DE102010037448A1 - Method and device for detecting empties containers - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Leergutbehältern in Leergut-Rücknahmeautomaten, wobei der Leergutbehälter beleuchtet und mittels einer optischen Erkennungseinheit erfasst wird, so dass aus den ermittelten Bilddaten mindestens ein das den Leergutbehälter identifizierendes Identifizierungsmerkmal ermittelt wird, wobei der Leergutbehälter vor einer Referenzmusterfläche positioniert wird und dann von dem Leergutbehälter und seiner Umgebung ein Aufsichtsbild erzeugt wird, wobei in Abhängigkeit von einer Abweichung der erfassten Bildpunktwerte zu einem vorgegebenen Schwellwert eine zumindest teilweise Kontur des Leergutbehälters bestimmt wird.The invention relates to a method for detecting empties containers in empties return machines, the empties container being illuminated and detected by means of an optical recognition unit, so that at least one identification feature identifying the empties container is determined from the determined image data, the empties container being positioned in front of a reference sample area and then a top view of the empty container and its surroundings is generated, an at least partial contour of the empty container being determined as a function of a deviation of the detected pixel values from a predetermined threshold value.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Leergutbehältern in Leergut-Rücknahmeautomaten, wobei der Leergutbehälter beleuchtet und mittels einer optischen Erkennungseinheit erfasst wird, so dass aus den ermittelten Bilddaten mindestens ein den Leergutbehälter identifizierendes Identifizierungsmerkmal ermittelt wird.The invention relates to a method for detecting empties containers in reverse vending machines, wherein the empties container is illuminated and detected by means of an optical detection unit, so that at least one identification feature identifying the empties container is determined from the determined image data.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erfassung von Leergutbehältern in einem Leergut-Rücknahmeautomaten mit einer Beleuchtungseinheit zur Beleuchtung des Leergutbehälters und mit einer optischen Erkennungseinheit zum Erfassen von mindestens einem Identifizierungsmerkmal des Leergutbehälters.Furthermore, the invention relates to a device for detecting empties containers in a reverse vending machine with a lighting unit for illuminating the empties container and with an optical detection unit for detecting at least one identification feature of the empties container.
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung von Leergutbehältern in Leergut-Rücknahmeautomaten derart anzugeben, dass auf einfache und sichere Weise insbesondere eine Form des Leergutbehälters erfasst werden kann.The object of the invention is therefore to provide a method and a device for detecting empties containers in reverse vending machines such that in a simple and secure manner, in particular a form of the empty container can be detected.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Leergutbehälter vor einer Referenzmusterfläche positioniert wird und dann von dem Leergutbehälter und seiner Umgebung ein Aufsichtsbild erzeugt wird, wobei in Abhängigkeit von einer Abweichung der erfassten Bildpunktwerte zu einem vorgegebenen Schwellwert eine zumindest teilweise Kontur des Leergutbehälters bestimmt wird.To achieve this object, the inventive method in conjunction with the preamble of
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass eine sichere Formerkennung von Leergutbehältern relativ schnell und sicher und mit geringem Aufwand vorgenommen werden kann. Es sind keine rechenaufwendigen Algorithmen erforderlich. Ferner sind die Anforderungen an die Beleuchtungsstärke für den zu erfassenden Leergutbehälter relativ gering. Grundgedanke der Erfindung ist es, dem Leergutbehälter eine Referenzmusterfläche zuzuordnen, so dass unter Verwendung eines Auflichtverfahrens Bildpunkte des Leergutbehälters und der Referenzmusterfläche erfasst und in eine Beziehung zueinander gesetzt werden. Der Leergutbehälter, der zwischen der als Hintergrund dienenden Referenzmusterfläche und der optischen Erfassungseinheit angeordnet ist, bildet eine Störung bei der Aufnahme des Referenzmusters. Diese flächenmäßige Störung des Referenzmusters wird erkannt und für die Identifizierung insbesondere einer Kontur bzw. Form des Leergutbehälters genutzt. Da das Referenzmuster so ausgebildet ist, dass zu einen zumindest teilweise durchsichtig vor demselben angeordneten Körper Abweichungen erkennbar sind, ist der Daten- und Rechenaufwand für die Konturenerfassung des Leergutbehälters relativ gering.The particular advantage of the method according to the invention is that a secure shape recognition of empty containers can be made relatively quickly and safely and with little effort. No computationally expensive algorithms are required. Furthermore, the requirements for the illuminance for the empties container to be detected are relatively low. The basic idea of the invention is to assign a reference pattern area to the empties container, so that pixels of the empties container and the reference pattern area are detected and set in relation to one another using an incident light method. The empty container, which is disposed between the background reference pattern surface and the optical detection unit, forms a disturbance in the recording of the reference pattern. This areal disturbance of the reference pattern is detected and used for the identification of a particular contour or shape of the empty container. Since the reference pattern is designed so that deviations are recognizable to an at least partially transparent before the same body, the data and computational effort for the contour detection of the empty container is relatively low.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Referenzmusterfläche durch ein regelmäßiges Referenzmuster gebildet. Ferner werden lediglich örtlich ausgewählte Bildpunkte des Erkennungsbereiches detektiert, die mit vorgegebenen Bildpunkten, beispielsweise Bildpunkten minimaler oder maximaler Intensität und/oder Helligkeit des Referenzmusterfläche übereinstimmen. Durch eine Intensitätsveränderung des erfassten Bildpunktes kann die Kontur des Leergutbehälters erkannt werden. Es reicht somit aus, rasterartig den Erfassungsbereich zu detektieren, wobei Helligkeits- und/oder Intensitätsunterschiede der Bildpunkte auf die Kontur des Leergutbehälters hinweisen. Der Datenaufwand sowie der Aufwand für die Datenverarbeitung kann somit gering gehalten werden. Die Genauigkeit der Konturinformation ist abhängig von der Anzahl der erfassten Rasterbildpunkte und der Dichte des regelmäßigen Referenzmusters.According to a preferred embodiment of the method, the reference pattern surface is formed by a regular reference pattern. Furthermore, only locally selected pixels of the detection area are detected, which coincide with predetermined pixels, for example pixels of minimum or maximum intensity and / or brightness of the reference pattern area. By a change in intensity of the detected pixel, the contour of the empty container can be detected. It is thus sufficient to detect the detection area in a grid-like manner, brightness differences and / or intensity differences of the pixels pointing to the contour of the empties container. The data expenditure as well as the expenditure for the data processing can thus be kept low. The Accuracy of contour information depends on the number of raster pixels captured and the density of the regular reference pattern.
Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 3 werden die erfassten Bildpunktwerte mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. Wird der Schwellwert überschritten, werden diese Bildpunkte als Hintergrund-Bilddaten erkannt. Wird der Schwellwert unterschritten, werden diese Bildpunktwerte als Leergut-Bilddaten erkannt. Als Identifizierungsmerkmal für die Kontur des Leergutbehälters kann die Grenze zwischen den Hintergrund-Bilddaten auf der einen Seite und den Leergut-Bilddaten auf der anderen Seite dienen.According to a development of the method according to the invention, the detected pixel values are compared with a predetermined threshold value. If the threshold is exceeded, these pixels are recognized as background image data. If the threshold value is undershot, these pixel values are recognized as empties image data. The boundary between the background image data on one side and the empties image data on the other side can serve as an identifier for the contour of the empties container.
Nach einer Weiterbildung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 4 kann es vorgesehen sein, dass in einem ersten Schritt, und zwar vorzugsweise vor dem Erfassungsvorgang, Bildpunktwerte des Referenzmusters in einem Referenz-Datenspeicher abgespeichert werden. Zur Erfassung des Leergutbehälters wird dieser zwischen der Referenzmusterfläche und einer optischen Erkennungseinheit positioniert, so dass nachfolgend die einen vorgegebenen Schwellwert überschreitenden Bildpunktwerte des Erfassungsbereiches detektiert werden. Da zumindest im Bereich der Kontur des Leergutbehälters die Bildpunktwerte unterhalb des Schwellwertes liegen, kann durch Subtraktion der gesamten Hintergrund-Bildpunkte von den Referenz-Bildpunkten die Kontur des Leergutbehälters ermittelt werden.According to a development of the method according to claim 4, provision may be made for pixel values of the reference pattern to be stored in a reference data memory in a first step, preferably before the detection process. For the purpose of detecting the empty container, it is positioned between the reference pattern surface and an optical recognition unit, so that subsequently the pixel values of the detection range exceeding a predetermined threshold value are detected. Since the pixel values lie below the threshold value at least in the region of the contour of the empty container, the contour of the empty container can be determined by subtracting the entire background pixels from the reference pixels.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann ein von der Kontur des Leergutbehälters eingeschlossenes Erkennungsfeld innerhalb des Aufsichtsbildes auf Übereinstimmung mit dem Referenzmuster überprüft werden. Hierdurch kann vorteilhaft eine Durchsichtigkeit und/oder eine Farbe und/oder ein Material des Leergutbehälters erfasst werden. Vorteilhaft kann mit geringem Aufwand eine Funktionserweiterung erzielt werden.According to a development of the invention, a trapped by the contour of the empty container detection field can be checked within the supervisory image for compliance with the reference pattern. As a result, advantageously a transparency and / or a color and / or a material of the empty container can be detected. Advantageously, a functional extension can be achieved with little effort.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Leergutbehälter zwischen der optischen Erkennungseinheit und einer Referenzmusterfläche angeordnet ist, wobei die Referenzmusterfläche einen Hintergrund für ein durch die optische Erkennungseinheit aufgenommenes Aufsichtsbild des Leergutbehälters bildet, und dass die Referenzmusterfläche ein solches Referenzmuster aufweist, dass aus dem erfassten Aufsichtsbild als das Identifizierungsmerkmal ein Formmerkmal des Leergutbehälters ableitbar ist.To solve this problem, the device according to the invention in connection with the preamble of claim 6 is characterized in that the empties container is disposed between the optical detection unit and a reference pattern surface, wherein the reference pattern surface forms a background for a recorded by the optical detection unit supervisory image of the empty container, and in that the reference pattern surface has such a reference pattern that a shape characteristic of the empties container can be derived from the acquired supervisory image as the identification feature.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass auf einfache und sichere Weise eine Kontur des Leergutbehälters ermittelbar ist. Die Identifizierung des Leergutbehälters erfolgt durch eine Anzahl von Konturpunkten des Leergutbehälters, wobei die Auflösung abhängig ist von Art, Form und Rasterung des Referenzmusters.The particular advantage of the device according to the invention is that a contour of the empty container can be determined in a simple and secure manner. The identification of the empties container is carried out by a number of contour points of the empty container, wherein the resolution depends on the type, shape and screening of the reference pattern.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Referenzmuster als ein Streifenmuster ausgebildet, das eine Anzahl von Streifen unterschiedlicher Helligkeit und/oder Farbe aufweist. Das Streifenmuster ist so gewählt, dass es hinsichtlich der Lichtintensität eine zu dem Leergutbehälter unterschiedliche Struktur aufweist. Vorteilhaft kann hierdurch relativ schnell durch Vergleich die Kontur des Leergutbehälters bestimmt werden.According to a preferred embodiment of the invention, the reference pattern is formed as a stripe pattern having a number of stripes of different brightness and / or color. The stripe pattern is selected to have a different structure to the empty container in terms of light intensity. Advantageously, the contour of the empty container can thereby be determined relatively quickly by comparison.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Streifenmuster durch eine Folge von in einer Richtung abwechselnd angeordneten schwarzen Streifen und weißen Streifen gebildet. Hierdurch lassen sich „Zebra”-Streifen als Hintergrundfläche bilden, die eine wirksame Konturerkennung der Leergutbehälter ermöglichen.According to a development of the invention, the stripe patterns are formed by a series of alternating black stripes and white stripes in one direction. This makes it possible to form "zebra" stripes as a background surface, which enable effective contour recognition of the empties containers.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Referenzmuster auf einer Auflagefläche aufgebracht, auf der der Leergutbehälter positioniert ist. Gegebenenfalls kann dies auch ein Transportband sein, mittels dessen der Leergutbehälter transportiert wird. Somit entsteht durch das Referenzmuster kein zusätzlicher Platzbedarf.According to a development of the invention, the reference pattern is applied to a support surface on which the empty container is positioned. Optionally, this may also be a conveyor belt, by means of which the empty container is transported. Thus, no additional space is required by the reference pattern.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann eine weitere optische Erkennungseinheit vorgesehen sein, die in der Lage ist, einen Strichcode als Erkennungsmerkmal des Leergutbehälters zu erfassen. Vorteilhaft kann hierdurch sicher ein mit einem Strichcode versehener Leergutbehälter erfasst werden. Die zusätzliche Formerkennung verhindert die Erschleichung von Pfandgeld in Leergut-Rücknahmeautomaten mittels Zuführen von nicht mit einem Leergutbehälter verbundenen Strichcodes.According to a development of the invention, a further optical recognition unit can be provided, which is able to detect a bar code as a recognition feature of the empty container. This advantageously makes it possible to detect an emptied container provided with a bar code. The additional shape recognition prevents the deposit of deposit money in reverse vending machines by supplying not associated with a container empties barcodes.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.Further advantages of the invention will become apparent from the further subclaims.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to FIGS.
Es zeigen:Show it:
Eine Vorrichtung zur Erfassung von Leergutbehältern
Der Leergutbehälter
Zur Erfassung einer Form bzw. Kontur des Leergutbehälters
Der Leergutbehälter
Wie aus
Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung werden Bildpunkte des Erfassungsbereiches
Aufgrund einer hellen Oberfläche des Leergutbehälters
An einem Übergang oder Grenze zwischen den „schwarzen” Bildpunkten P1 und den „weißen” Bildpunkten P2 ergeben sich Bildpunkte P3, die zur Verdeutlich in
Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann in der optischen Erkennungseinheit
Gegebenenfalls kann der Strichcodeleser auch außerhalb der optischen Erkennungseinheit
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die in dem Erfassungsbereich
Bei einem Erfassungsvorgang, bei dem der Leergutbehälter
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Bildpunkte in einem vorgegebenen, vorzugsweise in einem flaschenhalsnahen Bereich des Leergutbehälters
Wie aus
Durch Lichtintensität und/oder Farbvergleich kann auch die Farbe des Leergutbehälters
Gegebenenfalls können auch bestimmte charakteristische Konturenpunkte, beispielsweise Eckpunkte, des Leergutbehälters
Alternativ können zur Bestimmung der Hintergrund-Bilddaten auch Bildpunkte der weißen Streifen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 1'1, 1 '
- Leergutbehälterempty containers
- 22
- optische Erkennungseinheitoptical detection unit
- 33
- Beleuchtungseinheitlighting unit
- 44
- Erfassungsbereichdetection range
- 55
- Auflageflächebearing surface
- 66
- Referenzmusterreference pattern
- 77
- schwarze Streifenblack stripes
- 88th
- weiße StreifenWhite Stripes
- 1010
- Erkennungsfelddetection field
- 11, 11'11, 11 '
- Leergutbehälterempty containers
- N1N1
- Hintergrund-BildpunkteBackground pixels
- Nmaxnmax
- maximale Referenz-Bildpunktemaximum reference pixels
- PP
- Bildpunktepixels
- P1P1
- schwarze Bildpunkteblack pixels
- P2P2
- weiße Bildpunktewhite pixels
- P3P3
- Kontur/GrenzeContour / border
- P5P5
- Bildpunktepixels
- P6P6
- Bildpunktepixels
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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