Les bases du processus de l’évaluation des codes-barres 1D ISO 15416 

Un code-barres 1D se compose d’une suite de barres et d’espaces qui créent un ensemble de données basé sur le modèle formé par leurs largeurs. Chaque barre ou espace est considéré comme un élément. Un groupe de barres et d’espaces qui crée une forme spécifique est appelé un caractère. Chaque symbologie a ses propres ensembles de formes traduisibles en caractères.  

Pour que le code soit décodé, une ligne de balayage le parcourt horizontalement en mesurant les niveaux de réflectivité afin de déterminer la taille et la forme des barres et des espaces. À mesure que la ligne de balayage se déplace sur le code, la lumière est réfléchie par les modules d’espace et absorbée par les modules de barre. La trajectoire lumineuse, qui passe des éléments foncés aux éléments clairs, crée alors un profil de réflectivité du balayage (SRP). Lorsque la ligne de balayage parcourt les barres foncées, le SRP passe en dessous du seuil global, puis il repasse au-dessus lorsque la ligne de balayage parcourt les espaces clairs. La ligne en pointillés sur l’image représente le seuil global, qui définit les valeurs de niveau de gris se répartissant entre le clair et le foncé.

Chaque paramètre évalué est basé sur le SRP. Idéalement, le SRP représente les barres et les espaces de la manière prévue lors de l’impression. Cette image montre un exemple de code avec des défauts et des problèmes de modulation. Lorsque la ligne de balayage passe sur le point défectueux, la trajectoire lumineuse commence à diminuer et forme un creux sur la courbe auparavant régulière. Il y a également un espace qui n’est pas aussi lumineux que les autres, le profil de réflectivité n’a donc pas la même hauteur que pour les autres modules d’espace, ce qui révèle un problème de modulation.

Processus d’évaluation de la norme ISO 15416

Dans le cadre du processus d’évaluation de la norme ISO 15416, les codes-barres 1D sont évalués en faisant la moyenne des résultats de 10 lignes de balayage. Chaque ligne de balayage obtient une note selon neuf paramètres afin d’évaluer sa lisibilité. La note de paramètre la plus faible devient la note de lecture de la ligne de balayage. La moyenne de toutes les notes de lecture des lignes de balayage est ensuite calculée pour obtenir la note globale.

Taille de l’ouverture pour les codes 1D

Le profil de réflectivité du balayage se compose d’échantillons sur la longueur du code. Le diamètre de la zone échantillonnée est la taille de l’ouverture. Les ouvertures sont exprimées en mil, qui est l’équivalent d’un millième de pouce. La taille de l’ouverture est spécifiée par la norme d’application utilisée. Si l’ouverture est définie sur automatique et qu’une norme d’application est sélectionnée, le logiciel définira automatiquement l’ouverture recommandée dans cette norme d’application.  

Si vous ne disposez pas d’une norme d’application à laquelle vous référer, le tableau ci-dessous vous fournit des recommandations générales quant à la taille d’ouverture à utiliser.

Relever le défi des tachetures

Les ingénieurs cherchent à réduire l’incidence de la granularité sur la triangulation laser à l’aide de diverses méthodes. Étant donné que les facteurs ou variables de base qui permettent de contrôler la granularité sont la longueur d’onde et l’ouverture de la caméra, utiliser une longueur d’onde plus courte et une ouverture plus grande peut réduire de 50 % la granularité moyenne. Toutefois, l’erreur de hauteur ne change que très peu. Si votre supervision de ligne était une route et que la tacheture était représentée par des nids de poule, il y en aurait moins et ils seraient en moyenne moins profonds, mais vous en rencontreriez quand même plusieurs gros. 

Une autre méthode courante qui permet de lutter contre les effets de la granularité consiste à acquérir plusieurs images et à en faire la moyenne. Cette méthode élimine la granularité de l’image par l’inverse de la racine carrée du nombre d’images, à condition que les figures de granularité aient été suffisamment modifiées par un mouvement ou tout autre moyen. L’image ainsi obtenue présente naturellement une moyenne des caractéristiques spatiales, mais elle nécessite aussi un temps et des frais de traitement généraux considérables. 

Deux techniques classiques utilisées dans l’holographie laser réduisent ou éliminent pratiquement la granularité en déplaçant le laser ou un diffuseur situé entre le laser et l’écran éclairé. De cette façon, la granularité est considérablement réduite. Cependant, le déplacement d’éléments lourds (tout ce qui pèse plus de quelques grammes dans notre cas) limite le temps d’intégration de la caméra à plusieurs millisecondes, alors que de nombreuses mesures nécessitent quelques dizaines de microsecondes. Par ailleurs, les diffuseurs amoindrissent la qualité du faisceau, ce qui empêche d’obtenir une fine feuille de lumière.

La promesse de la vision industrielle sans granularité pour l’automatisation industrielle  

Cognex a breveté une solution de vision pour le profilage laser 3D, l’In-Sight L38, qui élimine l’apparence et les effets de la granularité. Cette solution produit également une ligne parfaitement droite, nette et lumineuse tout en améliorant le fonctionnement du système dans les environnements sales. Enfin, elle respecte les limites de sécurité oculaire fixées pour les lasers de classe 2M.  

L’In-Sight L38 s’appuie sur un laser bleu de 450 nm dirigé par un micro-miroir électromécanique (MEM) qui balaye le faisceau d’avant en arrière à 26 kHz vers un diffuseur optique spécial. Cet élément optique robuste a la propriété unique de diffuser la lumière laser dans une direction donnée sous la forme d’un éventail parfaitement uniforme. En même temps, il conserve une « épaisseur de feuille » équivalente à un faisceau laser non diffus avec la robustesse commune aux solutions monolithiques d’orientation de faisceau à semi-conducteurs.  

Par ailleurs, la répartition de l’intensité tout au long de la ligne est uniforme. Une optique de champ concentre l’éventail laser et il n’y a pas de perte de lumière significative par rapport aux générateurs de lignes laser plus classiques. Ensemble, ces deux éléments optiques génèrent une ligne laser sur l’objet qui, une fois réfléchie vers le capteur, élimine toute granularité tout en préservant la luminosité du laser. Contrairement aux systèmes mécaniques qui essaient de limiter les effets de la granularité, le nouveau laser sans granularité élimine les causes de la granularité à la source. Cela permet de supprimer les nids de poule aussi bien superficiels que profonds sur le chemin du développement d’un système d’inspection performant basé sur la lecture laser 3D.  

Enfin, comme la ligne laser est projetée depuis des milliers de points différents sur l’optique en plusieurs parties, elle rend le système résistant aux contaminants susceptibles de bloquer le projecteur laser. Cette méthode de projection présente l’avantage supplémentaire d’être sûre pour l’opérateur. Les sources laser de l’In-Sight L38 sont classifiées dans la catégorie 2M au lieu de la catégorie 3B ou 3R. Les équipements de sécurité nécessaires, les ressources techniques et les coûts de déploiement sont donc considérablement réduits.

L’intensité élevée du laser dirigé vers le produit génère une valeur signal-sur-bruit plus élevée que n’importe quelle autre solution de profilage laser 3D « à granularité réduite ». Cela permet aux systèmes de fonctionner en moyenne plus vite que la meilleure solution concurrente, avec un temps d’acquisition d’image de seulement 26 us. La réduction de la granularité va également de pair avec une résolution spatiale plus élevée, ce qui permet d’obtenir des mesures 3D plus précises. Autre avantage, la netteté et la luminosité de la ligne laser ainsi que la vitesse d’acquisition permettent de générer des images volumétriques 3D et en niveaux de gris 2D haute résolution à partir de la même solution. Les capacités sont donc augmentées, et les coûts réduits.