DE19509631A1 - Verfahren und Einrichtung zum Erkennen und Sortieren von Getränkebehältern, insbesondere Flaschen und Flaschenkästen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtungen zum Erkennen und Sortieren von Flaschen und Flaschenbehältern.

Hierbei beinhalten die Ansprüche 1 bis 14 Verfahren und Einrichtungen zum Er­ kennen und Sortieren von Flaschen in einem üblichen Flaschenbehälter in Form von Kunststoffkästen, die Ansprüche 15 bis 18 beinhalten Verfahren und Einrich­ tungen zum Erkennen und Sortieren von freistehenden Einzelflaschen.

In vielen Bereichen der Getränkeindustrie und des Getränkehandels ist eine Sortierung von Flaschenkästen nach ihrem Inhalt erforderlich. Die Kriterien sind dabei die Anzahl und der Typ der Flaschen im Kasten.

Hierbei ist entweder die Höhe der Flasche oder deren Mündungsdurchmesser oder beides in der Regel ausreichend.

Zur deren Erfassung werden derzeit meistens Ultraschallsensoren verwendet, die über dem Kasten angebracht sind. Diese Sensoren erfassen die Höhe der Mün­ dungen. Da die Erfassungskeule der Sensoren örtlich beschränkt ist, muß entwe­ der für jede Fachreihe des Kastens ein Sensor vorgesehen werden, oder die Sensoren müssen relativ zum Kasten bewegt werden.

Die Auflösung der Ultraschall-Scans ist in jedem Falle zu schlecht, um eine exak­ te Vermessung der Mündungsdurchmesser zu gewährleisten.

Für die Verwendung in Leergutrücknahmeautomaten müssen zudem die Ultra­ schallsensoren die gesamte Kastenfläche in einer gerasterten Bewegung ab­ scannen, da Position der Flaschen im Kasten bei der vorkommenden Kastenviel­ falt nicht bereits vor dem Scan grob vorbestimmt werden kann. Damit ist die Ge­ schwindigkeit der Abtastung von vornherein sehr begrenzt. Schließlich ist die Bewegung der Sensoren eine Verschleißquelle, welche auf die Lebensdauer ei­ nen negativen Einfluß hat.

Des weiteren ist ein Triangulations-Verfahren bekannt, wonach eine Kamera von oben schräg auf den Kasten gerichtet ist und der Kasten von oben beleuchtet wird. Sofern die Kasten-Fach-Einteilung bekannt ist, kann hieraus die Sollposition der Flaschenmündungen abgeleitet werden. Da die Kamera-Achse mit der Ka­ stengrundebene einen Winkel bildet, bilden sich die Mündungen in Abhängigkeit von ihrer Höhe im Kamera-Bild jeweils an einem anderen Ort ab. Ist im Suchbe­ reich eine Mündung vorhanden, so kann von einer korrekten Flaschenhöhe aus­ gegangen werden. Das Verfahren wird noch verbessert, wenn eine zweite Kame­ ra z. B. von oben die Positionen der Flaschen im Kasten registriert. Dann kann auch ein evtl. auftretender seitlicher Versatz der Flasche keine Fehlerkennung hervorrufen. Zur Auswertung ist ein Verfahren bekannt, das mit geraden Meßlini­ en operiert und entlang der Meßlinien Übergänge zwischen den ringförmigen Re­ flektionen der Mündungen und des Hintergrundes bestimmt.

Der Nachteil dieses Verfahrens liegt in seiner Abhängigkeit vom Kontrast im Suchbereich. Da die Mündungen hell abgebildet werden, können helle Etiketten im Hintergrund (z. B. auf der Flasche im jeweils nächsten Fach) die Erkennung beeinträchtigen. Probleme entstehen auch, wenn z. B. ein dunkler Verschluß aufsitzt, der zum Flaschenhals nur einen schwachen Kontrast aufweist. In der Regel bilden sich die Mündungen infolge geringfügiger geometrische Tole­ ranzen oder Verschmutzungen auch nicht als kompletter, geschlossener Ring ab, so daß die Meßlinien oft keine Übergänge finden.

Das Verfahren und die Einrichtung gemäß Ansprüchen 1 bis 4 führen dagegen auch bei geringem Kontrast und bei nicht vollständig oder ungleichmäßig abge­ bildeten Mündungen - wie sie im Leergutbereich infolge von Verschmutzungen häufig vorliegen - eine zuverlässige Erkennung der Mündungen.

Fig. 1 zeigt die prinzipielle Anordnung, bestehend aus dem Flaschenkasten (1) auf einer Transporteinrichtung (2), der Beleuchtung (3), einer Kamera (4) für die für die schräge Draufsicht sowie ein angeschlossenes Bildverarbeitungssystem (6) mit Monitor (8). Die Kamera für die Draufsicht blickt hier über einen halb­ durchlässigen Spiegel (9) auf den Kasten. Eine solche Anordnung hat gegenüber einem direkten Durchblick der Kamera durch eine Öffnung in der Beleuchtung den Vorteil, aus größerer Entfernung, also mit quasi-parallelem Strahlengang den Kasten aufzunehmen. Dadurch werden alle Mündungen einer Flaschensorte auch annähernd gleich groß und ohne relevante perspektivische Verzerrungen abge­ bildet. Eine großflächige Beleuchtung, die nahe an der Kastenoberfläche ange­ bracht ist und die den Kasten überdeckt führt bei Sicht orthogonal von oben zu einer Abbildung gemäß Fig. 2. Die Außenfläche der Flasche (10) kann dabei je nach Flaschenfarbe unterschiedliche Helligkeitswerte einnehmen, erscheint je­ doch im Halsbereich dunkel. Die Flaschenmündung zeigt jedoch zwischen dem dunklen Innenrand (11) und dem dunklen Außenrand (12) stets einen hellen Kreisring (13), der Unterbrechungen aufweisen kann. In gleicher Weise wird ein Verschluß - auch wenn er einen dunklen Helligkeitswert aufweist, gegenüber dem dunklen Halsbereich in der Regel etwas heller erscheinen.

Zunächst soll die Aufgabenstellung erörtert werden, in einem Flaschenkasten die Anwesenheit einer bestimmten Flaschentype mit einem einheitlichen Mündungs­ durchmesser in jedem Flaschenfach zu detektieren, und Fächer, die nicht oder mit Flaschen anderer Sorten belegt sind zu registrieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht in einer Variante davon aus, daß ein be­ stimmter Kastentyp mit seiner Facheinteilung einmal dem System geteacht wurde, so daß die Mittelpunkte der Fächer und damit die vermutete Flaschenposition be­ kannt ist.

Für das interaktive Teachen der Fachpositionen wird das Bild in den Bildspeicher aufgenommen und am Monitor angezeigt. Mittels in den Monitor eingeblendeter Fadenkreuze, die z. B. mit Cursortasten im Bildfeld verschoben und verankert wer­ den können, kann der Bediener dem System die Position der Mittelpunkte der Fä­ cher mitteilen. Auch für die im weiteren beschriebenen Teach-Vorgänge sind menügeführte Software-Verfahren allgemein bekannt, so daß auf eine detaillierte Darstellung verzichtet werden kann.

Gemäß Fig. 2 wird sodann ein Abtastkreis (14) definiert, der in seinem Durch­ messer identisch ist mit dem mittleren Durchmesser des hellen Kreisrings, der in­ folge der Reflexionen der Beleuchtung an der Mündung im Bild erscheint. Des weiteren wird ein Suchbereich definiert, innerhalb dessen nach der Mündung ge­ sucht werden soll. Dieser Suchbereich wird vorteilhafterweise so groß um den Mittelpunkt jeden Faches gebildet, daß die Mündung auch bei einer seitlich im Fach etwas versetzten Flasche gefunden wird.

Die eigentliche Erkennung erfolgt dann folgendermaßen:
Der Kasten wird z. B. im Durchlauf unter der Erkennungseinrichtung von einer Lichtschranke erfaßt und die Bildaufnahme ausgelöst. Danach werden ausge­ hend von den gelernten Fachmittelpunkten im Bildspeicherbild die Abtastkreise ausgeführt und ausgewertet.

Für jedes Fach wird dann eine Flasche des erwarteten Typs als vorhanden ange­ nommen, wenn mindestens bei einem abgetasteten Kreis das Schwellwertkriteri­ um erfüllt ist.

Ein Beispiel für ein mögliches Schwellwertkriterium ist z. B. das Erreichen eines bestimmten minimalen Summenwertes, das sich aus der Addition der Grauwerte aller Bildpunkte eines Abtastkreises ergibt. Ein anderes Beispiel ist das Errei­ chen eines bestimmten minimalen Summenwertes, das sich aus der Addition aller Bildpunkte eines Abtastkreises ergibt, die einen bestimmten Grauwert über­ schreiten.

Eine besonders vorteilhafte Fortbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 2 ist durch Vergleich der Ergebnisse des jeweiligen Abtastkreises mit einem weiteren - vorteilhafterweise konzentrischen Abtastkreis gegeben.

Die Abtastung mit einem einzigen Abtastkreis kann dazu führen, daß im Suchbe­ reich z. B. bei starken Reflektionen vom Fachboden das Schwellwertkriterium er­ füllt wird, wenn die Summe der Grauwerte auf dem Abtastkreis den voreingestell­ ten Schwellwert überschreitet. Das gleiche kann vorkommen, wenn ein helles Eti­ kettes unmittelbar am Flaschenhals innerhalb des Suchbereichs zu liegen kommt. Dann kann das Schwellwertkriterium erfüllt sein, obwohl z. B. die Flasche einen anderen Mündungsdurchmesser aufweist und deshalb als "Schlechtflasche" zu kategorisieren wäre.

Gem. Anspruch 2 kann zur Vermeidung dieses Effektes ein weiterer, konzentri­ scher Kreis hinzugezogen werden, dessen Durchmesser kleiner oder größer als der Ursprungskreis sein kann, so daß er z. B. auf die dunklen Innen- oder Außen­ kanten der Mündung oder den dunklen Halsbereich zu liegen kommt. Zur Aus­ wertung wird dann z. B. das Verhältnis der Summe der Grauwerte jeweils aller Pi­ xel der beiden Abtastkreise herangezogen. Wird der zweite - konzentrische - Kreis größer eingestellt, so daß er z. B. auf den dunklen Halsbereich der Flasche zu liegen kommt, so ergibt sich die maximale Verhältniszahl für die Kreispaarung, die zentrisch zur Flaschenmündung zu liegen kommt, da sich einerseits eine ma­ ximale Grauwertsumme für den Innenkreis - durch die kreisförmigen Reflexionen der Mündung - und andererseits eine minimale Grauwertsumme für den Innen­ kreis - durch den dunklen Flaschenhals - ergibt.

Treffen die beiden Kreise dagegen auf eine z. B. sternförmige Fachbodenstruktur oder ein helles Halsetikett, so werden in aller Regel die Differenzen der Grau­ wertsummen das Schwellwertkriterium nicht erreichen.

Durch Verwendung eines weiteren konzentrischen Abtastkreises im Inneren der Mündung und dessen Vergleich mit den anderen Kreisen ist ein weiteres Schwellwertkriterium erzielbar, das die Erkennung noch sicherer macht.

Die Erkennung kann leicht auf die Detektion von weiteren Flaschentypen mit an­ deren Mündungsdurchmessern erweitert werden, wenn zusätzlich zu den Ab­ tastkreisen, die auf einen Flaschentyp optimiert sind, sukzessive weitere Ab­ tastkreise verarbeitet werden, die auf die weiteren Flaschentypen optimiert sind. Grundsätzlich können auch weitere Kastentypen im Mix verarbeitet werden, so­ bald auch zusätzliche Suchbereiche gemäß den verschiedenen Fachaufteilungen definiert werden.

Prinzipiell ist eine Höhenerfassung der Flaschen bei einheitlichen Flaschentypen im Kasten dadurch möglich, daß in Erweiterung der Ansprüche 1 und 2 nicht nur ein, sondern mehrere Ursprungskreise verschiedenen Durchmessers gebildet wer­ den. Bei einheitlichen Flaschentypen im Kasten wird in Abhängigkeit von der Fla­ schenhöhe dann derjenige Kreis das Schwellwertkriterium erfüllen, dessen Größe der höhenabhängigen Abbildungsgröße der Mündung entspricht, so daß aus dem Durchmesser des "Treffer"-Kreises die Flaschenhöhe abgeleitet werden kann. Dieses Verfahren leidet darunter, daß die Kamera recht nahe am Kasten instal­ liert werden muß, um aus Größenänderungen Höhenänderungen mit einer gewis­ sen Auflösung ableiten zu können.

Damit verbunden ist eine perspektivische Verzerrung, die je nach Position der Flaschen im Kasten unterschiedliche Mündungsformen im Bild ergeben, so daß sich die Erkennung sehr aufwendig und unsicher gestaltet.

In Anspruch 3 ist dagegen ein praktikables Verfahren zur Höhenauswertung ge­ geben.

Gemäß Fig. 2 wird eine Kamera (1) so installiert, daß sie von schräg oben auf den Kasten gerichtet ist. Die flächige Beleuchtung (2) wird soweit auf der der Ka­ mera gegenüberliegenden Seite des Kastens ausgedehnt, daß jede Flaschen­ mündung im Kasten Licht aus der direkten Reflexion eines bestimmten Beleuch­ tungsteils in die Kamera einstrahlt. Wird der Kamera-Abstand genügend groß gewählt, so kann die optische Verzerrung durch die Zentralperspektive vernach­ lässigt werden, und jede Mündung bildet sich als Ellipse von annähernd gleicher Form und Größe ab.

Werden die oben erwähnten Abtastkreise als Abtastellipsen ausgeführt, deren Form und Größe der perspektivischen Form und Größe der Flaschenmündungen entsprechen, so kann eine sichere Erkennung der Mündungsposition im Bild er­ zielt werden. Eine absolute Höhenerkennung ist daraus dann ableitbar, wenn der Winkel der Kamera zur Szene und die Absolutposition der Flasche relativ zur Kamera bekannt ist. Während die Position des Kastens im Aufnahmezeitpunkt durch mechanische Positionierung, z. B. Führung des Kastens an einer Schiene, in Kombination mit einer Triggerlichtschranke oder durch bildverarbeitungsge­ stützte Erkennung des Kastenrandes recht einfach erfaßt werden kann, kann die Position der Flasche im Fach in der Regel variieren, so daß die Höhenerkennung unter Ungenauigkeiten leidet.

Eine Weiterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der diese Positionsvari­ anz vernachlässigbar wird, besteht in der binokulare Triangulation mit zwei Kame­ ras, wobei die erkannten Mündungspositionen aus beiden Kamerabildern so mit­ einander verrechnet werden können, daß eine Unabhängigkeit von der Absolut­ position der Flaschen gewonnen wird.

Die trigonometrischen Gleichungen hierzu sind trivial und brauchen nicht weiter ausgeführt zu werden.

Die Probleme des mangelnden Kontrastes gegenüber dem Hintergrund, wie sie sich bei den erwähnten Verfahren zur Flaschenerkennung im Kasten ergeben, werden gemäß den erfindungsgemäßen Ansprüchen 5 bis 14 durch eine spezielle Ausprägung der Linientriangulation mit Kamera-Technik beseitigt. Vorteilhafter­ weise ist keine zweite Kamera erforderlich, um die Position der Flaschen im Ka­ sten zu bestimmen, da das anwendungsgemäße Verfahren eine Absolutbestim­ mung der Flaschenhöhe beinhaltet.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem in der Literatur weithin bekann­ ten und beschriebenen optischen Triangulationsverfahren. Bekannt ist auch die Methode, eine Lichtlinie auf die zu vermessende Szene zu projizieren, deren Position dann einer Kamera mit angeschlossenen Bildverarbeitungssystem aus­ gewertet wird und in eine Höhenkarte der Szene umgerechnet wird.

Hierbei wird jedoch allgemein von jeweils einer einzelnen Punktlichtquelle, insbe­ sondere Laserlichtquelle ausgegangen, deren punktförmiger Lichtaustritt mittels einer Linienoptik zu einer Lichtlinie aufgeweitet wird.

Versuche mit derartigen Lichtquellen haben ergeben, daß die von Flaschenmün­ dungen in die Kamera gelangenden Lichtstrahlen nur dann auswertbar sind, wenn die Flasche im direkten Glanzwinkel zwischen Lichtquelle und Kamera steht. So wird bei einer Anordnung mit einer punktförmigen Lichtquelle, deren Licht zu einer Linie aufgeweitet ist, und deren Mittelachse auf die mittlere Fla­ schenreihe im Kasten gerichtet ist, nur von den mittleren Flaschen im Kasten eine signifikante Lichtinformation in die Kamera projiziert, und das sogar nur jeweils vom mittleren Bereich der Mündung.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht dagegen davon aus, daß gem. Fig. 3 eine linienförmige Lichtquelle (15) so über dem Kasten (16) angebracht ist, daß die gegenüber angebrachte Kamera (17) aus jedem Raumwinkel, in dem sich eine Flaschenmündung (18) befindet, Licht von dem Mündungsteil, der von der Licht­ linie erfaßt wird, in direkter Reflektion seitens der Lichtquelle emfängt. Wird der Kasten unter der Kamera-Beleuchtungs-Anordnung hindurchbewegt, so erhält die Kamera sukzessive von jedem Teil der Mündungsoberfläche eine Lichtreflexion aus der Beleuchtung. In Fig. 3 ist beispielhaft der Strahlverlauf für eine Mündung dargestellt (19).

Gem. Anspruch 6 kann die Lichtquelle aus einer an sich bekannten Linienbe­ leuchtung in Form einer Leuchtstoffröhre oder einer Glühfadenbeleuchtung aus­ geführt sein, die mit einer Linienoptik zusätzlich linienförmig geformt wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung besteht gem. Anspruch 7 in einer Anordnung von LEDs, von denen z. B. 100 Stück zeilenartig in einer Halterung so befestigt sind, daß ihre Mittelachsen aus der Sicht von oben gesehen in die Kamera gerich­ tet sind.

Vorteilhafterweise werden hierbei LEDs mit einem kleinen Öffnungswinkel der Stahlkeule - z. B. 5 Grad - eingesetzt.

Eine erfindungsgemäße Einrichtung zeigt Fig. 4. Die LEDs sind in einem Aufnah­ mebalken (19) so eingebracht, daß die Strahlrichtung der äußeren LEDs (20) et­ was nach innen strahlen, während die mittleren LEDs (21) orthogonal strahlen. Auch hierbei ist die Bedingung gegeben, daß die Kamera (22) aus jedem mögli­ chen Raumwinkel der Lichtlinie Licht von einer LED über jede in der Lichtlinie be­ findliche Flaschenmündung erreicht. In Fig. 4 ist ein Strahlengang (23) von der äußeren LED über eine Mündung in die Kamera dargestellt.

Eine vorteilhafte Strahlformungseinrichtung besteht aus einer Halbzylinderlinse (24), die den Strahlkegel jeder Einzel-LED kolliminiert, und einer Schlitzblende (25), die z. B. nahe an der Kastenoberfläche installiert wird. Damit ist eine Lichtli­ nienbreite von z. B. ca. 5 mm zu erzielen, die für das erfindungsgemäße Verfahren in der Regel ausreicht.

Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtung gem. Anspruch 8 bilden mehrere Laser mit Linienoptik eine zeilenartige Beleuchtung.

Eine weitere Ausführung der Beleuchtung ist in Anspruch 9 dargelegt. Hierbei wird (Fig. 4) eine punktförmige Lichtquelle (26) - vorzugsweise ein Halblei­ ter-Laser - linienförmig aufgeweitet und auf einen streifenförmigen Halb-Ellipsoid- Spiegel (27) projiziert. Die Lichtquelle ist in dem einen Brennpunkt, die Kamera (28) im anderen Brennpunkt einer gedachten Ellipse (29) angebracht, deren Teil der Spiegel ist. Da der Spiegel quer über den Kasten reicht, wird aus jedem Spie­ gelpunkt ein Lichtstrahl über jeden Punkt der Mündungsoberfläche (30) in die Kamera gelangen.

In Fig. 5 ist ein Strahlengang (31) von einem äußeren Spiegelbereich über eine Mündung in die Kamera dargestellt.

Eine besonders vorteilhafte Auswertung der Linienposition im Bild ist in Anspruch 10 dargestellt.

Hierbei wird eine elektronische Flächenkamera oberhalb des Kastens mit ihrer Zeilenrichtung längs zur Bewegungsrichtung des Flaschenkastens mit Blickrich­ tung schräg nach unten auf den Flaschenkasten gerichtet.

Im Bild der Kamera verläuft die Lichtlinie, die von der der Kamera gegenüberlie­ genden Seite ebenfalls von schräg oben auf den Kasten geworfen wird, quer zur Zeilenrichtung. Das Kamera-Signal wird in einen angeschlossenen Bildverarbei­ tungsrechner eingespeist. Dieser vermißt mit einer integrierten Echtzeitverarbei­ tungseinheit während des Bilddurchlaufes die Position der Lichtlinie in jeder Fernsehzeile im Bild und legt die Positionsdaten in einem Zwischenspeicher ab. Z. B. werden in einem Kamerabild mit 512 Zeilen 512 Positionen bestimmt. Die Bestimmung der Lichtlinienpositionen wird, während der Kasten unter der Kamera/Beleuchtungseinheit hindurch gefördert wird, in jedem Kamerabild wie­ derholt, bis der Kasten von seiner Vorderkante bis zu seiner Hinterkante die Lichtlinie passiert hat. So werden z. B. pro Kastendurchlauf etwa 100 Bilder - d. h. Lichtschnitte - ausgewertet. Aus den gesammelten Positionsdaten wird dann mit­ tels Triangulationsrechnung die Höhe der jeweiligen Flaschenmündung, von der das Lichtliniensegment auf die Kamera reflektiert wird, ermittelt, so daß aus den Meßdaten eine dreidimensionale Kartierung der Höhenpunkte der Kastenseiten­ wände und der Flaschenmündungen entsteht. Für die Echtzeitbestimmung von signifikanten Helligkeitsänderungen entlang der Fernsehzeile sind digitale elek­ tronische Schaltungen bekannt, die nach einer Analog-digital-Wandlung des Ka­ merasignals auf der Zeile hintereinanderliegende Bildpunkte bezüglich ihrer Grauwertdifferenz in Echtzeit beurteilen und bei Vorliegen einer signifikanten Hel­ ligkeitsänderung zwischen den Punkten den Zählerstand eines elektronischen Spaltenzählers in einen Zwischenspeicher ablegen.

In einer weiteren Variante kann die Kamera auch mit ihrer Zeilenrichtung parallel zur Lichtlinie installiert werden. Dann müssen die Helligkeitsänderung von Zeile zu Zeile zur Detektion der Lichtlinie beurteilt werden.

Bei Erhöhung des Hardware-Aufwandes ist es auch möglich, simultan zwei oder mehr Lichtlinien im Bild zu verarbeiten, was z. B. zur Erhöhung der horizontalen Auflösung bei gegebenen Bildaufnahmetakt erforderlich sein kann.

Eine vorteilhafte Weiterung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht gemäß Anspruch 11 darin, daß sofort nach der Abtastung der Kastenvorderkante die Hö­ he der Vorderkante ermittelt wird und in Abhängigkeit davon der Bildverarbei­ tungsrechner einen gültigen Bildbereich ermittelt, der für die Ermittlung der Positi­ on der Lichtlinie ausgewertet wird.

Die im Bild der Kamera ebenfalls abgebildeten Teile der angrenzenden Flaschen und Kastenteile werden durch die Ausblendung des unteren Bereiches nicht er­ faßt und bilden daher einen dunklen Hintergrund, vor dem die Teile der Mündung besonders hell hervortreten, auch dann, wenn ein verhältnismäßig dunkler Ver­ schluß aufgebracht ist.

Die weitere Verarbeitung der Höhendaten ist in Anspruch 12 niedergelegt.

Aus der Position der Kastenaußenkanten wird z. B. die Position von Bildausschnit­ ten zur Suche nach der Anwesenheit von Flaschenmündungen abgeleitet. Bei Anwesenheit einer Flasche mit einer bestimmten Höhe kann zusätzlich die im Bildausschnitt vorhandene Flaschenmündung in ihrem Durchmesser vermessen werden. Hierfür stehen bekannte Methoden der Bildverarbeitung zur Verfügung, wie z. B. die Objektseparierung mit anschließendem kreuzförmigen Kantendetek­ tor, dessen Mittelpunkt im Objektschwerpunkt positioniert wird.

Ist mittels der erfindungsgemäßen Ansprüche 1 bis 13 die Anwesenheit von Fla­ schen mit einer bestimmten Höhe und Mündungsdurchmesser in einer bestimm­ ten Anzahl pro Kasten ermittelt, so kann dann ein Aussortierkriterium abgeleitet werden, das zur Aussortierung führt, indem der Bildverarbeitungsrechner ein Aussortiersignal erzeugt.

In einem Leergutrücknahmeautomaten kann aus der Erkennung einer bestimmten Flaschentype in einer bestimmten Anzahl eine Pfandsumme abgeleitet werden, die der Bediener in Form eines Pfandbons vergütet bekommt.

Die weiter unten beschriebenen Varianten der Erkennung und Sortierung gem. Ansprüchen 14 bis 18 sind besonders für die Verwendung in Leergutrücknahme­ automaten geeignet, können jedoch auch z. B. in Flaschensortier- und Prüfanla­ gen eingesetzt werden.

Leergutrücknahmeautomaten werden bereits in vielen SB-Warenhäusern einge­ setzt. Meist werden sogenannte Kombinationsgeräte verwendet, die einen Ein­ gabeschacht für Einzelflaschen und einen weiteren Eingabeschacht für Flaschen­ kästen besitzen.

Der Kunde gibt sein Leergut (Flaschenkästen und Einzelflaschen) ein, und nach­ dem die eingegebenen Flaschen und Kästen erkannt sind, gibt der Automat einen Pfandbon für das Leergut aus.

Für die Einzelflaschenerkennung werden meist Lichtschrankenarrays verwendet, für die Kastenerkennungen meist Ultraschallsensoren.

Die erfindungsgemäßen Verfahren und Einrichtungen gemäß den Ansprüchen 1 bis 13 ermöglichen gegenüber den erwähnten Sensoren auf dem Gebiet der Fla­ schenerkennung im Kasten eine schnellere und präzisere Inhaltserkennung.

In Anspruch 13 ist eine erfindungsgemäße Weiterbildung dargelegt, die zusätzlich eine Sortierung der Flaschenkästen und damit der Flaschen nach dem Aufdruck (Logo) des Kastens und der seitlichen Kastensilhouette zuläßt.

Oft können Flaschenkästen nicht mehr nur aufgrund ihrer Höhe und Farbe unter­ schieden werden, so daß die Heranziehung des Kastenlogos eine weitere Erken­ nungsmöglichkeit eröffnet.

Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Kastenerkennung wird im Kasteneinga­ beschacht eine elektronische Kamera auf eine Kastenseitenwand gerichtet. Eine besonders preiswerte Ausführung ist dann möglich, wenn bereits ein Bilder­ kennungssystem im Leergutrücknahmeautomat - z. B. für die Inhaltserkennug ge­ mäß Ansprüchen 1 bis 13 eingebaut ist. Dann kann die zusätzliche Kamera für die Kastenerkennung über einen Kameramultiplexer an das System angeschlos­ sen werden.

Die Kamera nimmt während der Durchfahrt des Kastens durch den Kasteneinga­ beschacht das Bild von der Kastenseite auf. Beim Teachen eines neuen Kastens werden die Bilddaten durch eine rechnerische Verringerung der Bildauflösung re­ duziert, indem z. B. die Grauwerte oder Farbwerte eines Bildausschnittes gemittelt werden und dieser gemittelte Wert für alle Bildausschnitte - geordnet nach ihrer ursprünglichen geometrischen Reihenfolge - in einem elektronischen Datenspei­ cher abgelegt werden.

Zunächst wird dies für alle im Rücknahmesortiment vorhandenen Kästen durchge­ führt, und die Daten als Referenzdatensätze nichtflüchtig abgespeichert.

Bei dem Erkennungsvorgang werden nun alle Bildausschnitte des zu erkennen­ den Kastens mit denen aller Referenzdatensätze derart verglichen, daß die Daten der jeweils geometrisch zugeordneten Bildausschnitte miteinander verglichen werden und aus der Summe der Abweichungen ein Gütekriterium für die Über­ einstimmung abgeleitet wird. Der Vergleich mit den geringsten Abweichungen führt dann zu dem vorliegenden Kastentyp.

Da in der Regel bei der Bildaufnahme ein geringer Versatz der Kastenposition im Bild - z. B. infolge von Triggerunsicherheiten einer Lichtschranke - vorkommt, kann es vorteilhaft sein, die Korrelation mit dem gleichen Datensatz, aber jeweils um ein oder mehrere Bildausschnitte versetzter Anordnung zu wiederholen, um die Sicherheit der Erkennung zu erhöhen.

Im Anspruch 14 ist eine Verfahren und eine Einrichtungen zur Erkennung von vol­ len Flaschen in Kästen oder als Einzelflaschen nach dem Gewicht, speziell in Leergutrücknahmeautomaten niedergelegt.

Soll der Leergutrücknahmeautomat - wie häufig gefordert - im Verkaufsraum des SB-Warenhauses aufgestellt werden, in dem die Kunden Zugang zu den vollen Getränkekästen des Sortmiment haben, so ist nicht auszuschließen, daß in betrü­ gerischer Absicht unbezahlte Vollgutkästen oder volle Einzelflaschen aus dem Verkaufsraum des Warenhauses in den Automaten eingegeben werden, um das entsprechende Kasten- und Flaschenpfand zu kassieren.

In dem Anspruch 14 ist daher eine Einrichtung aufgezeigt, die eine preiswerte Wiegeeinrichtung der Kästen in einem solchen Leergutrücknahmeautomaten er­ möglichen sollen.

Es wird davon ausgegangen, daß Flaschenkästen oder Einzelflaschen in einem Leergutrücknahmeautomaten auf einem Förderband gefördert werden. Unterhalb des Förderbandes ist eine federnd gelagerte Auflagefläche für den Kasten ange­ bracht ist, über die das Band gleitet. Die Auflagefläche ist an einer Seite an einer Achse drehbar gelagert und seitlich an der Auflagefläche ist ein Zeiger befestigt. Der Zeiger weist z.B an seinem Ende eine rechtwinklig zum Zeiger befindliche Erkennungsfläche auf, die von einem Sensor berührungslos erfaßt wird, und eine angeschlossene Auswerteelektronik leitet aus der Position der Erkennungsfläche des Behälters ab.

Eine Variante dieser Einrichtung besteht darin, daß das gesamte Förderband an seinem einen Ende federnd gelagert ist und je nach Belastung durch Vollgut oder Leergut ein an dem Ende befestigter Zeiger sich unterschiedlich weit auslenkt.

Zur höheren Erkennungssicherheit kann die Zeigerauslenkung mit einer Hebel- oder Getriebeübersetzung gegenüber den Auslenkungen des Förderbandes überproportional ausgelenkt werden.

Vorteilhafterweise wird der Zeiger von einer Kamera und einem Bildverarbei­ tungssystem erfaßt, wenn die Kamera schon andere Erkennungsvorgänge - wie z. B. weiter oben beschrieben - übernimmt. Damit kann der Zusatzaufwand auf die vergleichsweise unaufwendige Mechanik begrenzt werden.

Vorteilhafterweise wird als Sensor ein Ultraschall-Abstandsensor verwendet, falls ein solcher zur Erkennung des Kasteninhalts vorhanden ist.

Der Zeiger kann dann entfallen, wenn direkt an die Drehachse ein elektromecha­ nischer Drehgeber angeflanscht wird.

Die Ansprüche 15 bis 17 kennzeichnen Verfahren und Einrichtungen zum Erken­ nen von und Sortieren von Einzelflaschen. Die Verfahren und Einrichtungen sind z. T. spezifisch für den Einsatz in Leergutrücknahmeautomaten bestimmt, z. T. je­ doch auch für einen allgemeineren Einsatz, z. B. Getränkeabfüllautomaten geeig­ net.

In Anspruch 15 ist eine Verfahren und eine Einrichtung zum Erkennen und Sortie­ ren von Flaschen bezeichnet, die dadurch gekennzeichnet ist, daß Einzelflaschen auf einer Transporteinrichtung hintereinander transportiert werden sowie daß seitlich der Transporteinrichtung auf der einen Seite eine elektronische Kamera, auf der anderen Seite eine Gegenlichtbeleuchtung angebracht ist, und daß die Beleuchtung aus einer Mischung von Lichtquellen unterschiedlicher Spektralbe­ reiche besteht.

Z.B. bestehen die Lichtquellen aus LEDs unterschiedlicher Farben, die vorteilhaf­ terweise in einem zweidimensionalen Array angeordnet sind.

Die Leuchtfläche mit uniformer Spektralcharakteristik geht vorteilhafterweise über die Flaschenkontur hinaus. Im Inneren der Leuchtfläche können dann im Bereich Flaschenmitte mindestens eine LED anderer Farbe eingelassen sein.

Ein angeschlossenes Bildverarbeitungssystem wertet das Kamerasignal aus und registriert einerseits die Kontur der Flasche, vergleicht andererseits in der Mitte der Flasche mindestens zwei Bereiche unterschiedlicher Spektralcharakteristik bezüglich ihrer Helligkeitswerte und leitet aus dem Vergleich die Farbe der Fla­ sche ab.

Mit der erfindungsmäßen Einrichtung und Verfahren wird der Einsatz einer auf­ wendigen Farbkamera zur Erkennung der Flaschenfarbe eingespart. Die Farber­ kennung mittels einer Farbkamera über den Vergleich der Farbkanäle durch ein Bildverarbeitungssystem ist bekannt und trivial, jedoch erhöht sich der Aufwand auf der Seite der Bildverarbeitung z. T. beträchtlich, weil insbesondere in Fla­ schenabfüllanlagen der Flaschendurchsatz bei bis zu ca. 20 Flaschen /s beträgt und daher eine paraller Einzug von mindestens zwei Farbkanälen oft nicht zu vermeiden wäre.

Äquivalent zu dem Anspruch 15 ist das Anbringen von mindestens einem, besser jedoch 3 transparenten Farbfiltern im Kamerabildfeld, und zwar vorzugsweise im mittleren Flaschenbereich, und dem Vergleich der unterschiedlichen Helligkeits­ werte im Bereich der z. B. drei Farbfilter.

In Anspruch 16 ist ein Verfahren zur Erkennung der Form von Einzelflaschen dar­ gelegt.

Es sind bereits Bildverarbeitungssysteme zur Flaschenerkennung auf dem Markt, die anhand von Meßlinien horizontale Meßschnitte durch die Flasche legen und jeweils die Vorder- und Hinterkante der Flasche detektieren.

Danach werden die jeweiligen Lauflängen zwischen Vorder- und Hinterkante mit den Lauflängen der gleichen Meßschnitte von zuvor gelernten Flaschen vergli­ chen und die Anwesenheit der richtigen Flasche detektiert.

Da jedoch die Flaschen z. B. aufgrund von unterschiedlichen Bodenstärken oder Höhenschwankungen des Fördermediums unterschiedliche Höhen aufweisen werden die Meßschnitte nicht immer im gleichen Höhenbereich der Flasche durchgeführt, so daß es zu Fehlerkennungen kommt.

Man könnte sich zur Abhilfe an der Oberkante der Flasche orientieren, und die Meßlinien relativ zur Höhenlage der Mündungsoberkante detektieren, jedoch weist auch die Mündung oft Unregelmäßigkeiten auf, hat einen Verschluß oder ist mit Schmutz belegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung sind dadurch gekennzeichnet, daß Einzelflaschen auf einer Transporteinrichtung hin­ tereinander transportiert werden, daß seitlich der Transporteinrichtung auf der ei­ nen Seite eine elektronische Kamera, auf der anderen Seite eine Gegenlichtbe­ leuchtung angebracht ist, daß ein angeschlossenes Bildverarbeitungssystem das Kamerasignal auswertet und die Kontur der Flasche in mehreren Höhenschnitten abspeichert, daß im Lernmodus die Auswertung und Abspeicherung mit allen zu erkennenden Flaschen und mindestens in einer Tiefenlage pro Flasche erfolgt, daß im laufenden Erkennungsmodus die Kontur der jeweils aktuell zu erkennenden Flasche mit den zuvor gelernten Konturen verglichen werden, daß zusätzlich die Werte der aktuellen Kontur mit den zuvor gelernten Konturen in mehren Höhen­ positionen gegeneinander verschoben verglichen werden, daß aus dem besten Ergebnis der Vergleiche das Vorhandensein einer der gelernten Flaschen abge­ leitet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist damit unabhängig von Bodendicken­ schwankungen und Variationen im Bereich der Flaschenmündung und geht nur von der Form der Flasche vorzugsweise im Halsbereich aus.

Ist diese Form konstant, so wird sich bei vertikaler Verschiebung der Werte der Abtastungen um z. B. jeweils ein Pixel nach oben und unten stets ein Verschie­ bungswert ergeben, bei dem eine bestmögliche Übereinstimmung zwischen ge­ lernten und vorliegenden Durchmessern ergibt.

Eine Besonderheit, die speziell für die Verwendung in Flaschenrücknahmeauto­ maten von Bedeutung ist, stellt das mehrmalige Lernen einer Flasche in mehreren Tiefenpositionen bezüglich der Achse Kamera/Beleuchtung dar. Ist das Trans­ portband breiter als die Flasche, so kann die Flasche beim Vorbeifördern vor der Kamera in unterschiedlichem Abstand die Kamera passieren. Dadurch erscheint die Flasche in unterschiedlichen Perspektiven, wobei die Maße in den verschie­ denen Höhenlagen sich nicht einfach linear verändern. Da eine mathematische Beschreibung und Korrektur sich als zu komplex darstellt, werden einfach mehre­ re Tiefenlagen der Flasche unter einer einheitlichen Flaschen-Nummer gelernt und alle diese Referenzen mit der aktuellen Kontur verglichen. Aufgrund der Lei­ stungsfähigkeit moderner Bildverarbeitungsrechner erhöht diese Mehrfachkorre­ lation die Erkennungszeit nur unwesentlich.

Eine Weiterung des Verfahren ermöglicht zusätzlich eine bestmögliche Erken­ nung der Flasche anhand nur einer Flaschenseitenkontur.

Hierzu wird aus den Konturdaten zuerst die Symmetrieachse errechnet. Danach werden alle Konturwerte aussortiert, die von der Mehrheit der Werte abweichen, und mit den restlichen Werten nochmals die Symmetrieachse errechnet. Anschließend werden die Werte der linken und der rechten Flaschenhälfte ge­ trennt mit den zuvor gelernten Werten (links/rechts) verglichen und durch vertika­ le und horizontale Verschiebung der beste Wert ermittelt.

Hierdurch können einseitige Verschmutzungen der Flasche oder Abdeckungen der Flaschenkontur z. B. durch einen Strohhalm, in der Regel die Erkennung nicht beeinträchtigen.

In den Ansprüchen 17 und 18 ist eine Verfahren und eine Einrichtung angegeben, welche die logistische Behandlung von zurückgenommenen Flaschen zum Inhalt haben.

Es sind Rücknahmeautomaten bekannt, bei denen der Bediener die Flaschen im Bereich einer Eingabeöffnung auf eine Drehscheibe stellt, die Flaschen durch Drehung der Drehscheibe zu einer Erkennungseinheit im Inneren und danach zu einer Überschubeinheit auf der Rückseite transportiert, wo die die erkannten und bepfandeten Flaschen auf einen Sammeltisch geschoben werden.

Die als nicht bepfandet erkannten Flaschen werden auf der Drehscheibe weiter­ gedreht, bis sie wieder in der Eingabeöffnung erscheinen und dort vom Bediener abgegriffen werden können.

Nimmt der Bediener die nicht bepfandeten Flaschen nicht wieder zurück, so müs­ sen die Flaschen konzeptbedingt weitergedreht und auf den gleichen Sammel­ tisch geschoben werden wie die bepfandeten Flaschen, was dem Wartungsper­ sonal eine - zwangsläufig zeitintensive und fehlerbehaftete - Sortiertätigkeit zumu­ tet.

Speziell bei den neuerdings verwendeten Kunsstoff- (z. B. PET-)Flaschen ergeben sich durch die Drehbewegung und speziell an der Überschubeinheit stets Pro­ bleme mit umfallenden Flaschen.

Diese Probleme werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung nach Ansprüchen 17 bis 18 vermieden.

Anspruch 17 beinhaltet ein Verfahren und eine Einrichtung zum Erkennen und Sortieren von Flaschen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß Flaschen in einem Rücknahmeautomaten auf einem Förderband von einer Eingabeöffnung an der Bedienerseite des Rückgabeautomaten zu einer Erkennungseinheit transportiert werden, und daß die Flaschen zwischen Eingabeöffnung und Erkennungseinheit eine mechanische Schikane passieren.

Die mechanische Schikane dient einerseits zur Verhinderung eines Bedienerein­ griffs in den Rückgabe-Automaten, andererseits erfolgt dadurch bereits eine Vor­ positionierung der Flasche quer zur Bewegungsrichtung, so daß die Flaschen stets in der gleichen Tiefenlage an eine nachgeordnete Erkennungseinheit am Band gelangen.

In Fig. 6 ist eine Prinzipzeichnung eines Leergutrücknahmeautomaten mit den er­ findungsgemäßen Merkmalen gegeben, wobei im oberen Teil die Seitenansicht, im unteren Teil die Draufsicht dargestellt ist.

In einem Standgehäuse (32) ist das Förderband (33) mit zwei alternativen Aus­ führungsbeispielen für die mechanische Schikane dargestellt.

Im vorderen Teil ist unmittelbar hinter der Einführöffnung ein einfaches mechani­ sches Drehkreuz (34) installiert, in das der Bediener die Flasche (35) einstellt. Ein Detektor in der Einführöffnung erfaßt die Flasche, worauf das Förderband gestar­ tet wird und die Flasche durch das Drehkreuz zieht, wobei das Drehkreuz nicht elektrisch angetrieben werden muß, sondern durch die Flasche in Drehung ver­ setzt wird. Nach Passieren des Drehkreuzes kann der Bediener die Flasche nicht mehr zurückholen.

Ein gleicher Effekt ergibt sich bei Einsatz einer Schikane in Form von zwei schräg von der Seite in die Förderbandmitte ragenden Ableitblechen (36), welche die Flasche einmal von der Seite zur Mitte und dann von der Mitte zur Seite schieben. Auch hier wird der Effekt lediglich durch das die Flasche vorwärts schiebende Förderband erzeugt. In Fig. 6 sind beide Varianten der Schikane eingezeichnet, in der Praxis wird jedoch vorteilhafterweise nur eine der beiden Varianten einge­ setzt.

Nach Passieren der Schikane erreicht die Flasche eine Erkennungseinheit am Band, die z. B. aus einer Kombination einer Kamera-Form-Erkennung und einer Gewichts-Erkennung bestehen kann. In Fig. 6 ist beispielhaft die Kamera (37) und die Beleuchtung (38) eingezeichnet. Nachdem durch die Erkennungseinheit der Flaschentyp und ggfs. der Füllzustand detektiert wurde, werden erkannte Fla­ schen, die bepfandet sind, über das Förderband aus dem Automaten herausbe­ fördert und z. B. auf einen Stautisch geschoben. Flaschen, die nicht vom Automa­ ten zurückgenommen werden sollen sowie ggfs. nicht erkannte Flaschen werden mittels eines elektromechanischen Ausstoßers (39) seitlich vom Band in eine Ab­ führrinne (40) gestoßen. Der Flaschenausstoßer besteht z. B. wie in Fig. 6 ange­ deutet aus einer Hebelkonstruktion mit Getriebemotor-Antrieb und kann in ihrer technischen Ausführung als bekannt vorausgesetzt werden.

Die Abführrinne reicht von der Ausstoßstelle bis zur Frontseite des Rücknahme­ automaten. Die Flaschen gelangen infolge einer Neigung der Abführrinne durch die Schwerkraft rutschend bis zu einem Flaschenstopper (41) an der Frontseite des Rücknahmeautomaten.

Oberhalb des Flaschenstoppers ist eine Abgreiföffnung (42) in der Vorderfront des Rücknahmeautomaten eingelassen, durch welche der Bediener die nichtbe­ pfandete Flasche oder nicht erkannte Flasche entnehmen kann.

In Fig. 6 ist des weiteren ein Kastentransportband (43) mit Kasten (44) - in der Draufsicht nur unvollständig - eingezeichnet, das in der Regel in Verbindung mit Einrichtungen gemäß Ansprüchen 1 bis 14 in dem Leergutrücknahmeautomaten vorhanden ist.

Eine Weiterung des Verfahrens und der Einrichtung ist gemäß Anspruch 18 da­ durch gekennzeichnet, daß die sich am Flaschenstopper befindliche Flasche wahlweise mit einer zusätzlichen elektromechanischen Abwurfeinrichtung in ei­ nen unterhalb der Förderrinne befindlichen Flaschenbunker befördert werden kann.

Eine Ausführung einer Abwurfeinrichtung ist in Fig. 6 als Klappe (45) mit Öff­ nung nach unten dargestellt, wobei der Antrieb der Klappe nicht eingezeichnet ist. Vorteilhafterweise wird die Klappe nicht, wie eingezeichnet, mit Öffnung nach unten, sondern zur Seite ausgeführt. Die Abführrinne ist hierbei im unteren Be­ reich mit einem ebenen Laufboden versehen, der auf die Seite geneigt ist. Die Seitenwand der Abführrinne ist im unteren Bereich der Abführrinne als Klappe mit einer elektromechanischen Betätigungseinrichtung ausgeführt, die zum Abwerfen der Klappe kurzzeitig geöffnet wird, worauf die Flasche aufgrund der Schwerkraft nach außen rollt und in den unterhalb der Förderrinne befindlichen Flaschen­ sammelbunker fällt.

Im Bedienablauf des Leergutrücknahmeautomaten kann z. B. der Bediener bei Vorliegen einer nichtbepfandeten Flasche über einen Bedienmonitor aufgefordert werden, die Nichtpfandflasche zu entnehmen. Reagiert der Bediener nicht inner­ halb einer vorgegeben Zeit, so kann z. B. die Flasche automatisch in den Behälter abgeworfen werden.

Diese erfindungsgemäße Lösung ist den bekannten Ausgestaltungen von Leergu­ trücknahmeautomaten überlegen, da sie eine Vorsortierung von Nichtpfandfla­ schen gewährleistet.

Eine besonders vorteilhafte Kombination der erfindungsgemäßen Verfahren und Einrichtungen besteht in einem Leergutrücknahmeautomaten für Einzelflaschen und Flaschenkästen, bei dem sämtliche sensorischen Aufgaben von einem zen­ tralen Bildverarbeitungssystem besorgt werden, an das eine Kamera für die Fla­ schenerkennung im Kasten und die Kastenerkennung gemäß einer oder mehrerer Ansprüche 1 bis 12, eine Kamera für die Kastenseitenwanderkennung gemäß An­ spruch 13 und eine Kamera zur Einzelflaschenerkennung gemäß Ansprüchen 15 und/oder 16 angeschlossen sind, und daß das Bildverarbeitungssystem zusätz­ lich eine Gewichtskontrolle gemäß Anspruch 14 über die Kameras durchführt.

Eine vorteilhafte Weiterung dieser Kombination ergibt sich dann, wenn das Bild­ verarbeitungssystem einen Bedienmonitor, der an der Frontseite des Automaten eingebaut ist, einerseits mit den Bildschirmmasken und Anzeigen für die Be­ dienerführung versieht und andererseits in den Pausen, in denen kein Leergut eingegeben wird, z. B. Werbedias oder Filme auf den Monitor ausgibt, die von ei­ nem elektronischen Massenspeicher oder einen Videorekorder ausgelesen wer­ den.

Claims (18)

1. Verfahren und Einrichtung zum Erkennen und Sortieren von Getränke­ behältern, insbesondere Flaschen und Flaschenkästen, dadurch gekennzeichnet, daß Flaschen in Kästen unter einer Erkennungseinrichtung hindurch gefördert werden, daß die Erkennungseinrichtung aus einer elektronischen Kamera besteht, die von oben auf den Kasten gerichtet ist, daß eine flächige Beleuchtung den Kasten von oben beleuchtet, daß ein angeschlossenes Bildverarbeitungssystem im Bildspeicher, in dem das Bild aufgenommenen wird, einen Abtastkreis mit einem bestimmten Durchmesser entsprechend der Größe der Flaschenmündung bildet, daß der Abtastkreis in jedem Flaschenfach ausgehend von der Fachmitte mehrmals jeweils mit einem bestimmten Versatz abgetastet wird, daß eine Flasche mit dem bestimmten Durchmesser dann als anwesend angenommen wird, wenn in einem der Abtastkreise sich eine bestimmte Anzahl Bildpunkte befinden, die zusammengenommen ein Schwellwertkriterium erfüllen.

2. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu jedem bestimmten ursprünglichen Kreis mindestens ein weiterer konzentrischer Abtastkreis gebildet wird, und daß eine Flaschenmündung mit dem bestimmten Durchmesser dann als anwesend angenommen wird, wenn das Verhältnis der Helligkeitswerte der Bildpunkte mindestens eines der konzentrischen Kreise zu dem Ursprungskreis bezüglich eines Kriteriums einen bestimmten Wert einnimmt.

3. Verfahren und Einrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera schräg von oben auf den Kasten gerichtet ist, daß anstelle von Abtastkreisen Abtastellipsen gebildet werden, und daß aus der Position der Ellipsen, die den vorgegebenen Kriterien entsprechen, die Höhe der jeweiligen Flasche abgeleitet wird.

4. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Kamera in einem anderen Winkel von oben auf den Kasten gerichtet ist, und daß aus dem Vergleich der Flaschenpositionen im jeweiligen Kamerabild und nach Maßgabe der Positionen und Winkelstellungen der Kameras zueinander eine Korrektur der Höhenbestimmung abgeleitet wird.

5. Verfahren und Einrichtung zum Erkennen und Sortieren von Getränkebehältern, insbesondere Flaschen und Flaschenkästen, dadurch gekennzeichnet, daß Flaschen in Kästen unter einer Erkennungseinrichtung hindurch gefördert werden, daß die Erkennungseinrichtung aus einer elektronischen Kamera besteht, die schräg von oben auf den Kasten gerichtet ist, daß sich gegenüber der Kamera ein Lichtlinienprojektor quer über die Kastenförderbahn erstreckt, der einen zeilenförmigen Lichtaustritt besitzt, daß die Zeilenlänge des Lichtaustritts in etwa die Kastenbreite überdeckt, und daß der Lichtlinienprojektor Licht aus jedem Raumwinkel seines Lichtaustrittes von schräg oben auf die Flaschenmündungen im Kasten und von dort in direkter Reflektion in die Kamera einstrahlt, wobei der Einstrahlwinkel der Beleuchtung gegenüber der Horizontalen dem Einblickwinkel der Kamera gegenüber der Horizontalen in etwa entspricht.

6. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Linienprojektor aus einer stabförmigen, homogenen Beleuchtung mit vorgesetzter Linienoptik besteht.

7. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Linienprojektor aus einem Array von LEDs besteht, das sich quer über die Kastenbahn erstreckt, wobei jede LED so auf die Flaschen im Kasten gerichtet ist, daß ihr Licht über die von ihr angestrahlte Flaschenmündung in direkter Reflektion in die Kamera einstrahlt.

8. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Linienprojektor aus einem Array von Laser-Beleuchtungen mit Linienoptik besteht, wobei jeder Laser so auf die Flaschen im Kasten gerichtet ist, daß sein Licht über die von ihr angestrahlte Flaschenmündung in direkter Reflektion in die Kamera einstrahlt.

9. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Linienprojektor aus einer punktförmigen Lichtquelle, vorzugsweise einem Halbleiter-Laser mit Linienoptik besteht, daß die Lichtquelle sich in einem Brennpunkt einer gedachten Ellipse befindet, daß die Kamera sich im anderen Brennpunkt befindet, und daß das Licht der Lichtquelle auf einen Halb-Ellipsoid- Spiegel geworfen wird, dessen Krümmung derjenigen der gedachten Ellipse entspricht, daß das Licht aus der Lichtquelle von jedem Punkt des Spiegels über die Flaschenmündungen direkt in die Kamera reflektiert wird.

10. Verfahren und Einrichtung nach Ansprüchen 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera als mehrzeilige Kamera ausgeführt ist, die mit ihrer Zeilenrichtung längs zur Bewegungsrichtung des Flaschenkastens auf den Flaschenkasten gerichtet ist, daß das Kamera-Signal an einen Bildverarbeitungsrechner angeschlossen ist, daß dieser mittels einer Echtzeitverarbeitungseinheit während des Bilddurchlaufes die Position der Lichtlinie in jeder Fernsehzeile mißt daß mittels Triangulationsrechnung die Höhe der jeweiligen Flaschenmündung, von der das Lichtliniensegment auf die Kamera reflektiert wird, ermittelt wird, daß die Triangulation solange wiederholt wird, bis der Kasten von seiner Vorderkante bis zu seiner Hinterkante die Lichtlinie passiert hat, daß aus den wiederholten Messungen eine dreidimensionale Kartierung der Höhenpunkte der Kastenseitenwände und der Flaschenmündungen erstellt wird.

11. Verfahren und Einrichtung nach Ansprüchen 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Abtastung der Kastenvorderkante die Höhe der Vorderkante ermittelt wird und in Abhängigkeit davon der Bildverarbeitungsrechner einen gültigen Bildbereich ermittelt, der für die Ermittlung der Position der Lichtlinie ausgewertet wird.

12. Verfahren und Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Position der Kastenaußenkanten die Position von Bildausschnitten zur Suche nach der Anwesenheit von Flaschenmündungen abgeleitet werden, und daß bei Anwesenheit einer Flasche mit einer bestimmten Höhe die im Bildausschnitt vorhandene Flaschenmündung in ihrem Durchmesser vermessen wird, daß aus der Anwesenheit von Flaschen mit bestimmter Höhe und Mündungsdurchmesser in einer bestimmten Anzahl pro Kasten ein Aussortierkriterium abgeleitet wird, das zur Aussortierung führt, indem der Bildverarbeitungsrechner ein Aussortiersignal erzeugt.

13. Verfahren und Einrichtung zum Erkennen und Sortieren von Getränkebehältern, insbesondere Flaschen und Flaschenkästen, dadurch gekennzeichnet, daß Flaschenkästen in einem Leergutrücknahmeautomaten auf einem Förderband gefördert werden, daß eine elektronische Kamera auf eine Kastenseitenwand gerichtet ist, daß die Kamera ein Bild der Kastenseitenwand aufnimmt, daß ein angeschlossenes Bildverarbeitungssystem das Bild mit den zuvor in gleicher Weise aufgenommenen und abgespeicherten Bildern aller vorkommenden Kästen vergleicht, und aus dem Vergleich den vorliegenden Kastentyp ableitet.

14. Verfahren und Einrichtung zum Erkennen und Sortieren von Getränkebehältern, insbesondere Flaschen und Flaschenkästen, dadurch gekennzeichnet, daß Getränkebehälterin einem Leergutrücknahmeautomaten auf einem Förderband gefördert werden, daß unterhalb des Förderbandes eine federnd gelagerte Auflagefläche für den Getränkebehälter angebracht ist, über die das Band gleitet, daß die Auflagefläche an einer Seite mittels einer Achse drehbar gelagert ist, daß seitlich an der Auflagefläche ein Zeiger angebracht ist, daß der Zeiger von einem Sensor berührungslos erfaßt wird, daß aus der erfaßten Position des Zeigers das Gewicht des Getränkebehälters abgeleitet wird.

15. Verfahren und Einrichtung zum Erkennen und Sortieren von Getränkebehältern, insbesondere Flaschen und Flaschenkästen, dadurch gekennzeichnet, daß Einzelflaschen auf einer Transporteinrichtung hintereinander transportiert werden, daß seitlich der Transporteinrichtung auf der einen Seite eine elektronische Kamera, auf der anderen Seite eine Gegenlichtbeleuchtung angebracht ist, daß ein angeschlossenes Bildverarbeitungssystem das Kamerasignal auswertet und die Kontur der Flasche in mehreren Höhenschnitten abspeichert, daß im Lernmodus die Auswertung und Abspeicherung mit allen zu erkennenden Flaschen und mindestens in einer Tiefenlage pro Flasche erfolgt, daß im laufenden Erkennungsmodus die Kontur der jeweils aktuell zu erkennenden Flasche mit den zuvor gelernten Konturen verglichen werden, daß zusätzlich die Werte der aktuellen Kontur mit den zuvor gelernten Konturen in mehren Höhenpositionen gegeneinander verschoben verglichen werden, daß aus dem besten Ergebnis der Vergleiche das Vorhandensein einer der gelernten Flaschen abgeleitet wird.

16. Verfahren und Einrichtung zum Erkennen und Sortieren von Getränkebehältern, insbesondere Flaschen und Flaschenkästen, dadurch gekennzeichnet, daß Einzelflaschen auf einer Transporteinrichtung hintereinander transportiert werden, daß seitlich der Transporteinrichtung auf der einen Seite eine elektronische Kamera, auf der anderen Seite eine Gegenlichtbeleuchtung angebracht ist, und daß die Beleuchtung aus einer Mischung von Lichtquellen unterschiedlicher Spektralbereiche besteht, daß ein angeschlossenes Bildverarbeitungssystem das Kamerasignal auswertet und einerseits die Kontur der Flasche registriert, andererseits in der Mitte der Flasche mindestens zwei Bereiche unterschiedlicher Spektralcharakteristik bezüglich ihrer Helligkeitswerte vergleicht und aus dem Vergleich die Farbe der Flasche ableitet.

17. Verfahren und Einrichtung zum Erkennen und Sortieren von Getränkebehältern, insbesondere Flaschen und Flaschenkästen, dadurch gekennzeichnet, daß Flaschen in einem Rücknahmeautomaten auf einem Förderband von einer Eingabeöffnung an der Bedienerseite des Rückgabeautomaten zu einer Erkennungseinheit transportiert werden, daß die Flaschen zwischen Eingabeöffnung und Erkennungseinheit eine mechanische Schikane passieren, daß der Flaschentyp mit einer Erkennungseinheit am Band detektiert wird, daß, die nicht vom Automaten zurückgenommen werden sollen, mittels eines elektromechanischen Ausstoßers seitlich vom Band in eine Abführrinne gestoßen werden, daß die Abführrinne von der Ausstoßstelle bis zur Frontseite des Rücknahmeautomaten reicht, daß die Flaschen infolge einer Neigung der Abführrinne mittels Schwerkraft bis zu einem Flaschenstopper an der Frontseite des Rücknahmeautomaten gelangen, daß oberhalb des Flaschenstoppers eine Abgreiföffnung in der Vorderfront des Rücknahmeautomaten eingelassen ist.

18. Verfahren und Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die sich am Flaschenstopper befindliche Flasche mit einer elektromechanischen Fördereinrichtung in einen unterhalb der Förderrinne befindlichen Flaschenbunker befördert wird.