DE102015010127A1

DE102015010127A1 - Device for detecting an object arranged in a test environment

Info

Publication number: DE102015010127A1
Application number: DE102015010127.7A
Authority: DE
Inventors: Marius Clad
Original assignee: Baumer Electric AG
Current assignee: Baumer Electric AG
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2035-08-11
Also published as: DE102015010127B4

Abstract

Vorrichtung (100) zur Detektion eines in einer Testumgebung (101) angeordneten Objektes (102), mit einer Beleuchtungseinrichtung (103) zum Aussenden eines ersten Lichtstrahles (104) in Richtung der Testumgebung (101); einem Lichtsensor (105) zum Aufnehmen einer ersten Reflexion des ersten Lichtstrahles (104); einem Prozessor (109), welcher ausgebildet ist, mindestens einen Kalibrierungswert (314) aus der ersten Reflexion abzuleiten; wobei die Beleuchtungseinrichtung (103) ausgebildet ist, einen zweiten Lichtstrahl (104) in Richtung der Testumgebung (101) auszusenden; wobei der Lichtsensor (105) ausgebildet ist, eine zweite Reflexion des zweiten Lichtstrahles (104) aufzunehmen; wobei der Prozessor (109), ausgebildet ist, mindestens einen Vergleichswert aus der zweiten Reflexion abzuleiten; wobei der Prozessor (109) ausgebildet ist, einen Informationswert (305) aus mindestens einem Kalibrierungswert (314) und aus mindestens einem Vergleichswert abzuleiten und das Objekt (102) zu detektieren, falls der Informationswert (305) größer als ein vorgegebener Detektionsschwellwert (311) ist und den Vorgang der Detektion des Objektes (102) zu beenden, falls der Informationswert (305) kleiner als der Referenzschwellwert (313) ist.Device (100) for detecting an object (102) arranged in a test environment (101), having illumination means (103) for emitting a first light beam (104) in the direction of the test environment (101); a light sensor (105) for receiving a first reflection of the first light beam (104); a processor (109) configured to derive at least one calibration value (314) from the first reflection; wherein the illumination device (103) is designed to emit a second light beam (104) in the direction of the test environment (101); wherein the light sensor (105) is adapted to receive a second reflection of the second light beam (104); wherein the processor (109) is adapted to derive at least one comparison value from the second reflection; wherein the processor (109) is adapted to derive an information value (305) from at least one calibration value (314) and from at least one comparison value and to detect the object (102) if the information value (305) is greater than a predetermined detection threshold value (311). and terminate the process of detecting the object (102) if the information value (305) is less than the reference threshold (313).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Detektion eines Objektes.The present invention relates to the field of detection of an object.

Zur Detektion von Objekten, welche in einer Testumgebung, insbesondere auf einem Transportband, angeordnet sind, werden häufig optische Sensoren eingesetzt. Diese Sensoren detektieren Objekte häufig über eine Veränderung einer erfassten Position oder einer erfassten Intensität eines reflektierten Lichtstrahles. Die Detektion von teiltransparenten Objekten oder von Objekte, welche eine unregelmäßige Struktur mit Kavitäten aufweisen, beispielsweise Flaschen, ist mit diesen Sensoren jedoch schwierig.For the detection of objects which are arranged in a test environment, in particular on a conveyor belt, optical sensors are frequently used. These sensors often detect objects via a change in detected position or detected intensity of a reflected light beam. However, the detection of partially transparent objects or of objects which have an irregular structure with cavities, for example bottles, is difficult with these sensors.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes Konzept zur Detektion eines in einer Testumgebung angeordneten Objektes zu schaffen.It is therefore the object of the present invention to provide an efficient concept for the detection of an object arranged in a test environment.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche der Beschreibung sowie der Zeichnungen.This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous forms of further development are the subject of the dependent claims of the description and the drawings.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch das umgebungsspezifische Ableiten von Kalibrierungswerten aus einer ersten Reflexion eines ersten Lichtstrahles und das Ableiten von Vergleichswerten aus einer zweiten Reflexion eines zweiten Lichtstrahles gelöst werden kann, wobei ein Informationswert aus der Summe der Beträge der Differenz der Kalibrierungswerte und der Vergleichswerte des gleichen Signaltyps ist, wobei die Detektion eines Objektes erfolgt, falls der Informationswert größer als ein vorgegebener Detektionsschwellwert ist und der Vorgang der Detektion des Objektes beendet wird, falls der Informationswert kleiner als ein vorgegebener Referenzschwellwert ist.The present invention is based on the finding that the above object can be achieved by the environment-specific derivation of calibration values from a first reflection of a first light beam and the derivation of comparison values from a second reflection of a second light beam, wherein an information value from the sum of the amounts of Difference of the calibration values and the comparison values of the same signal type is, wherein the detection of an object takes place if the information value is greater than a predetermined detection threshold and the process of detection of the object is terminated, if the information value is smaller than a predetermined reference threshold value.

Im Zusammenhang mit der Anmeldung sind unter dem Begriff Signaltyp die Auswertungsmöglichkeiten für das von einer Testumgebung oder einem Objekt reflektierten Lichts, welches auf den Lichtsensor bzw. die Pixelsensorelemente fällt, zu verstehen, wie beispielsweise die Auswertung der Intensität, der Positionsänderung des Signalmaximalwerts, der Verteilung der Pixel, der Breite der Signalverteilung, der Flächenhalbierende, des Flächenschwerpunkts, des Signalmaximalwerts, etc.In the context of the application, the term "signal type" is understood to mean the evaluation options for the light reflected by a test environment or an object that falls on the light sensor or the pixel sensor elements, such as, for example, the evaluation of the intensity, the position change of the signal maximum value, the distribution the pixel, the width of the signal distribution, the area bisector, the centroid, the maximum signal value, etc.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Detektion eines in einer Testumgebung angeordneten Objektes, mit: einer Beleuchtungseinrichtung zum Aussenden eines ersten Lichtstrahles in Richtung der Testumgebung; einem Lichtsensor zum Aufnehmen einer ersten Reflexion des ersten Lichtstrahles; einem Prozessor, welcher ausgebildet ist, Kalibrierungswerte aus der ersten Reflexion abzuleiten; wobei die Beleuchtungseinrichtung ausgebildet ist, einen zweiten Lichtstrahl in Richtung der Testumgebung auszusenden; wobei der Lichtsensor ausgebildet ist, eine zweite Reflexion des zweiten Lichtstrahles aufzunehmen; wobei der Prozessor ausgebildet ist, Vergleichswerte aus der zweiten Reflexion abzuleiten; und wobei der Prozessor ausgebildet ist, einen Informationswert aus den Vergleichswerten und Kalibrationswerten abzuleiten und das Objekt zu detektieren, falls der Informationswert größer als ein vorgegebener Detektionsschwellwert ist und den Vorgang der Detektion des Objektes zu beenden, falls der Informationswert kleiner als der Referenzschwellwert ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine besonders effiziente Detektion des Objektes in der Testumgebung erfolgen kann. Aufgrund der Unterscheidung zwischen dem Detektionsschwellwert, welcher Ausschlaggebend für die Detektion des Objektes ist, und dem Referenzschwellwert, welcher Ausschlaggebend für das Beenden des Vorganges der Detektion des Objektes ist, kann ein Objekt mit einer hohen Transparenz oder einer ungleichmäßigen Struktur besonders effizient detektiert werdenAccording to a first aspect, the invention relates to a device for detecting an object arranged in a test environment, comprising: a lighting device for emitting a first light beam in the direction of the test environment; a light sensor for receiving a first reflection of the first light beam; a processor configured to derive calibration values from the first reflection; wherein the illumination device is designed to emit a second light beam in the direction of the test environment; wherein the light sensor is configured to receive a second reflection of the second light beam; wherein the processor is configured to derive comparison values from the second reflection; and wherein the processor is configured to derive an information value from the comparison values and calibration values and to detect the object if the information value is greater than a predetermined detection threshold and terminate the process of detecting the object if the information value is less than the reference threshold. As a result, the advantage is achieved that a particularly efficient detection of the object in the test environment can take place. Due to the distinction between the detection threshold value, which is decisive for the detection of the object, and the reference threshold value, which is decisive for completing the process of detection of the object, an object with a high transparency or an uneven structure can be detected particularly efficiently

Die Testumgebung kann eine statische Referenz sein. Die Testumgebung kann aber auch ein Transportsystem, insbesondere ein Förderband sein. Das Förderband kann ein durchgehendes Band oder eine Kette mit Kettengliedern umfassen auf deren Oberfläche die Objekte angeordnet sein können. Das durchgehende Band kann eine Kunststoffbahn oder überlappende Kunststoffflächen umfassen, welche eine flache oder annähernd flache Oberfläche aufweisen. Die Kettenglieder können in einem Abstand zueinander angeordnet sein, so dass jeweils zwischen zwei Kettengliedern eine Lücke entstehen kann. Die Kettenglieder der Kette können aus Kunststoff oder Metall gefertigt sein. Ferner kann das Förderband Antriebsrollen oder Walzen, zum Antreiben oder Stabilisieren des Bandes oder der Kette, umfassen.The test environment can be a static reference. The test environment can also be a transport system, in particular a conveyor belt. The conveyor belt may comprise a continuous belt or a chain with chain links on the surface of which the objects may be arranged. The continuous band may comprise a plastic sheet or overlapping plastic surfaces having a flat or nearly flat surface. The chain links can be arranged at a distance from one another, so that in each case a gap can arise between two chain links. The chain links of the chain can be made of plastic or metal. Further, the conveyor belt may comprise drive rollers or rollers for driving or stabilizing the belt or chain.

Bei dem Objekt kann es sich um ein transparentes, teiltransparentes oder opakes Objekt handeln. Das Objekt kann aus optisch transparenten Materialien, beispielsweise Glas oder transparentem Plastik, wie PET oder Polycarbonat, gefertigt sein Ferner kann das Objekt eine unregelmäßige Struktur mit einer Anzahl an Kavitäten oder Hohlräumen aufweisen, welche zwischen zwei Objektseiten angeordnet sein können. Bei dem Objekt kann es sich beispielsweise um eine Flasche, eine Schale oder eine Schüssel handeln.The object can be a transparent, semi-transparent, or opaque object. The object can be made of optically transparent materials, for example glass or transparent plastic, such as PET or polycarbonate. Furthermore, the object can have an irregular structure with a number of cavities or cavities, which can be arranged between two object sides. The object may be, for example, a bottle, a bowl or a bowl.

Die Vorrichtung kann oberhalb, seitlich oder unterhalb der Testumgebung angeordnet sein. Die Vorrichtung kann stationär sein und das Objekt kann, beispielsweise angeordnet auf der Oberfläche des Förderbandes, an der Vorrichtung vorbeibewegt werden. Ferner kann auch das Objekt stationär sein und die Vorrichtung kann an dem Objekt vorbeibewegt werden.The device may be located above, sideways or below the test environment. The device can be stationary and the object can, for example, arranged on the surface of the conveyor belt, are moved past the device. Furthermore, the object can also be stationary and the device can be moved past the object.

Der Prozessor kann ein Mikroprozessor sein und kann einen Speicher umfassen. Ferner kann der Prozessor in ein an die Vorrichtung angeschlossenes Datenverarbeitungsgerät, beispielsweise ein Desktop-Computer oder ein Laptop, integriert sein.The processor may be a microprocessor and may include a memory. Furthermore, the processor may be integrated into a data processing device connected to the device, for example a desktop computer or a laptop.

Der Detektionsschwellwert kann größer, als ein Informationswert der Testumgebung ohne Objekte und kleiner, als ein Maximalinformationswert des Objektes sein. Der Detektionsschwellwert kann von einem Benutzer applikationsspezifisch eingestellt werden. Beispielsweise kann ein Benutzer den Detektionsschwellwert in Abhängigkeit der Testumgebung, insbesondere in Abhängigkeit eines Transportbandtyps oder einer vorliegenden Verschmutzung des Transportbandes, und/oder in Abhängigkeit des zu detektierenden Objektes, insbesondere in Abhängigkeit der Größe, der Struktur und/oder der Transparenz des Objektes, einstellen.The detection threshold may be larger than an information value of the test environment without objects and less than a maximum information value of the object. The detection threshold value can be set by a user in an application-specific manner. For example, a user can set the detection threshold value as a function of the test environment, in particular depending on a conveyor belt type or contamination of the conveyor belt, and / or depending on the object to be detected, in particular depending on the size, structure and / or transparency of the object ,

Der Referenzschwellwert kann gleich oder grösser einem Informationswert der Testumgebung ohne Objekte sein. Ferner kann der Referenzschwellwert kleiner als ein Informationswert einer Verschmutzung oder Unregelmässigkeit in der Testumgebung sein. Die Ableitung des Referenzschwellwertes durch den Prozessor kann auf Grundlage von durch den Benutzer einstellbaren Parametern erfolgen. Diese Parameter können von dem Benutzer applikationsspezifisch eingestellt werden und können sich auf Bedingungen der Testumgebung, insbesondere auf den Transportbandtyp oder einer vorliegenden Verschmutzung des Transportbandes, sowie auf das zu detektierenden Objekt, insbesondere die Größe, die Struktur und/oder die Transparenz des Objektes, beziehen.The reference threshold may be equal to or greater than an informational value of the test environment without objects. Further, the reference threshold may be smaller than an information value of fouling or irregularity in the test environment. Derivation of the reference threshold by the processor may be based on user adjustable parameters. These parameters can be set by the user in an application-specific manner and can relate to conditions of the test environment, in particular to the type of conveyor belt or contamination of the conveyor belt, as well as to the object to be detected, in particular the size, structure and / or transparency of the object ,

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Lichtsensor eine Anzahl von Pixelsensorelementen, wobei jedes Pixelsensorelement einem Bildpixel zugeordnet ist, und wobei der Prozessor ausgebildet ist, für jeden Bildpixel einen Kalibrierungswert aus der ersten Reflexion abzuleiten. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Lichtsensor eine Signalverteilung der ersten Reflexion aufnehmen kann.In one embodiment, the light sensor comprises a number of pixel sensor elements, each pixel sensor element associated with an image pixel, and wherein the processor is configured to derive a calibration value from the first reflection for each image pixel. As a result, the advantage is achieved that the light sensor can receive a signal distribution of the first reflection.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Lichtsensor eine Anzahl von Pixelsensorelementen, wobei jedes Pixelsensorelement einem Bildpixel zugeordnet ist, und wobei der Prozessor ausgebildet ist, für jeden Bildpixel einen Vergleichswert aus der zweiten Reflexion abzuleiten. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Lichtsensor eine Signalverteilung der zweiten Reflexion aufnehmen kann.According to an embodiment, the light sensor comprises a number of pixel sensor elements, each pixel sensor element associated with an image pixel, and wherein the processor is configured to derive a comparison value from the second reflection for each image pixel. As a result, the advantage is achieved that the light sensor can record a signal distribution of the second reflection.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Pixelkalibrierungswerte und die Pixelinformationswerte Stromwerte und/oder Spannungswerte. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass beispielsweise eine Signalverteilung der ersten Reflexion und/oder der zweiten Reflexion auf dem Lichtsensor effizient über eine Messung des im Lichtsensor erzeugten Stromes oder der erzeugten Spannung ermittelt werden kann.According to an embodiment, the pixel calibration values and the pixel information values are current values and / or voltage values. As a result, the advantage is achieved that, for example, a signal distribution of the first reflection and / or the second reflection on the light sensor can be determined efficiently by measuring the current generated in the light sensor or the voltage generated.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Pixelsensorelemente zu einem Sensorarray, insbesondere einem Dioden-Array, angeordnet. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Pixelkalibrierungswerte und die Pixelvergleichswerte effizient aufgenommen werden können.According to one embodiment, the pixel sensor elements are arranged to form a sensor array, in particular a diode array. This achieves the advantage that the pixel calibration values and the pixel comparison values can be recorded efficiently.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, die Kalibrierungswerte aus den Pixelkalibrierungswerten der Bildpixel, insbesondere aus der Summe und/oder der Verteilung der Pixelkalibrierungswerte der Bildpixel, abzuleiten. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Kalibrierungswert effizient aus dem Signal und/oder der Signalverteilung der ersten Reflexion abgeleitete werden kann.According to one embodiment, the processor is configured to derive the calibration values from the pixel calibration values of the image pixels, in particular from the sum and / or the distribution of the pixel calibration values of the image pixels. This achieves the advantage that the calibration value can be efficiently derived from the signal and / or the signal distribution of the first reflection.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, den Referenzschwellwert und den Detektionsschwellwert aus den Pixelkalibrierungswerten der Bildpixel, insbesondere aus der Summe der Pixelkalibrierungswerte der Bildpixel abzuleiten. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Schaltverhalten unabhängig ist von der Reflektanz der Referenzierten Testumgebung ohne Objekt.According to one embodiment, the processor is designed to derive the reference threshold value and the detection threshold value from the pixel calibration values of the image pixels, in particular from the sum of the pixel calibration values of the image pixels. This has the advantage that the switching behavior is independent of the reflectance of the referenced test environment without an object.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, den Informationswert aus der Summe der Beträge der Differenz der Pixelvergleichswerte und der Pixelkalibrierungswerte an jedem Bildpixel zu ermitteln. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass Unterschiede des Gesamtsignals und der Signalverteilung der erster Reflexion und der zweiter Reflexion besonders effizient ermittelt werden können. Auf diese Art und Weise kann beispielsweise ein Unterschied zwischen der ersten Reflexion und der zweiten Reflexion auch dann detektiert werden, falls sich die zwei Reflexionen sich nur in der Signalverteilung auf dem Lichtsensor nicht aber im Gesamtsignal und/oder im Signalscheitelwert unterscheiden.According to one embodiment, the processor is configured to determine the information value from the sum of the amounts of the difference of the pixel comparison values and the pixel calibration values at each image pixel. As a result, the advantage is achieved that differences in the total signal and the signal distribution of the first reflection and the second reflection can be determined particularly efficiently. In this way, for example, a difference between the first reflection and the second reflection can also be detected if the two reflections differ only in the signal distribution on the light sensor but not in the overall signal and / or in the peak signal value.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, die Pixelvergleichsswerte nur für Bildpixel zu ermitteln, an denen der Pixelkalibrierungswert größer als ein einstellbarer Schwellwert ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine schnelle und effiziente Ermittlung der Pixelinformationswerte erfolgen kann.According to an embodiment, the processor is configured to determine the pixel comparison values only for image pixels at which the pixel calibration value is greater than an adjustable threshold value. This achieves the advantage that a fast and efficient determination of the pixel information values can take place.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, Bildpixel, deren Pixelkalibrierungswert kleiner als der Schwellwert ist, wie einen einzigen Bildpixel zu behandeln. Das heißt, dass diese Pixel die Pixelkalibrierungswerte zu nur einem Kalibrierungswert summiert werden und die Pixelvergleichswerte zu nur einem Vergleichswert summiert werden, bevor der Informationswert ermittelt wird. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Signal zu Rausch Verhältnis verbessert wird.In one embodiment, the processor is configured to image pixels whose Pixel calibration value less than the threshold is how to handle a single image pixel. That is, these pixels will sum the pixel calibration values to only one calibration value and the pixel comparison values will be summed to only one comparison value before the information value is determined. This provides the advantage that the signal to noise ratio is improved.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, die Kalibrierungswerte und/oder den Detektionsschwellwert und/oder den Referenzschwellwert dynamisch zu verändern, um die Vorrichtung an Veränderungen in der Testumgebung anzupassen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass nach einer Veränderung der Testumgebung das Objekt weiterhin effizient detektiert werden kann.In one embodiment, the processor is configured to dynamically alter the calibration values and / or the detection threshold and / or the reference threshold to adapt the device to changes in the test environment. This provides the advantage that after a change in the test environment, the object can still be detected efficiently.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, ein Signalrauschen aus der ersten Reflexion abzuleiten, und den Referenzschwellwert und/oder den Detektionsschwellwert an das Signalrauschen anzupassen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine fehlerhafte Detektion eines Objektes aufgrund des Signalrauschens effizient vermieden werden kann, ebenso wird sichergestellt, dass der Sensor trotz Signalrauschen immer einen stabilen Ausgangszustand aufweistAccording to one embodiment, the processor is configured to derive a signal noise from the first reflection, and to adapt the reference threshold value and / or the detection threshold value to the signal noise. Thereby, the advantage is achieved that an erroneous detection of an object due to the signal noise can be efficiently avoided, it also ensures that the sensor always has a stable output state despite signal noise

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Beleuchtungseinrichtung eine LED oder einen Laser. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine effiziente Erzeugung des ersten Lichtstrahles und des zweiten Lichtstrahles erfolgen kann. Bei der Verwendung eines Lasers, wird vorteilhafterweise das Specklemuster verwendet, wodurch der Sensor eine sehr hohe Sensitivität erreicht.According to one embodiment, the illumination device comprises an LED or a laser. As a result, the advantage is achieved that an efficient generation of the first light beam and the second light beam can take place. When using a laser, the speckle pattern is advantageously used, whereby the sensor achieves a very high sensitivity.

Gemäß einer Ausführungsform erzeugt die Beleuchtungseinrichtung mehrere Strahlengänge. Durch die segmentierte Auswertung der Bildpixel zu mehreren Informationswerten kann für jeden Strahlengang ein eigener Informationswert ermittelt werden. Diese Informationswerte können logisch verknüpft werden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Erkennung von Objekten mit Löchern sowie die Ermittlung der Bewegungsgeschwindigkeit von Objekten ermöglicht werden kann.According to one embodiment, the illumination device generates a plurality of beam paths. Due to the segmented evaluation of the image pixels to a plurality of information values, a separate information value can be determined for each beam path. These informational values can be logically linked. This provides the advantage that the detection of objects with holes and the determination of the speed of movement of objects can be made possible.

Gemäß einer Ausführungsform ist Beleuchtungseinrichtung ausgebildet, einen gebündelten Lichtstrahl zu erzeugen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein gerichteter Lichtstrahl in die Testumgebung ausgesendet wird mit dem beispielsweise weit entfernte Objekte effizient detektiert werden können.According to one embodiment, lighting device is designed to generate a collimated light beam. As a result, the advantage is achieved that a directional light beam is emitted into the test environment with which, for example, distant objects can be detected efficiently.

Gemäß einer Ausführungsform ist Beleuchtungseinrichtung ausgebildet, gefächerten Lichtstrahl zu erzeugen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein Lichtstrahl in Form einer Linie in die Testumgebung ausgesendet wird mit dem beispielsweise Objekte mit Löchern besser erkannt werden oder Ungleichmäßigkeiten in der Testumgebung geringere Einflüsse im Informationswert aufweisen.According to one embodiment, illumination device is designed to generate fan-shaped light beam. As a result, the advantage is achieved that a light beam in the form of a line is emitted into the test environment with which, for example, objects with holes are better recognized or unevenness in the test environment has less influence on the information value.

Die Beleuchtungseinrichtung kann eine erste Linse umfassen, welche im Abstand ihrer Brennweite zu einer Lichtquelle, beispielsweise dem Laser oder der LED der Beleuchtungseinrichtung, angeordnet sein kann.The illumination device may comprise a first lens, which may be arranged at a distance from its focal length to a light source, for example the laser or the LED of the illumination device.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Anzeige zum Anzeigen der Detektion des Objektes. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein Benutzer effizient über die Detektion des Objektes informiert werden kann.According to one embodiment, the device comprises a display for displaying the detection of the object. This provides the advantage that a user can be informed efficiently about the detection of the object.

Bei der Anzeige kann es sich um eine Leuchtanzeige oder ein Display, beispielsweise ein LCD-Display, ein OLED-Display oder ein Foliendisplay, handeln.The display may be a light-emitting display or a display, for example an LCD display, an OLED display or a foil display.

Gemäß einer Ausbildungsform ist der Lichtsensor ausgebildet, eine fokussierte Abbildung der Reflexion auf dem Lichtsensor zur erzeugen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine hohe Ortsauflösung und/oder eine geringe Signalverteilung der ersten Reflexion und/oder der zweiten Reflexion auf dem Lichtsensor erreicht werden kann. Somit können geringe Veränderungen des Signalscheitelwertes der ersten Reflexion und/oder der zweiten Reflexion effizient detektiert werden.According to one embodiment, the light sensor is designed to generate a focused image of the reflection on the light sensor. As a result, the advantage is achieved that a high spatial resolution and / or a low signal distribution of the first reflection and / or the second reflection on the light sensor can be achieved. Thus, small changes in the signal peak value of the first reflection and / or the second reflection can be detected efficiently.

Der Lichtsensor kann eine zweite Linse umfassen, welche im Abstand ihrer Brennweite zu dem Sensorarray, beispielsweise dem Dioden-Array, angeordnet sein kann.The light sensor may comprise a second lens, which may be arranged at a distance of its focal length to the sensor array, for example the diode array.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ausgebildet, einen Intensitätswert und/oder einen Abstandswert aus der ersten Reflexion und der zweiten Reflexion auf dem Lichtsensor zu ermitteln, wobei die Kalibrierungswerte und die Vergleichswerte Intensitätswerte und/oder Abstandswerte sind. Der Informationswert wird aus der Summe der Beträge der Differenz der Kalibrierungswerte und der Vergleichswerte gebildet. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Vorrichtung ein Intensitätssensor und/oder ein Abstandssensor sein kann, welcher das Objekt über eine Intensitäts- und/oder Abstandsmessungen detektieren kann.In one embodiment, the processor is configured to determine an intensity value and / or a distance value from the first reflection and the second reflection on the light sensor, wherein the calibration values and the comparison values are intensity values and / or distance values. The information value is formed from the sum of the amounts of the difference of the calibration values and the comparison values. As a result, the advantage is achieved that the device can be an intensity sensor and / or a distance sensor, which can detect the object via an intensity and / or distance measurements.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Testumgebung eine Oberfläche eines Transportbandes, auf der das Objekt anordenbar ist, wobei die Kalibrierungswerte ein Abstandswert, welcher größer als der Abstand zwischen dem Lichtsensor und der Oberfläche des Transportbandes ist, und wobei der Informationswert in diesem Fall gleich dem Betrag eines Abstandswertes ist, welcher einen Abstand zwischen einer Oberfläche des Objektes und dem Kalibrierungswert angibt, und wobei der Referenzschwellwert kleiner sein kann als ein Informationswert welcher durch die Unregelmäßigkeit oder Verschmutzungen des Transportbandes hervorgerufen wird, und wobei der Detektionsschwellwert kleiner oder gleich einem Informationswert bei Minimalabstand zwischen einer Oberfläche des Objektes und dem Lichtsensor ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Objekt auf einem Transportband effizient mittels einer Abstandsmessung detektiert werden kann. Weiterhin ist eine Detektion auf Basis von Kalibrierungswerten und Vergleichswerten die durch andere oder mehrerer Signaltypen ermittelt wurden möglich, insbesondere durch die Ermittlung der Intensität und/oder der Breite der Signalverteilung und/oder der Signalverteilung und/oder des Signalmaximalwerts der ersten Reflexion und der zweiten Reflexion auf dem Lichtsensor.According to one embodiment, the test environment is a surface of a conveyor belt on which the object is arrangeable, the calibration values being a distance value greater than the distance between the light sensor and the surface of the conveyor belt, and in this case the information value being equal to the amount of Distance value indicative of a distance between a surface of the object and the calibration value, and wherein the reference threshold value may be smaller than an information value caused by the irregularity or contamination of the conveyor belt, and wherein the detection threshold value is less than or equal to an information value at minimum distance between one Surface of the object and the light sensor is. As a result, the advantage is achieved that the object can be detected efficiently on a conveyor belt by means of a distance measurement. Furthermore, detection based on calibration values and comparison values determined by other or several signal types is possible, in particular by determining the intensity and / or the width of the signal distribution and / or the signal distribution and / or the signal maximum value of the first reflection and the second reflection on the light sensor.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Testumgebung eine Oberfläche eines Transportbandes auf der ein mehrfarbiges und teilweise sehr flaches Objekt anordenbar ist, wie beispielsweise eine Blisterverpackung oder eine Beutelverpackung. Bei einer reinen Abstandsmessung würde ein Teil des Objektes erkannt werden und ein anderer sehr flacher Teil nicht als Objekt detektiert werden. Bei einer reinen Intensitätsmessung würde das Objekt nicht erkannt werden, wenn es die gleiche Farbe wie das Transportband aufweist. Somit ist es nötig zu der Abstandsmessung mindestens einen zusätzlichen Signaltyp zu ermitteln, wie beispielsweise die Intensität. Dadurch erfolgt eine gleichzeitige Auswertung des Abstandes und der Intensität des Objekts. Hierfür ist einerseits ein Kalibrierungswert ein Intensitätswert, welcher gleich einem Intensitätswert der Reflexion an der Oberfläche des Transportbandes ist und der dazugehörige Vergleichswert auch ein Intensitätswert ist, welcher gleich einem Intensitätswert der Reflexion an der Oberfläche des Objekts ist. Andererseits stellt ein zusätzlicher Kalibrierungswert einen Abstandswert da, welcher gleich einem Intensitätswert der Reflexion an der Oberfläche des Transportbandes ist und der dazugehörige Vergleichswert auch ein Abstandswert ist, welcher gleich einem Intensitätswert der Reflexion an der Oberfläche des Objekts ist. Wobei der Informationswert die Summe der Beträge der in diesem Beispiel zwei Differenzen ist. Wobei der Referenzschwellwert kleiner ist als ein Informationswert welcher durch die Reflexion einer Unregelmäßigkeit oder einer Verschmutzungen des Transportbandes hervorgerufen wird und wobei der Detektionsschwellwert kleiner oder gleich einem maximalen Informationswert bei Reflexion an einer Oberfläche des Objektes ist. Aus der Reflexion lässt sich sowohl der Abstandwert als auch die Intensität ermitteln.According to one embodiment, the test environment is a surface of a conveyor belt on which a multicolored and partially very flat object can be arranged, such as a blister pack or bag package. In a pure distance measurement, a part of the object would be detected and another very shallow part would not be detected as an object. In a pure intensity measurement, the object would not be recognized if it has the same color as the conveyor belt. Thus, it is necessary to determine the distance measurement at least one additional signal type, such as the intensity. This results in a simultaneous evaluation of the distance and the intensity of the object. For this purpose, on the one hand, a calibration value is an intensity value which is equal to an intensity value of the reflection at the surface of the conveyor belt and the associated comparison value is also an intensity value which is equal to an intensity value of the reflection at the surface of the object. On the other hand, an additional calibration value provides a distance value equal to an intensity value of the reflection at the surface of the conveyor belt and the corresponding comparison value is also a distance value equal to an intensity value of the reflection at the surface of the object. Where the information value is the sum of the amounts of the two differences in this example. Wherein the reference threshold is smaller than an information value caused by the reflection of an irregularity or contamination of the conveyor belt, and wherein the detection threshold value is less than or equal to a maximum information value upon reflection on a surface of the object. From the reflection, both the distance value and the intensity can be determined.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Testumgebung eine Oberfläche eines Transportbandes, auf der das Objekt anordenbar ist, wobei der Kalibrierungswert ein Intensitätswert ist, welcher gleich einem Intensitätswert der Reflexion an der Oberfläche des Transportbandes ist, und wobei der Informationswert in diesem Fall gleich dem Betrag des Intensitätsunterschieds der Reflexion an der Oberfläche des Objektes und dem Kalibrierwert ist, und wobei der Referenzschwellwert kleiner sein kann als Informationswerte welcher durch die Unregelmäßigkeit oder Verschmutzungen des Transportbandes hervorgerufen werden, und wobei der Detektionsschwellwert kleiner oder gleich eines maximalen Informationswertes an der Oberfläche des Objektes ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Objekt auf einem Transportband effizient mittels einer Intensitätsmessung detektiert werden kann. Weiterhin ist eine Detektion auf Basis von Kalibrierungswerten und Vergleichswerten die durch andere oder mehrerer Signaltypen ermittelt wurden möglich, insbesondere durch die Ermittlung der Intensität und/oder der Breite der Signalverteilung und/oder der Signalverteilung und/oder des Signalmaximalwerts der ersten Reflexion und der zweiten Reflexion auf dem Lichtsensor.In one embodiment, the test environment is a surface of a conveyor on which the object is locatable, the calibration value being an intensity value equal to an intensity value of the reflection at the surface of the conveyor, and wherein the information value in this case equals the magnitude of the intensity difference the reflection at the surface of the object and the calibration value, and wherein the reference threshold value may be smaller than information values which are caused by the irregularity or contamination of the conveyor belt, and wherein the detection threshold is less than or equal to a maximum information value at the surface of the object. As a result, the advantage is achieved that the object can be detected efficiently on a conveyor belt by means of an intensity measurement. Furthermore, detection based on calibration values and comparison values determined by other or several signal types is possible, in particular by determining the intensity and / or the width of the signal distribution and / or the signal distribution and / or the signal maximum value of the first reflection and the second reflection on the light sensor.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Detektion von Objekten in einer Testumgebung, mit: Aussenden eines ersten Lichtstrahles in eine Testumgebung; Aufnehmen einer ersten Reflexion des ersten Lichtstrahles; Ableiten von Kalibrierungswerten aus der ersten Reflexion mit einem Prozessor; Aussenden eines zweiten Lichtstrahles in eine Testumgebung; Aufnehmen einer zweiten Reflexion des zweiten Lichtstrahles; wobei die Vergleichswerte aus der zweiten Reflexion abgeleitet werden und der Informationswert mit einem Prozessor ermittelt wird, und das Objekt detektiert wird, falls der Informationswert größer als ein vorgegebener Detektionsschwellwert und die Detektion des Objektes beendet wird, falls der Informationswert kleiner als der Referenzschwellwert ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine besonders effiziente Detektion des Objektes in der Testumgebung erfolgen kann.In a second aspect, the invention relates to a method of detecting objects in a test environment, comprising: emitting a first light beam into a test environment; Receiving a first reflection of the first light beam; Deriving calibration values from the first reflection with a processor; Emitting a second beam of light into a test environment; Receiving a second reflection of the second light beam; wherein the comparison values are derived from the second reflection and the information value is determined with a processor, and the object is detected if the information value is greater than a predetermined detection threshold and the detection of the object is terminated if the information value is less than the reference threshold. As a result, the advantage is achieved that a particularly efficient detection of the object in the test environment can take place.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein System zur Detektion eines auf einem Transportband angeordneten Objektes, mit: einem Transportband zum Transport von Objekten, welche auf einer Oberfläche des Transportbandes anordenbar sind; und der Vorrichtung zur Detektion eines in einer Testumgebung angeordneten Objektes nach dem ersten Aspekt der Erfindung oder dem zweiten Aspekt der Erfindung, wobei die Vorrichtung angeordnet ist, um Objekte auf der Oberfläche des Transportbandes zu detektieren.According to a third aspect, the invention relates to a system for detecting an object arranged on a conveyor belt, comprising: a conveyor belt for transporting objects which can be arranged on a surface of the conveyor belt; and the device for detecting an object arranged in a test environment according to the first aspect of the invention or the second aspect of the invention, wherein the device is arranged to detect objects on the surface of the conveyor belt.

Die Vorrichtung ist gemäß einer Ausführungsform eingerichtet, das Verfahren nach dem zweiten Aspekt auszuführen. The apparatus is arranged according to one embodiment to carry out the method according to the second aspect.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Detektion eines in einer Testumgebung angeordneten Objektes; 1 a schematic representation of an apparatus for detecting an object arranged in a test environment;

2 ein Diagramm mit zwei von dem Lichtsensor erfassten Signalen; 2 a diagram with two detected by the light sensor signals;

3a eine schematische Darstellung einer Testumgebung mit einem angeordneten Objekt und einer Vorrichtung zur Detektion des Objektes; 3a a schematic representation of a test environment with an arranged object and a device for detecting the object;

3b ein Diagramm des von der Vorrichtung in 3a aufgenommenen Informationswertes; 3b a diagram of the device in 3a recorded information value;

3c ein Diagramm des Detektionssignales der Vorrichtung in 3a; 3c a diagram of the detection signal of the device in 3a ;

4a eine schematische Darstellung einer Testumgebung mit einem angeordneten Objekt und einer Vorrichtung zur Detektion des Objektes; 4a a schematic representation of a test environment with an arranged object and a device for detecting the object;

4b ein Diagramm des von der Vorrichtung in 4a aufgenommenen Informationswertes; 4b a diagram of the device in 4a recorded information value;

4c ein Diagramm des Detektionssignales der Vorrichtung in 4a. 4c a diagram of the detection signal of the device in 4a ,

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 zur Detektion eines in einer Testumgebung 101 angeordneten Objektes 102 gemäß einer Ausführungsform. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 103, welche einen Lichtstrahl 104 aussendet, einen Lichtsensor 105 mit Pixelsensorelementen 107, einen Prozessor 109, eine erste Linse 111, eine zweite Linse 113 und eine Anzeige 115. Ferner ist in der Testumgebung 101 ein Objekt 102 in einem ersten Abstand zu der Vorrichtung und in einem zweiten Abstand zu der Vorrichtung angeordnet. 1 shows a schematic representation of a device 100 for detecting one in a test environment 101 arranged object 102 according to one embodiment. The device 100 includes a lighting device 103 , which is a ray of light 104 emits a light sensor 105 with pixel sensor elements 107 , a processor 109 , a first lens 111 , a second lens 113 and an ad 115 , Furthermore, in the test environment 101 an object 102 arranged at a first distance to the device and at a second distance to the device.

Die Vorrichtung 100 zur Detektion des in der Testumgebung 101 angeordneten Objektes 102, umfasst die Beleuchtungseinrichtung 103 zum Aussenden eines ersten Lichtstrahles 104 in Richtung der Testumgebung 101, den Lichtsensor 105 zum Aufnehmen einer ersten Reflexion des ersten Lichtstrahles 104, und den Prozessor 109, welcher ausgebildet ist, Kalibrierungswerte aus der ersten Reflexion abzuleiten. Ferner ist die Beleuchtungseinrichtung 103 ausgebildet, einen zweiten Lichtstrahl 104 in Richtung der Testumgebung 101 auszusenden, wobei der Lichtsensor 105 ausgebildet ist, eine zweite Reflexion des zweiten Lichtstrahles 104 aufzunehmen, und wobei der Prozessor 109 ausgebildet ist, Vergleichswerte aus der zweiten Reflexion abzuleiten, und wobei der Prozessor 109 ausgebildet ist, einen Informationswert aus den Kalibrierungswerten und den Vergleichswerten abzuleiten und das Objekt 102 zu detektieren, falls der Informationswert größer als ein vorgegebener Detektionsschwellwert ist und den Vorgang der Detektion des Objektes 102 zu beenden, falls der Informationswert kleiner als ein vorgegebener Referenzschwellwert ist.The device 100 for detection in the test environment 101 arranged object 102 , Includes the lighting device 103 for emitting a first light beam 104 towards the test environment 101 , the light sensor 105 for receiving a first reflection of the first light beam 104 , and the processor 109 , which is designed to derive calibration values from the first reflection. Furthermore, the lighting device 103 formed, a second light beam 104 towards the test environment 101 to be sent, with the light sensor 105 is formed, a second reflection of the second light beam 104 and the processor 109 is configured to derive comparison values from the second reflection, and wherein the processor 109 is designed to derive an information value from the calibration values and the comparison values and the object 102 to detect if the information value is greater than a predetermined detection threshold and the process of detection of the object 102 terminate if the information value is less than a predetermined reference threshold.

Bei dem Objekt 102 kann es sich um ein transparentes, teiltransparentes oder opakes Objekt handeln. Das Objekt 102 kann aus optisch transparenten Materialien, beispielsweise Glas oder transparentem Plastik, wie PET oder Polycarbonat, gefertigt sein. Ferner kann das Objekt 102 eine unregelmäßige Struktur mit einer Anzahl an Kavitäten oder Hohlräumen aufweisen, welche zwischen zwei Objektseiten angeordnet sein können. Bei dem Objekt 102 kann es sich beispielsweise um eine Flasche, eine Schale oder eine Schüssel handeln.At the object 102 it can be a transparent, semi-transparent or opaque object. The object 102 can be made of optically transparent materials, for example glass or transparent plastic, such as PET or polycarbonate. Furthermore, the object can 102 have an irregular structure with a number of cavities or cavities, which can be arranged between two object sides. At the object 102 it may be, for example, a bottle, a bowl or a bowl.

Die Vorrichtung 100 kann oberhalb, seitlich oder unterhalb der Testumgebung 101 angeordnet sein. Die Vorrichtung 100 kann stationär sein und das Objekt 102 kann, beispielsweise angeordnet auf der Oberfläche eines Transportbandes, an der Vorrichtung 100 vorbeibewegt werden. Ferner kann auch das Objekt 102 stationär sein und die Vorrichtung 100 kann an dem Objekt 102 vorbeibewegt werden.The device 100 can be above, sideways or below the test environment 101 be arranged. The device 100 can be stationary and the object 102 can, for example, arranged on the surface of a conveyor belt, on the device 100 be moved past. Furthermore, the object can also be 102 be stationary and the device 100 can on the object 102 be moved past.

Der Prozessor 109 kann ein Mikroprozessor sein und kann einen Speicher umfassen. Ferner kann der Prozessor 109 in ein an die Vorrichtung 100 angeschlossenes Datenverarbeitungsgerät, beispielsweise ein Desktop-Computer oder ein Laptop, integriert sein.The processor 109 may be a microprocessor and may include a memory. Furthermore, the processor can 109 in a to the device 100 connected data processing device, such as a desktop computer or a laptop to be integrated.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Testumgebung 101 eine Referenzumgebung bzw. eine Referenzfläche zur Erzeugung der ersten Reflexion und zur Ableitung des Kalibrierungswertes 313 durch den Prozessor 109 umfassen.According to one embodiment, the test environment 101 a reference environment or a reference surface for generating the first reflection and for deriving the calibration value 313 through the processor 109 include.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Lichtsensor 105 die Anzahl von Pixelsensorelementen 107 umfassen, wobei jedem Pixelsensorelement 107 ein Bildpixel zugeordnet sein kann. Die Pixelsensorelemente 107 können zu einem Sensorarray, insbesondere einem Dioden-Array, angeordnet sein.According to a further embodiment, the light sensor 105 the number of pixel sensor elements 107 comprising, wherein each pixel sensor element 107 an image pixel can be assigned. The pixel sensor elements 107 can be arranged to a sensor array, in particular a diode array.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Lichtsensor 105 ein Halbleitersensor, beispielsweise ein CCD Sensor.According to a further embodiment, the light sensor 105 a semiconductor sensor, for example a CCD sensor.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Lichtsensor 105 genau ein Pixelsensorelement 107, insbesondere eine Photodiode. According to a further embodiment, the light sensor comprises 105 exactly one pixel sensor element 107 , in particular a photodiode.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Lichtsensor 105 zur Übermittlung der Aufnahme mit dem Prozessor 109 elektrisch verbunden. Ferner kann der Prozessor 109 ausgebildet sein die Pixelsensorelemente 107 in regelmäßigen Abständen auszulesen.According to a further embodiment, the light sensor 105 to transmit the recording to the processor 109 electrically connected. Furthermore, the processor can 109 be formed the pixel sensor elements 107 read out at regular intervals.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Beleuchtungseinrichtung 103 eine LED oder einen Laser umfassen, welche sichtbares Licht oder Infrarotlicht emittieren. Der Lichtsensor 105 kann zur Detektion des sichtbarem Lichtes oder des Infrarotlichtes ausgebildet sein.According to a further embodiment, the illumination device 103 include an LED or a laser that emit visible light or infrared light. The light sensor 105 can be designed to detect the visible light or the infrared light.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Beleuchtungseinrichtung 103 einen gebündelten Lichtstrahl 104 erzeugen. Hierfür kann die Beleuchtungseinrichtung 103 eine erste Linse 111 umfassen. Bei der ersten Linse 111 kann es sich um eine bikonvexe Linse handeln, welche im Abstand ihrer Brennweite vor der Beleuchtungseinrichtung 103 angeordnet sein kann. Durch die Bündelung des Lichtstrahles 104 kann die Energiedichte des Lichtstrahles 104 erhöht werden. Ferner kann durch die Bündelung des Lichtstrahles die Reichweite des Lichtstrahles 104 erhöht werden, so dass weiter entfernte Objekte 102 in der Testumgebung 101 effizient detektiert werden können.According to one embodiment, the illumination device 103 a focused beam of light 104 produce. For this purpose, the lighting device 103 a first lens 111 include. At the first lens 111 it may be a biconvex lens, which at a distance of its focal length in front of the illumination device 103 can be arranged. By bundling the light beam 104 can the energy density of the light beam 104 increase. Furthermore, by bundling the light beam, the range of the light beam 104 be increased, so that more distant objects 102 in the test environment 101 can be detected efficiently.

Gemäß einer weiteren Ausbildungsform kann der Lichtsensor 105 ausgebildet sein den Lichtstrahl 104 einer eintreffenden Reflexion zu fokussieren, um eine fokussierte Abbildung auf den Pixelsensorelementen 107 zu erzeugen. Hierfür kann der Lichtsensor 105 eine zweite Linse 113 umfassen. Bei der zweiten Linse 113 kann es sich ebenfalls um eine bikonvexe Linse handeln, welche im Abstand ihrer Brennweite vor dem Lichtsensor 105 angeordnet sein kann. Durch die Bündelung des Lichtstrahles 104 kann die Ortsauflösung des Lichtsensors 105 erhöht werdenAccording to another embodiment, the light sensor 105 be formed the light beam 104 to focus an incoming reflection to a focused image on the pixel sensor elements 107 to create. For this purpose, the light sensor 105 a second lens 113 include. At the second lens 113 it may also be a biconvex lens which is spaced apart from its focal length in front of the light sensor 105 can be arranged. By bundling the light beam 104 can the spatial resolution of the light sensor 105 increase

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Anzeige 115 zum Anzeigen der Detektion des Objektes umfassen. Bei der Anzeige 115 kann es sich um eine Leuchtanzeige oder ein Display, beispielsweise ein LCD-Display, ein OLED-Display oder ein Foliendisplay, handeln. Ferner kann die Anzeige 115 Teil einer an die Vorrichtung angeschlossenen Datenverarbeitungsvorrichtung, beispielsweise eines Laptops, sein.According to a further embodiment, the device can display 115 to indicate the detection of the object. At the display 115 it can be a light-emitting display or a display, for example an LCD display, an OLED display or a foil display. Furthermore, the display 115 Part of a connected to the device data processing device, such as a laptop, be.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Anzeige 115 ein in dem Lichtsensor 105 aufgenommenes Bild der ersten und/oder der zweiten Reflexion anzeigen.According to a further embodiment, the display 115 one in the light sensor 105 display captured image of the first and / or the second reflection.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung 100 ein Bedienelement umfassen, beispielsweise einen oder mehrere Tastschaltern oder eine Tastatur. Mit dem Bedienelement kann beispielsweise der Detektionsschwellwert eingestellt werden.According to a further embodiment, the device 100 comprise an operating element, for example one or more keyswitches or a keyboard. With the control element, for example, the detection threshold can be set.

2 zeigt ein Diagramm mit zwei von dem Lichtsensor 105 erfassten Signalen. Bei den Signalen handelt es sich um ein erstes Signal 201 und ein zweites Signal 203. 2 shows a diagram with two of the light sensor 105 recorded signals. The signals are a first signal 201 and a second signal 203 ,

Die x-Achse des Diagrammes kann eine Positionskoordinate 211, beispielsweise eine Position der Pixelsensorelemente 107 auf dem Lichtsensor 105, anzeigen und die y-Achse des Diagrammes kann eine Signalstärke 209 an den entsprechenden Pixelsensorelementen 107 anzeigen.The x-axis of the diagram can be a position coordinate 211 For example, a position of the pixel sensor elements 107 on the light sensor 105 , View and the y-axis of the graph can be a signal strength 209 at the corresponding pixel sensor elements 107 Show.

Das erste Signal 201 kann ein Signal der ersten Reflexion des ersten Lichtstrahles 104 sein und das zweite Signal 203 kann ein Signal der zweiten Reflexion des zweiten Lichtstrahles 104 sein. Der Prozessor 109 kann ausgebildet sein, den Kalibrierungswert aus dem ersten Signal 201 abzuleiten und/oder den Informationswert aus dem zweiten Signal 203 abzuleiten.The first signal 201 may be a signal of the first reflection of the first light beam 104 his and the second signal 203 may be a signal of the second reflection of the second light beam 104 be. The processor 109 may be configured, the calibration value from the first signal 201 derive and / or the information value from the second signal 203 derive.

Die Signale 201, 203 in 2 können von den Pixelsensorelementen 107 erfasste Ströme und/oder Spannungen sein, welche zur Auswertung an den Prozessor 109 übermittelt werden können. Der Prozessor kann ausgebildet sein für jeden Bildpixel der Anzahl der Bildpixel aus den erfassten Strömen und/oder Spannungen den Pixelkalibrierungswert und den Pixelvergleichswert des jeweiligen Bildpixels abzuleiten und zu speichern.The signals 201 . 203 in 2 can be from the pixel sensor elements 107 detected currents and / or voltages, which for evaluation to the processor 109 can be transmitted. The processor may be configured to derive and store for each image pixel the number of image pixels from the detected currents and / or voltages, the pixel calibration value and the pixel comparison value of the respective image pixel.

Gemäß einer Ausführungsform können die Pixelkalibrierungswerte und/oder die Pixelvergleichswerte eines Bildpixels dem Stromwert und/oder dem Spannungswert des Signals an diesem Bildpixel entsprechen.According to an embodiment, the pixel calibration values and / or the pixel comparison values of an image pixel may correspond to the current value and / or the voltage value of the signal at this image pixel.

In 2 weisen das erste Signal 201 und das zweite Signal 203 die Form einer Gaußkurve auf, wobei das Maximalsignal 207 des ersten Signales 201 eine geringeres Signalstärke 208 aufweist als das Maximalsignal 207 des zweiten Signals 203. Die Signalscheitelwerte 207 der beiden Signale liegen an der gleichen Positionskoordinate 211. Ferner weist das erste Signal 201 eine höhere Signalbreite auf als das zweite Signal 203.In 2 have the first signal 201 and the second signal 203 the shape of a Gaussian curve, wherein the maximum signal 207 of the first signal 201 a lower signal strength 208 has as the maximum signal 207 of the second signal 203 , The signal peak values 207 the two signals are at the same position coordinate 211 , Further, the first signal 201 a higher signal width than the second signal 203 ,

Gemäß einer Ausführungsform kann der Prozessor ausgebildet sein, den Referenzschwellwert und/oder den Informationswert aus den Pixelkalibrierungswerten der Bildpixel, insbesondere aus der Summe und/oder der Verteilung der Pixelkalibrierungswerte und/oder der Pixelvergleichswerte der Bildpixel, abzuleiten. Diese Auswertung kann auf Basis der Signale erfolgen, auf deren Grundlage die Pixelkalibrierungswerte und/oder die Pixelvergleichswerte abgeleitet wurden, beispielsweise dem ersten Signal 201 und dem zweiten Signal 203 in 2.According to one embodiment, the processor may be configured to generate the reference threshold value and / or the information value from the pixel calibration values of the image pixels, in particular from the sum and / or the distribution of the pixel calibration values and / or the pixel comparison values Image pixels, deduce. This evaluation can be performed on the basis of the signals on the basis of which the pixel calibration values and / or the pixel comparison values were derived, for example the first signal 201 and the second signal 203 in 2 ,

Gemäß einer Ausführungsform kann der Prozessor ausgebildet sein den Informationswert aus Kalibrierungswerten und Vergleichswerten unterschiedlicher Signaltypen i zu ermitteln. Der Prozessor kann beispielsweise ausgebildet sein einen Kalibrierungswert auf Basis der maximalen Signalstärke des ersten Signals 201 und den dazugehörigen Vergleichswert auf Basis der maximalen Signalstärke des zweiten Signals 203 zu ermitteln und/oder auf Basis der Signalscheitelwerte 207 und/oder auf Basis der Signalbreite und/oder auf Basis der Summe von Pixelwerten und/oder auf Basis des Signalschwerpunkts und/oder auf Basis der Signalverteilung und/oder auf Basis des Signalmittelpunkts und/oder auf Basis des Flächenschwerpunkts und/oder auf Basis des Verhältnisses vom Signal benachbarter Pixelsensorelemente 107 auf dem Lichtsensor 105 zu ermitteln. Weiterhin kann der Prozessor ausgebildet sein die Kalibrierungswerte und die Vergleichswerte auf Basis der Signalverteilung auf dem Lichtsensor 105 zu ermitteln. Der Prozessor kann ausgebildet sein den Informationswert S aus der Summe der Beträge der Differenz der Vergleichswerte I_Vergleich[i] und der Kalibrierungswerte I_kalibrierung[i] über alle durch den Prozessor 109 ermittelten Signaltypen i zu ermitteln.

wobei n die Anzahl der durch den Prozessor ermittelten Signaltypen ist und k(i) ein Gewichtungsfaktor für eine Applikationsspezifische Optimierung ist. Aufgrund des Gewichtungsfaktors kann das Störsignal der Testumgebung ohne Objekt minimiert werden und/oder der Informationswert S für das zu detektierende Objekt maximiert werden.According to one embodiment, the processor may be configured to determine the information value from calibration values and comparison values of different signal types i. For example, the processor may be configured to provide a calibration value based on the maximum signal strength of the first signal 201 and the associated comparison value based on the maximum signal strength of the second signal 203 to determine and / or based on the signal peak values 207 and / or on the basis of the signal width and / or on the basis of the sum of pixel values and / or on the basis of the signal emphasis and / or on the basis of the signal distribution and / or on the basis of the signal center and / or on the basis of the centroid and / or on the basis of the Ratio of the signal of adjacent pixel sensor elements 107 on the light sensor 105 to investigate. Furthermore, the processor may be configured with the calibration values and the comparison values based on the signal distribution on the light sensor 105 to investigate. The processor may be configured to extract the information value S from the sum of the amounts of the difference of the comparison values I _comparison [i] and the calibration values I _calibration [i] all through the processor 109 determined signal types i to determine.

where n is the number of signal types detected by the processor and k (i) is a weighting factor for application specific optimization. Due to the weighting factor, the interference signal of the test environment can be minimized without an object and / or the information value S for the object to be detected can be maximized.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Prozessor ausgebildet sein den Informationswert aus der Summe der Beträge der Differenz der Pixelvergleichswerte und der Pixelkalibrierungswerte an jedem Bildpixel zu ermitteln. Entsprechend die Pixelinformationswerte der Bildpixel i einem Stromsignal oder Spannungssignal I_Vergleich[i] und entsprechend die Pixelkalibrierungswerte der Bildpixel i einem weiteren Stromsignal I_kalibrierung[i], so kann der Informationswert S von dem Prozessor 109 aus der Summe der Beträge der Differenz von I_Vergleich[i] und I_kalibrierung[i] über alle Bildpixel i des Lichtsensors 105 berechnen, gemäß:

wobei n die Anzahl der Bildpixel, bzw. der Pixelsensorelemente 107, des Lichtsensors 105 ist und k(i) ein Gewichtungsfaktor für eine Applikationsspezifische Optimierung ist. Aufgrund des Gewichtungsfaktors kann das Störsignal der Testumgebung ohne Objekt minimiert werden und/oder der Informationswert S für das zu detektierende Objekt maximiert werden.According to another embodiment, the processor may be configured to determine the information value from the sum of the amounts of the difference of the pixel comparison values and the pixel calibration values at each image pixel. Accordingly, the pixel information values of the image pixels i a current signal or voltage signal I _comparison [i] and, correspondingly, the pixel _calibration values of the image pixels i another current signal I _calibration [i], the information value S from the processor 109 from the sum of the amounts of the difference of I _comparison [i] and I _calibration [i] over all image pixels i of the light sensor 105 calculate according to:

where n is the number of image pixels or pixel sensor elements 107 , the light sensor 105 and k (i) is a weighting factor for an application-specific optimization. Due to the weighting factor, the interference signal of the test environment can be minimized without an object and / or the information value S for the object to be detected can be maximized.

Mit dieser Auswertmethode der Pixelsensorelemente 107 kann ein Unterschied zwischen zwei Signalen effizient ermittelt werden, selbst wenn bei diesen Signale, wie bei dem ersten Signal 203 und dem zweiten Signal 203 in 2, der Signalscheitelwert 207 auf einer identischen Positionskoordinate 211 liegt und das Integral beider Signale 201, 203 identisch ist. Solange sich die Form der beiden Signale 201, 203 unterscheidet kann ein Unterschied 205 zwischen den beiden Signalen 201, 203 mit der obigen Methode effizient ermittelt werden.With this evaluation method of the pixel sensor elements 107 For example, a difference between two signals can be efficiently detected even if these signals are the same as the first signal 203 and the second signal 203 in 2 , the signal peak value 207 on an identical position coordinate 211 lies and the integral of both signals 201 . 203 is identical. As long as the shape of the two signals 201 . 203 a difference can make a difference 205 between the two signals 201 . 203 be determined efficiently with the above method.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Prozessor ausgebildet sein, den Pixelinformationswert nur für Bildpixel zu ermitteln, an denen der Pixelkalibrierungswert größer als ein einstellbarer Schwellwert ist. Dadurch kann die Ermittlung der Pixelinformationswerte und/oder des Informationswertes beschleunigt werden, da sich die Anzahl der zu ermittelnden Pixelinformationswerte verringert. Der einstellbare Schwellwert kann von einem Benutzer applikationsspezifisch eingestellt werden.According to another embodiment, the processor may be configured to determine the pixel information value only for image pixels at which the pixel calibration value is greater than an adjustable threshold. As a result, the determination of the pixel information values and / or the information value can be accelerated since the number of pixel information values to be determined decreases. The adjustable threshold value can be set by a user in an application-specific manner.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Prozessor 109 ausgebildet sein Bildpixel, deren Pixelkalibrierungswert kleiner dem Schwellwert sind, wie einen einzigen Bildpixel zu behandeln. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass das Signal-zu-Rausch Verhältnis eines aufgenommenen Signales optimiert werden kann. Ferner kann der Prozessor ausgebildet sein den Pixelinformationswert der Bildpixel, deren Pixelkalibrierungswert kleiner dem Schwellwert sind, einen konstanten Wert, beispielsweise 0, zuzuweisen.According to another embodiment, the processor 109 formed its image pixel whose pixel calibration value is smaller than the threshold, how to treat a single image pixel. This provides the advantage that the signal-to-noise ratio of a recorded signal can be optimized. Furthermore, the processor may be configured to assign the pixel information value of the image pixels whose pixel calibration value is smaller than the threshold value to a constant value, for example 0.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Prozessor 109 ausgebildet sein, einen Intensitätswert aus der ersten Reflexion und/oder der zweiten Reflexion auf dem Lichtsensor zu ermitteln. Der Intensitätswert kann beispielsweise über das Integral des ersten Signals 201, bzw. des zweiten Signals 203, ermittelt werden. Ein Objekt dessen Oberfläche eine hohe Reflektivität aufweist kann beispielsweise eine Reflexion mit hoher Signalstärke 209 erzeugen, welche effizient über ihr Integral erfasst werden kann. Im Gegensatz dazu kann eine Testumgebung 101 eine Oberfläche mit geringer Reflektivität aufweisen welche eine Reflexion mit geringerer Intensität erzeugt.According to another embodiment, the processor 109 be configured to determine an intensity value from the first reflection and / or the second reflection on the light sensor. The intensity value may be, for example, via the integral of the first signal 201 , or the second signal 203 , be determined. An object whose surface has a high reflectivity can, for example, a reflection with high signal strength 209 which can be detected efficiently via their integral. In contrast, a test environment 101 a surface with low reflectivity which produces a reflection with lower intensity.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Prozessor 109 ausgebildet sein, einen Abstandswert aus der ersten Reflexion und/oder der zweiten Reflexion auf dem Lichtsensor 105 zu ermitteln. Der Abstandswert kann beispielsweise über die Pixelkoordinate 211 des Signalscheitelwertes 207 des ersten Signals 201, bzw. des zweiten Signals 203, ermittelt werden.According to another embodiment, the processor 109 be formed, a distance value from the first reflection and / or the second reflection on the light sensor 105 to investigate. The distance value may be, for example, via the pixel coordinate 211 the signal peak value 207 of the first signal 201 , or the second signal 203 , be determined.

Das Objekt 102 in 1 ist in zwei Abständen von der Vorrichtung 100 angeordnet. Je nach Abstand des Objektes 102 von der Vorrichtung trifft die Reflexion des Lichtstrahles 104 an einer anderen Stelle auf die Pixelsensorelemente 107 des Lichtsensors 105 und liegt der Signalscheitelwerte 207 der Reflexion auf einem anderen Pixelsensorelement 107.The object 102 in 1 is at two distances from the device 100 arranged. Depending on the distance of the object 102 from the device meets the reflection of the light beam 104 at a different location on the pixel sensor elements 107 of the light sensor 105 and is the signal peak value 207 the reflection on another pixel sensor element 107 ,

Folglich kann es sich bei dem Informationswert, dem Kalibrierungswert, dem vorgegebenen Referenzschwellwert, den Vergleichswert und dem vorgegebenen Detektionsschwellwert beispielsweise um Intensitätswerte und/oder Abstandswerte handeln.Consequently, the information value, the calibration value, the predetermined reference threshold value, the comparison value and the predetermined detection threshold value can be, for example, intensity values and / or distance values.

3a zeigt eine schematische Darstellung einer Testumgebung 101 mit dem angeordneten Objekt 102 und der Vorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform. 3a shows a schematic representation of a test environment 101 with the arranged object 102 and the device 100 according to one embodiment.

Die Testumgebung 101 in 3a ist ein Transportsystem, insbesondere ein Transportband 301 bzw. die Oberfläche des Transportbandes 301. Das Transportband 301 umfasst eine Kette mit Kettengliedern 303 auf deren Oberfläche das Objekt 102 angeordnet ist. Das Objekt 102 in 3a ist beispielsweise schalenförmig und umfasst zwei Objektseiten mit einer dazwischenliegenden Kavität.The test environment 101 in 3a is a transport system, in particular a conveyor belt 301 or the surface of the conveyor belt 301 , The conveyor belt 301 includes a chain with chain links 303 on the surface of which the object 102 is arranged. The object 102 in 3a is, for example, shell-shaped and comprises two object sides with an intermediate cavity.

Die Kettenglieder 303 können in einem Abstand zueinander angeordnet sein, so dass jeweils zwischen zwei Kettengliedern eine Lücke entstehen kann. Die Kettenglieder 303 der Kette können aus Kunststoff oder Metall gefertigt sein. Ferner kann das Transportband 301 Antriebsrollen oder Walzen, zum Antreiben oder Stabilisieren der Kette, umfassen. Die Vorrichtung 100 kann über dem Transportband 301 angeordnet sein und auf das Transportband 301 ausgerichtet sein.The chain links 303 can be arranged at a distance to each other, so that in each case between two links a gap may arise. The chain links 303 The chain can be made of plastic or metal. Furthermore, the conveyor belt 301 Drive rollers or rollers for driving or stabilizing the chain include. The device 100 can over the conveyor belt 301 be arranged and on the conveyor belt 301 be aligned.

3b zeigt ein Diagramm des von der Vorrichtung 100 aufgenommenen Informationswertes 305 gemäß der Ausführungsform in 3a. 3b shows a diagram of the device 100 recorded information value 305 according to the embodiment in 3a ,

Die Vorrichtung 100 in 3a kann zur Ermittlung von Abstandswerten ausgebildet sein. Somit kann der Informationswert 305 in 3b ein Abstandswert einer aufgenommenen Reflexion, insbesondere ein Abstand des Objektes 102 vom Kalibrierungswert 314 sein, wobei der Informationswert 307 aus der zweiten Reflexion ermittelt werden kann.The device 100 in 3a can be designed to determine distance values. Thus, the information value 305 in 3b a distance value of a recorded reflection, in particular a distance of the object 102 from the calibration value 314 its being the information value 307 can be determined from the second reflection.

Der Informationswert 305 ist in 3b in ein x-y Diagramm eingezeichnet, dessen x-Achse die Position 309 auf dem Transportband 301 und dessen y-Achse den Informationswert 307 anzeigt. Ferner zeigt das x-y Diagramm in 3b den Referenzschwellwert 313 und den vorgegebenen Detektionsschwellwert 311.The information value 305 is in 3b plotted in an xy diagram whose x-axis is the position 309 on the conveyor belt 301 and its y-axis the information value 307 displays. Furthermore, the xy diagram shows in 3b the reference threshold 313 and the predetermined detection threshold 311 ,

Der Kalibrierungswert 314 kann ebenfalls ein Abstandswert sein, welcher größer als der Abstand zwischen dem Lichtsensor und der Oberfläche des Transportbandes sein kann. Der Kalibrierungswert 314 kann eine Konstante sein, welche aus einem schwankenden Abstandswert der ersten Reflexion ermittelt werden kann. Der Abstandswert der ersten Reflexion kann aufgrund der Lücken zwischen den Kettengliedern 303 schwanken.The calibration value 314 may also be a distance value, which may be greater than the distance between the light sensor and the surface of the conveyor belt. The calibration value 314 may be a constant which can be determined from a fluctuating distance value of the first reflection. The distance value of the first reflection may be due to the gaps between the chain links 303 vary.

Der Detektionsschwellwert kann kleiner oder gleich einem Maximalabstand zwischen einer Oberfläche des Objektes und dem Kalibrierungswert sein.The detection threshold may be less than or equal to a maximum distance between a surface of the object and the calibration value.

Der Referenzschwellwert 313 kann kleiner sein als der maximale Informationswert, welcher durch die Unregelmäßigkeit oder Verschmutzung 303 des Transportbandes hervorgerufen wird.The reference threshold 313 may be less than the maximum information value due to the irregularity or contamination 303 of the conveyor belt is caused.

3c zeigt ein Diagramm des Detektionssignales 315 der Vorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform in 3a und 3b. 3c shows a diagram of the detection signal 315 the device 100 according to the embodiment in 3a and 3b ,

Das Objekt kann in 3c über die volle Länge detektiert werden. Das Detektionssignal 315 umfasst dabei das Objekt vollständig. Aufgrund der Lage des Kalibrierungsschwellwerts, dessen Abstandswert zur Vorrichtung 100 in 3b grösser als der Abstandswert eines Kettengliedes zur Vorrichtung 100 ist, umfasst das Detektionssignal 315 in 3c zusätzlich ein Kettenglied 303 des Transportbandes 301.The object can be in 3c be detected over the full length. The detection signal 315 includes the object completely. Due to the location of the calibration threshold, its distance from the device 100 in 3b greater than the distance value of a chain link to the device 100 is, includes the detection signal 315 in 3c additionally a chain link 303 of the conveyor belt 301 ,

Das Objekt kann Aufgrund der Trennung zwischen Referenzschwellwert 313 und des Detektionsschwellwertes 311 vollständig detektiert werden. Würde der Referenzschwellwert 313 auf den Abstandswert des Detektionsschwellwertes 311 erhöht werden, so würde das Detektionssignal 315 nur die Bereiche des Objektes erfassen, deren Informationswert 305 größer als der Detektionsschwellwerte 311 sind. Würde hingegen der Detektionsschwellwertes 311 auf den Abstandswert des Referenzschwellwerts 313 verringert werden, so würden auch jedes Kettenglied 303 des Transportbandes als Objekt detektiert werden.The object may be due to the separation between reference threshold 313 and the detection threshold 311 be completely detected. Would the reference threshold 313 to the distance value of the detection threshold 311 are increased, so would the detection signal 315 capture only the areas of the object whose information value 305 greater than the detection thresholds 311 are. Would, however, the detection threshold 311 to the distance value of the reference threshold 313 would be reduced, so would every link 303 of the conveyor belt are detected as an object.

4a zeigt eine schematische Darstellung einer Testumgebung 101 mit einem angeordneten Objekt 102 und einer Vorrichtung 100 zur Detektion des Objektes gemäß einer Ausführungsform. 4a shows a schematic representation of a test environment 101 with a arranged object 102 and a device 100 for detecting the object according to an embodiment.

Die Testumgebung 101 in 4a ist ein Transportsystem, insbesondere ein Transportband 301 bzw. die Oberfläche des Transportbandes 301. Das Transportband 301 umfasst ein durchgehendes Band 401 auf dessen Oberfläche das Objekt 102 angeordnet ist. Das Objekt 102 in 4a ist wie in 3a beispielsweise schalenförmig und umfasst zwei Objektseiten mit einer dazwischenliegenden Kavität.The test environment 101 in 4a is a transport system, in particular a conveyor belt 301 or the surface of the conveyor belt 301 , The conveyor belt 301 includes a continuous band 401 on the surface of which the object 102 is arranged. The object 102 in 4a is like in 3a for example, cup-shaped and comprises two sides of the object with an intermediate cavity.

Das durchgehende Band 401 kann eine Kunststoffbahn oder überlappende Kunststoffflächen umfassen, welche eine flache oder annähernd flache Oberfläche aufweisen. Das Transportband 301 kann Antriebsrollen oder Walzen, zum Antreiben oder stabilisieren des Bandes 401, umfassen. Die Vorrichtung 100 kann über dem Transportband 301 angeordnet sein und auf das Transportband 301 ausgerichtet sein. In 4a umfasst die Testumgebung 101 ferner eine Verschmutzung 403 auf der Oberfläche des Bandes 401.The continuous band 401 may comprise a plastic sheet or overlapping plastic surfaces having a flat or nearly flat surface. The conveyor belt 301 can drive rollers or rollers, to drive or stabilize the belt 401 , include. The device 100 can over the conveyor belt 301 be arranged and on the conveyor belt 301 be aligned. In 4a includes the test environment 101 also a pollution 403 on the surface of the tape 401 ,

4b zeigt ein Diagramm des von der Vorrichtung 100 aufgenommenen Informationswertes 305 gemäß der Ausführungsform in 4a. 4b shows a diagram of the device 100 recorded information value 305 according to the embodiment in 4a ,

Die Vorrichtung 100 in 4a kann zur Erfassung von Intensitätswerten ausgebildet sein. Somit kann der Informationswert der Betrag der Differenz von einem Intensitätswert der ersten Reflexion am Förderband 401 zum Intensitätswert der zweiten Reflexion an dem Objekt 102, sein.The device 100 in 4a can be designed to detect intensity values. Thus, the information value may be the amount of difference from an intensity value of the first reflection on the conveyor belt 401 to the intensity value of the second reflection on the object 102 , be.

Der Informationswert 305 ist in 4b in ein x-y Diagramm eingezeichnet, dessen x-Achse die Position 309 auf dem Transportband 301 und dessen y-Achse einen von der Vorrichtung erfassten Informationswert 307 einer zweiten Reflexion anzeigt. Ferner zeigt das x-y Diagramm in 4a den Referenzschwellwert 313 und den vorgegebener Detektionsschwellwert 311.The information value 305 is in 4b plotted in an xy diagram whose x-axis is the position 309 on the conveyor belt 301 and its y-axis an information value detected by the device 307 indicates a second reflection. Furthermore, the xy diagram shows in 4a the reference threshold 313 and the predetermined detection threshold 311 ,

Der Kalibrierungswert 313 kann ebenfalls ein Intensitätswert sein, welcher gleich einem Intensitätswert der ersten Reflexion sein kann. Die erste Reflexion kann eine Reflexion an der Oberfläche des Transportbandes 301 und/oder der Verschmutzung 403 auf der Oberfläche des Transportbandes 301 sein. Ferner kann der Kalibrierungswert 313 eine Konstante sein, welche aus einem schwankenden Intensitätswert der ersten Reflexion, beispielsweise einem Signalrauschen der ersten Reflexion, ermittelt werden kann.The calibration value 313 may also be an intensity value which may be equal to an intensity value of the first reflection. The first reflection can be a reflection on the surface of the conveyor belt 301 and / or pollution 403 on the surface of the conveyor belt 301 be. Furthermore, the calibration value 313 be a constant, which can be determined from a fluctuating intensity value of the first reflection, for example, a signal noise of the first reflection.

Der Detektionsschwellwert 311 kann kleiner oder gleich als ein maximaler Informationswert der Reflexion an der Oberfläche des Objektes sein. Ferner kann der Detektionsschwellwert 311 größer als der Informationswert der Reflexion an dem Transportband 301 und/oder der Verschmutzung 403 seinThe detection threshold 311 may be less than or equal to a maximum information value of the reflection on the surface of the object. Furthermore, the detection threshold 311 greater than the information value of the reflection on the conveyor belt 301 and / or pollution 403 be

Der Referenzschwellwert 313 kann kleiner sein als der maximale Informationswert welcher durch die Unregelmäßigkeit oder Verschmutzung 403 des Transportbandes hervorgerufen wird.The reference threshold 313 may be less than the maximum information value due to the irregularity or contamination 403 of the conveyor belt is caused.

4c zeigt ein Diagramm des Detektionssignales 407 der Vorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform in 4a und 4b. 4c shows a diagram of the detection signal 407 the device 100 according to the embodiment in 4a and 4b ,

Das Objekt kann in 4c über die volle Länge detektiert werden. Das Detektionssignal 407 umfasst dabei nur das Objekt und nicht die Testumgebung 101, insbesondere nicht die Verschmutzung 403.The object can be in 4c be detected over the full length. The detection signal 407 includes only the object and not the test environment 101 especially not pollution 403 ,

Das Objekt kann Aufgrund der Trennung zwischen dem Referenzschwellwerts 313 und dem Detektionsschwellwertes 311 vollständig detektiert werden. Würde der Referenzschwellwerts 313 auf den Informationswert des Detektionsschwellwertes 311 erhöht werden, so würde das Detektionssignal 407 nur die Bereiche des Objektes erfassen, deren Informationswert größer dem Referenzschwellwerts 313 und dem Detektionsschwellwertes 311 ist. Würde hingegen der Detektionsschwellwert 311 auf den Intensitätswert des Referenzschwellwerts 313 verringert werden, so würde zusätzlich zu dem Objekt auch die Verschmutzung 403 als Objekt detektiert werden.The object may be due to the separation between the reference threshold 313 and the detection threshold 311 be completely detected. Would the reference threshold 313 to the information value of the detection threshold 311 are increased, so would the detection signal 407 capture only the areas of the object whose information value is greater than the reference threshold 313 and the detection threshold 311 is. Would, however, the detection threshold 311 to the intensity value of the reference threshold 313 be reduced, so in addition to the object also pollution 403 be detected as an object.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Detektionsschwellwert 311 von einem Benutzer applikationsspezifisch eingestellt werden. Beispielsweise kann ein Benutzer den Detektionsschwellwert 311 in Abhängigkeit der Testumgebung 101, insbesondere in Abhängigkeit einer Verschmutzung des Transportbandes 301 und/oder in Abhängigkeit des zu detektierenden Objekts 102, insbesondere in Abhängigkeit der Größe, der Struktur und/oder der Transparenz des Objekts 102, einstellen.According to one embodiment, the detection threshold 311 be set by a user application specific. For example, a user may select the detection threshold 311 depending on the test environment 101 , in particular depending on contamination of the conveyor belt 301 and / or depending on the object to be detected 102 , in particular depending on the size, the structure and / or the transparency of the object 102 , to adjust.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Prozessor 109 ausgebildet sein, den Referenzschwellwert 313 und/oder den Detektionsschwellwert 311 dynamische zu verändern, um die Vorrichtung an Veränderungen in der Testumgebung 101 anzupassen.According to another embodiment, the processor 109 be formed, the reference threshold 313 and / or the detection threshold 311 dynamic to change the device to changes in the test environment 101 adapt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Prozessor 109 ausgebildet sein, ein Signalrauschen aus der ersten Reflexion abzuleiten, und den Referenzschwellwert 313 und/oder den Detektionsschwellwert 311 an das Signalrauschen anzupassen.According to another embodiment, the processor 109 be configured to derive a signal noise from the first reflection, and the reference threshold 313 and / or the detection threshold 311 to adapt to the signal noise.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Unterschied zwischen dem Detektionsschwellwert 311, welcher Ausschlaggebend für die Detektion des Objektes ist, und dem Referenzschwellwerts 313, welcher Ausschlaggebend für das Beenden des Vorganges der Detektion des Objektes ist, eine Hysterese des Detektionsvorganges sein. Aufgrund dieser Hysterese hat der Sensor immer einen eindeutigen Schaltausgang und es können Objekte 102 mit einer hohen Transparenz oder einer ungleichmäßigen Struktur besonders effizient detektiert werden.According to another embodiment, the difference between the detection threshold 311 , which is decisive for the detection of the object, and the reference threshold value 313 , which is decisive for the termination of the process of detection of the object, be a hysteresis of the detection process. Because of this hysteresis, the sensor always has a unique switching output and it can be objects 102 be detected particularly efficiently with a high transparency or a non-uniform structure.

Claims

Contraption ( 100 ) for detecting one in a test environment ( 101 ) arranged object ( 102 ), comprising: a lighting device ( 103 ) for emitting a first light beam ( 104 ) towards the test environment ( 101 ); a light sensor ( 105 ) for receiving a first reflection of the first light beam ( 104 ); a processor ( 109 ), which is formed, at least one calibration value ( 314 ) derive from the first reflection; the lighting device ( 103 ) is formed, a second light beam ( 104 ) towards the test environment ( 101 ) to send out; the light sensor ( 105 ) is formed, a second reflection of the second light beam ( 104 ); the processor ( 109 ), is designed to derive at least one comparison value from the second reflection; the processor ( 109 ), an information value ( 305 ) from at least one calibration value ( 314 ) and from at least one comparison value and the object ( 102 ), if the information value ( 305 ) greater than a predetermined detection threshold ( 311 ) and the process of detection of the object ( 102 ) if the information value ( 305 ) smaller than the reference threshold ( 313 ).

Contraption ( 100 ) according to claim 1, wherein the light sensor ( 105 ) a number of pixel sensor elements ( 107 ), each pixel sensor element ( 107 ) is assigned to an image pixel, and wherein the processor ( 109 ) is adapted to derive a calibration value from the first reflection for each image pixel.

Contraption ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the light sensor ( 105 ) a number of pixel sensor elements ( 107 ), each pixel sensor element ( 107 ) is assigned to an image pixel, and wherein the processor ( 109 ) is designed to derive for each pixel a comparison value from the second reflection.

Contraption ( 100 ) according to claim 2 or 3, wherein the processor ( 109 ) is the information value ( 305 ) from the sum or product of the amounts of the difference of the pixel information values and the pixel calibration values at each image pixel.

Contraption ( 100 ) according to claim 4, wherein the processor ( 109 ) is adapted to determine the pixel comparison values only for image pixels at which the pixel calibration value is greater than an adjustable threshold value.

Contraption ( 100 ) according to any one of the preceding claims, wherein the processor ( 109 ) is formed, an intensity value and / or a distance value from the first reflection and / or the second reflection on the light sensor ( 105 ) and the information value ( 305 ) from the sum of the amounts of the differences of the calibration values ( 313 ) and comparison values of the respective same signal types is determined.

Contraption ( 100 ) according to one of the preceding claims, wherein the information value is unitless and is composed of the weighting of different signal types.

Contraption ( 100 ) according to any one of the preceding claims, wherein the test environment ( 101 ) a surface of a conveyor belt ( 301 ) on which the object ( 102 ), the reference threshold ( 313 ) is a distance value which is greater than the distance between the light sensor ( 105 ) and the surface of the conveyor belt ( 301 ) and the information value ( 305 ) is a distance value which indicates a distance between a surface of the object ( 102 ) and the light sensor ( 105 ) and the detection threshold ( 311 ) greater than or equal to a minimum distance between a surface of the object ( 102 ) and the light sensor ( 105 ).

Contraption ( 100 ) according to any one of the preceding claims, wherein the test environment ( 101 ) a surface of a conveyor belt ( 301 ) on which the object ( 102 ), the reference threshold ( 313 ) is an intensity value which is less than or equal to an intensity value of the reflection at the surface of the conveyor belt ( 301 ) and the information value ( 305 ) an intensity value of the reflection on the surface of the object ( 102 ), and wherein the detection threshold ( 311 ) is less than or equal to a maximum intensity of reflection on the surface of the object ( 102 ).

Method for detecting objects ( 102 ) in a test environment ( 101 ), with: emitting a first light beam ( 104 ) into a test environment ( 101 ); Picking up a first reflection of the first light beam ( 104 ); Derive a reference threshold ( 313 ) from the first reflection with a processor ( 109 ); Emitting a second light beam ( 104 ) into a test environment ( 101 ); Picking up a second reflection of the second light beam ( 104 ); where an information value ( 305 ) is derived from the second reflection and the object ( 102 ) is detected if the information value ( 305 ) greater than a predetermined detection threshold ( 311 ) and the detection of the object ( 102 ) is terminated if the information value ( 305 ) smaller than a reference threshold ( 313 ).