Domaine Technique

[0001] La présente invention concerne le domaine des machines agricoles, et plus particulièrement le domaine des machines de tri de bulbes, tels que les pommes de terre, les oignons, les carottes, etc.

Technique antérieure

[0002] Il est connu d’utiliser des machines de tri dans le domaine agricole pour traiter un flux en vrac de produits agricoles tels que des bulbes.

[0003] Ainsi, il est connu de trier un flux en vrac de pommes de terre afin d’en écarter les corps étrangers, notamment les mottes de terre ou bien les pierres. A cet effet, il est connu d’utiliser des caméras infra-rouges ou un éclairage ultra violet pour discriminer les mottes de terre et pierres, des pommes de terre.

[0004] Une fois les mottes de terre ou pierres identifiées par les caméras infra rouges ou l’éclairage ultra-violet, le dispositif comporte un moyen de séparation à doigt permettant d’acheminer lesdites mottes de terre ou pierres vers le rebut.

[0005] Un tel dispositif est notamment décrit dans le brevet EP 2411 164 B1.

[0006] Un tel dispositif est particulièrement efficace et permet d’effectuer automatiquement un premier tri entre les pommes de terre et les corps étrangers récoltés en même temps que les pommes de terre.

[0007] Cependant, un tel dispositif de tri ne permet pas de trier les bulbes entre eux car ceux-ci sont considérés comme identiques lorsqu’ils sont analysés par une caméra infra-rouge ou éclairés par un rayonnement ultra-violet. Le tri des bulbes entre eux ne peut ainsi n’être effectué qu’à la main, ce qui implique un temps et un coût de traitement élevés.

Exposé de l’invention

[0008] La présente invention vise à résoudre les différents problèmes techniques énoncés précédemment. En particulier la présente invention vise à proposer une machine permettant de trier des produits agricoles, notamment des bulbes, selon différents critères notamment basés sur l’aspect extérieur du produit agricole. Plus précisément, la présente invention vise à proposer une machine de tri permettant d’effectuer une sélection précise et adaptable.

[0009] Ainsi, selon un aspect, il est proposé un dispositif de tri pour trier des produits agricoles, par exemple des bulbes et plus particulièrement des pommes de terre, des carottes ou des oignons, issus d’un flux en vrac, comprenant :

- une unité d’acquisition d’images configurée pour enregistrer des images dudit flux en vrac,

- une unité de traitement d’images recevant en entrées les images enregistrées par ladite unité d’acquisition d’images, ladite unité de traitement d’images étant configurées pour identifier chaque produit et analyser notamment l’aspect visuel des produits dans ledit flux en vrac à partir desdites images enregistrées,

- une unité de décision reliée à ladite unité de traitement d’images et configurée, à partir de l’aspect visuel des produits, pour déterminer les produits à séparer et pour fournir un signal de commande correspondant,

- une unité de séparation recevant en entrée le signal de commande et agencée pour séparer au moins certains desdits produits issus du flux en vrac selon le signal de commande, et

- une unité d’acheminement des produits agricoles sous forme de flux en vrac, de l’unité d’acquisition d’images jusqu’à l’unité de séparation.

[0010] En particulier, le dispositif de tri comporte également un moyen de retournement des produits agricoles sur eux-mêmes, monté dans l’unité d’acheminement en regard de l’unité d’acquisition d’images, et configuré pour permettre une exposition à l’unité d’acquisition d’images, des différentes parties des produits agricoles acheminés

[0011] Ainsi, le dispositif de tri selon la présente invention est configuré pour permettre un tri des produits selon leur aspect visuel, en prévoyant un moyen de retournement des produits dans le champ de l’unité d’acquisition d’images, afin de permettre l’analyse extérieure des produits et pouvoir ainsi les catégoriser selon des critères déterminés.

[0012] Préférentiellement, l’unité de traitement est également configurée pour suivre, notamment en temps réel, chaque produit sur l’unité d’acheminement, dans ledit flux en vrac, y compris pendant son retournement sur le moyen de retournement. [0013] Le dispositif devant effectuer l’analyse des images fournies par l’unité d’acquisition d’images avant de pouvoir envoyer le signal de commande à l’unité de séparation, et l’analyse des images pouvant nécessiter un certain temps, il est prévu un suivi en temps réel des produits afin de connaître leur emplacement durant la durée d’analyse. Cela permet notamment de pouvoir correctement les trier lors de leur passage dans l’unité de séparation.

[0014] Préférentiellement, l’unité d’acheminement comprend également une portion intermédiaire disposée en aval du moyen de retournement, et acheminant les produits agricoles jusqu’à l’unité de séparation. [0015] La portion intermédiaire est prévue pour laisser du temps à l’unité de traitement pour analyser les images fournies par l’unité d’acquisition d’images. La portion intermédiaire peut être ainsi prévue pour y permettre le suivi en temps réel des produits qui y sont acheminés, ou bien peut être configurée pour acheminer les produits en conservant, à la sortie, leur positionnement respectif d’entrée.

[0016] Préférentiellement, la portion intermédiaire est configurée pour conserver la position relative des produits agricoles dans le flux en vrac lors de leur acheminement par la portion intermédiaire jusqu’à l’unité de séparation.

[0017] Dans ce cas, il n’est plus nécessaire d’effectuer un suivi en temps réel dans la portion intermédiaire : il suffit juste de connaître le positionnement des différents produits à l’entrée de la portion intermédiaire et de connaître la durée d’acheminement des produits par la portion intermédiaire, pour pouvoir correctement trier les produits à la sortie de la portion intermédiaire.

[0018] Préférentiellement, la portion intermédiaire est également positionnée en regard de l’unité d’acquisition.

[0019] Dans ce cas, le suivi en temps réel des produits grâce aux images fournies par l’unité d’acquisition peut se poursuivre pendant l’acheminement des produits par la portion intermédiaire.

[0020] Préférentiellement, l’unité d’acquisition comporte au moins une caméra, et éventuellement : au moins une source de lumière, montée au-dessus, de préférence au droit, d’une portion de l’unité d’acheminement, et un carter recouvrant ladite au moins une caméra, ladite au moins une source de lumière, et ladite portion de l’unité d’acheminement.

[0021] L’unité d’acquisition est configurée pour permettre une prise d’images permettant un traitement ultérieur par l’unité de traitement. A cet effet, l’unité d’acquisition comporte des éléments permettant d’obtenir les mêmes conditions de prise de vues, notamment quelles que soient les conditions extérieures d’ensoleillement notamment. Ainsi, un carter et au moins une source de lumière sont prévus pour fournir des conditions d’éclairage uniformes et constantes sur les produits à trier.

[0022] Préférentiellement, l’unité de séparation comporte des doigts, de préférence répartis uniformément sur la largeur de l’unité d’acheminement, présentant chacun une position déployée pour venir dévier la trajectoire d’un produit agricole, et une position rétractée pour laisser passer les produits agricoles.

[0023] Une telle unité de séparation est connue et permet d’effectuer une séparation rapide et efficace des différents produits, notamment lors de leur chute entre deux niveaux d’acheminement.

[0024] Préférentiellement, l’unité de séparation est également configurée pour positionner un ou plusieurs doigts de la position rétractée à la position déployée pendant ou avant le passage du produit agricole en regard dudit ou desdits doigts, de manière à dévier la trajectoire du produit agricole avec une impulsion ou non.

[0025] Afin de permettre un tri en au moins trois catégories, les doigts de l’unité de séparation selon l’invention sont configurés soit pour dévier les produits de leur trajectoire vers une première zone de tri, soit pour taper les produits vers une deuxième zone de tri. Ainsi, avec une même unité de séparation mais avec une commande de l’instant de déploiement des doigts, il est alors possible d’effectuer un tri en au moins trois catégories avec des doigts ne présentant que deux positions (rétractée et déployée).

[0026] Préférentiellement, l’unité d’acquisition est configurée pour enregistrer plusieurs images par seconde, de préférence plus de 5, et plus préférentiellement plus de 10. [0027] Une fréquence élevée d’enregistrement de l’unité d’acquisition permet une meilleure prise de vue des différents produits ainsi qu’un meilleur suivi en temps réel pendant la phase de traitement des images.

[0028] Préférentiellement, l’unité de traitement comprend un réseau neuronal convolutif.

[0029] Le réseau neuronal convolutif permet le traitement des images et le tri des produits à partir d’une phase d’apprentissage : en fournissant préalablement à l’unité de traitement des exemples de produits correspondant à des critères prédéfinis, le réseau neuronal peut alors effectuer le tri des produits qui lui sont proposés sur la base des critères enregistrés lors de la phase d’apprentissage.

Un tel réseau neuronal convolutif permet donc un tri selon des critères multiples et variés qui ne nécessitent qu’un apprentissage préalable.

[0030] Selon un autre aspect, il est également proposé un procédé de tri pour trier des produits agricoles, par exemple des bulbes et plus particulièrement des pommes de terre, des carottes ou des oignons, issus d’un flux en vrac. Le procédé comprend :

- une étape d’acquisition d’images pendant laquelle des images dudit flux en vrac sont enregistrées,

- une étape de traitement d’images recevant en entrées les images enregistrées, et pendant laquelle chaque produit est identifié et analysé, notamment l’aspect visuel, dans ledit flux en vrac,

- une étape de décision pendant laquelle, à partir de l’aspect visuel des produits, les produits à séparer sont déterminés,

- une étape de séparation pendant laquelle au moins certains desdits produits issus du flux en vrac sont séparés, et

- une étape d’acheminement des produits agricoles sous forme de flux en vrac.

[0031] En particulier, le procédé de tri comporte également une étape de retournement des produits agricoles sur eux-mêmes, pendant l’étape d’acquisition d’images, pour permettre une exposition des différentes parties des produits agricoles acheminés. [0032] Préférentiellement, on achemine, en conservant la position relative des produits agricoles dans le flux en vrac, les produits agricoles du moyen de retournement jusqu’à l’unité de séparation.

Brève description des dessins

[0033] [Fig. 1] La figure 1 représente une vue schématique du dispositif de tri de produits agricoles selon l’invention ; et

[0034] [Fig. 2] La figure 2 illustre les différentes étapes successives de mise en oeuvre du procédé de tri par le dispositif de tri illustré à la figure 1.

Description des modes de réalisation

[0035] Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un dispositif de tri 1 selon la présente invention. Le dispositif de tri 1 est destiné à trier des produits agricoles, tels que des bulbes, et plus particulièrement à trier des pommes de terre. Le dispositif de tri 1 permet notamment de trier les produits agricoles selon des critères extérieurs d’aspect, de forme et/ou de couleur.

[0036] Le dispositif de tri 1 comporte ainsi une unité d’acheminent 2 et une unité de séparation 4.

[0037] L’unité d’acheminement 2 permet d’acheminer le flux en vrac de produits agricoles, dans le cas présent de pommes de terre P, d’un point d’alimentation 2a jusqu’à plusieurs sorties 2b, 2c, 2d entre lesquelles les pommes de terre P sont triées par l’unité de séparation 4.

[0038] Afin de permettre à l’unité de séparation 4 d’effectuer le tri des pommes de terre P, le dispositif de tri 1 comprend également une unité d’acquisition 6, une unité de traitement d’images 8 et une unité de décision 10.

[0039] L’unité d’acquisition 6 est destinée à prendre des images des pommes de terre P pendant leur parcours sur l’unité d’acheminement 2, et plus particulièrement de l’aspect visuel extérieur des pommes de terre P. A cet effet, l’unité d’acquisition 6 comporte au moins une caméra 12 positionnée en regard d’au moins une portion de l’unité d’acheminement 2 afin de pouvoir prendre en photo ou filmer les pommes de terre P entraînées par l’unité d’acheminement 2.

[0040] Par ailleurs, et afin d’obtenir des images uniformes et comparables des pommes de terre P, quelle que soit la luminosité extérieure du dispositif de tri 1 , l’unité d’acquisition comprend également un carter 14. Le carter 14 recouvre la portion de l’unité d’acheminement 2 située dans le champ de la caméra 12, et permet ainsi bloquer la lumière extérieure du champ de la caméra 12. L’unité d’acquisition comporte également des sources lumineuses 16 montées à l’intérieur du carter 14 et permettant de créer, dans le champ de la caméra 12, un éclairage uniforme et constant des pommes de terre P.

[0041] Pour permettre l’analyse complète des pommes de terre P, et plus particulièrement l’analyse des différents côtés des pommes de terre P, l’unité d’acheminement 2 comprend, au moins en partie dans la portion située dans le champ de la caméra 12, un moyen de retournement 18 des pommes de terre P. Le moyen de retournement 18 comprend par exemple une succession de rouleaux 20 formant un plan incliné vers la portion dans le champ de la caméra 12, et tournant en sens contraire. Le moyen de retournement 18 permet ainsi de faire tourner les pommes de terre P sur elles-mêmes afin d’en exposer les différentes parties à la caméra 12 pour en faire l’analyse.

[0042] Les images enregistrées par la caméra 12 sont alors transmises à des moyens d’analyse configurés pour catégoriser les pommes de terre P selon différents critères, notamment des critères esthétiques basés sur l’apparence, la taille, la forme et/ou la couleur des pommes de terre P. Ainsi, les images enregistrées par la caméra 12 sont transmises à l’unité de traitement d’images 8. L’unité de traitement d’images 8 est configurée pour identifier les différentes pommes de terre P dans le flux en vrac acheminé par l’unité d’acheminement 2, et pour analyser l’aspect visuel desdites pommes de terre P.

[0043] A cet effet, l’unité de traitement 8 peut comprendre un réseau neuronal convolutif, c’est-à-dire un réseau de neurones, permettant l’analyse des pommes de terre P sur la base de critères déterminés lors d’une phase préalable d’apprentissage. Dit autrement, l’unité de traitement 8 a « appris », lors d’une phase préalable d’apprentissage au cours de laquelle différentes pommes de terre ont été présentées à l’unité de traitement 8 avec les critères leur correspondant, afin de permettre à l’unité de traitement 8 de pouvoir attribuer les mêmes critères à des pommes de terre identiques ou similaires. [0044] Même si la phase préalable d’apprentissage peut être fastidieuse, l’utilisation d’un réseau neuronal convolutif permet une grande liberté et un large choix de critères pour catégoriser les produits agricoles. Le dispositif de tri 1 peut ainsi s’adapter à un changement de critères de tri.

[0045] Enfin, afin d’attribuer au même produit agricole P les différentes vues enregistrées par l’unité d’acquisition d’images 6 lors de la phase de retournement du produit agricole P par le moyen de retournement 18, l’unité de traitement 8 peut également être configurée pour suivre, de préférence en temps réel, chaque produit agricole P sur l’unité d’acheminement 2. Dit autrement, l’unité de traitement 8 est également capable d’identifier les différents produits agricoles P dans le flux en vrac et de les suivre durant leur retournement et/ou acheminement par l’unité d’acheminement 2.

[0046] L’unité de traitement 8 fournit alors en sortie un signal représentatif de l’aspect visuel des pommes de terre P à l’unité de décision 10. L’unité de décision 10 permet de décider, selon l’aspect visuel fourni par l’unité de traitement et en fonction de grandeurs ou seuils déterminés, dans quelle catégorie diriger les produits agricoles, c’est-à-dire vers quelles sorties 2b, 2c ou 2d diriger les produits agricoles. L’unité de décision 10 fournit alors en sortie un signal de commande à l’unité de séparation 4 correspondant à la catégorie des produits agricoles P arrivant au niveau de l’unité de séparation 4.

[0047] L’unité de séparation 4 est configurée pour modifier la trajectoire des produits agricoles P afin de les diriger vers une des sorties 2b, 2c ou 2d de l’unité d’acheminement 2. A cet effet, l’unité de séparation 4 comporte une pluralité de doigts 22 répartis sur la largeur de l’unité d’acheminement 2 et configurés pour soit laisser passer le produit agricole P, soit dévier le produit agricole P vers une ou plusieurs sorties de l’unité d’acheminement 2. Les doigts 22 comportent chacun une position rétractée dans laquelle ils ne viennent pas en contact avec le produit agricole P, et une position déployée dans laquelle ils viennent couper la trajectoire des produits agricoles P. Ainsi, il est possible de trier en deux catégories les produits agricoles P en venant dévier ou non la trajectoire de ceux- ci avec les doigts 22 de l’unité de séparation 4. Dans le cas illustré à la figure 1 , l’unité de séparation 4 est ainsi configurée pour soit laisser passer les produits agricoles P, par exemple les produits agricoles P ayant l’aspect visuel voulu, vers la sortie 2d en commandant les doigts 22 dans une position rétractée, soit de dévier les produits agricoles P, par exemple les produits agricoles P impropres à la consommation ou bien les corps étrangers tels que des mottes de terre ou des pierres, vers la sortie 2c en commandant les doigts 22 dans une position déployée.

[0048] Par ailleurs, afin de pouvoir effectuer un tri en au moins trois catégories, les doigts 22 sont également configurés pour dévier, dans la position déployée, les produits agricoles P avec une impulsion ou non. Plus précisément, l’unité de séparation 4 est configurée pour permettre de déployer les doigts 22 avant le passage du produit agricole P ou bien lors du passage du produit agricole P. Ainsi, en venant déployer le doigt 22 lorsque le produit agricole P se trouve devant, l’unité de séparation 4 est capable de donner une impulsion audit produit agricoles P, c’est-à-dire de le « frapper », afin de le faire aller vers la sortie 2b. L’unité de séparation 4 est ainsi configurée pour soit dévier les produits agricoles P, par exemple les produits agricoles P impropres à la consommation ou bien les corps étrangers tels que des mottes de terre ou des pierres, vers la sortie 2c en commandant les doigts 22 dans une position déployée avant le passage du produit agricole P devant l’unité de séparation 4, soit dévier les produits agricoles P, par exemple les produits agricoles P n’ayant pas l’aspect visuel voulu, vers la sortie 2b en commandant les doigts 22 dans une position déployée lors du passage du produit agricoles P devant l’unité de séparation 4 afin de le lancer au-delà de la sortie 2c.

[0049] L’unité de séparation 4 permet ainsi, avec des doigts 22 similaires à ceux utilisés actuellement, de trier les produits agricoles P en trois catégories grâce au contrôle du déclenchement du déploiement des doigts 22 afin de dévier les produits agricoles P avec une impulsion ou non.

[0050] Toutefois, afin de pouvoir traiter les images enregistrées par l’unité d’acquisition 6 et décider du tri à effectuer par l’unité de séparation 4, un délai est nécessaire entre l’acquisition des images et la séparation effectuée par les doigts 22. Ainsi, l’unité d’acheminement 2 peut comprendre une portion intermédiaire 24 située entre le moyen de retournement 18 et l’unité de séparation 4. La portion intermédiaire 24 a pour but de laisser du temps aux unités de traitement d’images 8 et de décision 10 avant que les produits agricoles P n’arrivent à l’unité de séparation 4. Afin de s’assurer que la position relative des produits agricoles P dans l’unité d’acheminement 2 n’est pas modifiée au niveau de la portion intermédiaire 24, celle-ci peut être configurée pour conserver ladite position relative des produits agricoles P lorsqu’ils sont acheminés par la portion intermédiaire 24.

[0051 ] Alternativement, la portion intermédiaire 24 peut être montée dans le champ de l’unité d’acquisition d’images 6. Dans ce cas, les produits agricoles P acheminés par la portion intermédiaire 24 restent dans le champ de vision de l’unité d’acquisition d’images 6 et peuvent donc être suivis, de préférence en temps réel, par l’unité de traitement 8 jusqu’à leur acheminement à l’unité de séparation 4, de manière à permettre à l’unité de décision 10 et à l’unité de séparation 4 de savoir exactement à quel moment chaque produit agricole P va passer devant l’unité de séparation 4.

[0052] La figure 2 illustre les différentes étapes successives de mise en oeuvre du procédé de tri 26 par le dispositif de tri illustré à la figure 1.

[0053] Ainsi, dans une première étape 28, on fournit un flux en vrac de produits agricoles P à trier.

[0054] Puis, dans une deuxième étape 30, on enregistre des images dudit flux en vrac pendant qu’on retourne lesdits produits agricoles P. Une telle étape permet alors d’avoir une vue des différents côtés des produits agricoles du flux en vrac.

[0055] Dans une troisième étape 32, on identifie et on analyse chaque produit dans ledit flux en vrac, et on suit en temps réel chaque produit agricole dans ledit flux en vrac.

[0056] On détermine alors, dans une étape 34, les produits à séparer, de préférence pendant le suivi des produits agricoles en temps réel.

[0057] Enfin, dans une étape 36, on sépare les produits agricoles déterminés lors de l’étape 34.

[0058] Ainsi, grâce au dispositif de tri selon l’invention, il devient possible de trier des produits agricoles selon différents critères visuels qui auront été appris par l’unité de traitement, et selon des seuils qui auront été indiqués à l’unité de décision. Un tel dispositif peut ainsi remplacer une intervention humaine lors de l’étape de tri, et permettre d’augmenter la vitesse de tri tout en gardant un résultat fiable ou, le cas échéant, ajustable selon le souhait de l’utilisateur. De plus, un tel dispositif permet également de trier les produits en plus de deux catégories, tout en gardant une unité de séparation à doigts, grâce au timing de déclenchement desdits doigts qui permet de dévier le produit agricole vers une première sortie, ou bien de le frapper vers une deuxième sortie. Le dispositif de tri offre ainsi un vaste choix d’options et d’adaptations à l’utilisateur pour l’analyse et le tri des produits agricoles.