DE2624308A1

DE2624308A1 - Verfahren und vorrichtung zur selbsttaetigen mustererkennung von fluessigkeitsbehaeltern, z.b. flaschen, dosen o.dgl. von variierender groesse und form

Info

Publication number: DE2624308A1
Application number: DE19762624308
Authority: DE
Inventors: Tore Planke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-06-03
Filing date: 1976-05-31
Publication date: 1976-12-23
Also published as: IT1070678B; DK146437B; GB1528227A; FR2313660B1; NO135609B; JPS5217742A; DK146437C; US4055834A; AU499144B2; JPS5939064B2; FR2313660A1; NL179556C; CA1057856A; DE2624308C2; NL179556B; SE409251B; NL7605910A; AU1454976A; CH610654A5; SE7605904L

Description

262A303

Tore Planke

3180 NiKIRKE, Norwegen

Patentanwältö

Dr. O. Loesenbeck

Dipl.-lng. Stracke

Dipl.-Ing. Loesenbeck

Der Anmelder ist Erfinder 43 BielsFsid, Herforder Straße 1?

Verfahren und Vorrichtung zur selbsttätigen Mustererkennung von Flüssigkeitsbehältern, z.B. Flaschen, Dosen oder dergl. von variierender Grosse und Form

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur selbsttätigen Mustererkennung von Flüssigkeitsbehältern, z.B. Flaschen, Dosen oder dergl. von variierender Grosse und Form, wie aus dem Oberbegriff des beigefügten Hauptanspruches hervorgeht.

Aus der norwegischen Patentschrift Nr. 126 900 ist eine Vorrichtung bekannt, womit leere Flaschen mittels optischer Mittel selbsttätig durch Erfassung der Schattenbilder der Flaschen mustererkannt werden. Die bekannte Vorrichtung arbeitet mit einer Anzahl zweckmässig vorgesehener Photodetektoren zur Erfassung der eigenartigen Flaschendaten, z.B. der Flaschenhöhe. Bei einer Einführung neuer Flaschentypen auf den Markt werden ggf. weitere Photodetektoren eingebaut, damit auch diese Flaschen befriedigend erfasst werden können. Sollten Flaschentypen von dem Markt verschwinden, muss man den Apparat ggf. derart programmieren, dass für derartige Flaschen kein Pfand gezahlt wird oder die be-

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treffenden Photodetektoren müssen demontiert werden. Beim Einbau eines derartigen Apparates ist eine sorgfältige Erprobung des Apparates in der Regel zur Gewähr der richtigen Einstellung der Photodetektoreinheit erforderlich. In Ländern, wo wenige pfandwürdige Flaschentypen existieren, schafft dies kein besonders grosses Problem. Trotzdem bedeutet dies, dass diese Arbeit vom Dienstpersonal des Lieferanten durchgeführt werden muss, was einen ziem lieh umfassendanBedienungsapparat erfordert, insbesondere falls mehrere Maschinen im Laufe kurzer Zeit eingestellt werden müssen. Dieses Verfahren ist ferner zeitraubend und somit kostspielig, insbesondere in Ländern oder Gegenden, wo neue Flaschentypen oft auf den Markt gebracht oder zurückgezogen werden, oder wo es sehr viele unterschiedliche Flaschentypen gibt. Bei der bekannten Vorrichtung gibt es auch keine Mittel zur Rückführung von nicht pfändwürdigen Flaschen.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer vereinfachten und selbsttätigen Programmierung hinsichtlich des Pfandwertes und der charakteristischen Daten der Flaschen bei der erfindungsgemässen Vorrichtung.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist das Ermöglichen einer Programmierung und Erfassung der Form, Farbe und des Gewichtes und der Ausrüstung der Flüssigkeitsbehälter.

Es ist ferner ein Zweck der Erfindung zu ermöglichen, dass von der erfindungsgemässen Vorrichtung nicht akzeptierte Behälter zu einer Empfangsstation zurückgeführt werden.

Diese und andere Zwecke der Erfindung werden derart gelöst, wie aus der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung hervorgeht. Die die Erfindung charakterisierenden Merkmale gehen aus den nachstehenden Ansprüchen hervor.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe Detektoreinheit.

Fig. 2 illustriert schematise!! die Mittel für den Antrieb der Detektoreinheit laut Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Abänderung der Ausführung laut Fig. 2 in

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Seitenansicht.

Fig. 4 zeigt eine weitere Abänderung der Ausführung laut fig. in Seitenansicht.

Fig. 5 illustriert schematisch den Detektorgrundsatz laut der Erfindung.

Fig. 6a und 6b zeigen zusammen ein Blockschaltbild des erfindungsgemässen Elektroniksystems.

Fig. 7 illustriert -den Grundsatz der Detektion der besonderen Form eines Flüssigkeitsbehälters.

Fig. 8 ist ein weiteres Beispiel der in Fig. 7 dargestellten Erfassungsweise.

Fig. 9 illustriert den Abtastwinkel und die obere und untere Grenze der Erfassung von Flüssigkeitsbehältern.

Die Figuren 10 und 11 illustrieren die Erfassung von Flüssigkeitsbehältern mit unsymmetrischer Form oder wo der Flüssigkeitsbehälter zufällig eine unsymmetrische Form erhalten hat.

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild des Erfassungssystems.

Die Figuren 13 und 14 zeigen die Abtastung bzw. Registrierung von verengten Bereichen einer Flasche und die in dieser Verbindung erfassten Impulsreihen.

Fig. 15 zeigt Mittel für die Zurückführung nicht mit Pfand belegter Flaschen.

Fig. 16 zeigt eine Ausführung einer Frontplatte der erfindungsgemässen Vorrichtung.

Nachstehend ist die Erfindung in Verbindung mit der Erfassung, Programmierung und Registrierung von Flaschen beschrieben. Es dürfte jedoch einleuchtend sein, dass die Erfindung auch für beliebige Gegenstände mit einer bestimmten Form, Farbe und Aus-

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rüstung wie auch mit bestimmtem Gewicht verwendet werden kann und somit nicht auf Flaschen beschränkt ist.

In der Fig. 1 ist eine Detektoreinheit dargestellt, die eine Säule 1 umfasst/ wo beispielsweise 256 (256 = 2 ) optische Fasern 2 eingegossen sind, deren Enden 3 wie in Fig. 1 dargestellt in einer Säule liegen. Die Fasern können mit Epoxy in der Säule eingegossen sein und die Stirnseiten der Fasern sind plangeschliffeii/ damit eine befriedigende Lichtabsorption erzielt wird. An den anderen Enden 4 der Fasern sind diese in einem Bündel gesammelt, und dass durch die Fasern dringende Licht wird mittels des Lichtfokussierorganes 5 derart gesammelt, dass das von der Detektoreinheit 1 aufgefangene Licht von einem Photodetektor 6 registriert werden kann. Die einzige wirksame Komponente der ganzen in Fig. 1 dargestellten Einheit ist somit nur der eine Photodetektor 6, was auch die elektrischen Lsitungsverbindungen und die Fehlerortbestimmung in Verbindung mit einem eventuell fehlerhaften Photodetektor vereinfacht. Es ist natürlich möglich, zwei oder mehrere Säulen 1 und eine entsprechende Anzahl von Photodetektoren 6 vorzusehen, falls dies aus besonderen Gründen als erforderlich betrachtet wird. Ferner ist es möglich, für jede Detektoreinheit 1 beispielsweise zwei Photodetektoren vorzusehen, wobei die Faseroptik der Detektoreinheit 1 z.B. in zwei Bündel gesammelt wird, die mit je einem' Photodetektor 6 verbunden werden.

Die Figuren 2,3 und 4 zeigen schematisch, wie eine Flasche an einer Abtaststation vorbeibewegt wird. Die Abtaststation umfasst eine Lichtquelle 18 in der Form eines Laseremitters oder einer Glühlampe, die mittels Linsen einen schmalen Lichtstrahl mit geringer Divergenz ergibt,z.B. etwa 1 mm im Durchmesser, einen rotierenden Spiegel, welcher den Lichtstrahl entlang einer im grossen ganzen lotrechten, geraden Linie bewegt, derart, dass der Lichtstrahl die lichtempfindlichen Punkte in der Säule trifft, wobei der gegenseitige Abstand zwischen den Punkten oder Faserenden 3 vorzugsweise gleich ist.

Für jeden Punkt, den der Lichtstrahl trifft, wird ein Impuls generiert. Diese Impulssignale werden mittels des Photodetektors von Lichtimpulssignalen zu elektrischen ImpulsSignalen umgewandelt, derart dass das Ausgangssignal eine Impulsreihe ist.

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Somit wird ein Lichtstrahldurchlauf bewirken/ dass ebenso viele Impulse wie es Lichtfühler in der Säule 1 gibt abgegeben werden insorfern keine Flaschen den Lichtstrahl unterbrechen.

Die Wiederholungsgeschwindigkeit des Lichtstrahldurchlaufes bestimmt zusammen mit der Geschwindigkeit des Förderers 7 die waagerechte Auflösung im MustererkennungsbiId (X-Sinn).

Der Abstand zwischen den lichtempfindlichen Punkten in der Säule 1 bestimmt die lotrechte Auflösung (Y-Sinn).

Damit bei einer variierenden Förderergesjchwindigkeit eine eindeutige Auflösung im X-Sinn erzielt wird, ist die Spiegelrotation mit der Bandgeschwindigkeit zu synchronisieren. Dies kann in unterschiedlichen Weisen durchgeführt werden, wie in den Figuren 2 bis 4 angedeutet. Der Spiegel 8 ist in Lagern 9 gelagert und mittels der Schaltung 11 über eine Welle 12 mit einem Elektromotor 14 verbunden. Das Band 7 (der Förderer) wird ebenfalls vom Motor 14 angetrieben, jedoch über eine Untersetzung Wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, kann derselbe Motor für den Antrieb des Spiegels und Bandes verwendet werden. Zur Erzielung einer guten Auflösung soll die Rotationsgeschwindigkeit des Spiegels wesentlich höher als diejenige der Triebwelle des Bandes 7 sein. In der Fig. 3 ist der Spiegel 8 über eine starre Welle und Schaltungen 11 mit dem Motor 14 verbunden. In Fig. 4 ist die Verbindung zwischen dam Spiegel 8 und dem Elektromotor 14 über eine elektrische Verbindung errichtet, indem eine Funktionsdreh-Einheit (Resolvereinheit) 16, 17 oder eine technisch gleichwertige Komponente verwandet wird. Flaschen 15 sind als Illustration der abzutastenden Flüssigkeitsbehälter gezeigt.

Der Spiegel 8 kann mehrere Spiegelflächen umfassen, derart, dass die Einheit, in welche diese Flächen eingehen im Querschnitt ein Vieleck, z.B. ein Rechteck bildet. Im Fall eines Rechteckes wird der Spiegel 8 somit vier Lichtdurchläufe je Umdrehung der Spiegeleinheit generieren.

Wenn eine Flasche in die Erfassungszone eintritt, verhindert sie, dass der Lichtstrahl sämtliche Lichtfühler trifft. Durch Registrierung der verschiedenen Schattenpunkte je nachdem die

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Flaschen die Erfassungszone durchlaufen, kann man sich leicht ein eindeutiges Bild der Flüssigkeitsbehälter machen. Wie in Fig. 5 schematisch dargestellt, wird an der Säule 1 ein Lichtstrahldurchlauf 19 erzielt, von dessen Länge die Strecke h wegen der Flasche 20 auf der Säule im Schatten ist.

Zur Vereinfachung der Konturdaten des Flüssigkeitsbehälters werden diese bearbeitet, damit eine zweckmässige Form erzielt wird.

Vorzugsweise können die berechneten Daten des Flüssigkeitsbehälters folgende Struktur aufweisen: Höhe, Breite, eingezeichnete Fläche, Tiefe von Verengungen, charakteristische Abschrägungswinkel, Anzahl von geringen VorSprüngen und "Kerben". Alle Daten müssen mit unterschiedlichen Toleranzen angegeben werden. Die Maschine lässt sich somit im voraus mit diesen erwünschten Daten für die unterschiedlichen Flaschen programmieren. Die programmierbaren Daten- und Flaschenzählen sind im wesentlichen durch die Gedächniskapazität und Rechengeschwindigkeit des Systems abhängig. Als Hilfsmittel kann ein elektronischer Mikroprozessor mit zugehöriger Elektronik und Gedächnis verwendet werden.

Für jede neue Flasche, die erfasst wird, werden die obenerwähnten Daten berechnet. Diese Daten werden mit den bereits bekannten Daten verglichen. Bei Übereinstimmung wird die Flasche als klazifiziert betrachtet und als pfandwürdig registriert.

Wie oben angedeutet, basiert sich das System auf bereits bekannte Daten. Diese können mittels fertiger Daten, die beispielsweise auf Band vorliegen, einprogrammiert werden. Das System besitzt auch eine innewohnende Möglichkeit der Selbstprogrammierung. Zu diesem Zweck können die Programme des Mikroprozessors eine eigene Programmroutine, die dies erlaubt, enthalten. Diese Funktion lässt sich z.B. durch einen Schlüsselschalter aktivisieren. Die Maschine wird nun programmiert, indem man durch die erfindungsgemässe Vorrichtung eine charakteristische Auswahl des als pfandwürdig zu erkennenden Flaschentyps speist.

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Die Konturablesung erfolgt bei dem neuen Flaschentyp wie bereits beschrieben, wobei die Daten nun im Gedächnis als neue Daten gespeichert werden anstatt Gegenstand eines Vergleiches mit bereits bekannten Flaschen zu werden. Es ist jedoch eine Voraussetzung, dass eine hinreichende Anzahl der neuen Flaschen registriert wird, damit man in dieser Weise die in Frage kommenden Toleranzen der Flaschen kennenlernt.

Der Pfandwert kann mittels einer manuell betätigbaren Pfandprogrammiertafel, z.B. Daumenradschalter, Matrizentafel oder Tastatur, einprogrammiert werden. Darauf wird die Maschine in Erfassungs- und Analysenzustand gebracht. Die Maschine ist nun zur Erkennung der zu akzeptierenden Flasche programmiert und weiss, welchen Pfandwert sie hat. ·

Wenn der Kunde Pfand für seine Flaschen haben will, werden diese mittels des Förderers durch die Maschine an der optischen Abtasteinheit vorbei gespeist, erfasst und erkannt. Den pfandwürdigen Flaschen werden individuelle Pfandwerte beigemessen, die summiert werden. Bei Druck auf einen Pfandquittungsknopf wird eine Qittung abgegeben, worauf die Anzahl der akzeptierten Flaschen und der summierte ausstehende Betrag gedruckt ist.

Bei der Registrierung von Flaschen bestehen mehrere Probleme, denn sowohl die Höhe, als auch die Breite der Flaschen variiert sehr. Dies ist schematisch in Fig. 9 illustriert. In dieser Ausführung ist ein Lichtdurchlaufwinkel von etwa 50° angedeutet. Die Erfindung beschränkt sich indessen nicht auf einen derar^- tigen Durchlaufwinkel, da dieser vom Abstand zwischen dem rotierenden Spiegel und der Säule 1 abhängig ist. In Verbindung mit der Mustererfassung wird es von Interesse sein, z.B. den oder die vorliegenden geringsten Schrägflächenwinkel der Halskontur zu berechnen. Dies kann in der in Fig. 7 und 8 angedeuteten Weise erfolgen, wo A die Lichtdurchlaufrichtung und B die Transportrichtung bezeichnen. Der Winkel kann sich z.B. aus der Differenz zwischen dem ersten (a) und letzten (b) Höhenwert innerhalb einer gewissen Durchlaufanzahl ergeben, d.h. die Winkelangabe der Fig. 7 hat den Winkelwert=3 und diejenige der Fig. 8 hat den Winkelwert = 2. Das Beispiel der Figuren 7 und 8 zeigt die Durchlaufzahl =6.

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Ferner müssen Vorsprünge und Kerben der Flaschen, Verengungen und Fehler berücksichtigt werden. Eine grosse Anzahl Flaschen werden mit Papieretiketten und Metallkapseln versehen. Diese können dazu neigen, sich von der Flasche zu lösen oder können teilweise abgerissen werden. Sollte dies der Fall sein, muss die Maschine die Flasche trotzdem identifizieren können, was wie in den Figuren 10 und 11 angedeutet erfolgen kann. Hier wird nur eine Messung der am wenigsten hervorspringenden Punkte der Flasche vorgenommen, so dass man sich anhand der vorgenommenen Messungen einen Eindruck des wirklichen Aussehens der Flasche (Fig. 11) bilden kann»In anderen Worten wird hier eine Symmetrieberechnung des angenommenen Flaschenprofils gemacht.

Zur weiteren Identifikation der Flasche kann man ihr Gewicht mittels einer Gewichtintervalle-Wiegevorrichtung messen. Ferner ist es möglich, die Farbe der Flasche, die z.B. farblos, braun, • grün oder anderswie gefärbt sein kann, zu messen. Bezüglich der Toleranzen müssen indessen Farbenvariationen berücksichtigt werden.

Als zweckmässige Datenstruktur kann man z.B. 16 Worte je 8 Bit verwenden, wobei die Höhe der Flasche mit 2x8 Bit, deren Breite mit 2x8 Bit, die Fläche mit 2x8 Bit, die Tiefe von zwei Verengungen mit 2x8 Bit beschrieben wird, wobei die respektiven geringsten Abmessungen mit 8 Bit und die respektiven grössten Abmessungen mit 8 Bit definiert werden, so dass die Toleranz in einer zweckmässigen Weise angegeben werden kann, Winkel mit 6x4 Bit beschrieben werden, wobei die geringsten Werte mit 3x4 Bit und die höchsten Werte mit 3x4 Bit, die Anzahl der Vorsprünge und Kerben mit 8 Bit und das Flaschengewicht mit 2x4 Bit mit respektive 4 Bit für das geringste und höchste Gewicht angegeben werden. Ausserdem können diverse informationen, wie z.B. Farbe, mit 8 Bit angegeben werden.

Als Lichtquelle kann beispielsweise eine Halogenlampe verwendet werden, deren Vorteile u.a. eine lange Lebensdauer, gute Zugänglichkeit, grosses Farbenspektrum und geringe Forderungen an Energiezufuhr sind. Eine derartige Lampe fordert indessen eine zum Teil kostspielige Linsenausrüstung, damit ein stark konzentrierter Lichtstrahl erzielt wird. Alternativ kann man kontinuierlichen Laser verwenden, welcher den Vorteil einer geringen

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Strahlendivergenz hat/ wo aber die Lebensdauer begrenzt, die Forderung an Energiezufuhr eigenartig, die Aasrüstung kostspielig und nicht leicht zugänglich ist, wozu kommt, dass nur monochromatisches Licht emittiert wird.

Erfindungsgemäss ist es möglich, den untersten Bereich des infraroten Spektrums von Glühlampen zu verwenden, was die mit der Durchleuchtung von üblichem Glas verbundenen Probleme eliminiert. Dies kann dadurch erzielt werden, dass während sämtlicher mecha-

nischer Einstellungen sichtbares Licht verwendet und danach ein Filter eingesetzt wird.

Das Erfassungssystem wird nun anhand der Fig. 12 näher erläutert.

Unmittelbar bevor der Lichtstrahl 10 das oberste Faserende 3 in der Säule trifft, wird der Zähler 30 über den Rückstelleingang •40 zur Position 255 zurückgestellt. Für jeden Faserpunkt 3, der vom Lichtstrahl getroffen wird, wird ein Lichtblitz zu dem Phototransistor 6 generiert. Das Ausgangssignal von 6 ist ein elektrischer Impuls, welcher mittels eines Schmitt-Diskriminators 29 verstärkt wird. Jeder Impuls setzt den Inhalt des Zählers 30 mit 1 herab, d.h. es erfolgt eine Zurückzählung. Das setzt fort, bis der Lichtstrahl 10 von einer Flasche blockiert wird. Der Pausendetektor 31 registriert nun, dass Impulse ausbleiben und generiert ein Unterbrechungssignal zur Zentralsteuereinheit (CPU) 34, welche den Inhalt des Zählers 30 augenblicklich mittels des Eingangstores 32 und des Datenübertragungsweges 33 abliest. Ein entsprechender Vorgang wiederholt sich bei jedem Lichtstrahldurchlauf, bis die Flasche die Detektorzone durchlaufen hat.

Das Gedächnis in der Einheit 34 enthält nun einen völligen Satz an Höhenmessungen entlang der gesamten Flaschenkontur. Dies bildet seinerseits die Hauptgrundlage für die Berechnung der wichtigsten Kennzeichen der Flasche:

1. Maximale Höhe = höchster eingegebener Wert

2. Maximale Breite = Lichtdurchlaufzahl welche die

Flasche trifft

3. Die Fläche ist annähernd proportional mit der Summe sämtlicher eingegebener Werte

4. Winkel werden wie anhand der Figuren 7 und 8 beschrieben gemessen

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5. Die Tiefe der Verengungen wird wie nachstehend anhand der Figuren 13 und 14 beschrieben registriert.

Die Verengungstiefe wird derart registriert, dass die Anzahl der in der Verengung erfassten Lichtstrahldurchläufe gezählt wird. Im Fall des Beispieles der Fig. 13 beträgt diese Anzahl drei Durchläufe b,c und d. Fig. 14 gibt die gemessenen Impulsreihen in Verbindung mit den Durchläufen a - f an.

6. Vorsprünge werden registriert, wenn eine gewisse Anzahl nach einander folgender Höhenmessungen annähernd den gleichen Wart haben und sich dann plötzlich zu ändern.

7. Kerben werden wie unter Punkt 5 angegeben gemessen, wobei Höhe und Tiefe aber unter einem gewissen Wert liegen.

8. Das Gewicht wird wie bereits in der Beschreibung angedeutet gemessen, indem ein Druckfühler mit beispielsweise digitalem Ausgang verwendet wird, welcher Druckfühler in an sich bekannter Weise unter dem Förderer vorgesehen ist. Der Gewichtwert wird direkt vom Gewichtdetektor 51 über das Eingangstor 39 und den Datenübertragungsweg 33, Fig. 6, in die Einheit 34 eingegeben.

9. Bei einer Farbenregistrierung wird eine an sich bekannte Technik benutzt, wobei der eine Phototransistor 6 mit Farbdetektoren suppliert wird.

Nach der Bestimmung der Flaschen-Charakteristiken, werden diese mit den im voraus bekannten Daten im Gedächnis des Systems verglichen.

Im Fall einer Übereinstimmung werden die Flaschen als klassifiziert betrachtet und erhalten einen Pfandwert je nach Klasse. Dieser Pfandwert wird ■ zu bereits akkumulierten Werten addiert.

Falls keine Übereinstimmung mit bereits bekannten Daten gefunden wird, dann wird die Flasche mittels des Stossorganes 26_# Fig. 15, vom Förderer 7 entfernt und übsr eine Rücklaufbahn 27 zu einer Empfangstation 28 geführt.

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Die Fig. 16 zeigt ein Beispiel einer Frontplatte für die erfindungsgemässe Vorrichtung. Die Flaschen werden in eine Öffnung 25 gespeist, und wenn sämtliche Flaschen eingespeist sind, drückt der Benutzer einen Quittungsknopf 23 ein, worauf vom Druckwerk 21 eine Quittung, beispielsweise mit Daten über die Anzahl der registrierten Flaschen und den gesamten Pfandwert für die Flaschen, abgegeben wird. Falls beispielsweise eine nicht-registrierbare Flasche zurückgefordert wird, kann z.B. ein Indikatorfeld 24 mit einem Lichtsignal angeben, dass die Flasche nicht akzeptiert wird, wobei die Flasche gleichzeitig zur Empfangstation 28 zurückgespeist wird. Das Feld 22 kann für eine Gebrauchsanleitung oder andere Informationsmittel verwendet werden.

Die erfindungsgemässe Elektronikeihheit ist im Blockschaltbild der Figuren 6a und 6b dargestellt» In dieser Elektronikeinheit bestehen zwei tbertragungswege, der Datenübertragungsweg 33 und der Adressenübertragungsweg 91. Nachstehend sind diese als Daten-Vielfachleitung bzw. Adressen-Vielfachleitung bezeichnet.

Der Block 56 bezeichnet die Detektoreinheit laut Fig. 1 und den Verstärker 29. Die Ausgänge des Zählers 30 sind über das Eingangstor 32 und den Daten-Vielfachleiter 33 an die Zentralsteuereinheit (CPU) 34 geschaltet. Der Zähler 30 enthält einen Überlaufanzeiger, welcher bei Ausschlag ein Überlauf-Signal über die Leitung 97 und das Eingangstor 41 an CPU speist. Der Zähler 30 wird mittels eines Rückstell-Signales vom Aasgangstor 66 über die Leitung 40 zurückgestellt. Wie in Verbindung mit Fig erklärt, steht der Pausendetektor 31 mit CPU 34 in direkter Verbindung. Der Pausendetektor kann ausser der Direktschaltung an CPU 34 über die Leitung 93 auch über das Eingangstor 41 og den Daten-Vielfachleiter 33 geschaltet sein.

Der Daten-Vielfachleiter 33 ist sowohl mit CPU 34, als auch mit dem Gedächnis 90, wie in Fig. 6b gezeigt, verbunden. Zur Eingabe von Daten über neue Flaschen, deren Pfandwert u.s.w., Daten über eventuelle mangelhafte Funktionirungen, Daten über erfasste Flaschen und die Durchführung unterschiedlicher Kontrollefunktionen in der erfindungsgemässen Vorrichtung sind eine Reihe von Eingangstoren 35, 36, 37, 38, 39, 32 und 41 vorgesehen, welche selektiv mittels AktivierungsSignalen in den respektiven Adressen-

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leitungen 96 A, 96 B, 96 C, 96 D₇ 96 E, 96 F und 96 G aktiviert werden können und welche Eingangstore alle an die Vielfachleitung 33 geschaltet sind.

An das Eingangstor 35 kann ein Detektor 42 zum Erfassen einer Flasche in der Empfangs- oder Rückgabestation 28, ein Druck-Knopf 43 für die Funktion "Drucken der letzten Pfandsumme" und ein Druck-Knopf 44 für Durchführung eines Probeverfahrens geschaltet sein.

Die Eingangstore 36, 37 und 38 sind im dargestellten Beispiel je an respektive Ausgänge von den Daumenradschaltern 45 und 46, 47 und 48, 49 und 50 geschaltet. De Schalter 45-50 werden bei der Programmierung des Pfandwertes für die einzelnen Flaschentypen verwendet. Es ist indessen auch möglich, eine Pfandprogrammiertafel, wie bereits angedeutet, zu verwenden.

In dem dargestellten Beispiel ist das Eingangstor 39 mit dem Ausgang eines Gewicht-Detektors 51 verbunden, welcher Detektor vorzugsweise stufenweise und mit digitaler Ausgabe arbeitet. Ferner ist das Eingangstor 39 an die Ausgänge eines Druck-Knopfes 52 zur Auslösung der Funktion "Neuer Flaschentyp", eines Druck-Knopfes 53 für "erneutes Ingangsetzen" der Vorrichtung, falls diese aus irgendeinem Grund nicht funktionieren sollte, eines Druck-Knopfes 54 für Quittung vom Druckwerk 69 geschaltet. Der Druck-Knopf 54 und das Druckwerk 69 entsprechen dem Druck-Knopf 23 und dem Druckwerk 21 der Fig. 16. Ferner ist ein Schalter für "Pfandwertprioritierung" an das Eingangstor 39 geschaltet.

Die mit dem Eingangstor 32 verknüpften Funktionen sind oben beschrieben.

Das Eingangstor 41 ist im dargestellten Beispiel mit einem Bodendetektor 57 für den Lichtdurchlauf 10 bzw. einem Verpfutschungsdetektor 58 zur Erfassung von z.B. fehlerhafter Funktionierung in der Detektoreinheit, dem Druckwerk u.s.w., einem Lichtquellenfehler-Detektor 59, einem Papierschluss-Detektor 60 zum Detektieren dass im Druckwerk 69 Papier fehlt, einem Motorfehler/Überbelastungs-Detektor 61, einem Netzspannungsfehler-Detektor 62 und einem Detektor 63 zur Erfassung der Einschaltung der Netzspannung verbunden. Der Detektor 62 steht vorzugsweise über die

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Pausensignalleitung 93 direkt mit CPU 34 in Verbindung, während der Detektor 63 über die Nullsetz-Leitung 94 mit CPU 34 in Verbindung steht.

Zur Steuerung unterschiedlicher Aasgabefunktionen, Indikatoren u.s.w. ist an der Daten-Vielfachleitung 33 eine Anzahl von Ausgabetoren 64, 65, 66 und 67 vorgesehen, welche Tore selektiv mit Aktivierungssignalen in den Adressenleitungen 96 H, 96 I, 96 J und 96 K aktivierbar sind.

Die Ausgabetore 64 und 65 sind an das Druckwerk 69 geschaltet, wo Daten über den Zahlenwert über die Leitungen 70, Daten über Ziffernuramern über die Leitung 71, Signale über Papierspeisung über die Leitung 72 und Signale zur Aktivierung einer Papierschere im Druckwerk 69 über die Leitung 73 gespeist werden.

Das Ausgabetor 66 speist Rückstellsignale an den Zähler 30 über die Leitung 40. Der an einen Ausgang des Ausgabetores 66 geschaltete Pausendetektor 68 bewirkt, dass die Lampe 74 für "Programm OK" bei normalem Betriebszustand leuchtet. Das Ausgabetor 66 steuert auch das Pfandregister 75, ein Zählwerk, welches den gesamten registrierten Pfandwert angibt, das Flaschenregister 76, ein Zählwerk welches die Gesamtzahl registrierter Flaschen angibt, eine Alarmglocke 77, die bei fehlerhafter Funktion aktiviert wird, einen Flasehen-Rückführmechanismus 78, wie in Verbindung mit Fig. 15 beschrieben, einen Förderermotor 79 (entsprechend dem Motor 14 in den Figuren 2 bis 4), und die Lichtquelle 80 für den Lichtstrahldurchlauf gegen die Detektoreinheit (die Lichtquelle 80 entspricht der Lichtquelle 18 der Fig. 2).

Die Ausgänge des Ausgabetores 67 sind an eine rote Lampe 81 bzw, an eine grüne Lampe 82 für Licht im Quittungs-Druckknopf 54 geführt, wobei die grüne Lampe leuchtet, so lange Flaschen in die Vorrichtung gespeist werden, und die rote Lampe die grüne Lampe ersetzt, wenn man den Quittungs-Druckknopf eindrückt um eine Ausschrift über die registrierten Flaschen zu erhalten, ferner an eine Lampe 83 zwecks Angabe, dass die Detektorsäule 1 zu reinigen oder abzutrocknen ist, da Staub an einem der Faserenden 3 eine fehlerhafte Funktionsweise bewirken kann, an eine Lampe 84 zur Angabe, dass der Förderer 7 gewaschen werden muss, da Schmutz

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von eingespeisten Flaschen nach einer Zeit bewirkt, dass das Band klebrig wird/ an Lampen 85, 86 und 87 bzw. für Angabe von Überbelastung, Papierschluss im Druckwerk und Lampenfehler und an eine Lampe 88 zur Angabe einer nicht akzeptierten Flasche, welche letztere Lampe 88 mit dem Indikator 24 in Fig. 16 in Verbindung stehen kann.

Die Eingangstore 35, 36, 37, 38, 39, 32 und 41 und die Aasgabetore 64,65,66 und 67 sind, wie bereits erwähnt, selektiv aktivierbar über die Adressenleitungen 96 A-K, wo die Aktivierungssignale über die Adressen-Vielfachleitung 91 an den Dekoder 89 für Ein- und Ausgangsadressen gegeben werden, welcher Dekoder bezüglich der Ein- und Ausgangsadressen von CPU 34 über die Eingangsleitung 95 und Aasgangsleitung 98 gesteuert wird. Ein Befehl wegen Datengedächniszugang kann über die Leitung 92 an CPU 34 aktiviert werden.

Für Fachleute wird es offenbar sein, dass die in den Figuren 6a und 6b dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemässen Elektronik nur zur Erläuterung der Idee und Realisierung der Erfindung dienen soll, und dass alternative Gestaltungen innerhalb des Rahmens der Erfindung möglich sind. Somit kann die Anzahl der Ein- und Ausgangstore erhöht oder herabgesetzt werden, andere Funktionen als die an die Ein- und Aasgangstore geknüpften können zur Elektronik geführt werden und der kreismässige Aufbau kann den jederzeit in Frage kommenden Wünschen und der Standard-Aasrüstung hinsichtlich dem gewählten Mikroprozessor und der vorgezogenen "software" angepasst werden.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur selbsttätigen Mustererkennung von Flüssigkeitsbehältern, z.B. Flaschen, Dosen oder dergl. von variierender Grosse und Form, die mittels eines Förderers zwischen eine Lichtquelle und eine Lichtdetektoreinheit geführt werden, wo Licht von der Lichtquelle gegen die aus lichtempfindlichen Elementen bestehende Detektoreinheit, z.B. in der Form einer linearen Lichtdetektorsäule gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass von der Lichtquelle (18) über eine Lichtsteuereinheit für den Durchlauf eines Lichtstrahles ein Lichtstrahl (10) fokussiert, in aufeinanderfolgenden Gängen auf jede der erwähnten Elemente (2) geworfen wird, wobei die Lichtwinkeldrehung der Lichtsteuereinheit eine feste Funktion der Geschwindigkeit mit welcher der Flüssigkeitsbehälter an der Lichtdetektoreinheit vorbeiläuft, ist, dass mittels der Lichtdetektoreinheit wiederholte Schattenbilder von Inkrementen der Kontur eines Flüssigkeitsbehälters registriert werden, dass die registrierten Schattenbilder in elektrische Signale umgewandelt werden und dass ein vorzugsweise in digitaler Form eindeutiges Bild der Kontur des Flüssigkeitsbehälters gebildet und mit in einem Gedächnis gespeicherten Daten verglichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durchlaufende Lichtstrahl mittels einer rotierenden Spiegeleinheit (8) hervorgebracht wird, welche die Lichtsteuereinheit gegen welche Licht von einer Lichtquelle (18) geworfen wird bildet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als durchlaufender Lichtstrahl in an sich bekannter Weise ein Laserstrahl verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Daten über die Kontur des Flüssigkeitsbehälters in einem Gedächnis gespeichert werden, wobei bei der Registrierung des Schattenbildes der Kontur eines anderen Flüssigkeitsbehälters in an sich bekannter Weise ein Vergleich der Daten über die Kontur des ersten bzw. anderen Flüssigkeitsbehälters durchgeführt werden kann.

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5. Vorrichtung zur selbsttätigen Mustererkennung von Flüssigkeitsbehältern, z.B. Flaschen, Dosen oder dergl. von variierender Grosse und Form, die mittels eines Förderers zwischen einer Lichtquelle und einer Lichtdetektoreinheit geführt werden, wobei Licht von der Lichtquelle gegen die aus lichtempfindlichen Elementen bestehende Detektoreinheit, z.B. in der Form einer linearen Lichtdetektorsäule, gerichtet wird, und zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, dass von der Lichtquelle (18) über eine Lichtsteuereinheit (8) für den Durchlauf eines Lichtstrahles ein fokussierter Lichtstrahl (10) in aufeinanderfolgenden Gängen auf jedes der erwähnten Elemente (2) geworfen wird, wobei die Lichtwinkeldrehung der Lichtsteuereinheit eine feste Funktion der Geschwindigkeit ist, mit welcher der Flüssigkeitsbehälter an der Lichtdetektoreinheit vorbeiläuft, die zum Registrieren wiederholter Schattenbilder von Inkrementen der Kontur eines Flüssigkeitsbehälters und zum Um-. wandeln der registrierten Schattenbilder in elektrische Signale eingerichtet ist, und durch eine an sich bekannte Datenbehandlungseinheit mit einem elektronischen Signalbehandler zur Bildung eines eindeutigen Bildes, vorzugsweise in digitaler Form, von der Kontur des Flüssigkeitsbehälters und durch Mittel zum Vergleichen mit in einem Gedächnis gespeicherten Daten.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten lichtempfindlichen Elemente aus an sich bekannten optischen Fasern bestehen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsteuereinheit eine rotierende Spiegeleinheit (8) ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsteuereinheit (8) im Querschnitt ein Vieleck mit mindestens einer Spiegelfläche ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Lichtsteuereinheit eine lineare Funktion der Geschwindigkeit womit der Flüssigkeitsbehälter an der Lichtdetektoreinheit vorbeiläuft, ist.

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