CN105473997A - 用于识别在透明膜下的代码的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通过确定表面特性而识别至少在一些区段中由透明层覆盖的物体的方法。为了提供被透明层覆盖的物体表面的特性参数能够被尤其简单且可靠地检测的方法，根据本发明的光学系统检测由物体的表面和透明层的表面反射的光的至少两个偏振平面且确定表面特性，同时将检测的偏振平面考虑在内以识别物体。

Description

用于识别在透明膜下的代码的装置和方法

技术领域

本发明涉及通过确定表面特性而识别至少在一些区段中由透明层覆盖的物体的方法和装置。

背景技术

基本相同的物体的表面可以通过充分地准确检查与彼此区别。这已经部分地应用到宏观范围，而且无论如何应用到微观范围。因此，在最终分析下，没有两个物体是完全相同的。

因此，为了识别物体，尤其为了检查物体的根源或真实性，原理是已知的，例如，确定物体的表面区段的特性参数，且将这些特性参数转换成一个或多个特征性数字值，即，天然表面的特性被扫描且确定，以从这些特性导出测量值，所述测量值继而对应于用于表面的特征的数字值。

然而，表面特性的检测例如由于在初始确定的参数和在后续检查程序处之间的不同光照条件变得困难，因为例如，照射在表面上的光在物体的表面上产生依据光照条件的反射。而且，例如，特性参数首次被记录的物体的定位和在另一检查处的物体的定位可能是不同的，由此不同反射同样由此引起，这影响在每种情况下确定的数据。

因此确定的特性参数经常不对应于物体自身的表面，而是被不同的周边表面严重影响。初始数据组和对于检查确定的数据组的比较因此可能导致识别错误。

发明内容

本发明因此基于的目的是提供可以尤其容易且可靠地确定物体的表面的特性参数的方法和装置。

本发明通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求8的特征的装置实现所述目的。在从属权利要求中描述本发明的有利的另外的实施方式。

本发明的基本理念针对的问题是，在先表面识别方法至今为止不能用于由诸如例如玻璃纸膜的透明层覆盖的表面，因为在透明层上发生的光反射使得即使并非完全不可能，特性参数的正确检测也变得困难。

通过确定表面特性而识别至少在一些区段中由透明层覆盖的物体的本发明的方法通过检测从物体的表面和从透明层的表面反射的光的至少两个偏振平面的光学系统而付诸实践，且将考虑在检测的偏振平面内地确定表面特性，以识别物体。

由于不同的偏振平面，检测的图像包括较大量的干扰(诸如，光反射)的一个偏振平面可以在特性参数的检测处被过滤掉，即，特性参数在光学系统的每个可能偏振平面中被检测，直到可能作为图像，且由光学系统处理，例如转换成数据组且存储。在确定、处理、或转换期间，光学系统不考虑其中完全发生光反射的偏振平面，或光学系统如此配置以使得其在备制特性参数时不考虑偏振平面中已经确定非期望光反射的区域。应该注意到，结合这个本发明，表达方式“表面特性”应该被理解为意味着表面的整个反射特征面，这包括固有(天然)特性、结构、材料特性和粗糙度，以及由施加或引入的识别标志、压纹、结构、颜色等等引起的人工产生的特性。

光学系统因此在没有尤其由透明层的表面产生的干扰光反射的情况下很大程度上确定物体的表面的特性参数。

本发明的方法因此允许尤其在没有来自设置在物体上方的透明层的影响下唯一地检测和确定物体的表面特性，以使得例如在物体不再包括透明层的稍后时间检查特性参数时也可以将新确定的特性参数与初始确定的特性参数比较。

光学系统可以由多个图像检测装置(例如，多个图像传感器)构成，图像检测装置各自具有偏振过滤器，其中，偏振过滤器设置成彼此偏置。例如，图像检测装置也可以设有可旋转的偏振过滤器，所述偏振过滤器为了数据的检测移动到不同位置。然而，在这种情况下，数据的检测必须在偏振过滤器的至少两个位置执行。

根据本发明的另一实施方式，光学系统包括偏振传感器(即，图像传感器)，所述偏振传感器包括多个偏振过滤器且同时检测至少两个或更多个偏振平面。

例如从文献DE102008014334A1或文献DE202012010977U1可知这种偏振传感器。因此使用这种偏振过滤器允许尤其快速地检测在数个偏振平面上的特性参数。由此，尤其在工业使用的情况下可以使物体穿过光学系统的贯穿速度与物体穿过工业装置的贯穿速度匹配。

尤其优选的是，由光学系统确定的表面特性是天然表面特性，诸如，用于纹理结构、粗糙度、颜色、或也对于表面张紧力的参数。在这种情况下，光学系统可以配置成共同确定单独的特性参数以及不同特性的参数。由光学系统产生的表面区段的“指纹”因此也可以包含多个不同参数，由此物体的识别准确性显著增加。

如到此为止已经指出的，可以检测天然和人工特性，即，原则上所有光学可检测的特性都可以被绘制以用于识别，以使得表面特性也能够包含引入到物体上或引入到物体中的特性。这些特性包括例如引入表面中的识别标志(诸如，压纹)、或施加在表面上的识别标志(诸如，字符、手写字符、颜色标志、代码(尤其如点阵码、条码、或矩阵码))、和/或旨在用于识别但是在透明层下不能够被充分确定的其它人工结构。这也能够例如涉及在普通光下不确切或对于人眼不充分清楚可见、但是例如通过反射光的偏振可见的表面特性。

术语“透明层”被理解为意味着覆盖物体的表面或表面区段的所有透明(即，可以被看穿)的层。这能够例如是形成为涂层的透明层。这种涂层可以以固定或可拆卸的方式连接到表面。这些涂层可以例如是高光涂覆包装纸或也可以是例如在机器部件上的漆涂层。

然而，根据本发明的另一实施方式，透明层形成为膜。在这种情况下膜覆盖至少一区段的物体，所述区段旨在被绘制以用于识别。然而，所述区段能够围绕整个物体。典型的例如是至少部分地围绕物体自身或周边包装的透明膜，且例如保护物体自身或周边包装不受外部影响。这些透明膜包括例如玻璃纸膜、收缩膜、或透明传输膜。

透明层原则上可以被着色，其中，必须保证的是透明层至少呈现最小的透明度。因此在每种情况下至少能够被看穿，以使得光学系统能够确定设置成在层下的表面。然而，优选的，透明层形成为无色，因为穿过无色透明层的表面特性的检测尤其容易。

所述方法原则上能够与旨在用于识别的表面区段由透明层覆盖的任何物体一起使用。因此，至少在一些区段中由透明层覆盖的例如机器、机器部件、消费商品、食品、制药、或制药包装等等可以借助于根据本发明的方法识别。然而，尤其优选的，物体通过本发明的方法识别由纸和/或塑料(尤其纸包装和/或塑料包装)构成表面。

由于大量的产品伪造，越来越需要对于例如烟的识别。烟包以及烟盒的周边包装被玻璃纸膜包封以提供对抗湿气和灰尘的防护。玻璃纸膜例如能够甚至作为双层在一些区段中呈现在正面上，以使得设置在双层膜下方的表面区段的特性参数的确定是不可能的。

借助于本发明的方法，可以例如在烟包包装到盒中之前可靠地且不受照射光反射影响地检测包封单独烟包的周边包装的表面区段，且例如将之存储在中心数据库中。在这种情况下，可以检测例如甚至设置在双层透明层下的表面区段及其天然或人工表面特性。官方机构能够例如对已经明确识别的烟再次执行周边包装的表面的特性的识别、将确定的数据与存储在数据库中的数据比较、并且以此确定是否实际上存在涉及产品的伪造，或如果合适的话可以追踪烟盒的初始传递链。

为了使由光学系统初始检测以用于物体识别的特性参数在稍后时期的任何时间被提出，尤其优选的，确定的参数由光学系统处理、尤其由数字值呈现、且存储。这些数字值对于具体物体相关的表面是唯一的，且同时呈现表面指纹，所述表面指纹因此明确地特征化具体物体。在这种情况下，为了可靠的识别，依据确定的参数类型，应该存在初始数据和在检查处确定的数据之间的高度一致。

因此尤其优选的，光学系统包括诸如例如微处理器的数据处理单元和如果合适的话包括存储单元或例如用于与存储单元无线连接的连接单元。作为替换性方案或补充方案，数据组可以例如以矩阵码或条码的形式存放在物体自身上。

为了约束检测方面的工作，且尤其限制被检测数据的数量，在大多数情况下，仅检测表面的限定区段区域。在本发明的区段尺寸上确定的表面参数的数量尤其非常适于保证可靠的识别且将工作(尤其，特性参数的检测、处理、和存储)约束到最小。

本发明还借助于用于识别物体的装置解决所述目的，其中，所述物体

-至少在一些区段中由透明层覆盖，且

-设置成被覆盖区段处于光学系统的检测范围中，

-光学系统配置成检测从物体的表面且从透明层的表面反射的光的至少两个偏振平面，并且

-考虑被检测的偏振平面，确定表面特性以用于物体的识别。

本发明的装置配置成检测反射的光的不同偏振平面，且过滤掉存在主要光反射的平面。这可以例如如此发生，以使得光学系统确定存在光反射的完整偏振平面或被检测的偏振平面的区段区域维持不考虑数据组的记录或处理和制备。

待识别物体原则上可以是待识别表面区段由透明层覆盖的任何物体。因此，例如可以将本发明的装置永久安装在不同装置中，或使所述装置形成为运动单元。维持在光学系统和物体之间的直接接触并非必须。

本发明的装置也使得在物体在光学系统的检测范围的上游不同地定位的情况下，或甚至在特性参数的确定处的不同光照条件的情况下，所述装置仍可以可靠地确定特性参数，以使得装置尤其适于运动使用。

虽然已经结合所述方法描述数个方面，但是应该理解的是，这些方面也代表对于对应装置的描述。通过类比于此，已经结合装置描述的方面也被理解为对于对应方法步骤、或方法步骤的特征的描述。

附图说明

基于一实施方式在后文中更加详细地描述本发明。

图1以透视图示意性示出光学系统和在传送器带上传输的物体；

图2示意性示出穿过图2的物体的识别区段的表面的放大横截面；

图3以透视图示意性示出图1中的光学系统，其中物体具有点阵码。

具体实施方式

图1示意性示出具有外包装2a的烟盒2，外包装由形成为玻璃纸膜的透明层1包封(在此以虚线呈现)。烟盒2在传输带7上传输到包装构造单元(在此未呈现)。在这种情况下，烟盒2在传输装置上定位成使得烟盒以正面2b指向光学系统3的透镜3a。

光学系统3包括偏振摄像机4，所述偏振摄像机配置成拍摄高分辨率图像。偏振摄像机连接到数据处理和存储单元5。偏振摄像机4包括偏振传感器(在此未呈现)，即，具有偏振过滤器的图像传感器，所述图像传感器同时检测光的四个不同偏振平面。

偏振摄像机4因此配置成检测表面结构，在这种情况下尤其是对于表面粗糙度的参数，且借助于属于光学系统3的数据处理和存储单元5由确定的特性参数产生扫描表面的反射特征面且将此转换成数据值。作为替换性方案，也可以例如检测施加在物体上的标志(诸如，点阵码、条码、或矩阵码)、或引入表面中的识别标志(诸如，压纹特征)。

在操作中，偏振摄像机4设置成如此对齐到传输带，以使得偏振摄像机检测在烟盒2的右上角处呈现在透明层1下方的识别区段6(在此以断面线表面呈现)。

烟盒2借助于传输带7穿过偏振摄像机4的检测区域(由虚线呈现)地传输。在这种情况下，偏振摄像机4扫描识别区段6，即，偏振摄像机检测在四个偏振平面上从玻璃纸膜的表面和烟盒2的外包装2a的表面反射的光，且将信息传送到数据处理单元5。在这种情况下，由于玻璃纸膜的折叠，识别区段6在每种情况下在分别两层或一层玻璃纸膜下方一段一段地定位在烟盒2的正面2b上，由此产生多种不同反射。

偏振摄像机4检测在两个或更多个偏振平面上确定的表面的特性参数、过滤掉光反射已经被外包装2a的表面参数的检测干扰的识别区段6的区域、且从四个偏振平面的过滤的特性参数产生外包装的检测表面区段的反射特征面、且从两个和更多个偏振平面的特性计算外包装的检测表面区段的反射特征面。

反射特征面由数据处理单元5转换成数据组且存储在数据存储单元5中，以使得为了与新确定的特性参数的稍后比较，所述数据组可以被容易地调出。

图2示意性示出穿过烟盒2的识别区段6的横截面。烟盒2包括外包装2a，所述外包装包封多个单独的烟包(在此未呈现)。外包装2a由纸制造。所述纸呈现单独的表面特性，在这种情况下是表面粗糙度(由瓦楞形状示意性呈现)，其可以由光学系统3的高分辨率偏振摄像机4检测。作为替换性方案，例如也可以检测已经应用的标志，诸如，代码。

在待检测的表面区段(识别区段6)上方，外包装2a由无色透明玻璃纸膜覆盖。

当光照射到烟盒2上时，光在不同偏振平面上从玻璃纸膜的表面以及从纸的表面(外包装2a)反射。在这种情况下，尤其在玻璃纸膜的表面处发生光反射，所述光反射阻止外包装2a(纸)的表面结构的准确检测。

由于检测来自识别区段6的在不同偏振平面上的光反射，在处理已经确定的特性参数期间，光学系统3能够过滤掉干扰光反射，或相应地在对于确定的表面参数产生数据组时不考虑所述干扰光反射。

图3示出图1中的光学系统3和传输带7。在传输带7上，具有打印在烟盒2的外包装2a上的点阵码8的烟盒2移动穿过光学系统3。对应于识别区段6的点阵码8由玻璃纸膜(透明层1)覆盖，且由于玻璃纸膜的折叠在一些区段中由一层或两层覆盖。通过光学系统3对点阵码8的确定依据对于图1和2的前述说明发生。

作为对点阵码8的替换性方案，以另一方式施加的任何识别标志(例如，手写字符、颜色标志、条码或矩阵码)也能够被施加且由光学系统3读取。

Claims (8)

1.一种通过借助于光学系统(3)确定表面特性而识别至少在一些区段中由透明层(1)覆盖的物体的方法，其中，光学系统(3)包括偏振摄像机，偏振摄像机配置成拍摄高分辨率图像，且所述光学系统连接到数据处理和存储单元(5)，且其中，偏振摄像机包括偏振传感器，且借助于偏振传感器至少

检测光的两个偏振平面，所述光的两个偏振平面从物体的表面以及从透明层(1)的表面反射，且

考虑被检测的偏振平面，确定表面特性以用于识别物体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光学系统(3)包括具有偏振过滤器的图像传感器，所述图像传感器同时检测至少两个或更多个偏振平面。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，检测作为表面特性的纹理结构、粗糙度、颜色、和/或检测作为表面特性的在表面上的识别标志，尤其是检测点阵码、矩阵码、或条码。

4.根据前述权利要求中任一所述的方法，其特征在于，透明层(1)形成为透明膜。

5.根据前述权利要求中任一所述的方法，其特征在于，物体的表面是由纸和/或塑料制成，尤其是由纸包装和/或塑料包装制成。

6.根据前述权利要求中任一所述的方法，其特征在于，表面特性被处理、尤其被数字化且存储。

7.根据前述权利要求中任一所述的方法，其特征在于，为了识别物体，已经确定的表面区段的特性被再次确定且与首先确定且存储的特性数据比较。

8.一种用于识别物体的装置，其中，所述物体

至少在一些区段中由透明层(1)覆盖，

且

设置成被覆盖的区段处于光学系统(3)的检测范围中，

光学系统(3)配置成检测从物体的表面以及从透明层(1)的表面反射的光的至少两个偏振平面，且考虑被检测的偏振平面以确定用于识别物体的表面特性，其中，

光学系统(3)包括偏振摄像机，偏振摄像机配置成拍摄高分辨率图像，偏振摄像机也连接到数据处理和存储单元(5)，且其中，偏振摄像机包括偏振传感器，可以借助于偏振传感器同时检测光的四个不同的偏振平面。