DE102022210578B4 - Detection device for detecting empty trays in a conveyor device - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erkennungsvorrichtung (10) für eine Erkennung von Leer-Wannen (LW) bei einer Fördervorrichtung (100) für Wannen (W) zum Transport von Objekten (O), aufweisend eine Prüf-Lichtquelle (20) zur Erzeugung von Prüf-Lichtstrahlen (PL) mit einem Prüf-Lichtspektrum (PS) mit einem Prüf-Polarisierungsfilter (22) mit einem ersten Polarisationswinkel (PW1) und einer Führungsvorrichtung (24) zur Führung der Prüf-Lichtstrahlen (PL) durch den Prüf-Polarisierungsfilter (22) in einen Prüfbereich (PB), weiter aufweisend eine Erfassungsvorrichtung (30) zum Erfassen von aus dem Prüfbereich (PB) reflektierten Reflexions-Lichtstrahlen (RL) mit einem Reflexions-Polarisierungsfilter (32) mit einem zweiten Polarisationswinkel (PW2), welcher sich von dem ersten Polarisationswinkel (PW1) unterscheidet, weiter aufweisend eine Bestimmungsvorrichtung (40) zum Bestimmen von Objekten (O) im Prüfbereich (PB) auf Basis von durch den Reflexions-Polarisierungsfilter (32) gelangten polarisierten Reflexions-Lichtstrahlen (RL).The present invention relates to a detection device (10) for detecting empty trays (LW) in a conveyor device (100) for trays (W) for transporting objects (O), comprising a test light source (20) for generating test light beams (PL) with a test light spectrum (PS) with a test polarization filter (22) with a first polarization angle (PW1) and a guide device (24) for guiding the test light beams (PL) through the test polarization filter (22) into a test area (PB), further comprising a detection device (30) for detecting reflection light beams (RL) reflected from the test area (PB) with a reflection polarization filter (32) with a second polarization angle (PW2) which differs from the first polarization angle (PW1), further comprising a determination device (40) for determining objects (O) in the test area (PB) on the basis of the Polarized reflection light rays (RL) pass through reflection polarization filters (32).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erkennungsvorrichtung für eine Erkennung von Leer-Wannen bei einer Fördervorrichtung, eine Fördervorrichtung mit einer solchen Erkennungsvorrichtung sowie ein Erkennungsverfahren für die Durchführung an einer solchen Erkennungsvorrichtung.The present invention relates to a detection device for detecting empty tubs in a conveyor device, a conveyor device with such a detection device and a detection method for implementation on such a detection device.
Es ist bekannt, dass Fördervorrichtungen verwendet werden, um Wannen zum Transport von Objekten zu Fördern. Eine beispielhafte Anwendung hierfür sind Handgepäckscanner an der Sicherheitsschleuse von Flughäfen. Dort werden Objekte in Form von Handgepäckstücken, Jacken, Kleidungsstücken, Schuhen oder Ähnlichem in Wannen platziert, um mit der Fördervorrichtung durch Scannervorrichtungen hindurchtransportiert zu werden. Da die Wannen nach der Entleerung, also nach der Entnahme der Objekte durch den Passagier, wieder zu Beginn der Fördervorrichtung zurückgefördert werden müssen, ist üblicherweise eine Rückfördermöglichkeit gegeben sein. Diese ist häufig in eine solche Scannervorrichtung integriert und führt beispielsweise unterhalb des Förderbandes vom Ende wieder zum Beginn des Förderbandes zurück. Da die Platzverhältnisse innerhalb des Gehäuses einer solchen Scannervorrichtung üblicherweise sehr begrenzt sind, sind solcher Rückförderungsmöglichkeiten sehr schmal und ist es von hoher Bedeutung, dass ausschließlich vollständig geleerte Wannen in diesen Rückführkanal eingebracht werden. Andernfalls besteht das Risiko eines Verklemmens oder eines Sperrens von nicht vollständig geleerten Wannen in einer solchen Rückführung.It is known that conveyor devices are used to convey trays for transporting objects. An example application of this is hand luggage scanners at airport security gates. There, objects in the form of hand luggage, jackets, items of clothing, shoes or similar are placed in trays in order to be transported through scanner devices with the conveyor device. Since the trays have to be conveyed back to the beginning of the conveyor device after being emptied, i.e. after the objects have been removed by the passenger, a return conveyor option is usually available. This is often integrated into such a scanner device and leads, for example, from the end to the beginning of the conveyor belt below the conveyor belt. Since the space within the housing of such a scanner device is usually very limited, such return conveyor options are very narrow and it is of great importance that only completely emptied trays are introduced into this return channel. Otherwise, there is a risk of jamming or blocking of incompletely emptied trays in such a return conveyor.
Bei bekannten Vorrichtungen führt dies dazu, dass teilweise eine manuelle Kontrolle durchgeführt werden muss, ob tatsächlich nur leere Wannen am Ende in diese Rückfördermöglichkeit eingebracht werden. Zwar ist es bisher möglich, Objekte in Wannen über Bilderkennungsverfahren zu erkennen, jedoch bezieht sich dies insbesondere darauf, spezifische Objekte als solche erkennen. Dabei ist es insbesondere nicht möglich, ein Fehlen von Objekten zu erkennen. Insbesondere dann, wenn manche Objekte sehr kleinteilig sind, bei dem beschriebenen Beispiel eines Handgepäckscanners es sich zum Beispiel um eine Bordkarte handelt, sind diese häufig von Bilderkennungsverfahren nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand als Objekte erkennbar. Eine Objekterkennung mit bildgebendem Verfahren ist darüber hinaus sehr teuer, da ein hoher Rechenaufwand notwendig ist, um die bildhaften Informationen entsprechend auszuwerten. Wie bereits erläutert, sind jedoch nicht alle Objekte als solche auch tatsächlich erkennbar, sodass nicht mit absoluter Sicherheit das Erkennen von einem Fehlen jeglicher Objekte durchgeführt werden kann.In known devices, this means that manual checks must sometimes be carried out to ensure that only empty trays are actually fed into the return conveyor. Although it is currently possible to recognise objects in trays using image recognition methods, this mainly relates to identifying specific objects as such. In particular, it is not possible to identify missing objects. Particularly when some objects are very small, such as a boarding pass in the example of a hand luggage scanner, these are often not recognizable as objects by image recognition methods, or can only be recognized with great effort. Object recognition using imaging methods is also very expensive, as a high level of computing effort is required to evaluate the image information accordingly. However, as already explained, not all objects are actually recognizable as such, so it is not possible to identify with absolute certainty that any objects are missing.
Solche Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt und werden zum Beispiel in den Dokumenten
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst, durch eine Erkennungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Fördervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und ein Erkennungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung und dem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above object is achieved by a detection device with the features of
Erfindungsgemäß wird eine Erkennungsvorrichtung eingesetzt für eine Erkennung von Leer-Wannen bei einer Fördervorrichtung für Wannen zum Transport von Objekten. Eine solche Erkennungsvorrichtung weist eine Prüf-Lichtquelle zur Erzeugung von Prüf-Lichtstrahlen mit einem Prüf-Lichtspektrum auf. Diese Prüf-Lichtquelle ist mit einem Prüf-Polarisierungsfilter mit einem ersten Polarisationswinkel ausgestattet. Weiter weist die Prüf-Lichtquelle eine Führungsvorrichtung zum Führen der Prüf-Lichtstrahlen durch den Prüf-Polarisierungsfilter in einen Prüfbereich auf. Die Erkennungsvorrichtung ist darüber hinaus mit einer Erfassungsvorrichtung ausgestattet, zum Erfassen von aus dem Prüfbereich reflektierten Reflexions-Lichtstrahlen mit einem Reflexions-Polarisierungsfilter mit einem zweiten Polarisationswinkel, welcher sich von dem ersten Polarisationswinkel unterscheidet. Weiter ist noch eine Bestimmungsvorrichtung vorgesehen, zum Bestimmen von Objekten im Prüfbereich auf Basis von durch den Reflexions-Polarisierungsfilter gelangten polarisierten Reflexions-Lichtstrahlen.According to the invention, a detection device is used for detecting empty tubs in a conveyor device for tubs for transporting objects. Such a detection device has a test light source for generating test light rays with a test light spectrum. This test light source is equipped with a test polarization filter with a first polarization angle. The test light source also has a guide device for guiding the test light rays through the test polarization filter into a test area. The detection device is also equipped with a detection device for detecting reflection light rays reflected from the test area with a reflection polarization filter with a second polarization angle, which differs from the first polarization angle. A determination device is also provided for determining objects in the test area on the basis of polarized reflection light rays that have passed through the reflection polarization filter.
Die Führungsvorrichtung kann beispielsweise Reflektorelemente aufweisen, um eine senkrechte Konzentrierung der Prüf-Lichtstrahlen durch den Prüf-Polarisierungsfilter hindurch in den Prüfbereich zu erreichen. Damit kann eine verbesserte Ausnutzung der Lichtleistung erzielt werden. Auch andere optische Beeinflussungsmittel, beispielsweise Linsenelemente und/oder Blendenelemente können als Teil der Führungsvorrichtung vorgesehen sein.The guide device can, for example, have reflector elements in order to achieve a vertical concentration of the test light beams through the test polarization filter into the test area. This can improve the utilization of the light output. Other optical influencing means, such as lens elements and/or diaphragm elements, can also be provided as part of the guide device.
Erfindungsgemäß dient die Erkennungsvorrichtung dazu, das Fehlen von Objekten in Wannen in einer Fördervorrichtung zu erkennen. Hierfür wird ein Prüfbereich definiert, welcher beispielsweise einen Teil der Fördervorrichtung darstellen kann. Beispielsweise kann eine solche Erkennungsvorrichtung einen Prüfbereich am Ende einer Fördervorrichtung eines bereits erläuterten Handgepäckscanners darstellen. Bevor eine Rückförderung durch einen engen Rückführkanal stattfindet, kann die Erkennungsvorrichtung, vorzugsweise automatisiert, Leer-Wannen mit hoher Sicherheit erkennen.According to the invention, the detection device serves to detect the absence of objects in trays in a conveyor device. For this purpose, a test area is defined, which can, for example, represent a part of the conveyor device. For example, such a detection device can represent a test area at the end of a conveyor device of a hand luggage scanner as already explained. Before a return conveyance through a narrow return channel takes place, the detection device can detect empty trays with a high degree of certainty, preferably automatically.
Um das Fehlen von Objekten im Rahmen der vorliegenden Erfindung, im Gegensatz zum spezifischen Erkennen von Objekten innerhalb einer Wanne, mit hoher Sicherheit zu gewährleisten, wird ein definierter Lichtstrahlengang zur Verfügung gestellt, welcher nachfolgend näher erläutert wird.In order to ensure the absence of objects within the scope of the present invention with a high degree of certainty, in contrast to the specific detection of objects within a tub, a defined light beam path is provided, which is explained in more detail below.
Erreicht eine Wanne einen Prüfabschnitt der Fördervorrichtung, so wird mithilfe der Prüf-Lichtquelle eine Vielzahl von Prüf-Lichtstrahlen erzeugt. Die Prüf-Lichtstrahlen breiten sich um die Prüf-Lichtquelle herum aus und weisen ein definiertes Prüf-Lichtspektrum auf. Um nun die Prüf-Lichtstrahlen in den Prüfbereich zu lenken ist wenigstens eine Führungsvorrichtung vorgesehen, welche beispielsweise Reflexionsabschnitte der bereits weiter oben erläuterten Reflektorelemente aufweisen kann. Dies dient dazu, insbesondere einen definierten Strahlengang zur Verfügung zu stellen, um die Prüf-Lichtstrahlen von der Prüf-Lichtquelle in Richtung des Prüfbereichs auszusenden. Auf dem Weg von der Prüf-Lichtquelle zum Prüfbereich durchqueren alle Prüf-Lichtstrahlen zusätzlich noch den Prüf-Polarisierungsfilter. Dies führt dazu, dass ausschließlich polarisierte Prüf-Lichtstrahlen in den Prüfbereich gelangen. Mit anderen Worten wird der Prüfbereich nun mit einem Prüflicht in Form der Prüf-Lichtstrahlen bestrahlt, welches zum einen ein definiertes Prüf-Lichtspektrum und zum anderen eine definierte Polarisierung gemäß dem ersten Polarisationswinkel des Prüf-Polarisierungsfilters aufweist.If a trough reaches a test section of the conveyor device, a large number of test light beams are generated using the test light source. The test light beams spread out around the test light source and have a defined test light spectrum. In order to direct the test light beams into the test area, at least one guide device is provided, which can, for example, have reflection sections of the reflector elements already explained above. This serves in particular to provide a defined beam path in order to emit the test light beams from the test light source in the direction of the test area. On the way from the test light source to the test area, all test light beams also pass through the test polarization filter. This means that only polarized test light beams reach the test area. In other words, the test area is now irradiated with a test light in the form of the test light beams, which on the one hand has a defined test light spectrum and on the other hand a defined polarization according to the first polarization angle of the test polarization filter.
Vorzugsweise ist Prüf-Lichtquelle als Flächenlicht ausgebildet und kann eine Vielzahl von flächig angeordneten Leuchtmitteln aufweisen. Beispielsweise sind LED-Leuchtmittel, insbesondere Infrarot-Leuchtmittel vorgesehen, welche das Prüflicht als Infrarot-Prüflicht erzeugen. Dadurch wird ein auf die Wanne konzentriertes Flächenlicht mit einer gleichmäßigen Ausleuchtung erzeugt und im Vergleich zu einer Punktelampe das Risiko einer störenden Reflektion reduziert oder sogar vermieden. Auch erfolgt durch die flächige Ausbildung eine flächige Verteilung der elektrischen Leistung, so dass auch die Wärmeentwicklung beim Betrieb der Prüf-Lichtquelle eine flächige Verteilung aufweist. Punktuelle Überhitzungen können auf diese Weise vermieden werden.The test light source is preferably designed as a surface light and can have a large number of lamps arranged over a surface. For example, LED lamps, in particular infrared lamps, are provided, which generate the test light as infrared test light. This generates a surface light concentrated on the tub with uniform illumination and, compared to a point lamp, reduces or even eliminates the risk of disruptive reflection. The surface design also results in a surface distribution of the electrical power, so that the heat generated when the test light source is operated is also distributed over a surface. Point-like overheating can be avoided in this way.
Sobald das entsprechend polarisierte Prüflicht nun die Wanne erreicht, müssen zwei unterschiedliche Situationen unterschieden werden. Handelt es sich bei der Wanne um eine Leer-Wanne, so trifft sämtliches Prüflicht ausschließlich auf den leeren Bodenabschnitt der Wanne im Prüfabschnitt. Dies führt dazu, dass eine definierte und exakte Reflexion an diesem Bodenabschnitt stattfindet, welche insbesondere die Polarisation des Prüflichtes nicht oder nur in einem sehr geringen Maße ändert. Durch die Reflexion entstehen Reflexions-Lichtstrahlen, welche den Prüfbereich wieder verlassen und von einer Erfassungsvorrichtung der Erkennungsvorrichtung aufgenommen werden können. Um jedoch zur Erfassungsvorrichtung zu gelangen, müssen die Reflexions-Lichtstrahlen noch den Reflexions-Polarisierungsfilter überwinden. Der Reflexions-Polarisierungsfilter weist einen zweiten Polarisationswinkel auf, welcher sich von dem ersten Polarisationswinkel des Prüf-Polarisierungsfilters unterscheidet. Dies führt dazu, dass nun bei der exakten Polarisierung der Prüf-Lichtstrahlen durch die entsprechende Reflexion, ausschließlich am Boden der leeren Wanne, diese ihre Polarisierung gemäß dem ersten Polarisationswinkel beibehalten haben. Dies führt weiter dazu, dass diese mit der gleichbleibenden Polarisierung versehenen Reflexions-Lichtstrahlen den Reflexions-Polarisierungsfilter nicht oder nur in sehr geringer Weise durchdringen können, da der zweite Polarisationswinkel mit einer anderen Ausbildung als der erste Polarisationswinkel dies verhindert. Hier ist gut zu erkennen, dass also bei einer leeren Wanne das Prüflicht in einer Weise als Reflexions-Licht wieder zur Erfassungsvorrichtung reflektiert wird, dass es von dieser nicht oder nur in sehr geringer Weise erfasst werden kann, da es an einem Eindringen in die Erfassungsvorrichtung durch den Reflexions-Polarisierungsfilter gehindert wird. In diesem Fall erscheint also das von der Erfassungsvorrichtung wahrgenommene Bild dunkel oder vollständig geschwärzt, sodass von einer leeren Wanne ausgegangen werden kann.As soon as the appropriately polarized test light reaches the tub, two different situations must be distinguished. If the tub is an empty tub, all of the test light only hits the empty bottom section of the tub in the test section. This leads to a defined and exact reflection taking place on this bottom section, which in particular does not change the polarization of the test light or only changes it to a very small extent. The reflection creates reflected light rays which leave the test area again and can be picked up by a detection device of the detection device. However, in order to reach the detection device, the reflected light rays must still overcome the reflection polarization filter. The reflection polarization filter has a second polarization angle which differs from the first polarization angle of the test polarization filter. This means that when the test light rays are exactly polarized by the corresponding reflection, exclusively on the bottom of the empty tub, they have retained their polarization according to the first polarization angle. This also means that these reflection light rays with the constant polarization cannot penetrate the reflection polarization filter or can only do so to a very limited extent, since the second polarization angle, which has a different configuration than the first polarization angle, prevents this. It is easy to see here that, in the case of an empty tub, the test light is reflected back to the detection device as reflection light in such a way that it cannot be detected by the device or can only be detected to a very limited extent, since it is prevented from penetrating the detection device by the reflection polarization filter. In this case, the image perceived by the detection device appears dark or completely blackened, so that it can be assumed that the tub is empty.
Wird im Gegensatz zu der voranstehenden Erläuterung in der Wanne ein Objekt transportiert, so erreichen Prüf-Lichtstrahlen dieses Objekt in gleicher Weise, sobald es sich im Prüfbereich befindet. An diesem Objekt werden die Prüf-Lichtstrahlen nun in anderer Weise reflektiert, als dies an dem Boden der Wanne der Fall ist. Insbesondere erfolgt bei dieser, vorzugsweise diffusen, Reflexion eine Änderung der Polarisierung der eintreffenden Prüf-Lichtstrahlen, sodass entsprechend die entstehenden Reflexions-Lichtstrahlen eine andere Polarisierung, als die Prüf-Lichtstrahlen aufweisen. Dadurch, dass solche, vom Objekt reflektierten Reflexions-Lichtstrahlen, nun eine im Vergleich zu den Prüf-Lichtstrahlen geänderte Polarisierung aufweisen, können diese, zumindest teilweise, durch den Reflexions-Polarisierungsfilter hindurchtreten und damit von der Erfassungsvorrichtung wahrgenommen werden. Das von der Erfassungsvorrichtung wahrgenommene Bild zeigt also ausschließlich solche Reflexions-Lichtstrahlen, welche durch Reflexion an Objekten eine Polarisierungsänderung erfahren haben. Dies führt dazu, dass das von der Erfassungsvorrichtung aufgenommene Bild, ausschließlich in den Bereichen Linien und Konturen zeigt, welche durch die geänderte Polarisation zu einem Objekt, insbesondere einer Objektkante oder einer Objektkontur, gehören. Damit werden Konturen der Objekte erkannt, sodass ausschließlich bei solchen Objekten Reflexions-Lichtstrahlen den Reflexions-Polarisierungsfilter durchdringen und von der Erfassungsvorrichtung wahrgenommen werden können.If, in contrast to the above explanation, an object is transported in the tank, the test light beams reach this object in the same way as soon as it is in the test area. The test light beams are now reflected on this object in a different way than is the case at the bottom of the tank. In particular, this preferably diffuse reflection causes a change in the polarization of the incoming test light beams. len, so that the resulting reflected light rays have a different polarization than the test light rays. Because such reflected light rays reflected from the object now have a different polarization compared to the test light rays, they can, at least partially, pass through the reflected polarization filter and thus be perceived by the detection device. The image perceived by the detection device therefore only shows those reflected light rays which have experienced a change in polarization due to reflection from objects. This means that the image recorded by the detection device only shows lines and contours in those areas which, due to the changed polarization, belong to an object, in particular an object edge or an object contour. This allows the contours of the objects to be recognized, so that only in the case of such objects can reflected light rays penetrate the reflected polarization filter and be perceived by the detection device.
Auf Basis der voranstehenden Erläuterung der leeren und der mit einem Objekt versehenen Wanne, ist gut zu erkennen, wie abschließend die Bestimmungsvorrichtung nun diese beiden unterschiedlichen Erfassungssituationen in sehr einfacher und vor allem rechenarmer Weise zum Bestimmen eines Fehlens jeglicher Objekte im Prüfbereich verwenden kann. Es ist also davon auszugehen, dass ausschließlich dann, wenn Reflexions-Lichtstrahlen in der Lage waren, den Reflexions-Polarisierungsfilter zu durchdringen, ein Objekt in der Wanne vorhanden sein kann. Im Gegensatz dazu, ist ein vollständig dunkles Bild von der Bestimmungsvorrichtung so zu interpretieren, dass kein Objekt im Prüfbereich erkannt worden ist, da keine diffuse Reflexion mit anderen Reflexionswinkeln innerhalb des Prüfbereichs zu einer Änderung der Polarisierung der Prüf-Lichtstrahlen geführt hat. Auf die tatsächliche Form oder Art der Objekte und der entsprechenden Form der Konturen kommt es bei dieser Auswertung nicht an, so dass mit hoher Sicherheit und mit wehr wenig rechenaufwand das Fehlen von Objekten erkannt werden kann.Based on the above explanation of the empty tray and the tray containing an object, it is easy to see how the determination device can now use these two different detection situations in a very simple and, above all, computationally inexpensive way to determine the absence of any objects in the test area. It can therefore be assumed that an object can only be present in the tray if reflected light rays were able to penetrate the reflection polarization filter. In contrast, a completely dark image is to be interpreted by the determination device as meaning that no object was detected in the test area, since no diffuse reflection with other reflection angles within the test area led to a change in the polarization of the test light rays. The actual shape or type of objects and the corresponding shape of the contours are not important in this evaluation, so that the absence of objects can be detected with a high degree of certainty and with very little computational effort.
Aufgrund der voranstehenden Erläuterung wird ersichtlich, dass in sehr kostengünstiger und einfacher Weise nun nicht mehr eine Bildauswertung zur Suche nach Objekten stattfinden muss, sondern vielmehr das Bestimmungsergebnis direkt das Fehlen von Objekten, bei einem schwarzen oder im Wesentlichen schwarzen Abbild, durch die Erkennungsvorrichtung ausgegeben werden kann. Aufwendige und rechenintensive Bildauswertungen sind hier insbesondere nicht mehr notwendig. Neben der Reduktion der Rechenkosten und der damit einhergehenden Rechenzeit führt dies besonders zu dem Vorteil einer starken Kostenreduktion. Die Verwendung von Prüf-Lichtquellen und entsprechend einfach ausgestaltbaren Erfassungsvorrichtungen führt dazu, dass auch die konstruktive Hardware, welche die Daten für die Bestimmungsvorrichtung liefert, klein und kostengünstig, insbesondere aber auch sehr robust, ausgebildet sein kann. Darüber hinaus wird durch die reine Konturerkennung und die Polarisationskorrelation zwischen Prüf-Lichtquelle und Erfassungsvorrichtung eine hohe Toleranz für unterschiedlichste Objektarten und/oder Objektlagen möglich. Mit anderen Worten wird mit sehr großer Robustheit und hoher Sicherheit jedes Objekt innerhalb der Wanne unspezifisch erkannt und im Umkehrschluss auch das Fehlen jeglicher, auch sehr kleiner unspezifischer Objekte, ebenfalls erkennbar.Based on the above explanation, it is clear that it is now no longer necessary to carry out image analysis to search for objects in a very cost-effective and simple manner, but rather the result of the determination - the absence of objects in the case of a black or essentially black image - can be output directly by the detection device. Complex and computationally intensive image evaluations are no longer necessary here. In addition to reducing the computing costs and the associated computing time, this leads to the particular advantage of a significant reduction in costs. The use of test light sources and correspondingly easily designed detection devices means that the structural hardware that supplies the data for the determination device can also be small and inexpensive, but also very robust. In addition, the pure contour detection and the polarization correlation between the test light source and the detection device enable a high tolerance for a wide variety of object types and/or object positions. In other words, every object within the tank is non-specifically detected with great robustness and a high degree of reliability, and conversely the absence of any, even very small, non-specific objects can also be detected.
Es kann Vorteile mit sich bringen, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung der erste Polarisationswinkel und der zweite Polarisationswinkel zueinander 90° oder im Wesentlichen 90° ausgerichtet sind. Diese im Wesentlichen komplementäre Ausrichtung der beiden unterschiedlichen Polarisationswinkel verstärkt die bereits erläuterte Wirkung weiter. Insbesondere wird sichergestellt, dass eine möglichst vollständige Filterung von nicht diffus reflektierten Prüf-Lichtstrahlen herauskommt, sodass die Unterscheidung zwischen Konturen durch diffus reflektierte Reflexionsstrahlen zu nicht diffus reflektierten Reflexionsstrahlen verstärkt wird. Dies führt zu einer verbesserten Unterscheidung und damit zu einer weiter verbesserten Erkennung fehlender Objekte in der jeweiligen Wanne im Prüfbereich.It can be advantageous if the first polarization angle and the second polarization angle are aligned at 90° or essentially 90° to one another in a detection device according to the invention. This essentially complementary alignment of the two different polarization angles further reinforces the effect already explained. In particular, it ensures that the most complete possible filtering of non-diffusely reflected test light rays is achieved, so that the distinction between contours by diffusely reflected reflection rays and non-diffusely reflected reflection rays is reinforced. This leads to improved differentiation and thus to further improved detection of missing objects in the respective tray in the test area.
Von Vorteil ist es weiter, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung die Prüf-Lichtquelle die Prüf-Lichtstrahlen in einem Prüf-Lichtspektrum im für das menschliche Auge nicht sichtbaren Bereich, insbesondere im Infrarotbereich, erzeugt. Die Wellenlänge liegt hier beispielsweise bei ca. 804nm und ist damit im Spektrum des Umgebungslichtes eher geringer enthalten. Dadurch wird der Einfluss bzw. die Störung durch das Umgebungslicht auf die Erfassungsvorrichtung reduziert bzw. vermieden. Durch eine entsprechen starke Beleuchtung mit dieser Wellenlänge (beispielsweise ca. 804nm) und dem sich ergebenden Abstand zu dem in dem Umgebungslicht gering enthaltenen Lichtanteil dieser Wellenlänge werden Störungen und Einfluss des Umgebungslichtes stark verringert und es kann dadurch eine sichere Leererkennung bis 20.000lux Umgebungslicht erreicht werden. Das verwendete Prüf-Licht liegt beispielsweise mit ca. 804nm noch am Anfang des Infrarotbereiches (noch sichtbarer Anteil) und ist damit sehr kostengünstig durch preiswerte IR-LEDs im Vergleich zu reinen Infrarot LED erhältlich. Dadurch kann die Beleuchtung sehr kostengünstig realisiert werden. Eine Beleuchtung im komplett sichtbaren Wellenlängenbereich wäre sehr hell und störend in der Anwendung im Passagierbereich. Die Verwendung eines Infrarotbereichs führt daher dazu, dass insbesondere eine sehr kostengünstige Prüf-Lichtquelle in Form von IR-LEDs im sichtbaren Wellenlängenbereich eingesetzt werden kann. Darüber hinaus unterscheidet sich damit das Prüf-Lichtspektrum zum größten Teil vom Umgebungslicht vor allem dann, wenn es sich im Inneren eines Gebäudes um reines Kunstlicht handelt. Dies führt darüber hinaus dazu, dass neben der Korrelation der unterschiedlichen Polarisierungen nun auch aus spektraler Sicht das Prüf-Lichtspektrum sich von dem ansonsten vorhandenen Umgebungslicht besser unterscheiden lässt. Das Prüf-Lichtspektrum ist dabei vorzugsweise sehr nahe, aber nicht oder nur zum Teil in dem für das menschliche Auge sichtbaren Bereich angeordnet. Dies führt zu einer weiteren Kostenreduktion, da entsprechend kostengünstige Prüf-Lichtquellen und Erfassungsvorrichtungen einsetzbar sind. Um darüber hinaus die erfindungsgemäße Funktionalität noch weiter zu verstärken, ist das Prüf-Lichtspektrum mit einer sehr geringen Breite ausgestattet, weist also eine schmale Ausgestaltung auf. Eine mögliche Breite für das Prüf-Lichtspektrum liegt beispielsweise bei circa 10 Nanometern. Dies führt zu einer weiteren starken Reduzierung des störenden Einflusses des Umgebungslichts.It is also advantageous if, in a detection device according to the invention, the test light source generates the test light rays in a test light spectrum in the range that is not visible to the human eye, in particular in the infrared range. The wavelength here is, for example, around 804 nm and is therefore contained to a lesser extent in the spectrum of the ambient light. This reduces or avoids the influence or interference from the ambient light on the detection device. By means of a correspondingly strong illumination with this wavelength (for example around 804 nm) and the resulting distance to the light component of this wavelength that is contained in the ambient light, interference and the influence of the ambient light are greatly reduced and reliable empty detection can be achieved up to 20,000 lux ambient light. The test light used, for example, is at the beginning of the infrared range (still visible component) at around 804 nm and is therefore very inexpensive to obtain using inexpensive IR LEDs compared to pure infrared LEDs. This means that the lighting can be implemented very inexpensively. Lighting in the completely visible wavelength range would be very bright and disruptive in the passenger area. The use of an infrared range therefore means that a very cost-effective test light source in the form of IR LEDs in the visible wavelength range can be used. In addition, the test light spectrum is largely different from the ambient light, especially when it is purely artificial light inside a building. This also means that in addition to the correlation of the different polarizations, the test light spectrum can now be better distinguished from the otherwise existing ambient light from a spectral point of view. The test light spectrum is preferably very close to, but not or only partially in, the range visible to the human eye. This leads to a further reduction in costs, since correspondingly cost-effective test light sources and detection devices can be used. In order to further enhance the functionality according to the invention, the test light spectrum is equipped with a very small width, i.e. has a narrow design. A possible width for the test light spectrum is, for example, around 10 nanometers. This leads to a further strong reduction in the disruptive influence of ambient light.
Weitere Vorteile sind erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung die Prüf-Lichtquelle eine Vielzahl von einzelnen Prüf-Leuchtmitteln aufweist, welche insbesondere gleichgerichtete oder im Wesentlichen gleichgerichtete Strahlungsrichtungen aufweisen. Selbstverständlich ist auch ein einziges starkes Prüf-Leuchtmittel denkbar. Das Verwenden von mehreren Prüf-Leuchtmitteln, welche insbesondere gleichgerichtete, vorzugsweise parallele oder im Wesentlichen parallele Strahlungsrichtungen aufweisen, kann jedoch Vorteile mit sich bringen. Eine parallele Ausstrahlung von mehreren Prüf-Leuchtmitteln erlaubt beispielsweise eine besonders gleichmäßige Verteilung der Prüf-Lichtstrahlen über einen großen Prüfbereich. Die Bestrahlung und damit das Aussenden von den Prüf-Leuchtmitteln entlang der Strahlungsrichtungen erfolgt vorzugsweise von oben auf den Prüfbereich herab, wie dies mit Bezug auf die Fördervorrichtung später noch näher erläutert wird. Insbesondere ist hierfür die Prüf-Lichtquelle als Flächenlichtquelle ausgebildet, wie sie weiter oben bereits beschrieben ist.Further advantages can be achieved if, in a detection device according to the invention, the test light source has a large number of individual test lamps, which in particular have rectified or essentially rectified radiation directions. Of course, a single strong test lamp is also conceivable. However, the use of several test lamps, which in particular have rectified, preferably parallel or essentially parallel radiation directions, can bring advantages. For example, parallel radiation from several test lamps allows a particularly uniform distribution of the test light beams over a large test area. The irradiation and thus the emission from the test lamps along the radiation directions preferably takes place from above onto the test area, as will be explained in more detail later with reference to the conveyor device. In particular, the test light source is designed as a surface light source for this purpose, as already described above.
Von Vorteil ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung die Prüf-Lichtquelle die Prüf-Lichtstrahlen mit einer Helligkeit oberhalb der Helligkeit des Umgebungslichts erzeugt. Mit anderen Worten überstrahlen die Prüf-Lichtstrahlen der Prüf-Lichtquelle das Umgebungslicht, um dessen Einfluss bei der Erfassungsvorrichtung noch weiter zu reduzieren. Dies kann automatisch vorgegeben sein, manuell durch das Eingeben von Lichtparametern für das Umgebungslicht erfolgen oder aber mithilfe eines Umgebungslichtsensors auch in kontrollierter Weise durchgeführt werden. Auch kann es Vorteile mit sich bringen, wenn die Wellenlänge des Umgebungslichts bekannt ist und entsprechend nicht nur die Intensität, sondern wie bereits erläutert, auch die Spektrumsbreite sich von diesem definierten Umgebungslicht unterscheiden lässt.It is also advantageous if, in a detection device according to the invention, the test light source generates the test light beams with a brightness above the brightness of the ambient light. In other words, the test light beams of the test light source outshine the ambient light in order to further reduce its influence on the detection device. This can be specified automatically, done manually by entering light parameters for the ambient light, or carried out in a controlled manner using an ambient light sensor. It can also be advantageous if the wavelength of the ambient light is known and accordingly not only the intensity but also, as already explained, the spectrum width can be distinguished from this defined ambient light.
Weitere Vorteile sind erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung im Strahlengang vor der Erfassungsvorrichtung ein Reflexions-Spektralfilter angeordnet ist, mit einem Durchlassspektrum, welches dem Prüf-Lichtspektrum entspricht oder im Wesentlichen entspricht. Ein solcher Reflexions-Spektralfilter führt also dazu, dass Wellenlängenbereiche, welche nicht im Durchlassspektrum und damit auch nicht im Prüf-Lichtspektrum liegen, vom Erreichen der Erfassungsvorrichtung ausgeschlossen sind. Dies verstärkt die Sicherheit in der erfindungsgemäßen Erfassung, da zwar Umgebungslicht mit unterschiedlichen Polarisierungsrichtungen zum Teil den Reflexions-Polarisierungsfilter durchdringen kann, aber durch das zusätzlich dahinter geschaltete Durchlassspektrum den Reflexions-Spektralfilter nicht mehr durchdringen können. Mit anderen Worten wird es so möglich, zum einen diffus polarisiertes Umgebungslicht aufgrund des Spektrums herauszufiltern und zum anderen die Polarisierungsunterschiede für die Erkennungsfunktionalität in der beschriebenen Weise zu verwenden. Andere Lichteinflüsse oder Blendwirkungen durch das Umgebungslicht können auf diese Weise reduziert oder sogar zum größten Teil ausgeschlossen werden.Further advantages can be achieved if, in a detection device according to the invention, a reflection spectral filter is arranged in the beam path in front of the detection device, with a transmission spectrum that corresponds or essentially corresponds to the test light spectrum. Such a reflection spectral filter therefore means that wavelength ranges that are not in the transmission spectrum and therefore also not in the test light spectrum are excluded from reaching the detection device. This increases the security of the detection according to the invention, since ambient light with different polarization directions can partially penetrate the reflection polarization filter, but can no longer penetrate the reflection spectral filter due to the additional transmission spectrum connected behind it. In other words, it is possible to filter out diffusely polarized ambient light based on the spectrum and to use the polarization differences for the detection functionality in the manner described. Other light influences or glare effects caused by the ambient light can be reduced or even largely excluded in this way.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung diese den Prüfbereich für eine temporäre Aufnahme von Wannen der Fördervorrichtung aufweist, insbesondere der Prüfbereich einen Abschnitt der Fördervorrichtung ausbildet. Weist die Fördervorrichtung beispielsweise ein Förderband oder Förderrollen auf, so sind diese auch im Prüfbereich angeordnet und dienen dazu, die Wannen in den Prüfbereich hinein und bei der Erkennung als Leer-Wannen auch aus diesem wieder hinaus zu transportieren. Dies ist insbesondere in den bereits mehrfach erläuterten Handgepäckscanner integriert.It is also advantageous if a detection device according to the invention has a test area for temporarily receiving trays of the conveyor device, in particular if the test area forms a section of the conveyor device. If the conveyor device has a conveyor belt or conveyor rollers, for example, these are also arranged in the test area and serve to transport the trays into the test area and, if they are detected as empty, out of it again. This is particularly integrated in the hand luggage scanner already explained several times.
Weiter von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung zwischen der Prüf-Lichtquelle und der Erfassungsvorrichtung auf der einen Seite und dem Prüfbereich auf der anderen Seite ein Prüfabstand ausgebildet ist. Dieser ist insbesondere als fester Prüfabstand ausgebildet und größer als die üblicherweise vorhandenen Handgepäckstücke in solchen Wannen. Auch ist er vorzugsweise groß genug, um ein Körperteil eines Menschen in die Wanne hineingelangen zu lassen, um insbesondere eine Entnahme eines Objektes aus einer Objekt-Wanne zu ermöglichen.It can also be advantageous if, in a detection device according to the invention, a test distance is formed between the test light source and the detection device on the one side and the test area on the other side. This is in particular a fixed test distance designed and larger than the hand luggage items usually found in such tubs. It is also preferably large enough to allow a body part of a person to enter the tub, in particular to enable an object to be removed from an object tub.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung der Prüfbereich einen Positionssensor für die Erkennung einer mittels der Fördervorrichtung in den Prüfbereich geförderten Wanne aufweist. Dies erlaubt es, das später noch erläuterte Erkennungsverfahren nicht nur im Stillstand der Wanne, sondern auch zumindest teilweise während einer Bewegung der Wanne durchzuführen. Dabei kann ein streifenweises Erkennen und/oder ein vollständiges Erkennen der gesamten Wanne erfolgen. Durch die Anwendung auf bewegte Wannen kann die Erkennungsvorrichtung noch flexibler an Sicherheitsschleusen angeordnet werden, insbesondere beliebig im Verlauf einer Fördervorrichtung und nicht zwingend am Ende der Fördervorrichtung. Auch wird der Durchlauf von kontrollierten Wannen beschleunigt, da kein Zeitverlust durch die Erkennung von stehenden Wannen in Kauf genommen werden muss. Mithilfe des Positionssensors, beispielsweise in Form einer Lichtschranke, eines mechanischen Schalters, eines magnetischen Schalters oder auch einer optischen Erkennung, ist dann insbesondere eine zeitliche Synchronisation des Erkennungsverfahrens mit der Bewegung der Wanne auf der Fördervorrichtung möglich. Im einfachsten Fall startet das Erkennungsverfahren durch ein Positionssignal des Positionssensors, wenn eine Wanne in die gewünschte Position bewegt worden ist.It is also advantageous if, in a detection device according to the invention, the test area has a position sensor for detecting a tub conveyed into the test area by means of the conveyor device. This allows the detection process explained later to be carried out not only when the tub is stationary, but also at least partially while the tub is moving. In this case, strip-by-strip detection and/or complete detection of the entire tub can take place. By using it on moving tubs, the detection device can be arranged even more flexibly at security gates, in particular anywhere along the course of a conveyor device and not necessarily at the end of the conveyor device. The passage of checked tubs is also accelerated, since no time loss has to be accepted due to the detection of stationary tubs. With the help of the position sensor, for example in the form of a light barrier, a mechanical switch, a magnetic switch or even an optical detection, it is then possible in particular to synchronize the detection process with the movement of the tub on the conveyor device. In the simplest case, the detection process starts with a position signal from the position sensor when a tub has been moved to the desired position.
Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung die Prüf-Lichtquelle und die Erfassungsvorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse zur Anordnung oberhalb des Prüfbereichs angeordnet sind. Die Integration in ein gemeinsames Gehäuse führt zu gleichen Abständen und zu gleichen Ausrichtungen zum Prüfbereich, sodass insbesondere in der anschließenden Auswertung noch einfacher und schneller die Auswertung durchgeführt werden kann. Darüber hinaus sind Strahlungsrichtung und Erkennungsrichtung auf diese Weise gleichgeschaltet und die Kompaktheit einer solchen Erkennungsvorrichtung wird weiter verstärkt.Further advantages are achieved if, in a detection device according to the invention, the test light source and the detection device are arranged in a common housing for arrangement above the test area. The integration in a common housing leads to equal distances and equal alignments to the test area, so that the evaluation can be carried out even more easily and quickly, particularly in the subsequent evaluation. In addition, the radiation direction and detection direction are aligned in this way and the compactness of such a detection device is further increased.
Vorteilhaft ist es bei einer solchen Erkennungsvorrichtung gemäß dem voranstehenden Absatz, wenn in dem gemeinsamen Gehäuse die Prüf-Lichtquelle optisch gegen die Erfassungsvorrichtung abgedichtet ist. Hierfür können Reflexionselemente, Absorptionselemente oder Ähnliches eingesetzt werden. Mit anderen Worten wird ein optischer Kurzschluss zwischen der Prüf-Lichtquelle und der Erfassungsvorrichtung sicher vermieden.It is advantageous in such a detection device according to the previous paragraph if the test light source is optically sealed from the detection device in the common housing. Reflection elements, absorption elements or similar can be used for this purpose. In other words, an optical short circuit between the test light source and the detection device is reliably avoided.
Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung die Prüf-Lichtquelle als Infrarotlichtquelle und die Erfassungsvorrichtung als Infrarotkamera ausgebildet ist. Wie bereits an mehreren Stellen erläutert worden ist, bringt die Ausbildung im Infrarotbereich für die Prüf-Lichtquelle und die Erfassungsvorrichtung große Vorteile in der Funktionssicherheit und gleichzeitig hinsichtlich einer Kostenreduktion mit sich. Auch wird es auf diese Weise möglich, sich von sichtbarem Licht, insbesondere dem Umgebungslicht, einfach zu unterscheiden.It can also be advantageous if, in a detection device according to the invention, the test light source is designed as an infrared light source and the detection device is designed as an infrared camera. As has already been explained in several places, the design in the infrared range for the test light source and the detection device brings great advantages in terms of functional reliability and at the same time in terms of cost reduction. This also makes it possible to easily distinguish from visible light, in particular ambient light.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Fördervorrichtung zur Förderung von Wannen zum Transport von Objekten, insbesondere in Form von Handgepäckobjekten, aufweisend wenigstens eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung. Damit bringt eine erfindungsgemäße Fördervorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung erläutert worden sind.The present invention also relates to a conveyor device for conveying trays for transporting objects, in particular in the form of hand luggage objects, having at least one detection device according to the invention. A conveyor device according to the invention thus brings with it the same advantages as have been explained in detail with reference to a detection device according to the invention.
Bei einer erfindungsgemäßen Fördervorrichtung und bei einem Einsatz einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung werden insbesondere spezielle Wannen eingesetzt. Diese können zur Vermeidung von Lichtreflexionen durch natürliches und/oder künstliches Umgebungslicht Oberflächen mit erhöhter Rauheit aufweisen. Auf diese Weise kann an solchen Oberflächen eine diffuse Reflexion anstelle einer punktuellen Reflexion erfolgen, so dass optische Störungen vermieden werden können.In a conveying device according to the invention and when using a detection device according to the invention, special trays are used in particular. These can have surfaces with increased roughness to avoid light reflections caused by natural and/or artificial ambient light. In this way, diffuse reflection can occur on such surfaces instead of point reflection, so that optical disturbances can be avoided.
Darüber hinaus ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Erkennungsverfahren für eine Erkennung von Leer-Wannen bei einer solchen Fördervorrichtung, für Wannen zum Transport von Objekten, aufweisend die folgenden Schritte:
- - Erzeugen von Prüf-Lichtstrahlen mit einem Prüf-Lichtspektrum,
- - Polarisieren der Prüf-Lichtstrahlen mit einem Prüf-Polarisierungsfilter mit einem ersten Polarisationswinkel,
- - Führen der polarisierten Prüf-Lichtstrahlen in einen Prüfbereich,
- - Erfassen von aus dem Prüfbereich reflektierten Reflexions-Lichtstrahlen mittels einer Erfassungsvorrichtung hinter einem Reflexions-Polarisierungsfilter mit einem zweiten Polarisationswinkel, welcher sich von dem ersten Polarisationswinkel unterscheidet,
- - Bestimmen von Objekten im Prüfbereich auf Basis von durch den Reflexions-Polarisierungsfilter gelangten polarisierten Reflexions-Lichtstrahlen.
- - Generating test light beams with a test light spectrum,
- - Polarizing the test light beams with a test polarizing filter with a first polarization angle,
- - guiding the polarized test light beams into a test area,
- - detecting reflected light rays reflected from the test area by means of a detection device behind a reflection polarization filter with a second polarization angle which differs from the first polarization angle,
- - Determination of objects in the test area based on the reflection polarization polarized reflection light rays entering the filter.
Ein erfindungsgemäßes Erkennungsverfahren bringt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung erläutert worden sind. Bei der Bestimmung von Objekten können die erfassten Bilder zum Beispiel punktweise oder zeilenweise abgetastet werden. Dies führt zu der bereits mehrfach erläuterten Konturerkennung oder Umfangserkennung von Objekten, also insbesondere einer rein zweidimensionalen Abbildung des erfassten Bildes. Gleichzeitig ist mit hoher Sicherheit das Erkennen eines Fehlens jeglicher Objekte und damit der Definition einer Leer-Wanne möglich.A detection method according to the invention brings with it the same advantages as have been explained in detail with reference to a detection device according to the invention. When identifying objects, the captured images can be scanned point by point or line by line, for example. This leads to the contour detection or circumference detection of objects already explained several times, i.e. in particular a purely two-dimensional representation of the captured image. At the same time, it is possible to detect with a high degree of certainty that any objects are missing and thus to define an empty tub.
Wie bereits erläutert worden ist, können die Prüf-Lichtstrahlen insbesondere in flächiger Weise als Flächenlicht erzeugt und/oder geführt werden. Dies führt in der bereits beschriebenen Weise zu einer gleichmäßigeren Ausleuchtung und zu einer Reduktion und/oder einem Vermeiden von optischen Störungen wie Reflexionen.As already explained, the test light beams can be generated and/or guided in a planar manner, particularly as surface light. This leads, as already described, to more uniform illumination and to a reduction and/or avoidance of optical disturbances such as reflections.
Weiter ist bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren auch der Einsatz von Spektralfiltern möglich, die ein Durchlassspektrum aufweisen, welches dem Prüf-Lichtspektrum entspricht oder im Wesentlichen entspricht. Auf diese Weise kann störendes Umgebungslicht für die Erfassungsvorrichtung ausgeblendet werden.Furthermore, in a detection method according to the invention, it is also possible to use spectral filters that have a transmission spectrum that corresponds or essentially corresponds to the test light spectrum. In this way, disturbing ambient light for the detection device can be blocked out.
Es kann Vorteile mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren für das Bestimmen von Objekten bekannte, insbesondere konstante, Konturen abgezogen werden. Beispielsweise können Wannen Strukturen aufweisen, welche bei jeder Wanne identisch sind. Auch sind Bedruckungen möglich, die durch ihre Oberflächenstruktur von der Erfassungsvorrichtung durch den Reflexions-Polarisierungsfilter wahrgenommen werden können. Hier wird es möglich, diese konstanten und damit bekannten Konturen in optischer Weise einfach im bildgebenden Verfahren von dem aufgenommenen Bild abzuziehen und damit der weiteren Bestimmung unzugänglich zu machen, sodass in gleicher einfacher, kostengünstiger und schneller Weise die Erkennung von Leer-Wannen durchgeführt werden kann.It can be advantageous if, in a detection method according to the invention, known, in particular constant, contours are subtracted for the determination of objects. For example, tubs can have structures that are identical for each tub. Printing is also possible that can be perceived by the detection device through the reflection polarization filter due to their surface structure. Here it is possible to simply subtract these constant and thus known contours from the recorded image in an optical manner in the imaging process and thus make them inaccessible for further determination, so that the detection of empty tubs can be carried out in the same simple, cost-effective and quick manner.
Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren bei dem Bestimmen von Objekten wenigstens ein Grenzwert, insbesondere hinsichtlich der Größe der Objekte und/oder der Helligkeit der Objekte, berücksichtigt wird. So wird es möglich, Falschsignalisierungen bei sehr kleinen Objekten oder bei Reflexionen, die nicht von Objekten herrühren, mit hoher Sicherheit zu vermeiden.Further advantages are achieved if, in a detection method according to the invention, at least one limit value is taken into account when determining objects, in particular with regard to the size of the objects and/or the brightness of the objects. This makes it possible to avoid false signals for very small objects or for reflections that do not originate from objects with a high degree of certainty.
Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren bei erfolgter Bestimmung wenigstens eines Objekts ein Objektsignal und/oder bei Fehlen jeglichen Objekts ein Fehlsignal erzeugt wird. Dies ist insbesondere unspezifisch für Objekte und kann ein reines Signalausgeben bedeuten. Jedoch können solche Signale auch als Kontrollinformationen für die Fördervorrichtung weitergegeben werden. Damit ist es beispielsweise möglich, dass eine Wanne nur als Leer-Wanne den Prüfbereich wieder verlässt. Auch eine bildhafte Signalausgebe, zum Beispiel korreliert mit einem Farbsignal in rot oder grün, kann eine Unterscheidung zwischen Leer-Wannen und Objekt-Wannen in einfacher und schneller Weise ermöglichen.It is also advantageous if, in a detection method according to the invention, an object signal is generated when at least one object has been identified and/or a false signal is generated when no object is present. This is particularly non-specific for objects and can mean a pure signal output. However, such signals can also be passed on as control information for the conveyor device. This makes it possible, for example, for a tub to only leave the test area as an empty tub. A pictorial signal output, for example correlated with a color signal in red or green, can also enable a distinction to be made between empty tubs and object tubs in a simple and quick manner.
Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einem solchen Erkennungsverfahren für jede Wanne wenigstens eine Bildaufnahme mit der Erkennungsvorrichtung erfolgt. Es wird also insbesondere ein und insbesondere genau ein Erkennungsfoto pro Wanne durchgeführt, sodass einfach und kostengünstig mit wenig Rechenaufwand die Erkennungsschritte erfolgen können. Auch sind Serienfotos beim Einfahren und damit beim Nachzeichnen der Bewegung der Wanne denkbar. Die Taktung für solche Fotos kann beispielsweise im Bereich von 0,5 Sekunden liegen.It is also advantageous if, in such a recognition process, at least one image is taken for each tub using the recognition device. In particular, one and in particular exactly one recognition photo is taken per tub, so that the recognition steps can be carried out simply and inexpensively with little computing effort. It is also possible to take series of photos when moving in and thus tracing the movement of the tub. The timing for such photos can be in the range of 0.5 seconds, for example.
Auch kann es Vorteile mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren ein Schritt einer Bestimmung von Kanten von Objekten und/oder von Wannen erfolgt. Auf diese Weise lassen sich Objekte anhand ihrer Kontur erkennen und sogar definieren. Die Erkennung von Kanten der Wanne kann einer definierten Ausrichtungsinformation zugrunde gelegt werden. Insbesondere dann, wenn die Wannen nicht in einer definierten Führung in die Erkennungsvorrichtung gefördert werden, kann eine solche Erkennung der Ausrichtung über Kantenerkennung eine qualitative Verbesserung des Erkennungsverfahrens mit sich bringen. Für Erkennung der Wannenkanten ist beispielsweise eine Bildauswertung denkbar, welche in einem ersten Schritt von einem Startpunkt innerhalb der Wannengrenzen nach Außen nach einer Kante in Form entsprechender optischer Informationen sucht. Dies erfolgt insbesondere in zwei, beispielsweise beliebige, Richtungen, so dass zwei voneinander beabstandete Punkte der Wannenkante erkannte werden können. Diese Kantenpunkte der Wannenkante können nun ein Ausgangspunkt sein, um der Wannenkante beim Auswerteverfahren zu folgen, so dass ein Nachzeichnen der Wannenkante die Folge ist. Diese Auswertung erfolgt insbesondere unter der Verwendung von Vektoren, die an den jeweiligen Punkten als Startpunkte angesetzt werden und für den Auswertealgorithmus als Richtung und Länge definiert werden. Auf diese Weise muss nicht mehr das komplette aufgenommene Bild nach Kanten abgesucht werden. Vielmehr werden gezielt Kantenpunkte gesucht, von welchen die Kanten direkt erfasst werden können. Der Rechenaufwand für diese Art der Auswertung sinkt deutlich im Vergleich zu normaler Bildauswertung der gesamten Bildfläche. Ähnliche Verfahren, insbesondere vektorbasiert sind auch für die Kantenerkennung von anderen Objekten in der Wanne oder separat von dieser denkbar. Die beschriebenen Startvektoren können dabei eine vordefinierte Länge und/oder Richtung aufweisen. Auch ist die vordefinierte Vorgabe eines Startpunktes denkbar, um das Verfahren noch weiter zu vereinfachen.It can also be advantageous if a detection method according to the invention includes a step of determining edges of objects and/or tubs. In this way, objects can be detected and even defined based on their contour. The detection of tub edges can be based on defined alignment information. In particular, if the tubs are not conveyed into the detection device in a defined guide, such detection of the alignment via edge detection can bring about a qualitative improvement in the detection method. For detection of tub edges, for example, an image analysis is conceivable which, in a first step, looks from a starting point within the tub boundaries outwards for an edge in the form of corresponding optical information. This is done in particular in two, for example arbitrary, directions, so that two spaced-apart points on the tub edge can be detected. These edge points on the tub edge can now be a starting point for following the tub edge during the evaluation method, so that the tub edge is traced as a result. This evaluation is carried out using vectors that are set as starting points at the respective points and are defined as direction and length for the evaluation algorithm. In this way, the entire recorded image no longer has to be sorted for edges. searched. Instead, edge points are specifically searched for, from which the edges can be directly detected. The computing effort for this type of evaluation is significantly reduced compared to normal image evaluation of the entire image area. Similar methods, particularly vector-based ones, are also conceivable for edge detection of other objects in the tub or separately from it. The start vectors described can have a predefined length and/or direction. The predefined specification of a start point is also conceivable in order to simplify the process even further.
Auch von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren die Schritte des Erzeugens, des Polarisierens, des Führens, des Erfassens und des Bestimmens, wenigstens teilweise an einer mit der Fördervorrichtung durch den Prüfbereich bewegten Wanne durchgeführt werden. So kann beispielsweise mit einem bereits erläuterten Positionssensor ein Eintritt einer Wanne in den Prüfbereich erkannt werden. Dies kann die Durchführung des Erkennungsverfahrens starten, so dass die Erkennung insbesondere solange durchgeführt wird, bis der identische oder ein anderer Positionssensor eine Positionssignal ausgibt, welches die Bewegung der Wanne aus dem Prüfbereich hinaus anzeigt. Damit kann das Erkennungsverfahren mit der Bewegung der Wannen durch eine Fördervorrichtung synchronisiert werden.It is also advantageous if, in a detection method according to the invention, the steps of generating, polarizing, guiding, detecting and determining are carried out at least partially on a tub that is moved through the test area with the conveyor device. For example, an entry of a tub into the test area can be detected using a position sensor as already explained. This can start the implementation of the detection method, so that detection is carried out in particular until the identical or another position sensor outputs a position signal that indicates the movement of the tub out of the test area. The detection method can thus be synchronized with the movement of the tubs through a conveyor device.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
-
1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung, -
2 eine Darstellung einer Leer-Wanne, -
3 eine Darstellung einer Objekt-Wanne, -
4 ein Vergleich unterschiedlicher Spektren, -
5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung.
-
1 an embodiment of a detection device according to the invention, -
2 a representation of an empty tub, -
3 a representation of an object tub, -
4 a comparison of different spectra, -
5 a further embodiment of a detection device according to the invention.
In
Für die Durchführung der Erkennung ist nun in der Erkennungsvorrichtung 10 eine Lichtquelle 20 mit einem Prüf-Leuchtmittel 26 vorgesehen. Diese erlaubt es, Prüf-Lichtstrahlen PL,
Anhand der
In
Die
Die voranstehende Erläuterung beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The above explanation describes the present invention exclusively within the framework of examples. Of course, individual features of the embodiments can be freely combined with one another, provided they are technically expedient, without departing from the scope of the present invention.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- ErkennungsvorrichtungDetection device
- 2020
- Prüf-LichtquelleTest light source
- 2222
- Prüf-PolarisierungsfilterTest polarization filter
- 2424
- FührungsvorrichtungGuide device
- 2626
- Prüf-LeuchtmittelTest lamps
- 3030
- ErfassungsvorrichtungDetection device
- 3232
- Reflexions-PolarisierungsfilterReflection polarizing filter
- 3636
- Reflexions-SpektralfilterReflection spectral filter
- 4040
- BestimmungsvorrichtungDetermination device
- 5050
- Gehäuse Housing
- 100100
- Fördervorrichtung Conveyor device
- PLPL
- Prüf-LichtstrahlenTest light beams
- PSPS
- Prüf-LichtspektrumTest light spectrum
- USUS
- Umgebungs-LichtspektrumAmbient light spectrum
- PW1PW1
- erster Polarisationswinkelfirst polarization angle
- PW2PW2
- zweiter Polarisationswinkelsecond polarization angle
- PBPB
- PrüfbereichTest area
- PAP.A.
- PrüfabstandTest distance
- RLRL
- Reflexions-LichtstrahlenReflected light rays
- SRSR
- Strahlungsrichtung Radiation direction
- WW
- WanneTub
- OO
- Objektobject
- LWLW
- Leer-WanneEmpty tub
- OWOW
- Objekt-WanneObject tub
- OSOS
- ObjektsignalObject signal
- FSFS
- FehlsignalFalse signal
Claims (18)
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