DE19509631A1

DE19509631A1 - Bottle and bottle crate content detection and sorting method for plastic crate

Info

Publication number: DE19509631A1
Application number: DE19509631A
Authority: DE
Inventors: Helmut A Kappner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 1996-09-19

Abstract

The crate content inspection involves a using delivery line of crates, an electronic camera, and an integrated image processor. The electronic camera surveys the crates illuminated by a planar illumination system (3) from above and the image processor processes a stored image with a sampling loop. The sampling loop is of an area corresponding to the size of a bottle mouth. The sampling loop is scanned over the area of a crate to determine the number of bottles with a given diameter when the number of active pixels exceeds a threshold value.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtungen zum Erkennen und Sortieren von Flaschen und Flaschenbehältern.The invention relates to a method and a device for recognizing and Sorting bottles and bottle containers.

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.Here, claims 1 to 14 contain methods and devices for Er know and sort bottles in a common bottle container in shape of plastic boxes, the claims 15 to 18 include method and device Detection and sorting of free-standing single bottles.

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.There is one in many areas of the beverage industry and beverage trade Sorting of bottle crates according to their content required. The criteria are the number and type of bottles in the box.

Hierbei ist entweder die Höhe der Flasche oder deren Mündungsdurchmesser oder beides in der Regel ausreichend.Here is either the height of the bottle or its mouth diameter or both are usually sufficient.

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.Ultrasonic sensors are currently mostly used to detect them are placed over the box. These sensors measure the height of the coin fertilize. Since the detection lobe of the sensors is limited in location, must either which a sensor is provided for each compartment row of the box, or the Sensors must be moved relative to the box.

Die Auflösung der Ultraschall-Scans ist in jedem Falle zu schlecht, um eine exak te Vermessung der Mündungsdurchmesser zu gewährleisten.In any case, the resolution of the ultrasound scans is too poor to be exact to ensure te measurement of the mouth diameter.

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. For use in vending machines, the Ultra sound sensors from the entire box surface in a rasterized movement scan because there is a lot of position of the bottles in the box with the occurring box fold cannot be roughly predetermined before the scan. So the Ge scanning speed very limited from the outset. After all, that is Movement of the sensors is a source of wear, which affects the service life has a negative influence.

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.A triangulation method is also known, according to which a camera from is directed diagonally at the top of the box and the box is illuminated from above becomes. If the box compartment division is known, the target position can be derived from this the bottle mouths are derived. Since the camera axis with the Ka most basic plane forms an angle, the mouths form depending depending on their height in the camera image at a different location. Is in search If a mouth is available, the correct bottle height can be used be gone. The procedure will be improved if a second came ra z. B. from above the positions of the bottles in the box. Then can a possible lateral misalignment of the bottle also does not result in an error detection cause. For the evaluation, a method is known which uses straight measuring lines s operated and along the measuring lines transitions between the annular Re of the mouths and the background.

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.The disadvantage of this method is that it depends on the contrast Search area. Since the mouths are shown brightly, bright labels can be used in the background (e.g. on the bottle in the next compartment) the detection affect. Problems also arise when e.g. B. a dark shutter sits on, which has only a weak contrast to the bottle neck. As a rule, the mouths are formed as a result of slight geometric toles satchels or soiling, also not as a complete, closed ring, so that the measuring lines often do not find any transitions.

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.The method and the device according to claims 1 to 4 lead against it even with low contrast and when not completely or unevenly formed mouths - such as those in the empties area due to contamination frequently present - reliable detection of the muzzle.

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. Fig. 1 shows the basic arrangement, consisting of the bottle crate ( 1 ) on a transport device ( 2 ), the lighting ( 3 ), a camera ( 4 ) for the oblique top view and a connected image processing system ( 6 ) with monitor ( 8 ). The camera for the top view looks here over a semi-transparent mirror ( 9 ) on the box. Compared to a direct view of the camera through an opening in the lighting, such an arrangement has the advantage of accommodating the box from a greater distance, that is to say with a quasi-parallel beam path. As a result, all the mouths of a bottle type are approximately the same size and without relevant perspective distortions. A large area lighting, which is brought close to the surface of the box and covers the box leads orthogonally from above to an image according to Fig. 2. The outer surface of the bottle ( 10 ) can assume different brightness values depending on the bottle color, but appears dark in the neck area. However, the bottle mouth always shows a bright circular ring ( 13 ) between the dark inner edge ( 11 ) and the dark outer edge ( 12 ), which may have interruptions. In the same way, a closure - even if it has a dark brightness value - will generally appear somewhat lighter than the dark neck area.

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.First, the task is to be discussed, the in a bottle crate Presence of a certain bottle type with a uniform mouth Detect diameter in each bottle compartment, and compartments that are not or with Bottles of other sorts must be registered.

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.In a variant, the method according to the invention assumes that a be the right type of box with its division into the system has been taught once, so that the center points of the compartments and thus the assumed bottle position be is known.

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.The image is stored in the image memory for interactive teaching of the specialist positions recorded and displayed on the monitor. Using the on-screen display Crosshairs z. B. moved and anchored in the image field with cursor keys the operator can tell the system the position of the center of the thread notify. Also for the teach processes described below Menu-guided software procedures generally known, so that a detailed Representation can be dispensed with.

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.Referring to FIG. 2, a sampling circuit (14) is defined then that is the same diameter in its diameter with the center of the bright circular ring, which appears as a result of the reflections of the illumination at the mouth in the image. Furthermore, a search area is defined within which the mouth should be searched for. This search area is advantageously formed so large around the center of each compartment that the mouth is found even with a bottle that is slightly offset to the side of the compartment.

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.The actual detection then takes place as follows:
The box is z. B. detected by a light barrier in the passage under the detection device and triggered the image recording. The scanning circles are then executed and evaluated based on the learned center of expertise in the image memory image.

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.A bottle of the expected type is then listed as available for each compartment if the threshold value criterion applies to at least one scanned circle order is fulfilled.

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.An example of a possible threshold criterion is e.g. B. reaching one certain minimum sum value, which results from the addition of the gray values of all pixels of a scanning circle. Another example is Errei a certain minimum sum value, which results from the addition of all Pixels of a scanning circle results that have a certain gray value stride.

Eine besonders vorteilhafte Fortbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 2 ist durch Vergleich der Ergebnisse des jeweiligen Abtastkreises mit einem weiteren - vorteilhafterweise konzentrischen Abtastkreis gegeben.A particularly advantageous development of the method according to claim 2 is by comparing the results of the respective scanning circle with another - advantageously given concentric scanning circle.

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. Scanning with a single scanning circuit can result in the search area rich z. B. in the case of strong reflections from the shelf, he the threshold value criterion is filled when the sum of the gray values on the scanning circle reaches the preset threshold exceeds. The same can happen if a light eti chain comes to rest directly on the bottle neck within the search area. Then the threshold criterion can be met, although e.g. B. the bottle has a different mouth diameter and therefore as a "bad bottle" would be categorize.

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.According to claim 2, a further, concentric to avoid this effect shear circle whose diameter is smaller or larger than the circle of origin can be so that it z. B. on the dark inside or outside edges of the mouth or the dark neck area comes to rest. To the end scoring is then z. B. the ratio of the sum of the gray values of all Pi xel of the two scanning circles. If the second - concentric - Circle set larger so that it z. B. on the dark neck area of the bottle comes to rest, the maximum ratio for the circle pairing results, which comes to lie centrally to the bottle mouth, because on the one hand there is a ma ximal gray value sum for the inner circle - due to the circular reflections the mouth - and on the other hand a minimal gray value sum for the inside circle - through the dark bottle neck - results.

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.In contrast, the two circles meet on a z. B. star-shaped shelf structure or a bright neck label, so the differences are usually the gray sum values do not meet the threshold criterion.

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.By using another concentric scanning circle inside the Mouth and its comparison with the other circles is another Threshold value can be achieved that makes detection even more reliable.

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.The detection can easily depend on the detection of other bottle types whose mouth diameters are expanded if in addition to the Ab sensing circles that are optimized for one bottle type, successively further Ab tactile circles are processed that are optimized for the other bottle types. Basically, other types of boxes can also be processed in a mix soon additional search areas according to the various specialist divisions To be defined.

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.In principle, the height of the bottles is recorded for uniform bottle types possible in the box that not only in extension of claims 1 and 2 one, but several circles of origin of different diameters are formed the. With uniform bottle types in the crate, depending on the bottle height then that circle meets the threshold value, its size corresponds to the height-dependent image size of the mouth, so that from the Diameter of the "hit" circle the bottle height can be derived. This process suffers from the fact that the camera is installed quite close to the box must be liert in order from height changes with a certain derive its resolution.

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.Associated with this is a perspective distortion, which, depending on the position of the Bottles in the box result in different mouth shapes in the picture, so that the detection is very complex and uncertain.

In Anspruch 3 ist dagegen ein praktikables Verfahren zur Höhenauswertung ge geben.In contrast, claim 3 is a practical method for height evaluation give.

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.Referring to FIG. 2, a camera (1) is installed so that it is directed obliquely from above on the box. The area lighting ( 2 ) is expanded so far on the side of the box opposite the camera that each bottle mouth in the box radiates light from the direct reflection of a certain lighting part into the camera. If the camera distance is chosen to be sufficiently large, the optical distortion from the central perspective can be neglected, and each mouth is shown as an ellipse of approximately the same shape and size.

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.If the above-mentioned scanning circles are implemented as scanning tips, their Shape and size of the perspective shape and size of the bottle mouths correspond, so he can reliably detect the muzzle position in the picture aims to be. An absolute height detection can be derived from this if the Angle of the camera to the scene and the absolute position of the bottle relative to the Camera is known. While the position of the box at the time of recording by mechanical positioning, e.g. B. guiding the box on a rail, in combination with a trigger light barrier or through image processing Supported detection of the edge of the box can be detected quite easily, the Position of the bottle in the compartment usually vary, so that the height detection suffers from inaccuracies.

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.An extension of the method according to the invention, in which this position variable negligible, consists of binocular triangulation with two cameos ras, with the recognized mouth positions from both camera images can be offset against each other that independence from the Absolute position of the bottles is obtained.

Die trigonometrischen Gleichungen hierzu sind trivial und brauchen nicht weiter ausgeführt zu werden.The trigonometric equations for this are trivial and do not need any further to be executed.

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.The problems of lack of contrast against the background like them arise with the mentioned methods for bottle detection in the crate, are according to claims 5 to 14 according to the invention by a special Characteristics of line triangulation with camera technology removed. More advantageous wise, no second camera is required to check the position of the bottles in the box most to be determined, since the method according to the application is an absolute bottle height.

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.The method according to the invention is based on what is widely known in the literature th and described optical triangulation. The is also known Method of projecting a line of light onto the scene to be measured, whose Position then from a camera with connected image processing system is evaluated and converted into a height map of the scene.

Hierbei wird jedoch allgemein von jeweils einer einzelnen Punktlichtquelle, insbe sondere Laserlichtquelle ausgegangen, deren punktförmiger Lichtaustritt mittels einer Linienoptik zu einer Lichtlinie aufgeweitet wird.However, this is generally from a single point light source in particular special laser light source, whose point-shaped light emission by means of a line optics is expanded to a line of light.

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.Experiments with such light sources have shown that that of Bottle Mun light rays entering the camera can only be evaluated, if the bottle is in the direct gloss angle between the light source and the camera stands. So with an arrangement with a point light source whose Light is widened to a line, and its central axis on the central fla row in the box, only one of the middle bottles in the box projected significant light information into the camera, and only in each case from the middle area of the mouth.

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).The method according to the invention, on the other hand, assumes that, according to. Fig. 3 is a linear light source ( 15 ) mounted above the box ( 16 ) that the opposite camera ( 17 ) from any solid angle, in which there is a bottle mouth ( 18 ), light from the mouth part of the light line is detected, received in direct reflection from the light source. If the box is moved under the camera lighting arrangement, the camera successively receives a light reflection from the lighting from each part of the mouth surface. In Fig. 3, the beam path is shown as an example for a mouth (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.According to claim 6, the light source from a line known per se lighting in the form of a fluorescent tube or filament lighting be guided, which is additionally shaped in line form with line optics.

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.Another advantageous embodiment is gem. Claim 7 in an arrangement of LEDs, of which e.g. B. 100 pieces fastened in rows in a holder are that their central axes are looking into the camera from the point of view from above are.

Vorteilhafterweise werden hierbei LEDs mit einem kleinen Öffnungswinkel der Stahlkeule - z. B. 5 Grad - eingesetzt.In this case, LEDs with a small opening angle are advantageously used Steel club - e.g. B. 5 degrees - used.

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.A device according to the invention is shown in Fig. 4. The LEDs are inserted in a receiving beam ( 19 ) in such a way that the beam direction of the outer LEDs ( 20 ) radiate something inwards, while the middle LEDs ( 21 ) radiate orthogonally. Here, too, the condition is given that the camera ( 22 ) reaches light from any LED from any possible solid angle of the light line via any bottle mouth in the light line. In FIG. 4, an optical path (23) is shown from the outer LED via an orifice in the camera.

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.An advantageous beam shaping device consists of a half-cylinder lens ( 24 ) which collimates the beam cone of each individual LED, and a slit diaphragm ( 25 ) which, for. B. is installed close to the box surface. This is a Lichtli line width of z. B. to achieve about 5 mm, which is usually sufficient for the inventive method.

Bei einer weiteren Ausführung der Beleuchtung gem. Anspruch 8 bilden mehrere Laser mit Linienoptik eine zeilenartige Beleuchtung.In another version of the lighting acc. Claim 8 form several Laser with line optics a line-like lighting.

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. Another embodiment of the lighting is set out in claim 9. In this case (Fig. 4) a point light source (26) - preferably a semiconducting laser ter - linearly expanded and projected on a strip-shaped semi-ellipsoidal mirror (27). The light source is located in one focal point, the camera ( 28 ) in the other focal point of an imaginary ellipse ( 29 ), the part of which is the mirror. Since the mirror extends across the box, a light beam will reach the camera from every point on the mouth surface ( 30 ).

In Fig. 5 ist ein Strahlengang (31) von einem äußeren Spiegelbereich über eine Mündung in die Kamera dargestellt.In Fig. 5, an optical path (31) is represented by an outer mirror area via an orifice in the camera.

Eine besonders vorteilhafte Auswertung der Linienposition im Bild ist in Anspruch 10 dargestellt.A particularly advantageous evaluation of the line position in the image is required 10 shown.

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.Here, an electronic area camera above the box with your Row direction along to the direction of movement of the bottle crate with viewing direction the device is directed obliquely downwards onto the bottle crate.

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 the image of the camera, the line of light runs, which is opposite that of the camera opposite side is also thrown from diagonally above onto the box, across to Row direction. The camera signal is connected to an image processing system supply calculator. This measures with an integrated real-time processing unit during the scrolling the position of the light line in each TV line in the picture and stores the position data in a buffer. For example, 512 positions determine 512 positions in a camera image. The determination of the light line positions is made while the box is under the Camera / lighting unit is conveyed through in every camera image like repeats until the box from its front edge to its rear edge Light line has passed. So z. B. about 100 images per pass of the box - d. H. Light cuts - evaluated. The collected position data then becomes triangulation calculation is the height of the respective bottle mouth from which the light line segment is reflected on the camera, so that from the Measurement data a three-dimensional mapping of the height points of the box sides walls and the bottle mouths. For real-time determination of Significant changes in brightness along the television line are digital elec Tronic circuits known that after an analog-digital conversion of the Ka merasignals on the line successive pixels with respect to their Assess the gray value difference in real time and if there is a significant hel Change in the count between the points of an electronic counter Store the column counter in a buffer.

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.In a further variant, the camera can also be parallel with its line direction to be installed to the light line. Then the line brightness change to be assessed line for detection of the light line.

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.If the hardware complexity is increased, it is also possible to use two or more simultaneously to process more light lines in the image, which z. B. to increase the horizontal Resolution may be required for a given image capture clock.

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.According to an advantageous extension of the method according to the invention Claim 11 in that immediately after scanning the front edge of the box the Hö the leading edge is determined and, depending on this, the image processing tion computer determines a valid image area, which is used to determine the positi is evaluated on the light line.

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. The parts of the adjacent bottles also shown in the image of the camera and box parts are not he by the blanking of the lower area therefore grasp and form a dark background against which the parts of the mouth emerge particularly brightly, even if a relatively dark ver is finally applied.

Die weitere Verarbeitung der Höhendaten ist in Anspruch 12 niedergelegt.The further processing of the height data is set out in claim 12.

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.From the position of the box outer edges z. B. the position of image section to search for the presence of bottle mouths. At The presence of a bottle of a certain height can also increase the Measure the diameter of the existing bottle mouth will. Known image processing methods are available for this, such as B. the object separation with subsequent cruciform edge detection gate, the center of which is positioned in the focus of the object.

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.Is the presence of Fla by means of claims 1 to 13 according to the invention with a certain height and mouth diameter in a certain If the number per box is determined, a sorting criterion can then be derived which leads to the sorting out by the image processing computer Sorting signal generated.

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.In a vending machine for returning empties, the detection of a certain A deposit amount can be derived from a certain number of bottle types, which the operator receives in the form of a deposit.

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.The detection and sorting variants described below according to Claims 14 to 18 are particularly for use in returning empties suitable machines, but can also z. B. in bottle sorting and testing gene can be used.

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.Vending machines for empties are already being used in many hypermarkets puts. Mostly so-called combination devices are used, the one feed chute for single bottles and another feed chute for bottles own boxes.

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.The customer enters their empties (bottle crates and individual bottles), and after the machine recognizes the entered bottles and crates Deposit voucher for the empties.

Für die Einzelflaschenerkennung werden meist Lichtschrankenarrays verwendet, für die Kastenerkennungen meist Ultraschallsensoren.Light barrier arrays are mostly used for single bottle detection, usually ultrasonic sensors for box detection.

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.The inventive methods and devices according to claims 1 to 13 enable compared to the sensors mentioned in the field of fla in the box, faster and more precise content recognition.

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.A further development according to the invention is set out in claim 13, which additionally sorting the bottle crates and thus the bottles according to the print (Logo) of the box and the side box silhouette.

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.Often bottle crates can no longer be placed just because of their height and color be divorced so that the use of the box logo is another orken opened up.

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.To implement the box detection according to the invention is in the Kasteneinga lays an electronic camera aimed at a side wall of a box. A particularly inexpensive version is possible if there is already a picture Identification system in the void return machine - e.g. B. ge for the content recognition according to claims 1 to 13 is installed. Then the additional camera for the box detection connected to the system via a camera multiplexer will be.

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.The camera picks up while the box is passing through the box entrance piles up the picture from the box side. When teaching a new box the image data are re-calculated by reducing the image resolution induced by z. B. the gray values or color values of an image section averaged and this averaged value for all image sections - ordered according to their original geometric order - in an electronic data file be filed.

Zunächst wird dies für alle im Rücknahmesortiment vorhandenen Kästen durchge führt, und die Daten als Referenzdatensätze nichtflüchtig abgespeichert.First of all, this is checked for all boxes in the take-back range leads, and the data is stored non-volatile as reference data sets.

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.During the recognition process, all image sections of the are now recognizable compared the box with that of all reference data records such that the data the respectively geometrically assigned image sections are compared with one another and from the sum of the deviations a quality criterion for the over attunement is derived. The comparison with the smallest deviations then leads to the present box type.

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.Since there is usually a slight misalignment of the box position in the image Image - e.g. B. due to trigger uncertainties of a light barrier - can occur it may be beneficial to correlate with the same data set but each time to repeat one or more sections of a staggered arrangement in order to Increase detection security.

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.In claim 14, a method and a device for the detection of vol len bottles in boxes or as individual bottles by weight, especially in Vending machines are deposited.

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.Should the vending machine take back - as often required - in the sales room of the Hypermarket to be set up, giving customers access to the full Have beverage crates of the range, so it cannot be ruled out that in fraud Unpaid full goods boxes or full individual bottles from the Sales room of the department store can be entered in the machine to do this to collect the corresponding box and bottle deposit.

In dem Anspruch 14 ist daher eine Einrichtung aufgezeigt, die eine preiswerte Wiegeeinrichtung der Kästen in einem solchen Leergutrücknahmeautomaten er möglichen sollen.In claim 14, therefore, a device is shown that an inexpensive Weighing of the boxes in such an automatic empties he possible.

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.It is assumed that bottle crates or individual bottles in one Automatic empties take back on a conveyor belt. Below the conveyor belt is a resilient bearing surface for the box over which the tape slides. The contact surface is on one side on one A pointer is rotatably mounted and a pointer is attached to the side of the support surface. For example, the pointer has a right-angled pointer at its end Detection area, which is detected by a sensor without contact, and a connected evaluation electronics leads from the position of the detection surface of the container.

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. A variant of this device is that the entire conveyor belt one end is spring loaded and depending on the load of full or Empties a pointer attached to the end deflects to different degrees.

Zur höheren Erkennungssicherheit kann die Zeigerauslenkung mit einer Hebel- oder Getriebeübersetzung gegenüber den Auslenkungen des Förderbandes überproportional ausgelenkt werden.For greater recognition reliability, the pointer deflection can be or gear ratio with respect to the deflections of the conveyor belt be disproportionately deflected.

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.The pointer is advantageously operated by a camera and an image processor tion system detected when the camera is already other detection processes - such. B. described above - takes over. So that the additional effort on the comparatively inexpensive mechanics can be limited.

Vorteilhafterweise wird als Sensor ein Ultraschall-Abstandsensor verwendet, falls ein solcher zur Erkennung des Kasteninhalts vorhanden ist.An ultrasonic distance sensor is advantageously used as the sensor if there is one for recognizing the contents of the box.

Der Zeiger kann dann entfallen, wenn direkt an die Drehachse ein elektromecha nischer Drehgeber angeflanscht wird.The pointer can be omitted if an electromecha is attached to the axis of rotation nical encoder is flanged.

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.Claims 15 to 17 identify methods and devices for detection and sorting of individual bottles. The procedures and facilities are e.g. T. specifically intended for use in vending machines, e.g. T. each but also for a more general use, e.g. B. Beverage filling machines 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.In claim 15 is a method and a device for recognizing and sorting ren of bottles, which is characterized in that individual bottles be transported one behind the other on a transport device and that an electronic camera on the side of the transport device, on the other hand, a backlight is attached, and that the Illumination from a mixture of light sources of different spectral albums rich exists.

Z.B. bestehen die Lichtquellen aus LEDs unterschiedlicher Farben, die vorteilhaf terweise in einem zweidimensionalen Array angeordnet sind.E.g. the light sources consist of LEDs of different colors, which are advantageous are usually arranged in a two-dimensional array.

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.The luminous area with a uniform spectral characteristic advantageously merges the bottle outline. Inside the illuminated area can then be in the area At least one LED of a different color must be inserted in the middle of the bottle.

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.A connected image processing system evaluates the camera signal and on the one hand registers the contour of the bottle, on the other hand compares in the middle the bottle has at least two areas with different spectral characteristics with regard to their brightness values and derives the color of the fla from the comparison scrub.

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.With the device and method according to the invention, the use of a agile color camera to detect bottle color saved. The Farber recognition by means of a color camera by comparing the color channels through a Image processing system is known and trivial, but the effort increases on the image processing side z. T. considerable, especially in Fla filling systems, the bottle throughput is up to approx. 20 bottles / s and therefore a parallel indentation of at least two color channels often does not would be avoided.

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. Equivalent to claim 15 is the attachment of at least one, better however 3 transparent color filters in the camera image field, preferably in the middle bottle area, and the comparison of the different brightness values in the area of z. B. three color filters.

In Anspruch 16 ist ein Verfahren zur Erkennung der Form von Einzelflaschen dar gelegt.In claim 16 is a method for recognizing the shape of individual bottles placed.

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.There are already image processing systems for bottle detection on the market, place the horizontal measurement cuts through the bottle using measurement lines and Detect the front and rear edge of the bottle.

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.Then the respective run lengths between the front and rear edge with compare the run lengths of the same measurement cuts from previously learned bottles and the presence of the correct bottle is detected.

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.However, since the bottles z. B. due to different soil thicknesses or Height fluctuations in the medium are of different heights the measurement cuts are not always in the same height range of the bottle carried out so that there are error detections.

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.You could use the top edge of the bottle as a remedy, and that Detect measuring lines relative to the height of the upper edge of the mouth, however the mouth often has irregularities, has a closure or is covered with dirt.

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.The inventive method and the inventive device are characterized in that individual bottles on a transport device are transported one behind the other that the side of the transport device on the egg An electronic camera on one side and a backlight on the other lighting is appropriate that a connected image processing system Evaluates camera signal and the contour of the bottle in several height sections saves that in learning mode the evaluation and saving with all recognizing bottles and at least one depth per bottle, that in the current recognition mode, the contour of the currently recognized Bottle can be compared with the previously learned contours that additionally Values of the current contour with the previously learned contours at several heights positions shifted against each other are compared that from the best Result of the comparisons abge the presence of one of the learned bottles is leading.

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.The method according to the invention is therefore independent of soil thicknesses Fluctuations and variations in the area of the bottle mouth and only works from the shape of the bottle, preferably in the neck area.

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.If this form is constant, the value will change when the values are shifted vertically Samples by z. B. always one pixel up and down one shift result value in which the best possible match between ge learned and available diameters.

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.A peculiarity that is specifically for use in bottle return car maten is important, the repeated learning of a bottle in several Depth positions with respect to the camera / lighting axis. Is the trans portband wider than the bottle, so the bottle can pass in front of the Camera pass the camera at different distances. This will appear the bottle in different perspectives, the dimensions in the different which elevations do not simply change linearly. Because a math Descriptions and corrections that prove to be too complex simply multiply re depth positions of the bottle learned under a uniform bottle number and compared all of these references to the current outline. Because of the lei The ability of modern image processing computers to increase these multiple corrections the recognition time is only insignificant.

Eine Weiterung des Verfahren ermöglicht zusätzlich eine bestmögliche Erken nung der Flasche anhand nur einer Flaschenseitenkontur.A continuation of the procedure also enables the best possible detection bottle using only one bottle side contour.

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.For this purpose, the symmetry axis is first calculated from the contour data. After that all contour values that differ from the majority of the values are sorted out, and again calculated the axis of symmetry with the remaining values. Then the values of the left and right bottle halves are ge separates with the previously learned values (left / right) compared and by vertika le and horizontal shift the best value is determined.

Hierdurch können einseitige Verschmutzungen der Flasche oder Abdeckungen der Flaschenkontur z. B. durch einen Strohhalm, in der Regel die Erkennung nicht beeinträchtigen.This can cause one-sided contamination of the bottle or covers the bottle contour z. B. through a straw, usually not the detection affect.

In den Ansprüchen 17 und 18 ist eine Verfahren und eine Einrichtung angegeben, welche die logistische Behandlung von zurückgenommenen Flaschen zum Inhalt haben.Claims 17 and 18 specify a method and a device, which is the logistical treatment of returned bottles to the content to have.

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.There are return machines in which the operator bottles in Area of an entry opening on a turntable puts the bottles through Rotation of the turntable to a detection unit inside and then to a transfer unit on the back, where the recognized and depositable bottles are pushed onto a collecting table.

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.The bottles, which are recognized as not being pledged, continue on the turntable rotated until they appear again in the input opening and there by the operator can be tapped.

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.If the operator does not take back the bottles that are not subject to a deposit, then must the bottles are rotated further and on the same collection be pushed like the depositable bottles, which is the maintenance person sonal sorting - inevitably time-consuming and error-prone - to 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.Especially with the recently used plastic (e.g. PET) bottles Pro due to the rotary movement and especially on the transfer unit bleme with falling bottles.

Diese Probleme werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfin dungsgemäßen Einrichtung nach Ansprüchen 17 bis 18 vermieden.These problems are solved with the inventive method and the device according to the invention avoided according to claims 17 to 18.

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.Claim 17 includes a method and a device for recognizing and Sorting bottles, which is characterized in that bottles in one Redemption machines on a conveyor belt from an entry opening at the Operator side of the return machine transported to a detection unit and that the bottles between the input opening and the recognition unit to pass a mechanical bully.

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.The mechanical baffle serves on the one hand to prevent an operator handles in the return machine, on the other hand, there is already a pre Position the bottle transversely to the direction of movement so that the bottles always at the same depth to a subordinate detection unit on Band.

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 Fig. 6 is a schematic drawing of an empties return machine with the features according to the invention, given in the upper part of the side view, in the lower part the top view is shown.

In einem Standgehäuse (32) ist das Förderband (33) mit zwei alternativen Aus führungsbeispielen für die mechanische Schikane dargestellt.In a standing housing ( 32 ), the conveyor belt ( 33 ) is shown with two alternative exemplary embodiments for the mechanical baffle.

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.In the front part, a simple mechanical turnstile ( 34 ) is installed directly behind the insertion opening, in which the operator sets the bottle ( 35 ). A detector in the insertion opening detects the bottle, whereupon the conveyor belt is started and pulls the bottle through the turnstile, the turnstile need not be electrically driven, but is set in rotation by the bottle. After passing the turnstile, the operator can no longer retrieve the bottle.

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.The same effect is obtained when using a baffle in the form of two deflection plates ( 36 ) protruding obliquely from the side into the center of the conveyor belt, which push the bottle once from the side to the center and then from the center to the side. Here, too, the effect is only generated by the conveyor belt pushing the bottle forward. In Fig. 6 both variants of the chicane are shown, but in practice only one of the two variants is advantageously used.

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.After passing the chicane, the bottle reaches a detection unit on the belt, which, for. B. can consist of a combination of a camera shape detection and a weight detection. In FIG. 6, the camera (37) and the lighting (38) is exemplarily shown. After the bottle type has been detected by the detection unit and, if necessary, the filling status, bottles that have been pledged are recognized, are conveyed out of the machine via the conveyor belt and z. B. pushed onto a storage table. Bottles that should not be taken back by the machine and possibly not recognized bottles are pushed from the belt into a discharge channel ( 40 ) by an electromechanical ejector ( 39 ). The bottle ejector consists, for. B. as in Fig. 6 indicates a lever construction with a geared motor drive and can be assumed to be known in its technical design.

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.The discharge channel extends from the discharge point to the front of the return machine. Due to the inclination of the discharge channel due to gravity, the bottles slip to a bottle stopper ( 41 ) on the front of the return machine.

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. Above the bottle stopper is a tapping opening ( 42 ) in the front of the take-back machine, through which the operator can remove the bottle or deposit that is not recognized.

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.In Fig. 6, a box conveyor belt ( 43 ) with box ( 44 ) - only incompletely in plan view - is drawn in, which is usually present in connection with devices according to claims 1 to 14 in the empties return machine.

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.A continuation of the method and the device is there according to claim 18 characterized in that the bottle located on the bottle stopper optionally with an additional electromechanical ejector in egg bottle bunkers located below the conveyor trough can.

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.An embodiment of a discharge device is shown in Fig. 6 as a flap ( 45 ) with opening opening downward, the drive of the flap is not shown. Advantageously, the flap is not designed with the opening facing down, as shown, but to the side. The discharge channel is rich in the lower loading area with a flat tread that is inclined to the side. The side wall of the discharge chute is designed in the lower area of the discharge chute as a flap with an electromechanical actuating device, which is briefly opened to eject the flap, whereupon the bottle rolls outward due to gravity and falls into the collecting bunker located below the conveyor chute.

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.In the operating sequence of the empties return machine, e.g. B. the operator The presence of a bottle that is not subject to a deposit is requested via an operating monitor to remove the non-refundable bottle. The operator does not respond internally half a predetermined time, z. B. the bottle automatically into the container be dropped.

Diese erfindungsgemäße Lösung ist den bekannten Ausgestaltungen von Leergu trücknahmeautomaten überlegen, da sie eine Vorsortierung von Nichtpfandfla schen gewährleistet.This solution according to the invention is the known embodiments of Leergu take-back machines because they pre-sort non-deposit bottles guaranteed.

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.A particularly advantageous combination of the methods and The facility consists of an automatic empties return machine for individual bottles and bottle crates, in which all sensory tasks from a zen central image processing system to which a camera for the Fla in the box and the box recognition according to one or more Claims 1 to 12, a camera for box side wall detection according to An saying 13 and a camera for single bottle detection according to claims 15 and / or 16 are connected, and that the image processing system additional Lich carries out a weight control according to claim 14 via the cameras.

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.An advantageous extension of this combination results when the picture processing system has an operating monitor on the front of the machine is installed, on the one hand with the screen masks and displays for the loading service management and on the other hand in the breaks, in which no empties is entered, e.g. B. advertising slides or films on the monitor, the egg nem electronic mass storage or a video recorder who read the.

Claims

1. A method and device for the detection and sorting of beverage containers, in particular bottles and bottle crates, characterized in that bottles are conveyed in boxes under a detection device, that the detection device consists of an electronic camera, which is directed from above onto the box, that a flat illumination illuminates the box from above, that a connected image processing system in the image memory in which the image is recorded forms a scanning circle with a certain diameter corresponding to the size of the bottle mouth, that the scanning circle in each bottle compartment, starting from the center of the compartment, several times each a certain offset is scanned so that a bottle with the certain diameter is then assumed to be present if there are a certain number of pixels in one of the scanning circles which, taken together, meet a threshold value criterion.

2. The method and device according to claim 1, characterized in that in addition to each particular original circle, at least one more concentric scanning circle is formed, and that a bottle mouth with the certain diameter is assumed to be present if that Ratio of the brightness values of the pixels at least one of the concentric circles to the origin circle with respect to a criterion assumes a certain value.

3. The method and device according to claims 1 and 2, characterized in that that the camera is pointing obliquely from above onto the box, that instead of Sampling circles are formed and that from the position of the Ellipses that meet the given criteria, the height of each Bottle is derived.

4. The method and device according to claim 3, characterized in that another camera pointed at the box from a different angle and that from the comparison of the bottle positions in the respective camera image and according to the positions and angular positions of the cameras a correction of the height determination is derived from one another.

5. Method and device for recognizing and sorting Beverage containers, in particular bottles and bottle crates, thereby characterized that bottles in boxes under a detection device be promoted that the detection device from a electronic camera, which is directed obliquely from above onto the box, that there is a light line projector across the camera Box conveyor, which has a line-shaped light exit that the Line length of the light emission covers approximately the box width, and that the Light line projector Light from every angle of its light emission from oblique on top of the bottle mouths in the box and from there in direct reflection in the camera shines in, the angle of incidence of the lighting compared to the Horizontal the viewing angle of the camera compared to the horizontal corresponds.

6. The method and device according to claim 5, characterized in that the Line projector from a rod-shaped, homogeneous lighting with a superior one Line optics exist.

7. The method and device according to claim 5, characterized in that the Line projector consists of an array of LEDs that extend across the Crate track, with each LED directed towards the bottles in the crate, that her light comes in more direct light through the bottle mouth she is illuminating Reflection shines into the camera.

8. The method and device according to claim 5, characterized in that the Line projector consists of an array of laser lights with line optics, each laser is aimed at the bottles in the box so that its light is on the bottle mouth illuminated by her in direct reflection into the camera shines in.

9. The method and device according to claim 1, characterized in that the Line projector from a point light source, preferably one Semiconductor laser with line optics is that the light source is in one The focal point of an imaginary ellipse is that the camera is in the other Focal point, and that the light from the light source is on a semi-ellipsoid Mirror is thrown, the curvature of that of the imaginary ellipse corresponds to the light coming from the light source from any point on the mirror the bottle mouth is reflected directly into the camera.

10. The method and device according to claims 5 to 9, characterized in that the camera is designed as a multi-line camera with its Row direction along to the direction of movement of the bottle crate on the Bottle crate is directed to the camera signal Image processing computer is connected that this by means of a Real-time processing unit the position of the while scrolling The line of light in each television line measures the height using a triangulation calculation the respective bottle mouth, from which the light line segment to the camera is reflected, it is determined that the triangulation is repeated until the box from its front edge to its rear edge the line of light happened that from the repeated measurements a three-dimensional Mapping the highlights of the box side walls and the Bottle mouths is created.

11. The method and device according to claims 5 to 10, characterized characterized in that after scanning the front edge of the box the height of the Leading edge is determined and depending on the Image processing computer determines a valid image area for the Determining the position of the light line is evaluated.

12. The method and device according to claims 1 to 11, characterized characterized in that from the position of the outer edges of the box the position of Image sections to search for the presence of bottle mouths be derived, and that in the presence of a bottle with a particular Height of the bottle mouth in the image section with its diameter is measured that from the presence of bottles of a certain height and mouth diameter in a certain number per box Sorting criterion is derived, which leads to the sorting out by the Image processing computer generates a reject signal.

13. Method and device for recognizing and sorting Beverage containers, in particular bottles and bottle crates, thereby characterized that bottle crates in an empties return machine a conveyor belt that an electronic camera on a Box sidewall is directed to the camera taking an image of the box sidewall records that a connected image processing system with the image previously recorded and saved images of all in the same way compares occurring boxes, and from the comparison the present Box type.

14. Method and device for recognizing and sorting Beverage containers, in particular bottles and bottle crates, thereby characterized in that beverage containers in an empty packaging machine be conveyed on a conveyor belt that a below the conveyor belt resilient bearing surface for the beverage container is attached over which the tape slides that the bearing surface on one side by means of an axis is rotatably mounted that a pointer is attached to the side of the support surface, that the pointer is detected by a sensor without contact, that from the detected position of the pointer derived the weight of the beverage container becomes.

15. Method and device for recognizing and sorting Beverage containers, in particular bottles and bottle crates, thereby characterized in that individual bottles on a transport device are transported one behind the other that on the side of the transport device on the on one side an electronic camera, on the other side one Backlighting is attached that a connected Image processing system evaluates the camera signal and the contour of the bottle saves in several vertical sections that the evaluation and Storage with all bottles to be recognized and at least in one Depth per bottle takes place that the contour of the each currently recognizable bottle with the previously learned contours be compared that additionally the values of the current contour with those before learned contours shifted against each other in several height positions be compared that from the best result of the comparisons Presence of one of the learned bottles is derived.

16. Method and device for recognizing and sorting Beverage containers, in particular bottles and bottle crates, thereby characterized in that individual bottles on a transport device are transported one behind the other that on the side of the transport device on the on one side an electronic camera, on the other side one Backlighting is attached, and that the lighting comes from a Mixture of light sources of different spectral ranges is that a connected image processing system evaluates the camera signal and on the one hand the contour of the bottle registered, on the other hand in the middle of the bottle at least two areas of different spectral characteristics with regard to their Brightness values are compared and the color of the bottle is derived from the comparison.

17. Method and device for recognizing and sorting Beverage containers, in particular bottles and bottle crates, thereby characterized that bottles in a return machine on a Conveyor belt from an input opening on the operator side of the Return machines are transported to a detection unit that the Bottles between the input opening and the recognition unit are mechanical Chicane happen that the bottle type with a detection unit on the belt it is detected that they should not be taken back by the machine, by means of an electromechanical ejector laterally from the belt into one Drainage channel are pushed that the discharge channel from the discharge point to Front of the redemption machine is enough that the bottles as a result of The discharge channel is inclined by gravity up to a bottle stop on the Front of the redemption machine get that above the Bottle stopper has a tapping opening in the front of the Take-back machines are let in.

18. The method and device according to claim 17, characterized in that the bottle on the bottle stopper with an electromechanical Conveyor in one located below the conveyor trough Bottle bunker is transported.