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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Fehlerstellen
in Tierhäuten gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
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Aus
der
DE 102 07 574
A1 des Anmelders ist eine Vorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt.
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Die
bekannte Vorrichtung funktioniert in zufrieden stellender Weise.
Allerdings besteht der Wunsch, die Bildqualität des aufgenommenen
Bildes des Bereiches der Haut zu erhöhen, um eine weiter verbesserte
Erfassung oder Erkennung von Fehlerstellen vornehmen zu können.
Insbesondere spielt eine Verbesserung der Qualität der
bildlichen Aufnahme im Hinblick auf eine wünschenswerte
weitergehende Automatisierung eines Fehlererkennungs- und Fehlerqualifizierungsprozesses
eine bedeutende Rolle.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht somit im Hinblick auf die eingangs
beschriebene Vorrichtung darin, eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Oberbegriffes des Anspruches 1 derartig weiterzubilden, dass
sie eine verbesserte Erfassung von Fehlerstellen ermöglicht.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches
1, insbesondere mit denen des Kennzeichenteiles, und ist demgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass der Aufnahmeeinrichtung wenigstens zwei Lichtquellen
zugeordnet sind, die den aufzunehmenden Bereich aus wenigstens zwei
unterschiedlichen Richtungen mit schräg einfallendem Licht
beaufschlagen.
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Das
Prinzip der Erfindung besteht somit im wesentlichen darin, eine
Verbesserung der Ausleuchtung des aufzunehmenden Bereiches zur Erhöhung
des Kontrastverhältnisses in der bildlichen Aufnahme vorzunehmen.
Die Erfindung hat dabei erkannt, dass Fehlerstellen, also in der
Tierhaut vorhandene Löcher, Oberflächenstrukturunterschiede, Falten,
Risse, Einkerbungen, Einprägungen, Verfärbungen
oder dergleichen Fehler in der bildlichen Aufnahme mit einer höheren
Auflösung und/oder mit einer besseren Genauigkeit erfasst
werden können, wenn schräg einfallendes Licht
zur Ausleuchtung des Bereiches verwendet wird.
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Vorrichtungen
des Standes der Technik arbeiten überwiegend mit Aufnahmeeinrichtungen, also
Kameras, die eine Bildaufnahme in Draufsicht anfertigen. Insoweit
Vorrichtungen des Standes der Technik überhaupt mit gesonderten
Lichtquellen zur Ausleuchtung des bildlich aufzunehmenden Bereiches
operieren, sind die herkömmlichen Lichtquellen typischerweise
oberhalb der Auflagefläche des Bearbeitungstisches angeordnet
und beaufschlagen den aufzunehmenden Bereich der Tierhaut im wesentlichen
aus der gleichen Richtung, aus der heraus auch die Bildaufnahme
erfolgt.
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Die
Erfindung erkennt, dass Strukturen der Oberfläche in der
Tierhaut, die Fehlerstellen darstellen, bei einer bildlichen Aufnahme
dann besonders deutlich sichtbar sind, wenn der aufzunehmende Bereich
bei der Aufnahme mit einem schräg einfallenden Licht beaufschlagt
wird. Hierdurch entsteht ein erhöhter Kontrastunterschied
und/oder ein deutlicheres Kontrastverhältnis zwischen einer
fehlerhaften Stelle oder eines fehlerbehafteten Abschnittes der Tierhaut
und einer fehlerfreien Zone der Tierhaut. Erklärbar ist
dies beispielsweise damit, dass bei den allermeisten Fehlerarten,
die zu einer Minderung der Qualität einer bestimmten Zone
oder eines bestimmten Abschnittes auf der Tierhaut führen
können, unter Verwendung von schräg einfallendem
Licht ein deutlicher Schatten im Bereich des Fehlers erzeugt werden
kann, der sich bei einer bildlichen Aufnahme als Kontrast zu benachbarten,
fehlerfreien und damit auch schattenfreien Bereichen der Tierhaut
darstellt. Zur weiteren Erläuterung der Effekte wird auf
die spätere Figurenbeschreibung verwiesen.
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Das
erfindungsgemäße Prinzip umfasst darüber
hinaus die Lehre, dass wenigstens zwei unterschiedliche Lichtquellen
verwendet werden, die den aufzunehmenden Bereich aus zwei unterschiedlichen
Richtungen mit schräg einfallendem Licht beaufschlagen.
Beispielsweise kann eine erste Lichtquelle auf einer ersten Seite
der Bildaufnahmeeinrichtung und eine zweite Lichtquelle auf einer
anderen, gegenüberliegenden Seite der Bildaufnahmeeinrichtung
angeordnet sein. Die Kamera befindet sich insoweit zwischen diesen
beiden Lichtquellen.
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Wird
der Bildaufnahmekegel entsprechend schmal gewählt, beziehungsweise
werden alternativ die beiden Lichtquellen derartig weit voneinander
beabstandet, dass der gesamte aufzunehmende Bereich mit ausschließlich
oder jedenfalls überwiegend schräg einfallendem
Licht beaufschlagt wird, kann praktisch jede Unebenheit in der Tierhaut
durch die Entstehung eines entsprechenden Schattenbereiches beziehungsweise
durch Erhöhung des Kontrastunterschiedes in der bildlichen
Aufnahme deutlich gemacht werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung erleichtert nachfolgend
die datentechnische Auswertung der Bildaufnahme. Angemerkt sei,
dass die Haut durch eine einzige Bildaufnahme erfasst werden kann.
Vorteilhaft ist die Haut allerdings in zahlreiche Segmente oder
Bereiche unterteilt, beispielsweise in 36 Teilsegmente. In diesem
Fall wird eine der Zahl der Segmente entsprechende Zahl von bildlichen Aufnahmen
angefertigt, und nachfolgend werden, nach Übergabe der
Bildinformationen von der Kamera an eine Datenverarbeitungseinrichtung,
die zahlreichen bildlichen Aufnahmen zu einem Gesamtbild der Haut
rechnerisch zusammengesetzt.
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Die
Datenverarbeitungseinrichtung kann anhand der festgestellten Kontrastunterschiede
Fehler erkennen und anhand bestimmter Kriterien auch klassifizieren
und insoweit auch eine Einstufung in einen bestimmten Fehlergrad
vornehmen.
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Die
Vorrichtung erlaubt so eine vollautomatische Erfassung von Fehlerstellen,
die keinen manuellen Eingriff einer Bedienperson zur Fehlermarkierung
mehr erfordert. Alternativ kann mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung aber auch eine Erfassung von Fehlerstellen vorgenommen
werden, die zuvor von einer Bedienperson händisch markiert worden
sind, beispielsweise auch durch Anbringung einer fluoreszierenden
Flüssigkeit an den Fehlerstellen. In dem zuletzt genannten
Fall können die Lichtquellen unter Umständen auch
UV-Licht emittieren, oder UV-Licht-Anteile emittieren.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Bearbeitungstisch
mit einer Auflagefläche auf, die von einem endlos umlaufenden
Transportband gebildet sein kann. Die Tierhaut sowie gleichermaßen
die Auflagefläche, können somit relativ zu einer feststehenden
Lichtquellenanordnung und auch relativ zu einer Kamera bewegt werden.
Insbesondere kann die Haut getaktet, jeweils bereichsweise, in den Bearbeitungsbereich
der Aufnahmeeinrichtung hineingefördert werden. Die Aufnahmeeinrichtung
kann eine herkömmliche Kamera, insbesondere eine CCD-Kamera,
sein.
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Vorteilhafterweise
sind mehr als zwei Lichtquellen vorgesehen, so dass eine hohe Lichtintensität
auf dem aufzunehmenden Bereich erzielt wird. Das erfindungsgemäße
Prinzip ist allerdings auch mit nur zwei Lichtquellen realisierbar.
Vorzugsweise beträgt der Winkel 180°.
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Die
Lichtquellen können derartig angeordnet sein, dass sich
die Aufnahmeeinrichtung im wesentlichen zwischen den Lichtquellen
befindet. Es ist aber auch denkbar, dass die Hauptabstrahlrichtungen
der beiden Lichtquellen, bei Betrachtung aus der Perspektive der
Aufnahmeeinrichtung, unter einem Winkel zueinander stehen. Dieser
Winkel kann beispielsweise auch 90° betragen.
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Das
erfindungsgemäße Prinzip findet weiter dann Anwendung,
wenn wenigstens drei Lichtquellen vorgesehen sind, die aus wenigstens
drei unterschiedlichen Richtungen den aufzunehmenden Bereich mit
schräg einfallendem Licht beaufschlagen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung leuchten die Lichtquellen
den Bereich homogen aus. Dies ermöglicht eine besonders
einfache Bildbearbeitung durch die Datenverarbeitungsanlage. Insbesondere
können auf diese Weise Standard-Bedingungen vorausgesetzt
werden.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden
Richtungen, betrachtet aus der Perspektive der Aufnahmeeinrichtung,
entgegengesetzt orientiert. Dies ermöglicht eine besonders
einfache Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und eine besonders einfache rechnerische Auswertung des aufgenommenen
Bildes.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beaufschlagen die beiden
Lichtquellen den Bereich gleichzeitig mit Licht. Dies ermöglicht
eine besonders einfache Konstruktion der erfindungsgemäßen
Vorrichtung und die Durchführung lediglich einer einzigen
bildlichen Aufnahme des Bereiches.
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Gemäß einer
alternativen Ausgestaltung der Erfindung beaufschlagen die beiden
Lichtquellen den Bereich zeitgleich nacheinander. So kann die Aufnahmeeinrichtung
eine erste Aufnahme des Bereiches vornehmen, wobei die erste Lichtquelle
eingeschaltet und die zweite Lichtquelle ausgeschaltet ist. Nachfolgend
kann die Aufnahmeeinrichtung eine zweite Aufnahme des gleichen Bereiches
vornehmen, wobei die erste Lichtquelle ausgeschaltet und die zweite
Lichtquelle eingeschaltet ist. Die Datenverarbeitungsanlage kann
die beiden angefertigten Aufnahmen später rechnerisch übereinander
legen und gelangt auf diese Weise zu einer vollständigen Bildinformation über
diesen aufgenommenen Bereich.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Anteil
des von der Lichtquelle emittierten Lichtes, der senkrecht auf den
Bereich auftrifft, minimiert. Dies ermöglicht eine besonders
effektive Erhöhung der Kontrastunterschiede.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens
zwei Lichtquellen außerhalb der Breitenabmessungen und/oder
außerhalb der Längenabmessungen des Bereiches
angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders einfache Konstruktion
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit der erreicht
werden kann, dass das von den Lichtquellen ausgesandte Licht im
wesentlichen schräg auf den Bereich einfällt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Auflagefläche
von einem Transportband bereitgestellt. Dies ermöglicht
einen Rückgriff auf herkömmliche Komponenten eines bekannten
Bearbeitungstisches.
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Weiter
vorteilhaft sind die Lichtquellen von Langfeld-Leuchtmittel bereitgestellt.
Insbesondere bieten sich Leuchtstofflampen an. Mit Langfeld-Leuchtmitteln
kann eine besonders großflächige und homogene
Ausleuchtung eines Bereiches erzielt werden.
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Weiter
vorteilhaft sind die Lichtquellen in ihrer Längserstreckung
quer zur Förderrichtung des Transportbandes orientiert.
Dies ermöglicht zum Beispiel eine Reihenanordnung von drei
Leuchtstofflampen quer zur Transportrichtung des Transportbandes und
damit auf konstruktiv einfache Weise die Erzielung einer Anordnung
von Lichtquellen, die sich über die gesamte Breite der
Auflagefläche, quer zur Förderrichtung des Transportbandes,
erstreckt.
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Die
Lichtquellen können weiter vorteilhaft in Reihen angeordnet
sein. Dies ermöglicht eine besonders homogene Ausleuchtung
des Bereiches.
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Weiter
vorteilhaft sind mehrere Reihen von Lichtquellen zur Aufnahmevorrichtung
hin trapezförmig zulaufend angeordnet. Auf diese Weise
kann erreicht werden, dass jeder Abschnitt des aufzunehmenden Bereiches
mit einem Anteil schräg einfallenden Lichtes beaufschlagt
wird und zugleich eine besonders hohe Lichtintensität auf
dem aufzunehmenden Bereich erzielt wird. Des weiteren kann durch
die beschriebene, besondere Anordnung der Lichtquellen eine in konstruktiver
Hinsicht besonders einfache und optimierte Anordnung der Aufnahmeeinrichtung relativ
zu den Lichtquellen erzielt werden.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nimmt die Aufnahmevorrichtung
eine bildliche Aufnahme des Bereiches in Draufsicht vor. Dies ermöglicht
eine besonders einfache Bildverarbeitung.
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Alternativ
zu der erfindungsgemäßen Lösung, die
die Anordnung der Lichtquellen derartig vorsieht, das lediglich
im wesentlichen schräg einfallendes Licht auf den aufzunehmenden
Bereich der Tierhaut trifft, kann alternativ auch vorgesehen werden,
dass das Licht im wesentlichen orthogonal zur Auflagefläche
auf die Tierhaut trifft und die Kamera aus einer schrägen
Perspektive heraus eine bildliche Aufnahme des Bereiches anfertigt.
Aufgrund der Verzerrungen der Längen der Seitenränder
des Bildes bei Anfertigung einer aus schräger Perspektive
erfolgten Aufnahme, bieten sich jedoch verschiedene Schwierigkeiten
der rechnerischen Auswertung dieser bildlichen Aufnahme und bei
einer Zusammensetzung mehrerer Teilaufnahmen einzelner Bereiche zu
einem Gesamtbild. Dennoch soll auch die zuletzt beschriebene alternative
Anordnung einer senkrechten Lichtprojektion und einer bildlichen
Aufnahme des Bereiches aus einer schrägen Kameraperspektive
unter den Schutzbereich der formulierten Ansprüche fallen.
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Schließlich
ist von dem erfindungsgemäßen Gedanken auch eine
Ausführungsform umfasst, bei der anstelle der beschriebenen
zwei Lichtquellen lediglich eine einzige Lichtquelle vorgesehen
ist, die verlagerbar angeordnet ist. Eine verlagerbar ausgestaltete
Lichtquelle kann insoweit zwei unterschiedliche Positionen relativ
zu dem aufzunehmenden Bereich einnehmen und nacheinander auch aus
unterschiedlichen Richtungen schräg einfallendes Licht auf
den aufzunehmenden Bereich projizieren.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Aufnahmeeinrichtung mit
einer Datenverarbeitungseinrichtung verbunden. Die Verbindung kann
beispielsweise über eine herkömmliche Signalleitung
bewerkstelligt werden. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann im
einfachsten Fall von einem herkömmlichen Computer gebildet sein,
auf dem eine Software zur Bilderkennung und/oder Bildverarbeitung
abläuft. Des weiteren kann die Datenverarbeitungseinrichtung
auch mit einer Software ausgestattet sein, die nachfolgend Nesting-Prozesse
durchführen kann. Nach Erkennung der Fehler, auch hinsichtlich
ihrer Art und ihres Fehlergrades, werden zu einem späteren
Zeitpunkt Nesting-Prozesse durchgeführt, um Zuschnittteile
so um die Fehlerstellen herum zu gruppieren, dass der Materialausschuss
minimiert wird. Die Nesting-Prozesse können auch an einer
anderen Datenverarbeitungseinrichtung stattfinden, wobei denn lediglich eine
Datenübergabe an diese andere Datenverarbeitungseinrichtung
erfolgen muss.
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Angemerkt
sei, dass jede auf dem Bearbeitungstisch bildlich aufzunehmende
Haut mit einem Identifizierungssymbol, zum Beispiel einem Barcode, vor
oder nach dem Fehlererfassungsvorgang versehen wird.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erkennt die Datenverarbeitungseinrichtung
Fehlerstellen und/oder Fehlerbereiche aufgrund unterschiedlicher
und durch das schräg einfallende Licht erhöhter
Kontrastunterschiede. Beispielsweise kann die Datenverarbeitungseinrichtung feststellen,
dass es sich aufgrund eines in der bildlichen Aufnahme ergebenden
Kontrastbildes bei einem festgestellten Fehler um eine Falte in
dem Leder handelt. Die automatische Erkennung der Falte kann von
verschiedenen Kriterien abhängig sein, beispielsweise von
der Position der Falte auf dem Leder, seinem Abstand zum Rand, seiner
Länge, seiner Breite und anderen Kriterien.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Datenverarbeitungseinrichtung
bei der Auswertung der bildlichen Aufnahmen eine Erkennung und/oder
eine Klassifizierung erkannter Fehlerstellen oder Fehlerbereiche nach
vorgegebenen Kriterien vornehmen. Diese Kriterien können
beispielsweise die Stärke des Kontrastunterschiedes, die
Länge, die Breite, die Anordnung der Fehlerstelle auf der
Haut etc. sein.
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Angemerkt
sei, dass selbstverständlich auch eine Positionserfassung
der Fehler relativ zu der Tierhaut erfolgt. So ist ein Antrieb,
der das Transportband gemeinsam mit der Haut fortbewegt, beispielsweise
mit einem Weggeber verbunden. Die Datenverarbeitungsvorrichtung
kann also exakt feststellen, in welcher Relativposition sich die
erkannte Fehlerstelle auf der Tierhaut befindet.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Lichtquellen
und die Aufnahmeeinrichtung innerhalb einer optischen Abdeckhaube
untergebracht. Durch die Abdeckhaube können Fremdlichteinflüsse,
die bei der Anfertigung der bildlichen Aufnahme stören
könnten, weitgehend ausgeschlossen werden. Auch wird im
Fall der Verwendung von UV-Lichtquellen die Bedienperson durch die
Abdeckhaube vor UV-Licht geschützt.
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Die
Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zur Erfassung von
Fehlerstellen in Tierhäuten.
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Ein
Verfahren ist aus der eingangs beschriebenen deutschen Patentanmeldung
DE 102 07 574 A1 des
Anmelders bekannt.
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Ausgehend
von dem bekannten Verfahren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein demgegenüber verbessertes Verfahren zur Erfassung von Fehlerstellen
in Tierhäuten anzugeben.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches
28.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitieren Unteransprüchen
sowie anhand der nun folgenden Beschreibung der in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiele. Darin zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung und eine Bedienperson, mit einem Bearbeitungstisch mit
einem umlaufenden Förderband, einer Kamera als Aufnahmeeinrichtung
und zwei Lichtquellen, die innerhalb einer optischen Abdeckung angebracht
sind, sowie eine Datenverarbeitungsanlage,
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2 die
Vorrichtung gemäß 1 gemäß Ansichtspfeil
II in 1, wobei die Bedienperson, Aufnahmefächer
für die Haut und die Datenverarbeitungsanlage der Übersichtlichkeit
halber weggelassen sind,
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3 bis 6 jeweils
in einer schematischen Querschnittsansicht Bereiche der Tierhaut
mit verschiedenen Fehlerarten unter Veranschaulichung des erfindungsgemäßen
Prinzips,
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7 bis 10 die
entsprechenden Kontrastunterschiede, die sich bei einer bildlichen
Aufnahme des Fehlers durch eine Aufnahmeeinrichtung ergeben, und
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11 eine
schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Reihen
von je vier Lichtquellen.
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Die
in den Figuren in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete erfindungsgemäße
Vorrichtung soll zunächst anhand der 1 erläutert
werden. Vorausgeschickt sei, dass in den Figuren, auch soweit bei unterschiedlichen
Ausführungsbeispielen gleiche oder vergleichbare Teile
oder Elemente beschrieben werden, hierzu gleiche Bezugszeichen verwendet werden,
teilweise auch unter Hinzufügung kleiner Buchstaben oder
nachgestellter Indexziffern.
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1 zeigt
einen Bearbeitungstisch 11, an dem ein endlos umlaufendes
Transportband 12 angebracht ist. Letzteres ist über
Umlenkrollen 13a und 13b geführt. Ein
Antrieb 14, beispielsweise ein elektrischer Motor, kann über
einen Riemenantrieb oder dergleichen die Antriebs- oder Umlenkwalze 13b in Rotation
versetzen und auf diese Weise das Transportband 12 fördern.
Der Motor 14 ist mit einem Weggeber oder einer geeigneten
Positionserfassungseinrichtung verbunden.
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Die
Oberseite des Transportbandes 12 stellt eine Auflagefläche 17 für
eine Tierhaut 16 bereit. 1 zeigt
eine Bedienperson 18, die mittels eines Markierungselementes 19 eine
Markierung von Fehlerstellen, zum Beispiel mit einer fluoreszierenden Flüssigkeit,
vornehmen kann.
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Im
rechten Randbereich des Bearbeitungstisches 11 befindet
sich oberhalb der Auflagefläche 17 eine Aufnahmeeinrichtung 20 in
Form einer Kamera, die über ein Kabel 21 mit einer
Datenverarbeitungsanlage 22 verbunden ist. Eine erste Lichtquelle 23 ist etwa
links eines mit B bezeichneten aufzunehmenden Bereiches und eine
zweite Lichtquelle 24 ist im wesentlichen rechtsseitig
des mit B bezeichneten Bereiches angeordnet. Die Kamera 20 und
die beiden Lichtquellen 23 und 24 sind vollständig
innerhalb des Innenraumes einer haubenartigen Abdeckung 25 untergebracht,
die aus im wesentlichen lichtundurchlässigem Material besteht.
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Die
Kamera 20 ist entlang eines Portals 26 quer zur
Förderrichtung des Transportbandes in Richtung des Doppelpfeils
y verlagerbar.
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Ausweislich 2 wird
die Haut 17 beziehungsweise die Auflagefläche 16 in
unterschiedliche Teilbereiche oder Segmente unterteilt. Diese sind
mit T1/1, T1/2,
T1/3, T2/1, T2/2, T2/3, T3/1, T3/2, T3/3 bezeichnet. Bei dem Ausführungsbeispiel
der 2 werden somit neun unterschiedliche bildliche
Aufnahmen, der Teilbereiche entsprechend, angefertigt. Die bildlichen Aufnahmen
können später zu einem Gesamtbild rechnerisch
zusammengesetzt werden.
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2 zeigt,
dass sich, betrachtet in Quererstreckung zu der Förderrichtung
des Transportbandes 12, die erste Lichtquelle 23 aus
drei, reihenartig angeordneten Langfeld-Leuchtmitteln 27a, 27b und 27c zusammensetzt.
Dabei kann es sich beispielsweise um UV-A-Leuchtstofflampen handeln.
Gleichermaßen ist die zweite Lichtquelle 24 aus
einer Reihenordnung von drei Leuchtmitteln 28a, 28b und 28c gebildet.
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Die
Funktionsweise der Vorrichtung 10 soll zunächst
ohne Würdigung der erfinderischen Besonderheiten anhand
der 1 und 2 wie folgt erläutert
werden:
Diese Bedienperson 18 kann die Tierhaut 16 bereichsweise
inspizieren und Fehlerstellen auf der Haut, die in 2 beispielsweise
mit F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8 bezeichnet
sind, mittels eines Markierungselementes markieren. Hierzu können
beispielsweise fluoreszierende Farben verwendet werden. Nach der erfolgten
Inspektion der Hautbereiche wird durch Betätigung des Motors 14 das
Transportband 12 bezogen auf die 1 im Uhrzeigersinn
bewegt, so dass die Haut 16 bereichsweise in den Bearbeitungsbereich
der Kamera 20 gerät. Der aufzunehmende Bereich
der Breite B wird von den Lichtquellen 23 und 24 ausgeleuchtet
und dabei von der Kamera 20 aufgenommen. Die Kamera 20 übermittelt
diese Bildinformation an die Datenverarbeitungsanlage 22.
Diese nimmt eine rechnerische Auswertung der Bildaufnahmen vor.
Hierzu können die Segmente zunächst zu einem Gesamtbild
zusammengesetzt werden, gegebenenfalls unter rechnerischer Berücksichtigung von Überlappungen.
Die vom Motor 14 gelieferten Positionsinformationen werden
dabei derart verwendet, dass den Fehlerstellen Positionsdaten zugeordnet
werden können.
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Nachfolgend
kann auf der Datenverarbeitungsanlage 22 oder auf einem
gesonderten Rechner ein Nesting-Optimierungsprozess durchgeführt werden.
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Die
erfinderischen Besonderheiten der Vorrichtung 10 sollen
nun zunächst anhand der 3 bis 10 erläutert
werden:
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3 zeigt
in einer vergrößerten, sehr schematischen Detailansicht
einen Bereich der Breite B der Haut 16, von dem eine bildliche
Aufnahme angefertigt werden soll. 3 zeigt
einen Fehler der Fehlerart F1, wie er beispielsweise
auf der in 2 dargestellten Haut als Fehlerstelle
F1 angedeutet ist. Der Fehler F1 stellt
eine Falte in der Tierhaut 16 dar, die vor einer Überlappung
von Hautbereichen gebildet ist. Derartige Falten entstehen bei natürlich
gewachsenen Tierhäuten beispielsweise, wenn die Häute
in einem vorherigen Bearbeitungsschritt zur Glättung durch
eine Walzanlage laufen. Falten stellen Fehler dar, die bei Nesting-Prozessen
unbedingt berücksichtigt werden müssen. Es ist
deutlich, dass es nicht gewünscht ist, auf einem späteren
Polstermöbelstück in dem einen sichtbaren Zuschnittteil
eine derartige Falte zu erhalten.
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3 zeigt
eine Falte F1, bei der im Unterschied zu
der 4 eine Auskragung 31 bezüglich der 3 nach
rechts erfolgt ist.
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Würde
man eine solche Falte mit einer herkömmlichen Lichtquellenanordnung
in Draufsicht, also im wesentlichen aus der Richtung des Pfeils
P beleuchten und eine bildliche Aufnahme aus der Perspektive des
Pfeils P heraus anfertigen, würde man die Falte F1 kaum oder gar nicht erkennen können. Insbesondere
bei einer bildlichen Aufnahme der Falte, die mittels einer Kamera
aus einer Draufsichtsperspektive angefertigt würde, wäre
diese Falte optisch nicht erkennbar. Dies liegt daran, dass im Bereich
der Falte praktisch kaum Kontrastunterschiede festgestellt werden
können, wenn herkömmliche Lichtquellenanordnungen
verwendet werden.
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Wird
nun in der erfindungsgemäßen Weise von der Lichtquelle 23 im
wesentlichen schräg einfallendes Licht der Hauptabstrahlrichung
des Pfeils B1 emittiert, ergibt sich der
in 3 dargestellte Schatten 29. Wird von
dem Bereich B eine bildliche Aufnahme angefertigt, wie dies 7 schematisch
verdeutlicht, wobei 7 eine Aufnahme aus Richtung des
Pfeils P darstellt, wird der Schatten 29 deutlich sichtbar.
Mit anderen Worten kommt es hier zu einer Verdeutlichung von Kontrastunterschieden
oder zu einer Erhöhung eines Kontrastverhältnisses
zwischen einem fehlerbehafteten und einem nicht fehlerhaften Bereich
der Haut 16. Bei der Auswertung der Bildinformation der 7 durch
die Datenverarbeitungseinrichtung 22 kann die festgestellte
Falte F1 auf besonders einfache Weise erkannt
werden.
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Des
weiteren können zum Beispiel auch die Länge s
der Falte und die Breite t der Falte 29 auf einfache Weise
gemessen und entsprechenden Kriterien zugeordnet werden. Auch kann
die Position der Falte F1 auf der Haut 16 festgestellt
werden und beispielsweise überprüft werden, ob
die Falte einen bestimmten Mindestabstand oder Maximalabstand zum Rand
N der Tierhaut 16 aufweist. Erfüllt die bei der Auswertung
der Bildinformation festgestellte Falte die vorgegebenen Kriterien,
kann die Datenverarbeitungsanlage 22 den Fehler F1 als Falte eines bestimmten Fehlergrades
charakterisieren.
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Die
in 3 dargestellte zweite Lichtquelle 24 ändert
das Kontrastverhältnis der 7 praktisch nicht.
Die Lichtquelle 24 beleuchtet den gesamten aufzunehmenden
Bereich der Breite B im wesentlichen gleichmäßig.
Der von der Lichtquelle 23 generierte Schatten 29 wird
durch die Lichtquelle 24 zwar aufgehellt, allerdings in
dem gleichen Maße, in dem auch die Schattenfreien Flächensegmente
des aufzunehmenden Bereiches der Tierhaut 17 aufgehellt werden.
Insoweit wird bei dem Ausführungsbeispiel der 3 durch
die Lichtquelle 23 im Bereich der Falte ein stärkeres
Kontrastverhältnis erzeugt, und zwar verdeutlicht durch
den Schatten 29, wobei die zweite Lichtquelle 24 diesen
generierten Kontrastunterschied nicht aufhebt.
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4 zeigt
die Bedeutung der zweiten Lichtquelle 24: Hier ist eine
gegenüber der 3 andere Falte F2 dargestellt,
deren Auskragung 31 bezüglich 4 nach
links, also hin zur Lichtquelle 23 gerichtet ist. Während
zur vereinfachten Feststellung der Falte F1 gemäß 3 die
Lichtquelle 23 genügen würde, könnte
die Falte F2 gemäß 4 bei
alleiniger Verwendung der Lichtquelle 23 nicht sichtbar
gemacht werden. Hier erfüllt die zweite Lichtquelle 24 die Funktion,
ein Schattenbild 29 zu generieren, welches bei bildlicher
Aufnahme des Bereiches aus der Kameraperspektive entsprechend der
Pfeilrichtung P eine Bildinformation, wie in 8 gezeigt,
generiert.
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Angemerkt
sei, dass die erste und zweite Lichtquelle 23 und 24,
wie in den 3 und 4 gezeigt,
aus zwei entgegengesetzten Richtungen schräg einfallendes
Licht auf die Oberfläche der Tierhaut 16 einstrahlen.
Aus der Kameraperspektive, d. h. in einer Betrachtungsweise des
Pfeils P, erscheinen die beiden Hauptabstrahlrichtungen B1 und B2 entgegengesetzt
gerichtet. Dies ist vorteilhaft und reduziert die Zahl der erforderlichen
Lichtquellen. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform
der Erfindung können die unterschiedlichen Lichtquellen
aber aus unterschiedlichen Richtungen, wiederum betrachtet aus der
Perspektive des Pfeils P, den aufzunehmenden Bereich mit schräg
einfallendem Licht beaufschlagen.
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5 zeigt
die Tierhaut 16, in der eine andere Fehlerstelle F7 angeordnet ist. Hierbei handelt es sich
beispielsweise um eine Einkerbung oder einen Riss. 5 veranschaulicht,
dass sich durch die beiden unterschiedlichen Lichtquellen 23 und 24 unterschiedliche
Schattenbilder 29a und 29b unter Erzielung eines
Kernschattens 30 ergeben. 9 zeigt
die entsprechende bildliche Aufnahme aus der Pfeilrichtung P.
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6 zeigt
das erfindungsgemäße Prinzip der Detektion einer
Erhebung in der Haut 16. Hier ergeben sich seitlich der
Erhebung zwei Schattenzonen, wobei der Kernbereich 30 eine
Zone hoher Lichtreflexion darstellt, die in einem Aufnahmebild, ähnlich
der 10, als heller Bereich erscheint.
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Angemerkt
sei, dass von der Aufnahmeeinrichtung 20, insbesondere
einer CCD-Kamera, ein Bild aufgenommen wird, welches in zahlreiche
Bildpunkte (Pixel) unterteilt ist. Jedem Pixel kann dabei zum Beispiel
ein Graustufenwert zugeordnet werden. Bereiche hoher Reflexion,
wie beispielsweise der Kernbereich 30 der Fehlerstelle
F4 gemäß den 6 und 10,
weisen aufgrund der hohen Reflexionsfähigkeit zum Beispiel
eine sehr helle Graustufe auf, wohingegen ein Pixelwert, der beispielsweise
im Kernschatten 30 der Fehlerstelle F7 gemäß 5 und 9 liegt,
eine besonders dunkle Grauwertstufe einnimmt.
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In
der 11 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 gezeigt,
welches mit einer ganz besonderen Lichtquellenordnung ausgestattet
ist. Die Anordnung der Kamera 20 und der Haube 25 sowie
der Auflagefläche 17 im Gesamtaufbau ist nicht
geändert. Unterschiedlich gegenüber dem Ausführungsbeispiel
der 1 ist lediglich die Anordnung und der Anzahl der Lichtquellen.
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11 zeigt
ein Ausführungsbeispiel, bei dem bei Betrachtung in einer
seitlichen Querschnittsansicht eine erste Reihe von Lichtquellen 32a, 32b, 32c, 32d und
eine zweite Reihe von Lichtquellen 33a, 33b, 33c, 33d vorgesehen
ist. Die beiden Reihen sind spitz zulaufend nach oben hin orientiert,
so dass sie insgesamt eine insgesamt etwa trapezförmige Hüllkurve
ergibt. Die beiden obersten Lichtquellen 32d und 33d sind
derartig weit voneinander beabstandet, dass die Kamera 20 mit
ihrem Aufnahmekegel K1 hindernisfrei zwischen
den Lichtquellen hindurch die bildliche Aufnahme des Bereiches der
Breite B anfertigen kann.
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Wie
schon bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen
der 1 bis 6, ist es von Bedeutung zu erwähnen,
dass zumindest zwei Lichtquellen, und zwar vorliegend die Lichtquellen 32a und 33a außerhalb
der Breite B des aufzunehmenden Bereiches (zum Beispiel des Segmentes T3/1) der Tierhaut 16 liegen. Damit
wird erreicht, dass im wesentlichen schräg einfallendes
Licht auf den aufzunehmenden Bereich einfällt.
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Die
Hauptabstrahlrichtungen der Lichtquellen des Ausführungsbeispiels
der 11 sind mit B1/1, B1/2, B1/3, B1/4 beziehungsweise mit B2/1,
B2/2, B2/3, B2/4 bezeichnet. Die Hauptabstrahlrichtungen
jeweils einer Reihe von Lichtquellen sind im wesentlichen parallel
ausgebildet.
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Bei
der getroffenen Anordnung ist zwar zu berücksichtigen,
dass beispielsweise von der Lichtquelle 32c auch ein Lichtanteil
gemäß der Pfeilrichtung B3 auf
den aufzunehmenden Bereich der Tierhaut 16 trifft, der
im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Tierhaut 16 ausgerichtet
ist und nicht schräg einfällt. Dies liegt daran,
dass bei Verwendung von Leuchtstofflampen als Lichtquellen bei dem Ausführungsbeispiel
der 11 Leuchtmittel verwendet werden, die keine Vorzugs-Abstrahlrichtung aufweisen,
sondern in einem 360°-Winkel um ihre Längsmittelachse
herum im wesentlichen gleichmäßig Licht abstrahlen.
Diese senkrecht einfallenden Lichtanteile B3 sind
jedoch aufgrund der geometrischen Anordnung der spitz zulaufenden
Reihen der Lichtquellen minimiert. Insgesamt wird eine im wesentlichen
homogene Ausleuchtung des aufzunehmenden Bereiches mit hoher Intensität
erzielt und nur ein sehr geringer Anteil an im wesentlichen senkrecht auftreffenden
Lichtstromanteilen erzielt. Es ist auch darauf hinzuweisen, dass
zum Beispiel die Lichtquelle 32c eine gewisse Abschottung
eines Teilbereiches des aufzunehmenden Bereiches vor dem von der Lichtquelle 32d emittierten
Lichtstromes erzielt. Diese Abschottungseffekte können
noch verstärkt werden, wenn die Reihen der Lichtquellen
noch stärker geneigt sind, d. h. bezogen auf die Haut einen
größeren Winkel einnehmen.
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Ergänzend
sei angemerkt, dass selbstverständlich auch andere Lichtquellen
als die, die im Ausführungsbeispiel der 11 vorgeschlagen
werden, verwendet werden können. So kann beispielsweise
die Verwendung von Lichtquellen mit stärker gerichtetem
Licht vorgesehen sein. Insbesondere können auch Lichtquellen
verwendet werden, die unter Zuhilfenahme von Reflektoren oder Blendschirmen
oder Blendkappen für eine gerichtete Lichtverteilung sorgen.
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Im
Ergebnis ist eine Lichtquellenanordnung vorteilhaft, bei der nach
Möglichkeit im wesentlichen paralleles, schräg
einfallendes Licht von zwei entgegengesetzten Richtungen her kommend
generiert wird, und wobei die Tierhautoberfläche im wesentlichen
homogen ausgeleuchtet wird.
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Angemerkt
sei hinsichtlich des Ausführungsbeispiels der 11,
dass sich die sämtlichen, in 11 dargestellten
acht Lichtquellen gleichermaßen jeweils reihenartig über
die gesamte Breite der Auflagefläche 17 quer zur
Förderrichtung des Transportbandes erstrecken können
und jeweils von drei Leuchtstofflampen gebildet sein können.
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Des
weiteren sei vorgemerkt, dass sämtliche beschriebenen Lichtquellen
beispielsweise von UV-A-Leuchtstofflampen gebildet sein können,
die sowohl UV-Lichtanteile als auch sichtbare Anteile emittieren.
Dies ermöglicht vorteilhafter Weise die Erregung fluoreszierender
Markierungen, die die Bedienperson händisch angebracht
hat. Zugleich können aufgrund der mit emittierten sichtbaren
Anteile der Leuchtstofflampen, die Kontrastverhältnisse
gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung erhöht
werden.
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Andererseits
umfasst die Erfindung auch solche Ausführungsbeispiele,
bei denen eine händische Fehlermarkierung nicht mehr vorgenommen
werden muss. In diesem Fall arbeiten die erforderlichen Lichtquellen
vorzugsweise ausschließlich im sichtbaren Lichtbereich.
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Unter
Bezugnahme auf 1 sei angemerkt, dass die dort
beschriebenen Lichtquellen 23 und 24 jeweils einen
Lichtkegel L1 beziehungsweise L2 generieren.
Bei Verwendung von nur zwei Lichtquellen ist es wesentlich, dass
die jeweilige Lichtquelle L1, L2 den
aufzunehmenden Bereich im wesentlichen vollständig homogen
ausleuchtet.
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Die 1 ist,
wie bereits erwähnt, nicht maßstabsgetreu. Für
eine möglichst genaue und fehlerfreie sowie maßstabsgetreue
Widergabe der auf der Haut vorhandenen Fehlerstellen in der bildlichen
Aufnahme wäre es wünschenswert, im wesentlichen
mit parallel gerichtetem Licht zu operieren. Solches Licht wird
durch eine Lichtquellenanordnung gemäß 11 in
besonders optimierter Weise bereitgestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10207574
A1 [0002, 0039]