CN105247857A - 盖分析技术 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于评估或分析盖移除或开启力矩或者旋转位置的技术。在至少一种形式中，高速、在线机器视觉系统测量或确定盖在瓶上的所述旋转位置，测量或确定所述同一瓶的螺口或颈部的旋转位置，且接着任选地使用此类位置信息来预测消费者从所述瓶移除瓶盖将需要的所述开启或移除力矩。

Description

盖分析技术
相关申请案交叉参考
本申请案主张于2013年4月22日提出申请的第61/814,658号美国临时申请案的权益及优先权，所述美国临时申请案的全文以引用方式并入本文中。
背景技术
本发明示范性实施例涉及使用成像技术进行盖分析。盖分析获得连同容器处理系统的封盖与填充台一起的特定应用，且将特定参考容器处理系统进行描述。然而，应了解，本发明示范性实施例也易于服从其它相似应用。
通过背景的方式，饮料供应商的主要问题为使容器盖安置于容器上使得消费者难以移除其的非所要现象。总是存在关于此困难的抱怨，且随着人口老龄化(例如婴儿潮一代)，预期关于容器的此问题可成为甚至更大的问题。
同样，问题存在于其中盖未充分地或恰当地拧到瓶上的情况中。在这些情形中，举例来说，盖可不被恰当地密封(在其它可能性当中)且可具有泄漏问题。
发明内容
在本发明所描述实施例的一个方面中，一种方法包括：捕获装配到容器的盖的第一图像；捕获所述容器的支撑环的至少一部分的第二图像，其中所述第一图像及所述第二图像的所述捕获非同时发生；以及分析所述第一图像及所述第二图像以基于基准点、标记或定向图案来确定用于从所述容器移除所述盖所需要的移除力矩或者所述盖的旋转位置。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述方法进一步包括：确定所述移除力矩或旋转位置是否为可接受的；如果所述移除力矩或旋转位置为不可接受的，那么执行以下操作中的至少一者：发送拒绝信号以拒绝所述容器及发送反馈控制信号到封盖系统；以及针对装配到容器的后续盖重复所述捕获、分析、确定及执行。
在本发明所描述实施例的另一方面中，使用多个相机来实现所述获得所述至少一个图像。
在本发明所描述实施例的另一方面中，使用远心透镜作用来实现所述获得所述至少一个图像。
在本发明所描述实施例的另一方面中，使用远心透镜来检验所述支撑环。
在本发明所描述实施例的另一方面中，对所述至少一个图像的所述分析包括：比较所述盖相对于所述容器的最终旋转位置以估计所述移除力矩。
在本发明所描述实施例的另一方面中，基于基准点或标记的位置来确定所述旋转位置。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述反馈控制信号促进针对封盖机器的多个封盖机头的力矩校正。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述方法进一步包括使用经工程设计照明设备及滤光器中的至少一者来获得图像。
在本发明所描述实施例的另一方面中，一种方法包括：使用第一相机捕获装配到容器的盖的第一图像；使用第二相机捕获所述容器的支撑环的至少一部分的第二图像；及分析所述第一图像及所述第二图像以基于基准点、标记或定向图案来确定用于从所述容器移除所述盖所需要的移除力矩或所述盖的旋转位置。
在本发明所描述实施例的另一方面中，一种方法进一步包括：确定所述移除力矩或旋转位置是否为可接受的；如果所述移除力矩或旋转位置为不可接受的，那么执行以下操作中的至少一者：发送拒绝信号以拒绝所述容器及发送反馈控制信号到封盖系统；以及针对装配到容器的后续盖重复所述捕获、分析、确定及执行。
在本发明所描述实施例的另一方面中，使用远心透镜作用来实现所述获得所述第一及第二图像。
在本发明所描述实施例的另一方面中，使用远心透镜来检验所述支撑环。
在本发明所描述实施例的另一方面中，对所述至少一个图像的所述分析包括：比较所述盖相对于所述容器的最终旋转位置以估计所述移除力矩。
在本发明所描述实施例的另一方面中，基于基准点或标记的位置来确定所述旋转位置。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述反馈控制信号促进针对封盖机器的多个封盖机头的力矩校正。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述方法进一步包括使用经工程设计照明设备及滤光器中的至少一者来获得图像。
在本发明所描述实施例的另一方面中，一种系统包括：成像系统，所述成像系统包含至少一个相机及透镜作用系统，所述成像系统经配置以捕获装配到容器的盖的第一图像，捕获所述容器的支撑环的至少一部分的第二图像，其中所述第一图像及所述第二图像的所述捕获非同时发生；以及处理系统，所述处理系统经配置以分析所述第一图像及所述第二图像以基于基准点、标记或定向图案来确定用于从所述容器移除所述盖所需要的移除力矩或所述盖的旋转位置。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述处理系统经配置以：确定所述移除力矩或旋转位置是否为可接受的；如果所述移除力矩或旋转位置为不可接受的，那么执行以下操作中的至少一者：发送拒绝信号以拒绝所述容器及发送反馈控制信号到封盖系统；以及针对装配到容器的后续盖重复分析、确定及执行。
在本发明所描述实施例的另一方面中，使用多个相机来实现所述获得所述至少一个图像。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述透镜作用系统包括远心透镜系统。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述处理系统经配置以通过以下操作来分析所述至少一个图像：比较所述盖相对于所述容器的最终旋转位置以估计所述移除力矩。
在本发明所描述实施例的另一方面中，基于基准点或标记的位置来确定所述旋转位置。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述反馈控制信号促进针对封盖机器的多个封盖机头的力矩校正。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述系统进一步包括用户接口。
在本发明所描述实施例的另一方面中，一种系统包括：成像系统，所述成像系统包含至少第一相机、第二相机及透镜作用系统，所述成像系统经配置以由所述第一相机捕获装配到容器的盖的第一图像，由第二相机捕获所述容器的支撑环的至少一部分的第二图像；以及处理系统，所述处理系统经配置以分析所述第一图像及所述第二图像以基于基准点、标记或定向图案来确定用于从所述容器移除所述盖所需要的移除力矩或所述盖的旋转位置。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述处理系统经配置以：确定所述移除力矩或旋转位置是否为可接受的；如果所述移除力矩或旋转位置为不可接受的，那么执行以下操作中的至少一者：发送拒绝信号以拒绝所述容器及发送反馈控制信号到封盖系统；以及针对装配到容器的后续盖重复分析、确定及执行。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述透镜作用系统包括远心透镜系统。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述处理系统经配置以通过以下操作来分析所述至少一个图像：比较所述盖相对于所述容器的最终旋转位置以估计所述移除力矩。
在本发明所描述实施例的另一方面中，基于基准点或标记的位置来确定所述旋转位置。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述反馈控制信号促进针对封盖机器的多个封盖机头的校正。
在本发明所描述实施例的另一方面中，所述系统进一步包括用户接口。
附图说明
图1为根据本发明所描述实施例的系统的图解；
图2(a)到2(c)为图1的系统的一部分的各种示范性实施例的图解；
图3为根据本发明所描述实施例的图像分析的一部分的表示；
图4为根据本发明所描述实施例的图像分析的一部分的表示；且，
图5(a)到5(c)是图解说明根据本发明所描述实施例的实例性方法的流程图。
具体实施方式
本发明所描述实施例涉及一种用于评估或分析针对具有装配到其上的盖(或封口)的容器所需要的盖(或封口)开启或移除力矩或者盖在瓶上的旋转位置的技术。在至少一种形式中，本发明所描述实施例涉及高速、在线机器视觉系统，所述系统测量或确定盖在瓶上的旋转位置，测量或确定同一瓶的螺口或颈部部分(例如在大部分情形中带螺纹)的旋转位置，且接着在一些情形中使用此类位置信息来预测或估计将用于使消费者从所述瓶移除瓶盖的力矩(例如开启或移除力矩)。
还应了解，(举例来说)以下各项的状况均可通过本发明所描述实施例来解决：1)盖对消费者来说太麻烦以至于无法开启容器，及2)盖未充分地旋转或拧到瓶上以恰当地密封。同样，可出于可接受性或以其它方式使用本发明所描述实施例的技术来评估所述盖的旋转位置。
存在执行本发明所描述实施例的多种方式。现在参考图1，在封盖与填充系统100中并入一个实例性实施例，所述封盖与填充系统经配置以处理液体容器或瓶102。为便于解释，系统100仅以代表性方式展示。所属领域的技术人员将认识到，系统100可呈现本发明所描述实施例可应用于的多种形式。
如所展示，每一实例性瓶或容器102均具有颈部或螺口部分及支撑(或颈部)环。在处理期间，系统100将盖或封口装配到瓶或容器102。所述系统使用相机/照明设备/光学器件或成像系统120，成像系统120可呈现多种形式(如下文在实例性实施例中将更详细地描述)，但在一种形式中从顶部观看经封盖瓶102且使盖及还有颈部或支撑环(仅仅在所述盖下面)两者成像。可使用多个视野及/或多个相机。所述系统(其可包含多种特征，所述特征包含下文所描述的特征中的许多特征)使用一或多个相机获得一或若干图像。
在此实例中，在已获得图像之后，将所述图像发送到视觉处理计算机或处理元件130(尽管处理器可并入于相机电子器件中)，其中通过适于任务的软件算法询问所述图像。可使用适合的硬件(例如存储器装置及/或系统中或与所述系统相关联的所注释的处理计算机或处理器)来维持及/或执行此些软件例程。然而，应了解，可使用多种硬件配置及/或软件技术来实施本发明所描述实施例。
在至少一种形式中，分析每一瓶102，且任选地做出关于以下各项的确定：瓶102是否在所估计移除力矩或盖的旋转位置的公差设定内或任选地其是否趋向所述公差设定使得其不久将超出公差。可通过拒绝机构140从生产线拒绝具有落在可接受公差外部(例如基于操作者的设置的准则)的移除力矩或旋转位置的瓶。此信息还可以若干种方式传递，包含通过具有用户接口屏幕的用户接口150以指示器灯的方式，或以数字方式传递到极近区域内或超出极近区域的其它计算机、控制器或显示器(例如系统位于其中的处理设备)-因此其可用于建立生产填充过程的状况的意识。
在本发明所描述实施例中所确定的信息可最后用于“结束循环”或被反馈到封盖机器160，所述封盖机器实际上施加力矩来安装盖。常规封盖机器通常具有多个头且每一头通常必须经手动调整以校正施加力矩及周期性地进行检查。问题中的一者为在从大瓶(及大盖)变到小瓶时，所述头必须经重新调整使得其具有正确的力矩。同样，由于其通常为摩擦装置，因此在以较慢速度运行封盖机时，由于惯性的差异其需要与用于较高速度不同的调整。
本发明所描述实施例还可包含检验原理，所述检验原理可反馈位置或旋转信息以促进对个别封盖机头力矩调整的校正优化。所述信息可用于对个别封盖机头的手动校正或完全闭环调制。
根据本发明所描述实施例，举例来说，通过使数据与封盖机头中的每一者相关而相应地校正封盖机头中的每一者的所施加力矩或其它参数。就这一点来说，封盖机器160仅以代表性方式展示。然而，根据本发明所描述实施例，对封盖机头的调整可(举例来说)经伺服控制，在此情形中，检验系统的输出可用于结束循环。行业尚未具有动态测量力矩的在线方式，因此经伺服控制头迄今为止尚未获得许多认可。
关于迄今为止所描述的本发明所描述实施例，应了解，(举例来说)在于盖施加之后的盖的确切旋转位置与(举例来说)从盖移除力矩要求的角度来说的瓶螺纹的旋转位置之间存在实质相关。盖单独的旋转位置(例如相对于瓶)也可提供有用信息。举例来说，参考图2(a)。通过将包含颈部或支撑环106的瓶螺口或颈部104的最终旋转位置与盖108的最终所施加旋转进行比较，可推导出对将被需要用于开启瓶102的力矩的估计及盖的旋转位置。就这一点来说，瓶102的螺口区域104及模制到盖中的螺纹两者均具有公差极限/范围。对开启力矩的估计将在其本身的复合公差范围内。同样，应了解，在至少一种形式中，盖及支撑环具有相对于盖及瓶或颈部部分的相应螺纹元件的开头经一致定向的基准点、标记或定向图案。
在此实例中，瓶102经展示定位于成像或相机/照明设备/光学器件系统120下方。透镜作用或光学器件系统通常并入于成像系统120内或与成像系统120相关联，且可呈现多种形式。
就这一点来说，在一种形式中，本发明所描述实施例可使用具有视场的远心透镜系统，所述视场考虑到过程中固有的经定位变化，允许高水平的一致性且因此为成像系统提供稳健性使得算法可较有效地执行。远心透镜系统提供对支撑环的平行观看，此在一种形式中于容器在视场中移动时允许对支撑环的非折衷观看。标准透镜或展开光学器件将需要容器从部件到部件精确地定于中心，但远心透镜系统不需要精确定于中心。远心系统还消除角度误差且提供恒定放大。视场中的所有特征将保持相同大小。无放大改变由于盖特征及支撑环特征替换而发生。在不同深度处执行测量。远心系统关于由于正常的部件到部件变化所致的高度改变而维持一致放大。同样，视野的优化深度由远心系统提供-盖及环特征两者仍处于焦点。
本发明所描述实施例还可使用将内视(look-in)同心透镜作用系统或近中心系统的原理与远心(平行光线)透镜作用系统组合的技术。此具有适应瓶的中心轴线的一些量的非正交性的优点。
现在参考图2(b)，展示并入有单个相机的系统200。在系统200中，相机205具备远心透镜210。当然，相机205可呈现多种形式。举例来说，所使用的相机可为单色或彩色相机-其中的每一者均具有有利特征。举例来说，如果使用彩色相机，那么可分别使用不同彩色平面来产生单独图像(例如，在一个彩色平面中产生盖图像且在另一彩色平面中产生颈部或支撑环图像)。应了解，在至少一种形式中，可由相机非同时地(例如依序)实现图像捕获(例如，捕获盖图像以及支撑环或颈部环图像)。同样地，尽管图解说明远心透镜，但可在系统中并入其它类型的透镜系统。可在透镜210与光源220(举例来说，其具有配置成适合阵列的发光元件225，例如发光二极管LED以将光引导到所关注表面，例如盖108的顶部表面及容器102的支撑环106)之间提供任选分束器215。如果使用任选分束器215，那么可提供照明设备阵列217来产生额外轴向照明设备或经准直照明设备。
光源可呈现多种形式。然而，在成像期间使用经工程设计照明设备系统可产生盖与颈部环之间的好得多的照明设备或对比度平衡。此经工程设计系统的一个实例被称为色度脉冲(Chromapulse)且至少部分地在第5,365,084号美国专利中描述，所述美国专利以全文引用的方式并入本文中。此系统提供：1)经改进光角度，例如从颈部环的前表面反射，2)最小化与支撑环下方的水滴的对比度，及3)最小化抗旋转标记、支撑环的底侧及在支撑环后面移动的液体上的其它标记上的对比度。此经工程设计照明设备系统还可改进成像过程的颜色及强度，且允许经工程设计照明设备序列(例如脉冲)以改进性能。
在一种形式中，继续参考图2(b)，(图1的)成像系统120至少包含相机205及透镜作用系统210。成像系统在一种形式中经配置以捕获装配到容器的盖的第一图像，捕获容器的支撑环的至少一部分的第二图像，其中在至少一种形式中，第一图像及第二图像的捕获非同时发生。同样，在一种形式中，(图1的)处理系统或计算机系统130经配置以分析第一图像及第二图像来确定用于从容器移除盖所需要的移除力矩或所述盖的旋转位置。处理器或计算机130还可确定移除力矩或旋转位置是否为可接受的，如果移除力矩或旋转位置为不可接受的，那么执行以下操作中的至少一者：发送拒绝信号以拒绝容器及发送反馈控制信号到封盖系统例如以调整由封盖机器施加的力矩，以及针对装配到容器的后续盖重复分析、确定及执行。
现在参考图2(c)，图解说明展示多个相机的系统250。在系统250中，支撑环相机255具备远心透镜270。当然，如上文一样，相机255(例如，及相机260)可呈现多种形式。同样地，尽管图解说明远心透镜，但可在系统中并入其它类型的透镜系统。分束器265为任选的但在一种形式中安置于支撑环相机255与透镜270之间。还展示了经定位以利用分束器265及还有远心透镜270的盖相机260。可在透镜270与光源280(举例来说，其具有配置成适合阵列的发光元件285，例如发光二极管LED以将光引导到所关注表面，例如盖108的顶部表面及容器102的支撑环106)之间提供任选分束器275。如果使用任选分束器275，那么可提供照明设备阵列277来产生额外轴向照明设备或经准直照明设备。
还展示了安置于相机与分束器265之间的滤光器290(a)及290(b)。这些滤光器为任选的。在一种形式中，滤光器用于允许照射系统或光源的单次闪光以获得两个不同图像。就这一点来说，滤光器针对第一图像提供一种类型的照射(例如使用第一相机)且针对第二图像提供第二类型的照射(例如使用第二相机)。
如同光源220，光源280可呈现多种形式。然而，如上文一样，在成像期间使用经工程设计照明设备系统可产生盖与颈部环之间的好得多的照明设备或对比度平衡。此经工程设计系统的一个实例被称为色度脉冲且至少部分地在第5,365,084号美国专利中描述，所述美国专利以全文引用的方式并入本文中。此系统提供：1)经改进光角度，例如从颈部环的前表面反射，2)最小化与支撑环下方的水滴的对比度，及3)最小化抗旋转标记、支撑环的底侧及在支撑环后面移动的液体上的其它标记上的对比度。此经工程设计照明设备系统还可改进成像过程的颜色及强度，且允许经工程设计照明设备序列(例如脉冲)以改进性能。
在一种形式中，继续参考图2(c)，(图1的)成像系统120至少包含相机255、相机260及透镜作用系统270。成像系统120经配置以由第一相机(例如其取决于配置可为相机255或相机260)捕获装配到容器的盖的第一图像，且由第二相机(例如其取决于配置通常将为相机255或相机260中的另一者)捕获容器的支撑环的至少一部分的第二图像。应了解，在两个相机的情况下，可取决于应用同时或非同时地(例如依序)获得图像。(图1的)处理系统或计算机系统130经配置以分析第一图像及第二图像来确定用于从容器移除盖所需要的移除力矩或旋转位置。处理器或计算机系统130还可确定移除力矩是否为可接受的，如果移除力矩或旋转位置为不可接受的，那么执行以下操作中的至少一者：发送拒绝信号以拒绝容器及发送反馈控制信号到封盖系统例如以调整由封盖机器施加的力矩，以及针对装配到容器的后续盖重复分析、确定及执行。
应认识到，本文中所描述的分束器可呈现多种形式。举例来说，分束器可经实施以取决于应用、状况或图像而使用不同分割比例。
作为选项，现在参考图3，本发明所描述实施例可通过针对特定目的工作的圆周、内视(in-looking)透镜作用(例如，上文所提到的近中心透镜作用)来操纵所获得图像以展开盖108的侧壁。如所展示，出于分析目的展开盖108、螺口部分或颈部104以及支撑环106。其它技术可具有不同优点。
参考图4，本发明所描述实施例在至少一种形式中使颈部环或支撑环106提供为具有可识别定向特征或基准点410以帮助评估盖108的旋转定向。举例来说，定向特征可为其正常设计美学中的自然发生的特征或针对旋转定向检测而经特殊内模制(如通过标记410所展示)或所述两者的任何组合。类似地，盖或封口可具有可用于检测瓶的自然美学特征、模制特征及/或螺纹开头特征。可出于此目的将特殊标记或基准点420模制入且将通常需要特殊标记或基准点420。这些标记或特征可单独或以组合形式使用(如下文将在实例性实施例中所描述)以评估盖是否恰当地装配到瓶。
就这一点来说，举例来说，应了解，盖上的标记或基准点在至少一种形式中可与盖的内侧上的螺纹图案相关。在一些情形中，双螺纹图案可指示将一个以上基准点模制到盖中。同样，支撑环的标记或基准点可与瓶的螺纹图案相关。
本发明所描述实施例还可提供将处于顶部表面上且将为模制到表面中的3-D特征中的一者的颈部环基准点410以促进用于由视觉算法进行的可靠检测的充分对比度并且可为经模制瓶成品或预制件中所包含的视觉可检测特征。
本发明所描述实施例还可提供盖基准点420，盖基准点420将被模制到产品中，使得其形成可稳健检测的状况。可存在将此并入到盖中的大量不同几何或3-D方式。盖的美学为重要的，因此可将盖巧妙地并入以允许视觉系统利用算法来检测旋转位置但因此其将不会引起产品的制造商的反对或可为消费者完全不可检测而视觉系统极其可检测的。举例来说，围绕盖的一系列槽纹的图案可由算法极其可测量但消费者将不知道所述图案未均匀间隔。
本发明所描述实施例可应用于许多不同类型的容器，包含但不限于塑料瓶、玻璃瓶、具有带螺纹或旋盖或封口移除的金属罐或者具有带螺纹开启设施的其它类型的容器。
如果颈部环或支撑环并非容器的设计的部分，那么可使用可并入有基准点标记的容器的另一可见表面以用于实践本发明所描述实施例。
同样，应了解，在至少一些情况中，优化光学器件及照射技术将改进总体性能且举例来说可促进使用较小及较不显著或较不突出的基准点。
本发明所描述实施例还可提供用于在(例如用户接口150的)用户接口屏幕上视觉展示每一者的旋转位置的方式。可(举例来说)在12:00位置处展示螺口而可相对于12:00位置的“标杆”展示盖的最终位置。
通过在本发明所描述实施例中并入红外照射，可将基准点置于封口的内侧上以适应在基准点应最不想要在外侧上或由消费者看到时的情况。
由于围绕颈部环的周边的可能的假视觉假象(包含小水滴及视觉更改)，本发明所描述实施例还可提供将首先以算法方式确定盖的定向(例如，及/或盖基准点的位置)。此方法将限制所需要的搜索范围且将因此使系统较稳健。更具体来说，如下文将结合对根据本发明所描述实施例的实例性方法的说明所图解说明，系统将使盖成像以确定盖的标记的位置。一旦已知盖的标记的位置，便不需要使整个支撑环成像或处理整个支撑环以在所述支撑环上定位标记。仅需要使支撑环的小的弧段成像，例如最有可能定位标记处的弧段。此可以包含基于先验知识的多种方式中的任一者来确定。在此情形中，举例来说，弧段可经指定以横跨距所定位盖标记的规定距离。处理仅一弧段(与整个支撑环相反)存在许多优点，包含避免可通过处理整个环形成的图像噪声(杂散标记、小水滴…等)。在其中于盖上使用多个标记的双螺纹配置中，另一优点为显而易见的。由于出于本发明所描述实施例的目的仅需要一个标记，因此如果正确使用弧段方法，那么将不会不正确地处理其它标记。
现在参考图5(a)到(c)，描述根据本发明所描述实施例的各种方法。应了解，可使用多种硬件配置及/或软件技术来实施根据本发明所描述实施例的方法。举例来说，可使用适合的硬件(例如存储器装置及/或系统中或与系统相关联的所注释的处理计算机或处理器)来维持及/或执行适合的软件例程。
就这一点来说，一般来说，通过获得或捕获经封盖容器的图像来起始方法。以多种方式分析所获得图像以确定对用于从瓶移除盖的移除力矩的估计或盖的旋转位置。此可以包含上文结合图2、3及4所描述的方式的多种方式中的任一者来实现。接下来，任选地，接着做出关于所估计移除力矩或旋转位置是否为可接受的确定。此可以多种方式来实现，包含将所估计值与所计算复合公差范围进行比较以确定所述所估计值是否落在可接受范围内。
如果所估计移除力矩或旋转位置为可接受的，那么针对下一经封盖瓶仅重复过程且任选地，可使用及/或维持信息。如果所估计移除力矩或旋转位置为不可接受的，那么在一些情形中，通过处理系统将拒绝信号提供到拒绝机构以从过程移除或拒绝瓶。此外，在一些情形中，可通过处理系统将反馈控制信号提供到封盖机器。
如果在测量或确定关于本发明所描述实施例的移除力矩或盖的旋转位置的过程中发现其它瓶缺陷，那么其可往回关联到与受试容器相关联的特定机器部件。举例来说，可由系统利用颈部或支撑环的状况。在此实例中，远心透镜可有利地用于捕获图像并检验颈部或支撑环。
同样，应了解，所述系统可跟踪、编译、存储、维持、反馈、利用及/或给用户呈现使用本发明所描述实施例确定的信息中的所有或部分信息-并非仅仅与物项的拒绝有关的信息或反馈。此外，可由系统提供及/或维持其它信息，例如对盖或瓶的不同观看。
本发明所描述实施例还可使用在每一封盖机头的过程优化中也可为有用的统计趋向信息。此可展示为对平均值、最小值/最大值、标准差、CPK、CP、力矩范围、盖的旋转位置等中的最小一者的SPC图指示。
现在更具体地参考图5(a)，图解说明方法1000。此方法(在1002处)开始。(在1004处)做出关于瓶是否存在于封盖机器的出口处的确定。如果否，那么系统等待。然而，如果存在瓶，那么(在1006处)读取用于确定瓶的正确的封盖头的传感器值且将所述传感器值指派给瓶。接着，(在1008处)跟踪瓶到检验模块。(在1010处)做出关于瓶是否存在于检验模块处的确定。如果否，那么系统等待。然而，如果存在瓶，那么(在1012处)捕获第一图像。所述第一图像可为盖或封口的图像。同样，可连同脉冲或所预期经工程设计照明设备系统的其它智能操作捕获所述第一图像。接下来，(在1014处)捕获第二图像。所述第二图像可为支撑环的图像。同样，可连同脉冲或所预期经工程设计照明设备系统的其它智能操作捕获所述第二图像。应了解，在至少一种形式中，图像捕获非同时地实现。接下来，(在1016处)分析定于第一图像的盖的中心上的所述图像。接着(在1018处)定位盖或封口基准点。接着(在1020处)进行用于确定正确的颈部环基准点搜索位置的过程。如上文所注释，可不需要分析整个颈部或支撑环，仅分析其的弧段。接着(在1022处)定位颈部环基准点。接着(在1024处)计算颈部环基准点与封口基准点之间的角距离。接着任选地，接着(在1026处)做出所计算角是否在规格内的确定。如果否，那么任选地(在1028处)将拒绝信号提供到拒绝机构。同样，任选地，(在1030处)将反馈提供到封盖机机器。接下来，(在1032处)针对后续瓶重复技术。
现在参考图5(b)，图解说明方法1100。方法1100(在1102处)起始。接下来，(在1104处)确定瓶是否存在于封盖机机器的输出处。如果否，那么系统等待。然而，如果瓶存在于封盖机机器的输出处，那么(在1106处)读取用于确定正确的封盖头的传感器值。接着，(在1108处)跟踪瓶到检验模块。接着(在1110处)做出关于瓶是否存在于检验模块处的确定。如果否，那么系统等待。然而，如果在检验模块处检测到瓶，那么(在1112处)施加脉冲于或否则以智能及/或经工程设计方式操作经优化颈部环照明设备。在施加脉冲或操作期间，(在1114处)第一相机捕获颈部环图像。与第一图像的捕获同时地，(在1116处)施加脉冲于或否则以智能及/或经工程设计方式操作经优化封口照明设备。(在1118处)第二相机捕获颈部环图像。(在1120处)组合图像结果。应了解，可以将对所属领域的技术人员显而易见的多种方式实现图像的组合。然而，在一种形式中，通过软件例程、电子器件及其它适合硬件，图像经组合以形成具有适合的(例如经优化)支撑环及盖基准点或标记的视野的合成图像。此允许用户观看基准点或标记两者的单个图像(例如在经优化观看中)且提供单个图像的方便存储以用于将来参考。用于寻址多个图像的另一方法为捕获每一图像且独立地定位基准点。可确定每一基准点的极性位置且测量角偏移。(在1122处)定位封口基准点。接着(在1124处)做出关于正确的颈部环基准点搜索位置的确定。如上文所注释，可不需要分析整个颈部或支撑环，仅分析其的弧段。接着(在1126处)定位颈部环基准点。接着(在1128处)计算颈部环基准点与封口基准点之间的角距离。任选地，接着(在1130处)做出关于所计算角是否在规格内的确定。如果否，那么任选地(在1132处)将拒绝信号输出到拒绝机构。同样，任选地，(在1134处)将反馈提供到封盖机机器。接着，(在1136处)针对后续瓶重复所述过程。
现在参考图5(c)，图解说明另一方法1200。方法1200(在1202处)开始。首先(在1204处)做出关于瓶是否存在于封盖机机器的出口处的确定。如果否，那么系统等待。然而，如果瓶存在于封盖机机器的出口处，那么(在1206处)读取用于确定正确的封盖头的传感器值。接着，(在1208处)跟踪瓶到检验模块。接着(在1210处)做出关于是否在检验模块处检测到瓶的确定。如果否，那么系统等待。然而，如果在检验模块处检测到瓶，那么(在1210处)起始两相机照明设备及图像采集序列。在实现照明设备及图像采集序列之后，任选地，(在1214处)做出关于所计算角是否在规格内的确定。如果否，那么任选地(在1216处)将拒绝信号输出到拒绝机构。同样，(在1218处)将反馈任选地输出到封盖机机器。在针对特定瓶的过程的结束处，(在1220处)针对后续瓶重复所述过程。
关于(在1210处)两相机照明设备及图像采集序列，(在1250处)施加脉冲于经优化颈部环照明设备。在对照明设备施加脉冲期间，(在1252处)第一相机捕获颈部环图像。接下来，(在1254处)施加脉冲于经优化封口照明设备。在此施加脉冲期间，(在1256处)由第二相机捕获封口图像。(在1258处)将来自每一相机的图像结果组合到单个缓冲器中。应了解，可以将对所属领域的技术人员显而易见的多种方式实现图像的组合。然而，在一种形式中，通过软件例程、电子器件及其它适合硬件，图像经组合以形成对支撑环及盖基准点或标记具有适合(例如经优化)观看的合成图像。此允许用户观看基准点或标记两者的单个图像(例如在经优化观看中)且提供单个图像的方便存储以用于将来参考。用于寻址多个图像的另一方法为捕获每一图像且独立地定位基准点。可确定每一基准点的极性位置且测量角偏移。(在1260处)定位封口基准点。基于此信息，(在1262处)做出关于正确的颈部环基准点搜索位置的确定。如上文所注释，可不需要分析整个颈部或支撑环，仅分析其的弧段。基于所述分析，(在1264处)定位颈部环基准点。接着，(在1266处)计算颈部环基准点与封口基准点之间的角或距离。
已参考优选实施例描述了示范性实施例。显然，其他人在阅读并理解前述详细说明后将联想到修改及更改。打算将示范性实施例经理解为包含所有此类修改及更改，只要其归属于所附权利要求书或其等效内容的范围内即可。

Claims (32)

1.一种在填充与封盖系统中使用的方法，其用于分析由封盖机器装配到具有支撑环的容器的盖，所述盖及支撑环具有相对于其相应螺纹元件的开头一致定向的基准点、标记或定向图案，所述方法包括：
捕获装配到容器的盖的第一图像；
捕获所述容器的支撑环的至少一部分的第二图像，其中所述第一图像及所述第二图像的所述捕获非同时发生；以及，
分析所述第一图像及所述第二图像以基于所述基准点、标记或定向图案来确定用于从所述容器移除所述盖所需要的移除力矩或者所述盖的旋转位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
确定所述移除力矩或旋转位置是否为可接受的；
如果所述移除力矩或旋转位置为不可接受的，那么执行以下操作中的至少一者：发送拒绝信号以拒绝所述容器及发送反馈控制信号到所述封盖系统；以及，
针对装配到容器的后续盖重复所述捕获、分析、确定及执行。
3.根据权利要求1所述的方法，其中使用多个相机来实现所述获得所述至少一个图像。
4.根据权利要求1所述的方法，其中使用远心透镜作用来实现所述获得所述至少一个图像。
5.根据权利要求4所述的方法，其中使用远心透镜来检验所述支撑环。
6.根据权利要求1所述的方法，其中对所述至少一个图像的所述分析包括：比较所述盖相对于所述容器的最终旋转位置以估计所述移除力矩。
7.根据权利要求4所述的方法，其中基于基准点或标记的位置来确定所述旋转位置。
8.根据权利要求2所述的方法，其中所述反馈控制信号促进针对所述封盖机器的多个封盖机头的力矩校正。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括使用经工程设计照明设备及滤光器中的至少一者来获得图像。
10.一种在填充与封盖系统中使用的方法，其用于分析由封盖机器装配到具有支撑环的容器的盖，所述盖及支撑环具有相对于其相应螺纹元件的开头一致定向的基准点、标记或定向图案，所述方法包括：
使用第一相机捕获装配到容器的盖的第一图像；
使用第二相机捕获所述容器的支撑环的至少一部分的第二图像；及，
分析所述第一图像及所述第二图像以基于所述基准点、标记或定向图案来确定用于从所述容器移除所述盖所需要的移除力矩或所述盖的旋转位置。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括：
确定所述移除力矩或旋转位置是否为可接受的；
如果所述移除力矩或旋转位置为不可接受的，那么执行以下操作中的至少一者：发送拒绝信号以拒绝所述容器及发送反馈控制信号到所述封盖系统；以及，
针对装配到容器的后续盖重复所述捕获、分析、确定及执行。
12.根据权利要求10所述的方法，其中使用远心透镜作用来实现所述获得所述第一及第二图像。
13.根据权利要求12所述的方法，其中使用远心透镜来检验所述支撑环。
14.根据权利要求10所述的方法，其中对所述至少一个图像的所述分析包括：比较所述盖相对于所述容器的最终旋转位置以估计所述移除力矩。
15.根据权利要求14所述的方法，其中基于基准点或标记的位置来确定所述旋转位置。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述反馈控制信号促进针对所述封盖机器的多个封盖机头的力矩校正。
17.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括使用经工程设计照明设备及滤光器中的至少一者来获得图像。
18.一种在填充与封盖系统中使用的系统，其用于分析由封盖机器装配到具有支撑环的容器的盖，所述盖及支撑环具有相对于其相应螺纹元件的开头一致定向的基准点、标记或定向图案，所述系统包括：
成像系统，其包含至少一个相机及透镜作用系统，所述成像系统经配置以捕获装配到容器的盖的第一图像，捕获所述容器的支撑环的至少一部分的第二图像，其中所述第一图像及所述第二图像的所述捕获非同时发生；以及，
处理系统，其经配置以分析所述第一图像及所述第二图像以基于所述基准点、标记或定向图案来确定用于从所述容器移除所述盖所需要的移除力矩或所述盖的旋转位置。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述处理系统经配置以：确定所述移除力矩或旋转位置是否为可接受的；如果所述移除力矩或旋转位置为不可接受的，那么执行以下操作中的至少一者：发送拒绝信号以拒绝所述容器及发送反馈控制信号到所述封盖系统；以及针对装配到容器的后续盖重复分析、确定及执行。
20.根据权利要求18所述的系统，其中使用多个相机来实现所述获得所述至少一个图像。
21.根据权利要求18所述的系统，其中所述透镜作用系统包括远心透镜系统。
22.根据权利要求18所述的系统，其中所述处理系统经配置以通过以下操作来分析所述至少一个图像：比较所述盖相对于所述容器的最终旋转位置以估计所述移除力矩。
23.根据权利要求22所述的系统，其中基于基准点或标记的位置来确定所述旋转位置。
24.根据权利要求18所述的系统，其中所述反馈控制信号促进针对所述封盖机器的多个封盖机头的力矩校正。
25.根据权利要求18所述的系统，其进一步包括用户接口。
26.一种在填充与封盖系统中使用的系统，其用于分析由封盖机器装配到具有支撑环的容器的盖，所述盖及支撑环具有相对于其相应螺纹元件的开头一致定向的基准点、标记或定向图案，所述系统包括：
成像系统，其包含至少第一相机、第二相机及透镜作用系统，所述成像系统经配置以由所述第一相机捕获装配到容器的盖的第一图像，由第二相机捕获所述容器的支撑环的至少一部分的第二图像；以及，
处理系统，其经配置以分析所述第一图像及所述第二图像以基于所述基准点、标记或定向图案来确定用于从所述容器移除所述盖所需要的移除力矩或所述盖的旋转位置。
27.根据权利要求26所述的系统，其中所述处理系统经配置以：确定所述移除力矩或旋转位置是否为可接受的；如果所述移除力矩或旋转位置为不可接受的，那么执行以下操作中的至少一者：发送拒绝信号以拒绝所述容器及发送反馈控制信号到所述封盖系统；以及针对装配到容器的后续盖重复分析、确定及执行。
28.根据权利要求26所述的系统，其中所述透镜作用系统包括远心透镜系统。
29.根据权利要求26所述的系统，其中所述处理系统经配置以通过以下操作来分析所述至少一个图像：比较所述盖相对于所述容器的最终旋转位置以估计所述移除力矩。
30.根据权利要求29所述的系统，其中基于基准点或标记的位置来确定所述旋转位置。
31.根据权利要求26所述的系统，其中所述反馈控制信号促进针对所述封盖机器的多个封盖机头的校正。
32.根据权利要求26所述的系统，其进一步包括用户接口。
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