DE19832615A1

DE19832615A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung der Form flaschenförmiger Behälter

Info

Publication number: DE19832615A1
Application number: DE1998132615
Authority: DE
Inventors: Peter Fessler; Herbert Menke
Original assignee: Metec GmbH
Current assignee: Metec GmbH
Priority date: 1998-07-21
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 2000-02-24
Anticipated expiration: 2018-07-22
Also published as: DE19832615B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (2) zur Erkennung der Form flaschenförmiger Behälter (1) aus einem für Licht transparenten Material. DOLLAR A Um zu erreichen, daß eine sehr genaue Formerkennung der Behälter (1) auch dann möglich ist, wenn sich die Behälter (1) noch in Transportkästen befinden, die auf einem laufenden Förderband bewegt werden, schlägt die Erfindung vor, daß in den jeweiligen Behälter (1), dessen Form bestimmt werden soll, Licht in einen ersten Bereich (9) eingekoppelt wird, der nicht mit dem Bereich (10) übereinstimmt, den eine Kamera (6) zur weiteren Bildverarbeitung aufnimmt. Dadurch wird erreicht, daß der Behälter (1) in dem von der Kamera (6) zu analysierenden Bereich (10) selbst leuchtet und sich dieser Bereich (10) auf dem Kamerabild sehr kontrastreich von dem relativ dunklen, durch die benachbarten Flaschen und den Kastenwänden gebildeten Hintergrund abhebt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Form flaschenförmiger Behälter aus einem für Licht transparenten Material. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens.

Zur Wiederverwendung bereits benutzter Behälter (Leergut), insbesondere von Getränkeflaschen, ist es bekannt, für die einzelnen Behälter mittels Bildverarbeitungsverfahren eine Formerkennung durchzuführen und die ermittelte Form bzw. für diese Form charakteristische Merkmale mit entsprechenden vorher abgespeicherten Mustern in einer elektronischen Aus werteeinrichtung zu vergleichen. Stellt die elektronische Auswerteeinrichtung fest, daß gemessenes und gespeichertes Bild nicht übereinstimmen, wird eine Aussortiervorrichtung angesteuert, die den entsprechenden Behälter aussondert.

Zur Ermittlung der jeweiligen Form der Behälter werden diese zunächst den üblichen Transportkästen entnommen und einzeln auf ein Förderband gestellt. Anschließend wird dann mit Hilfe einer Kamera der die charakteristische Form des jeweiligen Behälters wiedergebende Bereich aufgenommen und z. B. mit dem Bild des entsprechenden Bereiches einer Musterflasche ver glichen.

Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist unter anderem, daß das Leergut-zunächst den Transportkästen entnommen werden muß, was relativ zeit- und kostenaufwendig ist.

Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, eine Formerkennung der noch in den Transportkästen befindlichen Behälter durch zuführen. Allerdings hat sich in der Praxis gezeigt, daß die bisher angewandten Verfahren relativ ungenau sind, weil so wohl die benachbarten Behälter als auch die Wände der zum Teil unterschiedlichen Transportbehälter, die sich bei der Messung bewegen, eine eindeutige Formbestimmung des ent sprechenden Behälters erschweren bzw. teilweise auch gänzlich verhindern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit dem auf einfache Weise eine sehr genaue Formerkennung von Behältern aus trans parentem Material auch dann möglich ist, wenn sich die Behäl ter in Transportkästen befinden, die auf einem laufenden Förderband durch die Meßvorrichtung bewegt werden. Es soll ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfah rens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 4 gelöst. An spruch 6 offenbart eine besonders vorteilhafte Verwendung des Verfahrens. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, daß in den jeweiligen Behälter, dessen Form bestimmt werden soll, Licht in einen leicht zugänglichen Bereich eingekoppelt wird, der nicht mit dem Bereich übereinstimmt, den die Kamera ana lysiert. Dadurch wird erreicht, daß der Behälter in dem von der Kamera zu analysierenden Bereich selbst leuchtet und sich dieser Bereich auf dem Kamerabild sehr kontrastreich von dem relativ dunklen, durch die benachbarten Flaschen und den Kastenwänden gebildeten Hintergrund abhebt.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das Licht über den Boden des entsprechenden Behälters in diesen eingekoppelt wird. Denn insbesondere die Kästen für Flaschen sind derart aufgebaut, daß sie bodenseitig relativ großflächige Ausspa rungen unterhalb jeder Flasche aufweisen, durch die das Licht auf den Flaschenboden gestrahlt werden kann. Außerdem läßt sich in diesem Bereich relativ einfach eine reproduzierbare Ausrichtung der Lichtquelle in bezug auf den jeweiligen Be hälter erreichen.

Die eigentliche Formerkennung des jeweiligen Behälters er folgt vorzugsweise in an sich bekannter Weise mittels einer oder mehrerer Kameras, die den Erweiterungsbereich zwischen Hals und Bauch des jeweiligen flaschenförmigen Behälters auf nimmt und mit bekannten Mustern vergleicht. Denn insbesondere Getränkeflaschen unterschiedlicher Hersteller unterscheiden sich zum Teil wesentlich durch die Form dieses Erweiterungs bereiches voneinander.

Wie sich bei praktischen Versuchen ergeben hat, sollte die Intensität des in den jeweiligen Behälter einzukoppelnden Lichtes möglichst hoch sein. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn als Lichtquelle eine matrixförmige Anord nung von einer größeren Anzahl von Leuchtdioden verwendet wird (bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wurden mehr als 100 Leuchtdioden benutzt). Durch eine derartige Leucht diodenmatrix wird einerseits erreicht, daß die Lichtquelle optimal an den jeweiligen Behältertyp angepaßt werden kann (z. B. Einkopplung in den bodenseitigen äußeren Rand von Flaschen mit unterschiedlichem Durchmesser). Andererseits kann auf einfache Weise eine zeitliche wie räumliche Modu lation des auf den jeweiligen Behälter auftreffenden Lichtes erreicht und dadurch die Auflösung des Meßverfahrens wesent lich verbessert werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung- ergeben sich aus dem folgenden anhand einer Figur erläuterten Ausführungs beispiel.

In der Figur ist mit 1 eine teilweise im Längsschnitt wieder gegebene Getränkeflasche aus Kunststoff bezeichnet, deren charakteristische Form von einer erfindungsgemäßen Vorrich tung 2 ermittelt werden soll. Die Vorrichtung 2 umfaßt eine Lichtquelle 3, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer quadratischen Anordnung von (10 × 10 =) 100 Leucht dioden 4 besteht. Die Lichtquelle 3 ist ihrerseits mit einer steuerbaren Stromversorgungseinheit 5 verbunden.

Außerdem umfaßt die Vorrichtung 2 eine Kamera 6 mit einer dieser nachgeschalteten elektronischen Auswerteeinrichtung 7, die ihrerseits mit einer gestrichelt dargestellten Aussor tiervorrichtung 8 verbindbar ist.

Das durch die Lichtquelle 3 erzeugte Licht wird in den Boden 9 der Flasche 1 eingekoppelt und breitet sich teilweise innerhalb der Wände der gesamten Flasche aus. Teilweise wird das Licht aber auch wieder von der Flasche nach außen abge strahlt, so daß die Flasche für einen Betrachter leuchtet, sofern Licht des sichtbaren Wellenlängenbereiches verwendet wird.

Die Kamera 6 ist auf den Erweiterungsbereich 10 zwischen Flaschenhals 11 und Flaschenbauch 12 gerichtet und erzeugt Bilder dieses Bereiches. Die entsprechenden Bilder werden dann in der elektronischen, einen Mikrocontroller umfassenden Auswerteeinrichtung 7 weiterverarbeitet. Hierzu können die Bilder digitalisiert und mit gespeicherten Bildern der ent sprechenden Bereiche von Musterflaschen verglichen werden. Denkbar ist auch, daß die digitalisierten Bilder jeweils zu charakteristischen Merkmalen weiterverarbeitet und mit ent sprechenden charakteristischen Merkmalen bekannter Flaschen typen verglichen werden.

Bezugszeichenliste

1

Behälter, Flasche, Getränkeflasche

2

Vorrichtung

3

Lichtquelle

4

Leuchtdiode

5

Stromversorgung

6

Kamera

7

Auswerteeinrichtung

8

Aussortiervorrichtung

9

erster Bereich, Boden einer Flasche

10

zweiter Bereich, Erweiterungsbereich

11

Hals eines Behälters, Flaschenhals

12

Bauch eines Behälters, Flaschenbauch

Claims

1. Verfahren zur Erkennung der Form flaschenförmiger Behäl ter (1) aus einem für Licht transparenten Material mit den Merkmalen:

a) in den jeweiligen Behälter (1) wird in einem ersten Bereich (9) Licht eingekoppelt;
b) mit mindestens einer Kamera werden anschließend Bilder von einem zweiten Bereich (10) des Behälters (1), der für den jeweiligen Behältertyp charakteri stische Formmerkmale aufweist, aufgenommen und das Kamerabild wird dann in einer nachgeschalteten elektronischen Auswerteeinrichtung (7) ausgewertet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Bereich (9) der Boden des jeweiligen Behäl ters (1) gewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß als zweiter Bereich (10) der zwischen Hals (11) und Bauch (12) des jeweiligen Behälters (1) befindliche Erweiterungsbereich (10) gewählt wird.

4. Vorrichtung zur Erkennung der Form flaschenförmiger Behälter (1) aus einem für Licht transparenten Material mit den Merkmalen:

a) die Vorrichtung (2) umfaßt eine Lichtquelle (-3) und eine Kamera (6) mit nachgeschalteter elektronischer Auswerteeinrichtung (7);
b) die Lichtquelle (3) und die Kamera (6) sind zu ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung derart anord bar, daß das Licht in den jeweiligen Behälter (1) in einen ersten Bereich (9) einkoppelbar ist und die Kamera (6) Bilder von einem zweiten, von dem ersten unterschiedlichen Bereich (10) des Behälters (1), der für den jeweiligen Behältertyp charakteri stische Formmerkmale aufweist, aufnimmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (3) aus matrixförmig angeordneten Leuchtdioden (4) besteht.

6. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Erkennung der jeweiligen Form mehrerer in einem Kasten befindlichen Flaschen (1).