DE10002526A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von zweidimensionalen Mustern - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Erkennung von zweidimensionalen Mustern mit mindestens einem optischen Detektor (5a, 5b, 7), der ein zweidimensionales Muster (2c) oder optisch trennbare Muster (2a, 2b) optisch abtastet. Eine erste Signalverarbeitungsanlage (1) kombiniert mindestens zwei von der optischen Abtastung abhängige Verarbeitungssignale (S1, S2) und wandelt diese in ein Kombinationssignal (S3) um, um bei Übereinstimmung des Kombinationssignals (S3) mit einem vorbestimmten, zuvor abgespeicherten Signal ein Erkennungssignal (3) zu erzeugen, welches die korrekte Detektion des zweidimensionalen Musters angibt. Die mindestens zwei Verarbeitungssignale (S1, S2) enthalten dabei Musterinformationen eines vorbestimmbaren Musters, wobei eine zweite Signalverarbeitungsanlage (10) Detektorsignale (Sa, Sb, S) von dem mindestens einen optischen Detektor (5a, 5b, 7) in die mindestens zwei Verarbeitungssignale (S1, S2) umwandelt. Dadurch lassen sich unterschiedliche Muster beispielsweise auf Verpackungsmaterialien erkennen, ohne daß die Verpackungsmaschinen, d. h. die erste Signalverarbeitungsanlage, abgeändert werden muß.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von zweidimensionalen Mustern nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1, eine Vorrichtung zur Erkennung von zweidimensio­ nalen Mustern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8 sowie Verwendungen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung nach den Patentansprüchen 16 und 17.

Bei der Verarbeitung von mit hoher Geschwindigkeit transpor­ tierten Verpackungsmaterialien ist es bekannt, die Position der Verpackungsmaterialbahn anhand von optisch detektierbaren Mustern zu erkennen, um das Verpackungsmaterial zu bearbeiten. Bei der Herstellung von Behältern zur Aufnahme von beispiels­ weise Flüssigkeiten wird die Verpackungsmaterialbahn mit einem graphischen Design bedruckt, gefaltet, mit dem beispielsweise flüssigen Inhalt gefüllt, geschnitten und anschließend bei­ spielsweise zu einem rechteckigen Behälter geformt, wobei bei den derzeit bekannten Verpackungsmaschinen unterschiedlichste Verpackungsmaterialien bzw. Verpackungsmaterialbahnen ver­ wendet werden.

Mit Hilfe von optischen Detektoren werden die auf der Ver­ packungsmaterialbahn aufgedruckten Muster erkannt, um so die einzelnen Verarbeitungsoperationen für die Einzelpackungen kontrollieren zu können. Die optisch detektierbaren Muster sind dabei an einer bestimmten Position der Verpackungs­ materialbahn aufgedruckt, um so die einzelnen Verpackungen separieren zu können und um die aktuelle Position der trans­ portierten Verpackungsmaterialbahn feststellen zu können. Auch bei der graphischen Gestaltung der Verpackungsmaterialbahnen werden die optisch detektierbaren Muster verwendet, um bei­ spielsweise bei einem Mehrfarbendruck die Aufbringung der Farben an den richtigen Stellen kontrollieren zu können.

Aus der US 08/769 687 (PCT/EP96/00546) ist es bekannt, ein zweidimensionales Muster bzw. optisch trennbare Muster mittels zweier Detektoren optisch abzutasten und aufgrund der op­ tischen Abtastung zwei Verarbeitungssignale zu erzeugen, die miteinander kombiniert werden. Das sich aus dieser Kombination ergebende Kombinationssignal wird mit einem in einer Signal­ verarbeitungsanlage abgespeicherten, vorbestimmten Signal ver­ glichen, um bei Übereinstimmung des Kombinationssignals mit dem vorbestimmten Signal ein Erkennungssignal zu erzeugen, welches Aufschluß darüber gibt, daß das richtige Muster er­ kannt wurde. So generieren die optischen Detektoren, bei­ spielsweise Fotozellen, binäre Signale, die hell/dunkel-Unter­ schiede des zu erkennenden Musters darstellen, wobei die binären Signale in der Signalverarbeitungsanlage nach einem vorgegebenen Prinzip miteinander kombiniert werden, so daß sich beispielsweise ein digitales Signal (01100111100110) ergibt, welches mit einem zuvor abgespeicherten vorbestimmten Signal gleicher Art verglichen wird, um feststellen zu können, ob die optischen Detektoren das auf der Verpackungsmaterial­ bahn aufgebrachte Muster oder Teile des graphischen Designs der Verpackungsmaterialbahn erkannt haben, da die optischen Detektoren fortlaufend beispielsweise hell/dunkel-Unterschiede sämtlicher Muster und Designs auf der Verpackungsmaterialbahn erkennen.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung der bekannten Art mit einem optisch trennbaren Muster 2a einer ersten Signalverarbeitungs­ anlage 1 und zwei optischen Detektoren 5a und 5b. Als optisch trennbares Muster 2a dienen eine Anzahl von unterschiedlich breiten schwarzen Strichen, die auf der Verpackungsmaterial­ bahn aufgedruckt sind. Unter optisch trennbar wird dabei ein Muster verstanden, welches mindestens zwei durch die optischen Detektoren 5a und 5b erkennbare Teilmuster ungleicher gra­ phischer Gestaltung aufweist. Die beiden Detektoren 5a und 5b sind über Signalleitungen 4 mit der ersten Signalverareitungs­ anlage 1 verbunden, wobei ein erstes Detektorsignal Sa und ein zweites Detektorsignal Sb als erstes Verarbeitungssignal S1 und als zweites Verarbeitungssignal S2 in die erste Signalver­ arbeitungsanlage 1 eingespeist werden, die die beiden Verar­ beitungssignale S1 und S2 kombiniert, in ein Kombinations­ signal umwandelt und bei Übereinstimmung des Kombinations­ signals mit einem vorbestimmten Signal ein Erkennungssignal 3 erzeugt. Dieses Erkennungssignal 3 dient der Verpackungs­ maschine zur Positionserkennung des Verpackungsmaterials und zur weiteren Bearbeitung der Verpackungsmaterialbahn.

Fig. 2 zeigt eine von vielen Möglichkeiten zur Kombination der Verarbeitungssignale S1 und S2. Beispielsweise wird in Fig. 2 dargestellt, daß das erste Verarbeitungssignal S1 des ersten Fotodetektors 5a als Taktsignal zum "Lesen" des zweiten Verarbeitungssignals S2 des zweiten Fotodetektors 5b verwendet wird und vice versa. Die ansteigende erste Flanke des ersten Verarbeitungssignals S1 dient zur Erkennung der binären In­ formation des zweiten Verarbeitungssignals S2, in diesem Falle "0". Die erste ansteigende Flanke des zweiten Verarbeitungs­ signals S2 dient zur Erkennung der binären Information des ersten Verarbeitungssignals S2 zu diesem Zeitpunkt, in diesem Falle "1". Durch die fortlaufende gegenseitige Taktung des ersten Verarbeitungssignals S1 und des zweiten Verarbeitungs­ signals S2 ergibt sich ein Kombinationssignal S3, in diesem Falle "01100111100110". Die ansteigenden und abfallenden Flanken der jeweiligen Verarbeitungssignale S1 und S2, die zur Taktung des jeweiligen anderen Verarbeitungssignals S1 und S2 dienen, können dabei geringfügig variieren, sofern dadurch das digitale Kombinationssignal S3 nicht verändert wird. Nach dem Vergleich des digitalen Kombinationssignals S3 mit einem in der ersten Signalverarbeitungsanlage 1 gespeicherten vorbe­ stimmten Signal wird das Erkennungssignal 3 erzeugt, welches die Detektion des optisch trennbaren. Musters, d. h. der ersten Musteranordnung 2a, signalisiert.

Obwohl diese Art der Erkennung von zweidimensionalen Muster vielerorts erfolgreich eingesetzt wird, haben sich in der Ver­ gangenheit in der Praxis Probleme ergeben, die wie folgt dar­ gestellt werden:

Bei manchen Verpackungen nimmt das "Design" der Verpackung den gesamten Raum des Verpackungsmaterials ein, so daß kein Platz für die Anbringung eines in Fig. 1 dargestellten Musters bleibt, so daß die graphische Gestaltung der Verpackung selbst verwendet werden muß, um die Position der Verpackungsmaterial­ bahn zu erkennen. Weiterhin werden Verpackungen oft bereits während der Produktion mit einem sogenannten "Barcode" für Re­ gistrierkassen versehen, der beispielsweise Preisinformationen oder Informationen über die Menge und die Art des Inhalts der Verpackung beinhaltet und der oft das Anbringen eines in Fig. 1 dargestellten Musters verhindern. Schließlich stört oftmals bei bestimmten graphischen Aufmachungen der Verpackungen das Anbringen eines in Fig. 1 dargestellten Musters, so daß andere "graphisch gefälligere" Muster verwendet werden, die jedoch bei den weltweit sich im Einsatz befindlichen Ver­ packungsmaschinen nicht eingesetzt werden können.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver­ fahren zur Erkennung von zweidimensionalen Mustern bzw. eine Vorrichtung zur Erkennung von zweidimensionalen Mustern anzu­ geben, die gleichzeitig für die unterschiedlichsten Muster und Detektoren einsetzbar sind und die für die vorhandenen Ver­ packungsmaschinen verwendet werden können, ohne daß kostenin­ tensive Umbaumaßnahmen notwendig sind.

Die Erfindung löst das ihr zugrunde liegende Problem durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und beansprucht.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erkennung von zweidimen­ sionalen Mustern kombiniert die zwei aus dem Stand der Technik bekannten Verarbeitungssignale und wandelt diese in ein Kom­ binatiossignal um, wobei die mindestens zwei Verarbeitungs­ signale Musterinformationen eines vorbestimmbaren Muster ent­ halten. Die Detektorsignale von mindestens einem optischen Detektor werden dabei in die mindestens zwei Verarbeitungs­ signale umgewandelt. Durch die Umwandlung der Detektorsignale von mindestens einem optischen Detektor in die mindestens zwei Verarbeitungssignale durch bestimmte Umwandlungsoperationen können die unterschiedlichsten Muster erkannt werden, ohne daß die beispielsweise nach Fig. 2 beschriebene Kombination der Verarbeitungssignale, die Erzeugung des entsprechenden Kombi­ nationssignals, der Vergleich des Kombinationssignals mit einem vorbestimmten Signal und die Erzeugung eines Erkennungs­ signals abgeändert werden muß.

So läßt sich ein und dieselbe Verpackungsmaschine für die unterschiedlichsten Arten von Verpackungsmaterialbahnen mit entsprechend unterschiedlich aufgedruckten Mustern verwenden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein optisch trennbares Muster mittels zweier Detektoren optisch abgetastet und die zwei Detektorsignale der zwei Detektoren werden in die mindestens zwei Verarbeitungssignal umgewandelt.

Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein zweidimensionales Muster mittels eines Detektors ab­ getastet, wobei die Informationen aus den beiden Dimensionen des Musters in zwei Detektorsignale umgewandelt werden, die ihrerseits in die mindestens zwei Verarbeitungssignale umge­ wandelt werden.

So läßt sich beispielsweise ein graphisches Design mittels einer digitalen CCD-Kamera aufnehmen, wobei die horizontalen und vertikalen Pixelinformationen in zwei getrennte Detektor­ signale umgewandelt werden, die mittels weiterer Umwandlungs­ operationen in die mindestens zwei Verarbeitungssignale umgewandelt werden. Die Umwandlungsoperationen richten sich dabei nach dem entsprechend verwendeten Muster, so daß beispiels­ weise die horizontalen und vertikalen Pixelinformationen des zweidimensionalen Musters in die in Fig. 2 gezeigten Verar­ beitungssignale S1 und S2 umgewandelt werden.

Beispielsweise werden die beiden Detektorsignale nach den oben erwähnten zwei Ausführungsformen der Erfindung ihrerseits kom­ biniert und in ein Zwischensignal umgewandelt. Dieses Zwischensignal kann dann mit einem vorbestimmten Signal ver­ glichen werden, wobei das vorbestimmte Signal auf das zu er­ kennende Muster abgestimmt ist. Bei Übereinstimmung des Zwischensignals mit dem vorbestimmten Signal wird ein Aus­ gangssignal erzeugt, welches dann in die mindestens zwei Ver­ arbeitungssignale umgewandelt wird, um in der zuvor genannten ersten Signalverarbeitungsanlage verarbeitet zu werden.

Nach einer anderen Variante der vorliegenden Erfindung werden die zwei Detektorsignale der zwei Detektoren oder die zwei die beiden Dimensionen des zweidimensionalen Musters repräsen­ tierenden zwei Detektorsignale des einen Detektors jeweils einzeln mit den Musterinformationen des abgetasteten Musters verglichen, um jeweils bei Übereinstimmung je eines Detektor­ signals mit den Musterinformationen je eines optisch abge­ tasteten Teils des optisch trennbaren Musters oder je einer Dimension des zweidimensionalen Musters ein Teil-Ausgangs­ signal zu erzeugen, wobei die Teil-Ausgangssignale dann in ein Ausgangssignal umgewandelt werden, welches dann wiederum in die mindestens zwei Verarbeitungssignale umgewandelt wird.

Weiterhin ist es möglich, die beiden Dimensionen des zwei­ dimensionalen Musters in ein Detektordatensignal umzuwandeln und das Detektordatensignal in die mindestens zwei Verar­ beitungssignale umzusetzen. Das Detektordatensignal wird zu diesem Zweck mit den Musterinformationen des zweidimensionalen Musters verglichen, um bei Übereinstimmung des Detektordaten­ signals mit den Musterinformationen ein Ausgangssignal zu er­ zeugen, welches seinerseits in die mindestens zwei Verar­ beitungssignale umgewandelt wird. Das Detektordatensignal kann dabei die Pixelinformationen des horizontalen und vertikalen Teils eines zweidimensionalen Musters enthalten und in Form einer Matrix dargestellt werden, wobei diese Matrix mit einer vorbestimmten Matrix verglichen wird, die die Musterinforma­ tionen des zu detektierenden Musters enthält.

Darüber hinaus sind auch Kombinationen der zuvor genannten Ausführungsbeispiele der Erfindung möglich. Beispielsweise kann einer der optischen Detektoren als Scanner ausgebildet sein, der den "Barcode" einer Verpackungsmaterialbahn ab­ tastet. Bei Übereinstimmung der Scannerinformationen mit entsprechend vordefinierten und abgespeicherten Musterin­ formationen wird das zuvor genannte "Teil-Ausgangssignal" erzeugt, sobald das Scannersignal mit den vorbestimmten Musterinformationen übereinstimmt. Nach Erzeugung eines zweiten Teil-Ausgangssignals, beispielsweise durch einen optischen Fotodetektor, der ein weiteres Teil-Muster erkennt, werden die beiden Teil-Ausgangssignale in ein Ausgangssignal umgewandelt, welches dann in die mindestens zwei Verar­ beitungssignale zur Weiterverarbeitung umgewandelt wird.

Die Vorrichtung zur Erkennung von zweidimensionalen Mustern nach der Erfindung umfaßt mindestens einen optischen Detektor, der ein zweidimensionales Muster oder optisch trennbare Muster optisch abtastet und mindestens eine erste Signalverarbeitungsanlage, die mindestens zwei von der optischen Ab­ tastung abhängige Verarbeitungssignale kombiniert und in ein Kombinationssignal umwandelt, um bei Übereinstimmung des Kom­ binationssignals mit einem vorbestimmten Signal ein Er­ kennungssignal zu erzeugen, welches angibt, daß die richtige bzw. exakte Position der Einzelverpackung auf der Verpackungs­ materialbahn detektiert wurde.

Darüber hinaus wandelt eine zweite Signalverarbeitungsanlage die Detektorsignale von dem mindestens einen optischen Detek­ tor in die mindestens zwei Verarbeitungssignale um, die die Musterinformationen eines vorbestimmbaren Musters enthalten. Mit Vorteil enthalten die zwei Verarbeitungssignale Muster­ informationen von solchen Mustern, die besonders häufig bei den vorerwähnten Verpackungsmaschinen eingesetzt werden.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wandelt ein Signalumsetzer der zweiten Signalverarbeitungsanlage die zwei Detektorsignale der zwei Detektoren, die das optisch trennbare Muster optisch abtasten, in die mindestens zwei Verarbeitungssignale um. Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß ein Detektor das zweidimensionale Muster optisch abtastet, daß die beiden Dimensionen des Musters innerhalb des Detektors selbst in zwei Detektorsignale umwandelbar sind und daß eine dritte Signalverarbeitungsanlage und gegebenenfalls ein Signalwandler, die beide Teil der zweiten Signalverarbeitungs­ anlage sind, die beiden Detektorsignale in die mindestens zwei Verarbeitungssignale umwandelt.

Beispielsweise kombiniert der vorerwähnte Signalumsetzer die zwei Detektorsignale und wandelt diese in ein Zwischensignal um. Bei Übereinstimmung des Zwischensignals mit einem vorbestimmten Signal, welches entsprechend dem verwendeten Muster in dem Signalumsetzer abgespeichert wurde, generiert der Signalumsetzer ein Ausgangssignal, welches dann von dem Signalumsetzer oder einem Signalgenerator in die mindestens zwei Verarbeitungssignale umgewandelt wird.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung tasten zwei Detektoren ein optisch trennbares Muster ab, wobei dann je­ weils ein Vergleicher der zweiten Signalverarbeitungsanlage jeweils eines der zwei Detektorsignale jeweils mit den Muster­ informationen je eines optisch abgetasteten Teils des optisch trennbaren Musters vergleicht. Bei Übereinstimmung je eines Detektorsignals mit den Musterinformationen je eines optisch abgetasteten Teils des optisch trennbaren Musters erzeugt je ein Vergleicher ein Teil-Ausgangssignal, welches mittels eines UND-Glieds in ein Ausgangssignal zur weiteren Umwandlung mittels des Signalwandlers in die mindestens zwei Verar­ beitungssignale umgewandelt wird.

Weiterhin ist es möglich, daß lediglich ein Detektor das vor­ erwähnte zweidimensionale Muster optisch abtastet, daß der De­ tektor die beiden Dimensionen des Musters, also beispielsweise die vertikalen und horizontalen Zeilen und Spalten eines Pixelmusters, in ein Detektordatensignal umwandelt, welches die zweidimensionale, das Muster repräsentierende Matrix be­ inhaltet. Ein Signalprozessor vergleicht daraufhin das Detek­ tordatensignal mit den Musterinformationen des zweidimen­ sionalen Musters. Dieser Vergleich kann beispielsweise durch einen einzelnen Pixelvergleich der sich in den Zeilen und Spalten der Matrix befindlichen Pixel stattfinden. Bei Über­ einstimmung des Detektordatensignals mit den Musterinfor­ mationen erzeugt der Signalprozessor wiederum ein Ausgangssignal, welches dann in die mindestens zwei Verarbeitungs­ signale umgewandelt werden kann.

Mit Vorteil beinhaltet die zweite Signalverarbeitungsanlage den Signalumsetzer mit dem Signalgenerator und dem Signal­ prozessor sowie mindestens zwei Anschlüsse, so daß mindestens zwei Detektorenpaare und/oder ein Detektorpaar und ein Einzel­ detektor anschließbar sind. So lassen sich an die zweite Signalverarbeitungsanlage eine Reihe von unterschiedlichen Detektoren anschließen, die unterschiedliche Muster erkennen können. Durch die Umwandlung der Detektorensignale in die mindestens zwei Verarbeitungssignale durch die zweite Signal­ verarbeitungsanlage lassen sich die bereits existierenden Ver­ packungsmaschinen ohne Änderung der ersten Signalverar­ beitungsanlage für eine Vielzahl unterschiedlicher Muster ver­ wenden.

Zur Realisierung weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung umfaßt die zweite Signalverarbeitungsanlage die dritte Signalverarbeitungsanlage, das UND-Glied, mindestens zwei Vergleicher und den Signalwandler sowie mindestens zwei Anschlüsse, so daß auch hier unterschiedliche Detektoren je nach den verwendeten Umwandlungsoperatoren anschließbar sind.

Gegebenenfalls können einzelne der vorerwähnten Signalver­ arbeitungsanlagen, Signalwandler oder Signalumsetzer innerhalb der Detektoren selbst angebracht sein, um bereits vor­ verarbeitete Detektorsignale zu erhalten, die sich in der zweiten Signalverarbeitungsanlage einheitlich in die min­ destens zwei Verarbeitungssignale umwandeln lassen.

Mit Vorteil kann das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die er­ findungsgemäße Vorrichtung zur Positionserkennung von mit ver­ schiedenen zweidimensionalen Mustern oder optisch trennbaren Mustern ausgestatteten Verpackungsmaterialien in Verpackungs­ maschinen verwenden. Auch lassen sich dadurch die Positionen von Verpackungsmaterialien in Verpackungsmaschinen detek­ tieren, die mit verschiedenen graphischen Aufmachungen ver­ sehen sind, wobei dann je nach graphischer Aufmachung die zweite Signalverarbeitungsanlage entsprechend vorbereitet werden muß, um die erforderlichen zwei Verarbeitungssignale für die erste Signalverarbeitungsanlage zu generieren.

Einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Erkennung von zweidimensionalen Mustern nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 die schematische Darstellung der Kombination der beiden Verarbeitungssignale in ein Kombinationssignal,

Fig. 3 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Erkennung dreier verschiedener zweidimensionaler Muster bzw. optisch trennbarer Muster nach der Erfindung und

Fig. 4 verschiedene Varianten der Vorrichtung nach Fig. 3.

Fig. 3 zeigt eine erste Musteranordnung 2a, eine zweite Musteranordnung 2b und eine dritte Musteranordnung 2c, wobei die erste und zweite Musteranordnung 2a und 2b optisch trenn­ bare Muster darstellen, während die dritte Musteranordnung 2c ein zweidimensionales Muster zur Erkennung durch einen 2D- Detektor 7 darstellt. Die erste Musteranordnung 2a wird bei­ spielsweise durch einen ersten Fotodetektor 5a und einen zweiten Fotodetektor 5b optisch abgetastet. Die zweite Muster­ anordnung 2b wird durch einen ersten Detektor 6a und einen zweiten Detektor 6b optisch abgetastet. Der erste Detektor 6a kann dabei beispielsweise ein herkömmlicher Laser-Scanner sein, während der zweite Detektor 2b beispielsweise ein aus dem Stand der Technik bekannter Fotodetektor ist.

Sowohl die beiden Fotodetektoren 5a und 5b als auch die beiden Detektoren 6a und 6b erzeugen jeweils erste Detektorsignale Sa und zweite Detektorsignale Sb. Der 2D-Detektor 7 erzeugt ein Detektordatensignal S. Sowohl die Detektorsignale Sa und Sb als auch das Detektordatensignal S werden an drei verschiedene Anschlüsse A1, A2 und A3 einer zweiten Signalverarbeitungs­ anlage 10 angeschlossen. Die zweite Signalverarbeitungsanlage 10 weist zwei Ausgänge auf, an welche Signalleitungen 4 an­ gelegt sind, die die in der zweiten Signalverarbeitungsanlage 10 erzeugten Verarbeitungssignale S1 und S2 an die erste Signalverarbeitungsanlage 1 zur Erzeugung eines Erkennungs­ signals 3 weiterleiten.

Innerhalb der zweiten Signalverarbeitungsanlage 10 sind drei Signalwege zur Verarbeitung der Detektorsignale Sa und Sb sowie des Detektordatensignals S dargestellt. Je nach ver­ wendetem Muster 2a, 2b oder 2c werden ein erster Schalter 15a und ein zweiter Schalter 15b entsprechend umgelegt, um je nach verwendetem Muster einen der drei Signalwege der zweiten Signalverarbeitungsanlage 10 auszuwählen. Es ist jedoch auch möglich, innerhalb der zweiten Signalverarbeitungsanlage 10 nur einen der drei Signalwege vorzusehen, um auf den ersten Schalter 15a und den zweiten Schalter 15b zu verzichten. In diesem Fall enthält die zweite Signalverarbeitungsanlage 10 nur einen der drei Signalwege, so daß die Ausgangssignale eines Signalumsetzers 8 oder eines Signalgenerators 9 direkt an die erste Signalverarbeitungsanlage 1 angelegt werden.

Falls die erste bevorzugte Musteranordnung 2a verwendet wird, die die Musterinformationen des vorbestimmbaren Musters re­ präsentiert, so ist eine Umwandlung der Detektorsignale Sa und Sb innerhalb der zweiten Signalverarbeitungsanlage 10 nicht notwendig und die entsprechenden Signalwege am Anschluß A1, d. h. die entsprechenden Signalleitungen 4, können direkt an den Ausgang der zweiten Signalverarbeitungsanlage 10 gelegt werden. In diesem Falle kann auf die zweite Signalverar­ beitungsanlage 10 verzichtet werden.

Falls die zweite Musteranordnung 2b verwendet wird, so ist ein Signalumsetzer 8 vorgesehen, der die beiden Detektorsignale Sa und Sb des ersten Detektors 6a und zweiten Detektors 6b in das erste Verarbeitungssignal S1 und das zweite Verarbeitungs­ signal S2 umwandelt. Der Signalumsetzer 8 kombiniert die beiden Detektorsignale Sa und Sb beispielsweise durch das An­ einanderfügen von binären Informationen eines als Laser- Scanner dienenden ersten Detektors 6a, der vertikal ange­ ordnete Musterstriche detektiert, und von binären Informa­ tionen eines als Fotodetektor dienenden zweiten Detektors 6b der horizontal angeordnete Musterstriche detektiert, um so ein Zwischensignal zu erzeugen. Im Anschluß daran vergleicht der Signalumsetzer 8 dieses Zwischesignal mit einem auf die zweite Musteranordnung 2b abgestimmten Signal, welches zuvor bei­ spielsweise in einem Speicher des Signalumsetzers 8 abge­ speichert wurde. Bei Übereinstimmung des Zwischensignals mit diesem vorbestimmten Signal erzeugt der Signalumsetzer 8 ein Ausgangssignal, welches entweder an den Signalgenerator 9 (nicht dargestllt) oder an einen innerhalb des Signalumsetzers 8 angeordneten Signalgenerators weitergeleitet wird, der die Verarbeitungssignale S1 und S2 generiert.

Im Fall der dritten Musteranordnung 2c tastet ein 2D-Detektor 7, beispielsweise eine CCD-Kamera, die dritte Musteranordnung 2c ab und erzeugt ein Detektordatensignal S. Dieses Detektor­ datensignal S wird an einen Signalprozessor 14 weitergeleitet, der das Detektordatensignal mit einem auf die dritte Musteran­ ordnung 2c abgestimmten und zuvor abgespeicherten Signal ver­ gleicht, um bei Übereinstimmung ein Ausgangssignal SA zu er­ zeugen, welches an den Signalgenerator weitergeleitet wird. Der Signalgenerator 9 erzeugt dann die für die erste Signal­ verarbeitungsanlage 1 erforderlichen Verarbeitungssignale S1 und S2.

Fig. 4 zeigt weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Er­ findung nach Fig. 3. Im Fall der zweiten Musteranordnung 2b werden die Detektorsignale Sa und Sb an jeweils einen ersten Vergleicher 16a und einen zweiten Vergleicher 16b weiterge­ leitet, die jeweils die einzelnen Detektorsignale Sa und Sb mit den Musterinformationen eines Teils des optisch trennbaren Musters vergleichen. Beispielsweise vergleicht der erste Ver­ gleicher 16a die Informationen eines als ersten Detektors 6a fungierenden Laser-Scanners mit in dem ersten Vergleicher 16a abgespeicherten Informationen, die vertikale Striche, wie in Fig. 4 dargestellt, repräsentieren. Gleichermaßen vergleicht der zweite Vergleicher 16b die Informationen des beispiels­ weise als Fotodetektor fungierenden zweiten Detektors 6b mit in dem zweiten Vergleicher 16b abgespeicherten Informationen, die, wie in Fig. 4 dargestellt, horizontale Strichte repräsen­ tieren. Bei Übereinstimmung der entsprechenden Detektorsignale Sa und Sb innerhalb der Vergleicher 16a und 16b erzeugen diese Teil-Ausgangssignale SAT, die in einem UND-Glied 13 zu einem Ausgangssignal SA umgewandelt werden.

Im Fall der dritten Musteranordnung 2c können die von dem 2D- Detektor 7 detektierten Musterinformationen in ein erstes Detektorsignal Sa und ein zweites Detektorsignal Sb umge­ wandelt werden, die, wie oben bereits beschrieben, in einer dritten Signalverarbeitungsanlage 12 in ein Ausgangssignal SA umgewandelt werden.

Sowohl im Fall der zweiten Musteranordnung 2b als auch im Fall der dritten Musteranordnung 2c werden die erzeugten Ausgangs­ signale SA zu einem Signalwandler 11 weitergeleitet, der das erste Verarbeitungssignal S1 und das zweite Verarbeitungs­ signal S2 generiert.

Claims (17)

1. Verfahren zur Erkennung von zweidimensionalen Mustern,
wobei ein zweidimensionales Muster (2c) oder optisch trennbare Muster (2a, 2b) optisch abgetastet werden,
aufgrund der optischen Abtastung mindestens zwei Verarbei­ tungssignale (S1, S2) erzeugt werden,
die mindestens zwei Verarbeitungssignale (S1, S2) kombiniert und in ein Kombinationssignal (S3) umgewandelt werden, und wobei
ein Erkennungssignal (3) bei Übereinstimmung des Kombinations­ signals (53) mit einem vorbestimmten Signal erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mindestens zwei Verarbeitungssignale (S1, S2) Musterinformationen eines vorbestimmbaren Musters enthalten, und
daß Detektorsignale (Sa, Sb, S) von mindestens einem optischen Detektor (5a, 5b, 7) in die mindestens zwei Verarbeitungs­ signale (S1, S2) umgewandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß optisch trennbare Muster (2a, 2b) mittels zweier Detektoren (5a, 5b, 6a, 6b) optisch abgetastet werden, und
daß zwei Detektorsignale (Sa, Sb) der zwei Detektoren (5a, 5b, 6a, 6b) in die mindestens zwei Verarbeitungssignale (S1, S2) umgewandelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweidimensionales Muster (2c) mittels eines Detektors (7) abgetastet wird,
daß die beiden Dimensionen des Musters (2c) in zwei Detektor­ signale (Sa, Sb) umgewandelt werden, und
daß die beiden Detektorsignale (Sa, Sb) in die mindestens zwei Verarbeitungssignale (S1, S2) umgewandelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die zwei Detektorsignale (Sa, Sb) kombiniert und in ein Zwischensignal (SZ) umgewandelt werden,
daß ein Ausgangssignal (SA) bei Übereinstimmung des Zwischensignals (SZ) mit einem vorbestimmten Signal erzeugt wird, und
daß das Ausgangssignal (SA) in die mindestens zwei Verarbei­ tungssignale (S1, S2) umgewandelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die zwei Detektorsignale (Sa, Sb) jeweils mit den Musterinformationen je eines optisch abgetasteten Teils des optisch trennbaren Musters (2a, 2b) verglichen werden,
daß bei Übereinstimmung je eines Detektorsignals (Sa, Sb) mit den Musterinformationen je eines optisch abgetasteten Teils des optisch trennbaren Musters (2a, 2b) jeweils ein Teil- Ausgangssignal (SAT) erzeugt wird,
daß die Teil-Ausgangssignale (SAT) in ein Ausgangssignal (SA) umgewandelt werden, und
daß das Ausgangssignal (SA) in die mindestens zwei Verarbei­ tungssignale (S1, S2) umgewandelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Dimensionen des Musters (2c) in ein Detektor­ datensignal (S) umgewandelt werden, und
daß das Detektordatensignal (S) in die mindestens zwei Verarbeitungssignale (S1, S2) umgewandelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Detektordatensignal (S) mit den Musterinformationen des zweidimensionalen Musters (2c) verglichen wird,
daß bei Übereinstimmung des Detektordatensignals (S) mit den Musterinformationen ein Ausgangssignal (SA) erzeugt wird, und
daß das Ausgangssignal (SA) in die mindestens zwei Verarbei­ tungssignale (S1, S2) umgewandelt wird.

8. Vorrichtung zur Erkennung von zweidimensionalen Mustern,
mit mindestens einem optischen Detektor (5a, 5b, 7), der ein zweidimensionales Muster (2c) oder optisch trennbare Muster (2a, 2b) optisch abtastet, und
mindestens einer ersten Signalverarbeitungsanlage (1), die mindestens zwei von der optischen Abtastung abhängige Verarbeitungssignale (S1, S2) kombiniert, in ein Kombinationssignal (S3) umwandelt und ein Erkennungssignal (3) bei Übereinstimmung des Kombinationssignals (S3) mit einem vorbestimmten Signal erzeugt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mindestens zwei Verarbeitungssignale (S1, S2) Musterinformationen eines vorbestimmbaren Musters enthalten, und
daß mindestens eine zweite Signalverarbeitungsanlage (10) Detektorsignale (Sa, Sb, S) von dem mindestens einen optischen Detektor (5a, 5b, 7) in die mindestens zwei Verarbeitungs­ signale (S1, S2) umwandelt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Detektoren (5a, 5b, 6a, 6b) optisch trennbare Muster (2a, 2b) optisch abtasten, und
daß ein Signalumsetzer (8) der zweiten Signalverarbeitungs­ anlage (10) zwei Detektorsignale (Sa, Sb) der zwei Detektoren (5a, 5b, 6a, 6b) in die mindestens zwei Verarbeitungssignale (S1, S2) umwandelt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Detektor (7) das zweidimensionale Muster (2c) optisch abtastet,
daß die beiden Dimensionen des Musters (2c) innerhalb des Detektors (7) in zwei Detektorsignale (Sa, Sb) umwandelbar sind, und
daß eine dritte Signalverarbeitungsanlage (12) und ggf. ein Signalwandler (11) der zweiten Signalverarbeitungsanlage (10) die beiden Detektorsignale (Sa, Sb) in die mindestens zwei Verarbeitungssignale (S1, S2) umwandelt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Signalumsetzer (8) die zwei Detektorsignale (Sa, Sb) kombiniert und in ein Zwischensignal (SZ) umwandelt,
daß der Signalumsetzer (8) ein Ausgangssignal (SA) bei Übereinstimmung des Zwischensignals (SZ) mit einem vorbestimmten Signal erzeugt, und
daß der Signalumsetzer (8) oder ein Signalgenerator (9) das Ausgangssignal (SA) in die mindestens zwei Verarbeitungs­ signale (S1, S2) umwandelt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Detektoren (5a, 5b, 6a, 6b) optisch trennbare Muster (2a, 2b) optisch abtasten,
daß je ein Vergleicher (16a, 16b) der zweiten Signalverarbei­ tungsanlage (10) die zwei Detektorsignale (Sa, Sb) jeweils mit den Musterinformationen je eines optisch abgetasteten Teils des optisch trennbaren Musters (2a, 2b) vergleichen,
daß die Vergleicher (16a, 16b) bei Übereinstimmung je eines Detektorsignals (Sa, Sb) mit den Musterinformationen je eines optisch abgetasteten Teils des optisch trennbaren Musters (2a, 2b) jeweils ein Teil-Ausgangssignal (SAT) erzeugen,
daß ein UND-Glied (13) die Teil-Ausgangssignale (SAT) in ein Ausgangssignal (SA) umwandelt, und
daß der Signalwandler (11) das Ausgangssignal (SA) in die mindestens zwei Verarbeitungssignale (S1, S2) umwandelt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Detektor (7) das zweidimensionale Muster (2c) optisch abtastet,
daß der Detektor (7) die beiden Dimensionen des Musters (2c) in ein Detektordatensignal (S) umwandelt,
daß ein Signalprozessor (14) das Detektordatensignal (S) mit den Musterinformationen des zweidimensionalen Musters (2c) vergleicht,
daß der Signalprozessor (14) bei Übereinstimmung des Detektordatensignals (S) mit den Musterinformationen ein Ausgangssignal (SA) erzeugt, und
daß ein Signalgenerator (9) das Ausgangssignal (SA) in die mindestens zwei Verarbeitungssignale (S1, S2) umwandelt.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Signalverarbeitungsanlage (10) den Signalumsetzer (8) mit dem Signalgenerator (9) und den Signalprozessor (14) sowie mindestens zwei Anschlüsse (A1, A2, A3) aufweist, so daß mindestens zwei Detektorenpaare (5a, 5b, 6a, 6b) und/oder ein Detektorpaar (6a, 6b) und ein Detektor (7) anschließbar sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Signalverarbeitungsanlage (10) die dritte Signalverarbeitungsanlage (12), das UND-Glied (13), mindestens zwei Vergleicher (16a, 16b) und den Signalwandler (11) sowie mindestens zwei Anschlüsse (A1, A2, A3) aufweist, so daß mindestens zwei Detektorenpaare (5a, 5b, 6a, 6b) und/oder ein Detektorpaar (6a, 6b) und ein Detektor (7) anschließbar sind.

16. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-7 oder der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-15 zur Positionserkennung von mit verschiedenen zweidimensionalen Mustern (2c) oder optisch trennbaren Mustern (2a, 2b) ausgestatteten Verpackungsmaterialien in Verpackungsmaschinen.

17. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-7 oder der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-15 zur Positionserkennung von mit verschiedenen graphischen Aufmachungen ausgestatteten Verpackungsmaterialien in Verpackungsmaschinen.