelette morphologique (ou « squelette ») est constitué de nœuds (qui sont les extrémités du squelette ou les points de croisements) et de chemins (qui sont les points situés entre deux nœuds). En se référant à la
Pendant l’étape de génération des trajectoires 3D, chaque chemin est ensuite classé en chemin horizontal ou vertical. Pour cela, on calcule sa boite englobante (voir la boîte englobante 9A de la
Pour les contours composés de plusieurs nœuds et chemins, les chemins en vertical ou horizontal sont classés, et les chemins de même catégorie (la catégorie verticale et la catégorie horizontale) sont fusionnés avec des extrémités proches. En se référant à l’exemple représenté dans la
L’étape de génération des trajectoires 3D comprend en outre une étape d’élaboration des trajectoires 3D qui est réalisée une fois les chemins verticaux et horizontaux extraits. Pendant cette étape d’élaboration (qui vise à ordonner les différents chemins pour obtenir l’ordre dans lequel seront nettoyées les sculptures), on ordonne tout d’abord les chemins verticaux, puis les chemins horizontaux. Il est entendu que le procédé de l’invention fonctionne aussi en faisant l’ordre inverse (commençant avec les chemins horizontaux, puis les chemins verticaux).The 3D trajectory generation step further comprises a 3D trajectory development step which is carried out once the vertical and horizontal paths have been extracted. During this development step (which aims to order the different paths to obtain the order in which the sculptures will be cleaned), the vertical paths are first ordered, then the horizontal paths. It is understood that the method of the invention also works by doing the reverse order (starting with the horizontal paths, then the vertical paths).
Pour ordonner les chemins verticaux pendant cette étape d’élaboration, dans un mode de réalisation du procédé, on commence par un chemin vertical ayant un point de départ situé le plus à l'étendue la plus lointaine dans l’image. En se référant à l’exemple représenté dans la
Pour ordonner les chemins horizontaux pendant cette étape d’élaboration, dans un mode de réalisation du procédé, on commence par un chemin horizontal ayant le point de départ le plus proche du dernier chemin vertical ordonné. On applique ensuite le même raisonnement que celui utilisé pour les chemins verticaux pour arriver à un ordre pour les chemins horizontaux (représenté par les lignes 11E dans la
Le procédé de l’invention comprend en outre une étape de simplification des chemins pendant laquelle on récupère le point 3D associé à chaque point de chaque chemin vertical et horizontal (il est rappelé que les données de la caméra 200 représentent une image couleur et 3D). Pendant cette étape, pour chaque chemin, on applique un algorithme de simplification pour réduire le nombre de points. En limitant le nombre de points, on augmente la vitesse de parcours du dispositif de nettoyage 100 lors un processus de nettoyage). Cette simplification consiste à approcher le chemin par un ensemble de segments et à garantir que chaque segment ne s’éloigne pas trop du chemin initial. Pour cela, on utilise un seuil en millimètre qui permet de simplifier chaque chemin. Un exemple de simplification est représenté dans la
Le procédé de l’invention comprend en outre une étape d’ajout des points d’approche et de retrait pour compléter la trajectoire 3D obtenue après l’étape de simplification. Pendant cette étape, on ajoute, en début et en fin de chaque chemin vertical et horizontal, deux points d’approche et de retrait qui permettent au dispositif de nettoyage 100 de commencer et de terminer le nettoyage du chemin (qui correspond à une sculpture sur la surface du pneumatique identifié en traitement). Ces points d’approche et de retrait sont nécessaires pour s’assurer que la brosse 106 (ou l’outil de traitement équivalent) ne détériore pas le pneumatique entre le nettoyage de deux chemins successifs. Ainsi, ces points ne doivent pas être trop rapprochés du pneumatique pour s’assurer que la brosse (ou l’outil de traitement équivalent) ne touchera pas le pneumatique entre deux chemins successifs. En même temps, ces points ne doivent pas non plus être trop éloignés pour éviter des temps de déplacement trop long entre deux chemins successifs.The method of the invention further comprises a step of adding the approach and withdrawal points to complete the 3D trajectory obtained after the simplification step. During this step, two approach and withdrawal points are added at the start and end of each vertical and horizontal path, which allow the cleaning device 100 to start and finish cleaning the path (which corresponds to a sculpture on the surface of the tire identified in treatment). These approach and withdrawal points are necessary to ensure that the brush 106 (or the equivalent treatment tool) does not damage the tire between the cleaning of two successive paths. Thus, these points must not be too close to the tire to ensure that the brush (or the equivalent treatment tool) will not touch the tire between two successive paths. At the same time, these points must also not be too far apart to avoid excessively long travel times between two successive paths.
En se référant à la
Le procédé de l’invention comprend une dernière étape de calcul des orientations de la brosse 106. Pendant cette étape, l’orientation 3D de la brosse 106 est calculée en chaque point de chaque chemin vertical et horizontal. Pour cela, on calcule la normale 3D en chaque point ainsi que le vecteur directeur entre chaque paire de points successifs (ce vecteur donne la direction à suivre entre deux points de chaque chemin). La normale donne l’orientation de l’axe Z de la brosse 106, et le vecteur directeur donne l’orientation de l’axe X de la brosse (l’axe Y est automatiquement fixé suite à la fixation des axes X et Z). En se référant à l’exemple de la
Le système de l’invention peut facilement répéter les étapes du procédé dans un ordre pour bien nettoyer les sillons du pneumatique identifié dans le cours d’un procédé de rechapage.The system of the invention can easily repeat the process steps in an order to thoroughly clean the grooves of the tire identified in the course of a retreading process.
L’homme du métier dans ce domaine reconnaîtra que de nombreuses techniques de traitement de l'image peuvent être utilisées pour choisir et pour déterminer les paramètres des pneumatiques cibles. Plusieurs systèmes de traitement d'images disponibles dans le commerce peuvent être utilisés.Those skilled in the art will recognize that many image processing techniques can be used to select and determine the parameters of the target tires. Several commercially available image processing systems can be used.
Dans une installation de rechapage de pneumatiques, un système de vision peut être utilisé pour détecter la présence d’un pneumatique dans le champ de vision de la caméra 200, ce qui déclenche la caméra pour capturer l'image du pneumatique identifié pour traitement.In a tire retreading facility, a vision system may be used to detect the presence of a tire in the field of view of the camera 200, triggering the camera to capture the image of the identified tire for processing.
Dans des modes de réalisation du procédé de l’invention, une ou plusieurs étapes du procédé peuvent comprendre en outre une étape de scan de l’environnement physique contenant le dispositif de nettoyage 100. Dans des modes de réalisation du procédé, cette étape comprend en outre une étape de mesure de l’environnement physique pour arriver à un positionnement exact de la brosse 106 (ou de l’outil de traitement équivalent). Pendant cette étape, un ou plusieurs capteurs peuvent être employés pour capturer des données correspondantes aux outils de traitement et aux pneumatiques afin de déterminer les formes et/ou les positions des pneumatiques individuels. Cette information est pertinente pour permettre une modélisation précise du procédé de l’invention afin d’optimiser le temps d’un procédé de rechapage associé.In embodiments of the method of the invention, one or more steps of the method may further comprise a step of scanning the physical environment containing the cleaning device 100. In embodiments of the method, this step further comprises a step of measuring the physical environment to arrive at an exact positioning of the brush 106 (or equivalent treatment tool). During this step, one or more sensors may be employed to capture data corresponding to the treatment tools and the tires in order to determine the shapes and/or positions of the individual tires. This information is relevant to enable precise modeling of the method of the invention in order to optimize the time of an associated retreading process.
Un procédé de l’invention peut être fait par la commande du PLC et peut inclure des préprogrammations des informations de gestion. Par exemple, un réglage du procédé peut être associé avec les paramètres du pneumatique en cours de rechapage, et/ou les propriétés des pneumatiques traités dans une installation de rechapage incorporant le dispositif de nettoyage 100 (par exemple, les pneumatiques avions, les pneumatiques poids lourds, etc.). Le système de l’invention (et/ou une installation incorporant ce système) peut facilement répéter une ou plusieurs étapes du procédé de l’invention dans un ordre déterminé pour assurer le nettoyage sensiblement complet de la sculpture (et particulièrement les sillons) du pneumatique traité.A method of the invention may be carried out by the control of the PLC and may include preprogramming of the management information. For example, a setting of the method may be associated with the parameters of the tire being retreaded, and/or the properties of the tires treated in a retreading installation incorporating the cleaning device 100 (for example, aircraft tires, heavy-duty tires, etc.). The system of the invention (and/or an installation incorporating this system) may easily repeat one or more steps of the method of the invention in a determined order to ensure the substantially complete cleaning of the tread (and particularly the grooves) of the treated tire.
Le système de l’invention (et/ou une installation de rechapage incorporant ce système) peut inclure des préprogrammations des informations de gestion. Par exemple, un réglage de procédé peut être associé avec les paramètres des environnements physiques typiques dans lesquels le système fonctionne. Dans des modes de réalisation de l’invention, le système (et/ou une installation de rechapage incorporant ce système) peut recevoir des commandes vocales ou d'autres données audio représentant, par exemple, une démarche ou un arrêt du nettoyage et/ou un chargement/déchargement d’un tambour dédié au rechapage des pneumatiques. Une demande peut être réalisée qui inclut une demande pour l'état actuel d'un cycle de procédé de rechapage en cours. Une réponse générée peut être représentée de manière audible, visuelle, tactile (par exemple, en utilisant une interface haptique) et/ou de manière virtuelle et/ou augmentée. Cette réponse, associée avec les données correspondantes, peut être enregistrée dans un réseau neuronal.The system of the invention (and/or a retreading plant incorporating the system) may include preprogramming of management information. For example, a process setting may be associated with the parameters of the typical physical environments in which the system operates. In embodiments of the invention, the system (and/or a retreading plant incorporating the system) may receive voice commands or other audio data representing, for example, a start or stop of cleaning and/or a loading/unloading of a drum dedicated to retreading tires. A request may be made that includes a query for the current status of a current retreading process cycle. A generated response may be represented audibly, visually, tactilely (e.g., using a haptic interface), and/or virtually and/or augmentedly. This response, associated with the corresponding data, may be recorded in a neural network.
Pour toutes les réalisations du système, un système de surveillance pourrait être mis en place. Au moins une partie du système de surveillance peut être fournie dans un dispositif portable tel qu'un dispositif de réseau mobile (par exemple, un téléphone mobile, un ordinateur portable, un ou des dispositifs portables connectés au réseau (y compris des dispositifs « réalité augmentée » et/ou « réalité virtuelle »), des vêtements portables connectés au réseau et/ou toutes combinaisons et/ou tous équivalents). Il est envisageable que des étapes de détection et de comparaison puissent être réalisées de manière itérative.For all embodiments of the system, a monitoring system could be implemented. At least part of the monitoring system may be provided in a portable device such as a mobile network device (e.g., a mobile phone, a laptop, one or more network-connected wearable devices (including "augmented reality" and/or "virtual reality" devices), network-connected wearables, and/or any combinations and/or equivalents). It is envisaged that detection and comparison steps may be performed iteratively.
Dans un mode de réalisation, le procédé de l’invention peut comprendre une étape d'entraînement du système pour reconnaître des valeurs représentatives des pneumatiques d’être rechapés (par exemple, des valeurs du diamètre interne et du diamètre externe) et pour faire une comparaison avec des valeurs ciblés (par exemple, pour réaliser une commande de pneumatiques incorporant les pneumatiques rechapés). Chaque étape de l’entraînement peut inclure une classification générée par moyens d’auto-apprentissage. Cette classification peut inclure, sans limitation, les paramètres des pneumatiques choisis, les durées des cycles de procédé et les valeurs attendues à la fin d’un procédé en progrès (par exemple, le nombre de pneumatiques rechapés pendant un cycle pour atteindre un niveau souhaité).In one embodiment, the method of the invention may include a step of training the system to recognize values representative of the tires to be retreaded (e.g., values of the internal diameter and the external diameter) and to make a comparison with targeted values (e.g., to perform an order of tires incorporating the retreaded tires). Each step of the training may include a classification generated by self-learning means. This classification may include, without limitation, the parameters of the selected tires, the durations of the process cycles and the expected values at the end of a process in progress (e.g., the number of tires retreaded during a cycle to reach a desired level).
Les termes « au moins un(e) » et « un(e) ou plusieurs » sont utilisés de manière interchangeable. Les gammes qui sont présentées comme se situant « entre a et b » englobent les valeurs « a » et « b ».The terms "at least one" and "one or more" are used interchangeably. Ranges that are presented as being "between a and b" encompass the values "a" and "b".
Bien que des modes de réalisation particuliers de l’appareil révélé aient été illustrés et décrits, on comprendra que divers changements, additions et modifications peuvent être pratiqués sans s’écarter de l’esprit ni de la portée du présent exposé. Par conséquent, aucune limitation ne devrait être imposée sur la portée de l’invention décrite à l’exception de celles exposées dans les revendications annexées.Although particular embodiments of the disclosed apparatus have been illustrated and described, it will be understood that various changes, additions and modifications may be practiced without departing from the spirit and scope of the present disclosure. Accordingly, no limitations should be imposed on the scope of the disclosed invention except as set forth in the appended claims.
Claims (15)
- une étape de fourniture d’un système de nettoyage automatique ce dont le processeur fait partie pour reconnaitre automatiquement un ordre de traitement des dommages dans la sculpture du pneumatique identifié ;
- une étape de calibration d’un dispositif de nettoyage (100) qui fait partie du système de nettoyage automatique, le dispositif de nettoyage (100) comprenant un périphérique de traitement (102) soutenu par un bras allongé (104) pivotant qui s’étend jusqu’à une extrémité libre (102a) où un outil de traitement est disposé le long d’un axe longitudinal commun ;
- une étape de positionnement du pneumatique identifié dans un espace de traitement où le dispositif de nettoyage (100) le traite ;
- une étape de positionnement d’au moins une caméra (200) qui fait partie du système de nettoyage automatique à une distance référentielle par rapport à une surface de roulement du pneumatique identifié ;
- une étape de détection des sculptures comprenant un traitement secteur par secteur pour le pneumatique identifié incorporant un ou des scans suivis par un traitement des sculptures du pneumatique identifié pour récupérer une image couleur et tridimensionnelle (3D) de chaque secteur scanné ;
- une étape de création des trajectoires tridimensionnelles (3D) que le dispositif de nettoyage (100) devrait suivre pour traiter les sculptures ;
- une étape de simplification des chemins verticaux et horizontaux pendant laquelle un point 3D associé à chaque point de chaque chemin est récupéré;
- une étape d’ajout des points d’approche et de retrait pour compléter la trajectoire 3D obtenue après l’étape de simplification des chemins, pendant laquelle, en début et en fin de chaque chemin vertical et horizontal, un point d’approche et un point de retrait sont ajoutés permettant au dispositif de nettoyage (100) de commencer et de terminer le traitement du chemin qui correspond à une sculpture sur la surface de roulement du pneumatique identifié ; et
- une dernière étape de calcul des orientations de l’outil de traitement pendant laquelle une orientation 3D de l’outil de traitement est calculée en chaque point de chaque chemin vertical et horizontal ;
de sorte que le dispositif de nettoyage (100) est mis en mouvement pour que le périphérique de traitement (102) puisse poser l’outil de traitement pour réaliser le nettoyage de la sculpture du pneumatique identifié.A method of cleaning a tread pattern of an identified tire damaged during retreading, the method implemented by at least one processor comprising a processing module which applies, to at least one neural network, the data representative of the captured images of the tread pattern of the identified tire, characterized in that the method comprises the following steps:
- a step of providing an automatic cleaning system of which the processor is a part to automatically recognize an order of treatment of damage in the sculpture of the identified tire;
- a step of calibrating a cleaning device (100) which is part of the automatic cleaning system, the cleaning device (100) comprising a treatment device (102) supported by a pivoting elongated arm (104) which extends to a free end (102a) where a treatment tool is arranged along a common longitudinal axis;
- a step of positioning the identified tire in a treatment space where the cleaning device (100) treats it;
- a step of positioning at least one camera (200) which is part of the automatic cleaning system at a reference distance relative to an identified tire rolling surface;
- a sculpture detection step comprising sector-by-sector processing for the identified tire incorporating one or more scans followed by processing of the sculptures of the identified tire to recover a color and three-dimensional (3D) image of each scanned sector;
- a step of creating the three-dimensional (3D) trajectories that the cleaning device (100) should follow to treat the sculptures;
- a step of simplification of the vertical and horizontal paths during which a 3D point associated with each point of each path is recovered;
- a step of adding the approach and withdrawal points to complete the 3D trajectory obtained after the path simplification step, during which, at the beginning and end of each vertical and horizontal path, an approach point and a withdrawal point are added allowing the cleaning device (100) to start and finish the processing of the path which corresponds to a sculpture on the rolling surface of the identified tire; and
- a final step of calculating the orientations of the processing tool during which a 3D orientation of the processing tool is calculated at each point of each vertical and horizontal path;
such that the cleaning device (100) is set in motion so that the processing device (102) can place the processing tool to carry out the cleaning of the sculpture of the identified tire.
- pour chaque secteur du pneumatique identifié, une étape de scan du secteur suivi d’un traitement du secteur scanné ;
- un scan de tous les secteurs successifs du pneumatique identifié suivi par un traitement de tous les secteurs successifs scannés ; ou
- un scan du pneumatique en cours de traitement sur un poste différent de celui où un traitement des secteurs scannés est effectué ;
de sorte que d’un traitement d’un ou des secteurs scannés est réalisé par le dispositif de nettoyage (100).The cleaning method of claim 1, wherein, during the tread pattern detection step, the sector-by-sector processing for the identified tire comprises:
- for each tire sector identified, a sector scanning step followed by processing of the scanned sector;
- a scan of all successive sectors of the identified tire followed by processing of all successive scanned sectors; or
- a scan of the tire being processed at a station other than the one where processing of the scanned sectors is carried out;
such that a processing of one or more scanned sectors is carried out by the cleaning device (100).
- une étape d’identification d’une zone centrale horizontale du scan qui est utilisée pour vérifier que la distance entre le pneumatique identifié et la caméra (200) est correcte ;
- une étape de calcul d’une distance moyenne (Dmoy) des points à l’intérieur de la zone centrale horizontale ;
- une étape de conservation des points 3D sous la forme d’un masque de surface comprenant une image binaire représentant les points appartenant à la surface de roulement du pneumatique identifié ;
- une étape de calcul à nouveau la distance moyenne (Dmoy) en ne considérant que les points de la zone centrale horizontale qui appartiennent à la surface de roulement du pneumatique identifié pour obtenir une distance (Dmoy_surface) ;
- une étape de comparaison de la distance (Dmoy_surface) avec la distance référentielle de la caméra (200);
- une étape de calcul des deux lignes verticales (300B) qui délimitent le début et la fin du masque de surface pour permettre de vérifier que la caméra (200) est centrée par rapport à la surface de roulement du pneumatique identifié ;
- une étape de calcul d’une ligne verticale centrale située au milieu des lignes verticales (300B) ; et
- où la ligne verticale centrale calculée s’écarte de la ligne centrale de l’image au-delà un seuil prédéterminé, une étape d’application d’une correction latérale à la position de la caméra (200) pour la recentrer par rapport à la surface de roulement du pneumatique identifié.The cleaning method of any one of claims 1 to 5, wherein the step of positioning the camera (200) comprises a step of verifying a scan performed by the camera (200) comprising the following steps:
- a step of identifying a horizontal central zone of the scan which is used to verify that the distance between the identified tire and the camera (200) is correct;
- a step of calculating an average distance (D avg ) of the points inside the horizontal central zone;
- a step of preserving the 3D points in the form of a surface mask comprising a binary image representing the points belonging to the rolling surface of the identified tire;
- a step of calculating again the average distance (D avg ) by only considering the points of the horizontal central zone which belong to the rolling surface of the identified tire to obtain a distance (D avg_surface );
- a step of comparing the distance (D avg_surface ) with the reference distance of the camera (200);
- a step of calculating the two vertical lines (300B) which delimit the start and the end of the surface mask to make it possible to verify that the camera (200) is centered relative to the rolling surface of the identified tire;
- a step of calculating a central vertical line located in the middle of the vertical lines (300B); and
- where the calculated central vertical line deviates from the central line of the image beyond a predetermined threshold, a step of applying a lateral correction to the position of the camera (200) to recenter it relative to the rolling surface of the identified tire.
- une étape de préparation des données, pendant laquelle les points appartenant aux contours de tous les objets blancs présents dans le masque de surface sont extraits pour obtenir un ensemble de polygones avec des trous ; et
- une étape d’extraction des chemins bidimensionnels (2D) horizontaux et verticaux, pendant laquelle les trous présents à l’intérieur des polygones extraits pendant l’étape de préparation des données sont supprimés, cette étape comprenant les étapes suivantes :
- une étape de calcul d’un squelette morphologique de chaque polygone comprenant l’extraction de l’ensemble des points centraux de chaque polygone, dans lequel chaque squelette morphologique est constitué de nœuds représentant des extrémités du squelette morphologique et/ou les points de croisements, et de chemins comprenant des points situés entre deux nœuds ;
- une étape de classement de chaque chemin en catégorie chemin horizontal ou catégorie chemin vertical, pendant laquelle les chemins de même catégorie sont fusionnés avec des extrémités proches et, une fois la fusion réalisée, le sens de parcours de chaque chemin est figé ; et
- une étape d’élaboration des trajectoires 3D qui est réalisée une fois les chemins verticaux et horizontaux extraits, pendant laquelle les chemins verticaux et les chemins horizontaux sont ordonnés ;
de sorte que l’ensemble ordonné des chemins verticaux et horizontaux donne l’ordre de traitement de toutes les sculptures du secteur scanné du pneumatique identifié.The cleaning method of claim 7, wherein the step of creating the three-dimensional (3D) trajectories comprises the following steps:
- a data preparation step, during which the points belonging to the contours of all the white objects present in the surface mask are extracted to obtain a set of polygons with holes; and
- a step of extracting horizontal and vertical two-dimensional (2D) paths, during which the holes present inside the polygons extracted during the data preparation step are deleted, this step comprising the following steps:
- a step of calculating a morphological skeleton of each polygon comprising the extraction of all the central points of each polygon, in which each morphological skeleton is made up of nodes representing ends of the morphological skeleton and/or the crossing points, and of paths comprising points located between two nodes;
- a step of classifying each path into horizontal path category or vertical path category, during which paths of the same category are merged with close ends and, once the merger is carried out, the direction of travel of each path is fixed; and
- a step of developing 3D trajectories which is carried out once the vertical and horizontal paths have been extracted, during which the vertical paths and the horizontal paths are ordered;
so that the ordered set of vertical and horizontal paths gives the processing order of all the sculptures of the scanned sector of the identified tire.
- un premier point d’approche est construit en le décalant d’une distance (L) prédéterminée du premier point ou du dernier point du chemin, et, une fois décalé, le premier point d’approche est rapproché de la caméra (200) de la distance (L) ; et
- un deuxième point d’approche est construit à partir du premier point d’approche en rapprochant ce deuxième point d’approche de la caméra (200) d’une distance (L2) en partant du premier point d’approche.The cleaning method of any one of claims 1 to 8, wherein, during the step of adding the approach and withdrawal points:
- a first approach point is constructed by offsetting it by a predetermined distance (L) from the first point or the last point of the path, and, once offset, the first approach point is brought closer to the camera (200) by the distance (L); and
- a second approach point is constructed from the first approach point by bringing this second approach point closer to the camera (200) by a distance (L2) starting from the first approach point.
- au moins un dispositif de nettoyage (100) comprenant un robot ayant un périphérique de nettoyage (102) soutenu par un bras allongé (104) pivotant et s’étendant du bras allongé (104) jusqu’à une extrémité libre (102a) où un outil de traitement est disposé le long d’un axe longitudinal commun ;
- un système de détection pour recueillir l'information sur l'environnement physique autour du dispositif de nettoyage (100) ; et
- un réseau de communication qui gère les données entrantes au système de nettoyage automatique à partir de chaque dispositif de nettoyage (100), le réseau de communication comprenant au moins un serveur de communication permettant d'exécuter des instructions programmées stockées dans une mémoire d’un ou des processeurs du système de nettoyage automatique pour mettre en œuvre le procédé de nettoyage de l’une quelconque des revendications 1 à 12 ;
de sorte que le dispositif de nettoyage (100) est configuré sur un ou plusieurs paramètres du pneumatique identifié calculés par un module de traitement d'images incorporé dans la mémoire du processeur pour mettre le dispositif de nettoyage (100) en mouvement pour que le périphérique de brossage (102) puisse poser l’outil de traitement pour réaliser le nettoyage de la sculpture du pneumatique identifié.An automatic cleaning system for cleaning a tread pattern of an identified tire being retreaded, the automatic cleaning system comprising:
- at least one cleaning device (100) comprising a robot having a cleaning peripheral (102) supported by an elongated arm (104) pivotable and extending from the elongated arm (104) to a free end (102a) where a treatment tool is arranged along a common longitudinal axis;
- a detection system for collecting information on the physical environment around the cleaning device (100); and
- a communication network which manages the incoming data to the automatic cleaning system from each cleaning device (100), the communication network comprising at least one communication server for executing programmed instructions stored in a memory of one or more processors of the automatic cleaning system to implement the cleaning method of any one of claims 1 to 12;
such that the cleaning device (100) is configured on one or more parameters of the identified tire calculated by an image processing module incorporated in the memory of the processor to set the cleaning device (100) in motion so that the brushing device (102) can place the treatment tool to carry out the cleaning of the sculpture of the identified tire.
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