CN117054430A - 用于通过位置检测检查容器的装置和方法 - Google Patents

Abstract

用于检查容器(10)的装置(1)，具有一个沿预定传输方向运输容器(10)的输送装置(2)，具有至少一个在沿传输方向运输容器过程中引导容器(10)的导向装置(12)，其中，优选地，导向装置(12)的位置可以在垂直于传输方向的方向(Q)上进行调整，具有至少一个适合和规定用于拍摄由传输装置(2)运输的容器(10)的局部清晰图像的图像拍摄装置(4a,4b,4c,4d)，并具有一个检测容器在传输方向和/或横向的位置的位置检测装置(14)，其特征在于，所述位置检测装置(4a,4b,4c,4d,14)为了进行位置检测，至少分析由图像拍摄装置(4a,4b,4c,4d)拍摄的一个图像，和/或至少一个图像拍摄装置(4a,4b,4c,4d)至少构成所述位置检测装置的一个组成部分。

Description

用于通过位置检测检查容器的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于检查容器的装置和方法。从现有技术中已知许多用于检查容器的方法和装置。其中，已知能够检查容器本身，也能够检查容器的组成部分，例如容器底部或容器盖。本发明具体研究检查封盖或上面装有封盖的容器。

背景技术

从现有技术中已知，为了能够准确检查容器盖，特别使用多个摄像头，例如四个摄像头进行360°拍摄。在这种情况下，可以将样品(如最理想是封盖)的位置放置在实际容器位置上。在现有技术中，通常使用导向装置将容器移动到预定位置，并对其进行检查。通常装有导向装置，例如导向栏杆，来引导容器。在现有技术中，已知设置一个传感器装置来检查该导向栏杆的位置。但是，这会产生额外的成本和分析工作。

从德国专利申请DE 10 2008 046 172 A1中已知一种用于在容器和/或包装物输送装置中监测容器运输的装置。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于检查容器，具体是检查容器盖的装置和方法，这种装置和方法相对于现有技术更容易检测相应容器及/或其封盖的位置。根据本发明，这些目的通过独立权利要求的主题来实现。有利的实施方式和改进方案是从属权利要求的主题。

一种根据本发明用于检查饮料行业中容器(特别是装满的容器)的装置，在容器处理系统中具有一个输送设备，该输送装置沿预定的传输路径和/或传输方向输送容器，并且具有至少一个导向装置，该导向装置在沿传输方向运输容器过程中引导容器，其中，优选地，在垂直于传输方向的方向上可以对导向装置位置进行调整。

另外，所述装置具有至少一个适合并规定用于拍摄输送设备所运输的容器，具体的是容器盖的局部清晰图像的图像拍摄装置。此外，所述装置具有一个沿传输方向和/或横向检测容器位置的位置检测装置。

根据本发明，用于检测位置的位置检测装置，至少分析一个由图像拍摄装置拍摄的图像和/或一个图像拍摄装置至少构成位置检测装置的一个组成部分。

因此，本发明建议在检测容器位置时不使用其他传感器，而是也使用尤其适用于检查的图像拍摄装置进行位置检测。优选地，容器为瓶子，具体的是指玻璃瓶或塑料瓶。

但是，优选地，摄像头或图像拍摄装置的位置不通过拍摄的图像或图像组来描述。

因此，优选地，使用从图像拍摄装置拍摄的图像来推断容器和/或容器盖的质量特征和检测容器的位置。

优选地，所述装置检查容器口区域和/或封盖。

优选地，输送设备为传送带或运输链，具体的是指循环传送带或运输链，具体地，优选地，容器直立在上面，并且，优选地，相互保持一定距离进行运输的传送带或运输链。

特别优选地，输送设备沿直线传输方向运输容器。优选地，单道运输容器。

在一个优选实施方式中，所述装置具有一个驱动装置，用来调节导向装置的位置，优选地，还具有一个控制所述驱动装置的控制设备。其中，尤其可以沿垂直于传输方向的方向对导向装置进行调节。优选地，从一组驱动器中选择驱动装置，所述驱动器组包括电驱动器、磁驱动器、液压驱动器、气动驱动器等。但也可以考虑使用手动调节装置。

优选地，控制设备基于至少一个由图像拍摄装置拍摄的图像，优选地，根据大量图像拍摄装置拍摄的图像控制驱动装置。此时，引导装置的位置可以在装置持续工作运行期间是可能改变的。

优选地，导向装置至少沿传输方向分段延伸，优选地，导向装置具有一个导向栏杆。特别优选地，导向装置具有两个导向栏杆，容器在它们之间运输。优选地，容器是装满和/或封闭的容器。既可以是塑料容器也可以是玻璃容器。特别优选地，带有标签和/或盖印的容器。

优选地，导向装置沿传输方向和/或容器的运输路径延伸至少10cm，优选地，小于20cm，优选地，30cm，优选地，至少40cm。

优选地，检查设备具有一个沿垂直轴线在封盖上方居中安装的图像拍摄装置。优选地，通过环形照明设备对容器盖进行照明。

特别优选地，检查设备具有至少两个、优选地，至少三个和优选地，至少四个图像拍摄装置，优选地，这些图像拍摄装置分别至少拍摄容器的一个局部清晰图像。

具体是通过设置多个摄像头，实现对容器盖进行360°拍摄。为了能够准确检查容器盖，优选地，通过至少两个、优选地，至少三个和优选地，四个图像拍摄装置或摄像头进行360°拍摄。特别优选地，图像拍摄装置从不同的方向拍摄容器盖。优选地，至少一个图像拍摄装置，并优选地，多个，特别优选地，所有图像拍摄装置都布置在容器盖上方，和/或从上方，具体的是从斜上方拍摄容器盖。在另一个优选实施方式中，在容器盖高度或下方布置至少一个图像拍摄装置，优选地，多个图像拍摄装置。

通过这种方式，基本上可以完整拍摄容器盖，即不仅拍摄容器盖顶部，而且也拍摄容器盖例如超出容器螺纹的边缘区域。特别优选地，多个图像拍摄装置与容器或容器盖的目标位置具有基本相同的距离。

特别优选地，至少一个图像拍摄装置，优选地，多个图像拍摄装置从与容器纵向方向倾斜的方向观察容器。也有可以至少一个图像拍摄装置，优选地，多个图像拍摄装置垂直于容器纵向观察容器。

在一个特别优选的实施方式中，所述装置具有一个照明设备，用来给容器和/或容器盖照明。特别优选地，所述照明设备被布置成(至少也)沿容器的纵向(具体是从上方)照亮容器盖。但也有可以设置多个照明设备。但是，有益的是将照明设备设计成其发出的光线不直接照射到一个或多个图像拍摄装置上。

特别优选地，一个照明设备，特别优选地，将多个照明设备与图像拍摄装置备同步。这意味着，特别优选地，照明设备具有一个灯控制器，具体的是闪光灯控制器，特别优选地，所述控制器与至少一个，优选地，与多个图像拍摄装置同步。

优选地，触发图像拍摄装置和/或照明设备对容器移动作出反应。

特别优选地，控制设备基于至少两个，优选地，基于至少三个，优选地，基于四个图像拍摄装置所拍摄的图像来控制驱动装置。在这种情况下，可以将一个样品，即例如最理想的是封盖的样品，放置在实际容器位置上。通过这种方式，确定实际容器的位置。根据容器盖位置的不同，如果封盖靠近第一个图像拍摄装置(或远离它)，第一个图像拍摄装置拍摄的图像看起来可能比另一个图像拍摄装置拍摄的图像更大或更小。

通过对容器，具体的是大量容器位置的分析，得到一个分布函数。如果这个分布函数不在理想位置的中心，可以发出消息，表示导向装置或者栏杆应该向外或向内调整预先测量的距离，来提高控制精度。容器位置越靠中心，或居中，越能更好地识别错误。因此，也可以在运行过程中对导向装置进行调整。如果例如显示逐个或在统计上容器沿与传输方向垂直的方向移动，可以通过相应调整导向栏杆改善其位置。

如上所述，也可以沿传输方向确定这种偏移，例如用来优化触发光栅和图像拍摄之间的时间。其前提是，使用足够精确的光栅。例如，由于运输连磨损引起长度变化，或者例如标签滑移引起导向栏杆污染，都可能导致这个时间和/或行程发生变化。在这种情况下，也可以通过图像拍摄确定表征输送装置磨损，例如链条变长的特征值。也可以将该值传输给其他单元。

特别优选地，也基于至少一个图像拍摄装置所拍摄的图像推断输送设备的磨损状态，具体的，但不仅仅是运输链或传送带的磨损状态。例如，可以向用户输出一个值，说明不久后必须更换输送装置，如运输链。

在另一个有益的实施方式中，所述装置具有一个分析设备，所述分析设备使用，具体的是分析至少两个，优选地，至少三个，优选地，四个图像拍摄装置的图像，来确定容器的位置。这样，例如，所述分析设备可以确定容器在拍摄图像时相对于各个图像拍摄装置的距离。

特别优选地，对大量容器进行这些分析。例如，如果得出在统计上容器处于目标位置稍微偏左，那么可以控制导向装置，使这种统计上出现的偏差得到补偿，并将容器再次运输到它们的目标位置或根据它们的目标路径运输。特别优选地，通过相应的摄像头或图像拍摄装置图像中容器和/或容器盖的尺寸来进行分析。例如，如果在一个摄像图像中拍摄的容器看起来比对面摄像头图像中的更大，那么可以推断出，该容器在拍摄图像时相比于第二个图像拍摄装置更靠近第一个图像拍摄装置。

在另一个优选实施方式中，所述装置具有另一个在传输方向上检测容器位置的位置检测装置，其中，优选地，所述另一个位置检测装置在容器传输方向上布置在图像拍摄装置前面或图像拍摄装置中。特别优选地，所述另一个位置检测装置具有至少一个光栅。这样，可以通过这个光栅触发图像拍摄。在这种情况下，所述光栅也可以精确地位于容器的目标位置。

优选地，所述另一个位置检测装置允许进行粗略的位置检测，并且可以如上所述触发图像拍摄装置或图像拍摄。

在另一个有益的实施方式中，所述装置具有一个排出装置，该装置适合并规定用于根据检查结果将容器排出。优选地，所述排出设备沿传输方向布置在一个或多个图像拍摄装置后面。

优选地，检查设备确定至少一个表征容器和/或容器盖质量的值。如果该值不符合预设标准，优选地，可以启用排出设备并将相关容器从生产路径中排出。在一个优选实施方式中，检查设备基于至少一个由图像拍摄装置拍摄的图像，优选地，基于多个(由多个图像拍摄装置拍摄的)图像确定该值。

优选地，设置一个比较装置，该装置将由图像拍摄装置拍摄的图像与比较图像进行比较和/或将测量值与比较值进行比较。

本发明还涉及一种检查容器的方法，其中一个输送装置沿预定的传输方向输送容器，并且至少一个导向装置在沿传输方向输送容器过程中引导容器，具体的是侧向引导。在这种情况下，所述导向装置的位置可以在垂直于传输方向的方向上进行调整，至少还设置一个图像拍摄装置，该装置拍摄输送装置运输的容器的至少一个局部清晰图像。此外，位置检测装置沿传输方向和/或横向检测容器的位置。

根据本发明，用于检测位置的位置检测装置，至少分析一个由图像拍摄装置拍摄的图像和/或至少一个图像拍摄装置构成位置检测装置的一个组成部分。

因此，也在方法上建议，使用反正检查也需要的图像拍摄装置来检测容器的位置。

特别优选地，在考虑由图像拍摄装置拍摄的图像的情况下，改变导线装置的位置。

优选地，至少两个，优选地，至少三个和优选地，至少四个图像拍摄装置拍摄容器的图像。优选地，这些图像拍摄装置从不同的方向拍摄容器的图像。

在一个优选方法中，对由至少两个，优选地，至少三个或者优选地，至少四个图像拍摄装置拍摄的图像进行分析，来确定容器在横向和/或传输方向上的位置。

优选地，分析在至少一个，优选地，在大量拍摄的图像中出现的容器或容器盖大小，并从中确定容器的位置。优选地，将第一个图像拍摄装置拍摄的图像中出现的容器大小与至少另一个图像拍摄装置拍摄的图像中出现的容器大小进行比较。基于这种比较，优选地，推断出容器在传输方向和/或横向上的位置。

在一个优选方法中，拍摄大量容器图像，并借助这些图像生成了一个分布，该分布具体的是指容器在横向上的分布。可以根据这个分布调整导向设备。

因此，优选地，分析对不同容器拍摄的大量图像，(具体是在统计上)来确定容器的位置。具体地，可以通过这种方式确定容器在横向(优选地，在传输方向)的位置。特别优选地，存储大量拍摄的图像，优选地，也对其进行分析。

在另一个优选方法中，为了确定容器的位置，将至少第一个图像拍摄装置的图像与同一容器的第二个图像拍摄装置的图像进行比较。

在另一个优选方法中，通过另一个位置检测装置检测在传输方向上容器的位置，其中优选地，所述另一次检测在拍摄图像之前或期间，使用至少一个图像拍摄装置进行。特别优选地，所述另一个位置检测装置是一个光栅，或者具有一个光栅。

在另一个优选方法中，基于位置检测确定至少一种输送设备的物理特性。具体的是指一种输送设备的质量特征，例如具体的，但不仅限于运行过程中可能发生的链条变长和/或磨损现象。这种情况下，可以在较长时间内拍摄相应的容器图像并将其存储。在如果这些图像可以识别随着时间的推移链条变长，则可以将这作为对用户更换该链条的提示。

因此，本发现能够提供一种无需额外的测量设备就能确定栏杆位置的方法。此外，还可以优化客户例如在测量装置中链条变长方面的认识。

优选地，使用至少一个由图像拍摄装置拍摄的图像，来确定至少容器和/或容器盖的一个质量特征，和确定容器的位置，优选地，在横向和/或传输方向上的容器位置。

在另一个优选方法中，至少将两个，优选地，将大量拍摄图像进行比较，优选地，根据比较结果输出信息。

例如，这样可以根据拍摄的图像识别出容器的位置在拍摄时发生了变化。这可以用作容器位置随时间变化，和/或容器随时间从目标位置“漂移”的提示。在这种情况下，例如，可以向机器操作员发送警告信息。

因此，例如，在“偏移”位置时，操作员可以收到消息(例如，在显示设备上)。

在此情况下，可以将同一个图像拍摄装置在一段时间内拍摄的多个图像进行比较。但是，也可以考虑将不同图像拍摄装置的图像进行相互比较。

附图说明

进一步的优点和实施方式从附图中得出：

其中：

图1是根据本发明的装置的示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明用于检查容器10的装置1的示意图。这些容器10具有容器盖10a，由输送设备2，如传送带或运输连，沿输送方向T运输。在图1所示的具体实施方式中，总共设置了四个图像拍摄装置4a、4b、4c、4d，它们从不同的方向，优选地，从上方倾斜或下方倾斜或沿水平方向拍摄容器10或容器盖10a的图像。

参考符号12和13表示导向装置，这些导向装置沿垂直于传送方向T的横向Q引导容器10移动，和/或沿此横向Q限制容器移动。参考符号15表示驱动装置，利用该驱动装置可以沿横向调整导向装置12或13的位置。参考符号14以示意图的方式表示位置检测装置，该装置从图像拍摄装置4a-4d拍摄的图像中推断出容器10或容器盖的位置。

参考符号16表示控制设备，该设备根据分析装置14或位置检测装置14确定的结果来控制驱动装置15。参考符号11以示意图的方式表示存储装置，该装置中存储大量拍摄的图像。优选地，也分析这些拍摄的图像，来推断容器10的位置。

在图1所示的情况下，容器以一定统计频率位于目标位置略微偏左，这通过所示的分布曲线K表示。因此，在这种情况下，例如，可以将导向装置12沿横向继续向右移动，来补偿这种偏差。

此外，也可以确定此分布曲线K的宽度。如果分布曲线的宽度比设定宽度高，那么这可能表示，容器位置沿着传输方向或横向受到剧烈波动。在这种情况下，例如，可以减小两个导向装置12和13之间的侧向距离。

参考符号E表示一个光栅平面(优选地，垂直于传输方向T)，它同样也用于触发图像拍摄。在这种情况下，该光栅平面可以恰好位于传输方向上容器的目标位置上。但是，也可以在传输方向上将该光栅平面设置在略微上游处，并通过也考虑了输送设备2运输速度的一定时间偏差来触发图像拍摄。

优选地，图1所示的装置还具有一个(未显示的)照明设备，该设备从上方对容器10或容器盖进行照明。因此，特别优选地，图像拍摄装置4a-4d采用入射照明法拍摄容器。在这种情况下，所述照明设备可以定向照射到容器盖上，但也可以漫辐射到容器盖上。在这种情况下，所述(未显示)照明设备也可以由光栅单元(与图像拍摄装置4a-4d一样)触发。优选地，图像拍摄装置4a-4d同时拍摄容器10或容器盖的图像。

由四个图像拍摄装置4a-4d拍摄的图像如上所述还用于确定封盖的至少一个质量特征(例如损坏、某种椭圆度等)。

申请人保留对申请文件中公开的所有对发明至关重要的特征提出权利，只要这些特征单个地或组合起来与现有技术相比是新的。进一步地，要指出的是，在单个的附图中也描述了本身可为有利的特征。本领域技术人员直接看出，附图中所描述的某个特征可为有利的，即使不采用该图中的其他特征。另外，技术人员看出，通过将单个的附图或不同的附图中所示的几个特征结合起来，也可得出优点。

Claims (15)

1.用于检查容器(10)的装置(1)，所述装置具有一个沿预定传输方向运输容器(10)的输送设备(2)，具有至少一个沿传输方向运输容器(10)过程中引导容器(10)的导向装置(12)，其中所述导向装置(12)的位置可以在垂直于传输方向的方向(Q)上进行调整，具有至少一个适合且规定用于拍摄由输送设备(2)运输的容器(10)局部清晰图像的图像拍摄装置(4a,4b,4c,4d)，并具有一个检测容器在传输方向和/或横向上位置的位置检测装置(14)，

其特征在于，

所述位置检测装置(4a,4b,4c,4d,14)分析至少一个由图像拍摄装置(4a,4b,4c,4d)拍摄的图像来检测位置，和/或至少一个图像拍摄装置(4a,4b,4c,4d)构成所述位置检测装置的一个组成部分。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，

其特征在于，

所述装置具有一个用来调整导向装置位置的驱动装置(15)，以及一个用来控制所述驱动装置(14)的控制设备(16)。

3.根据权利要求2所述的装置(1)，

其特征在于，

所述控制设备(16)基于至少一个由图像拍摄装置拍摄的图像来控制所述驱动装置(14)。

4.根据权利要求1所述的装置(1)，

其特征在于，

所述导向装置沿着输送方向至少分段延伸，且所述导向装置具有一个导向栏杆。

5.根据权利要求1所述的装置(1)，

其特征在于，

所述检查设备具有至少两个分别拍摄容器局部清晰图像的图像拍摄装置。

6.根据前述权利要求所述的装置(1)，

其特征在于，

所述控制设备(16)基于至少由两个图像拍摄装置拍摄的图像来控制该驱动装置(14)。

7.根据权利要求5所述的装置(1)，

其特征在于，

所述装置具有一个分析至少两个图像拍摄装置的图像的分析装置，用于确定容器的位置。

8.根据权利要求1所述的装置(1)，

其特征在于，

所述装置(1)具有另一个位置检测装置，用于检测容器在输送方向中的位置，其中，所述另一个位置检测装置沿容器传输方向布置在容器拍摄装置前面或容器拍摄装置中，且所述另一个位置检测装置至少具有一个光栅。

9.用于检查容器(10)的方法，其中输送设备(2)沿预定的传输方向运输容器(10)，至少一个导向装置(12)在沿传输方向运输容器过程中引导容器(10)，其中可在垂直于传输方向的方向(Q)上调整导向装置(12)的位置，至少一个图像拍摄装置(4a,4b,4c,4d)拍摄由输送设备(2)运输的容器(10)的至少一个局部清晰图像，其中一个位置检测装置(14)检测容器在传输方向和/或横向(Q)上的位置，

其特征在于，

所述位置检测装置(14)分析至少一个由图像采集装置拍摄的图像来检测位置，并且/或者至少一个图像拍摄装置(4a,4b,4c,4d)至少构成所述位置检测装置(14)的一个组成部分。

10.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于，

根据由图像拍摄装置拍摄的图像改变导向装置的位置。

11.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于，

至少两个图像拍摄装置拍摄容器的图像。

12.根据前述权利要求所述的方法，

其特征在于，

分析由至少两个图像拍摄装置拍摄的图像，来确定容器的位置。

13.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于，

分析所拍摄的大量不同容器的图像来确定容器的位置和/或比较至少两个拍摄的图像，并根据比较输出信息。

14.根据权利要求9所述的方法，

其特征在于，

借助另一个位置检测装置检测容器在传输方向上的位置，其中在拍摄图像前进行所述另一次检测。

15.根据权利要求14所述的方法，

其特征在于，

基于位置检测确定输送设备(2)的至少一个物理特性。