EP2355939B1

EP2355939B1 - Method and device for identifying objects

Info

Publication number: EP2355939B1
Application number: EP09748709.4A
Authority: EP
Inventors: Jürgen Herrmann; Alois Monzel
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2029-10-29
Also published as: DE102008054109A1; US20110172955A1; EP2355939A1; WO2010049153A1; PL2355939T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Identifizierung von Gegenständen, insbesondere von Maschinen, Verbrauchsgütern sowie Tellen hiervon, wonach eine Oberfläche des betreffenden Gegenstandes ganz oder zumindest im Bereich einer Stellfläche abgetastet und hieraus wenigstens ein Ergebnis abgeleitet wird.The invention relates to a method and a device for identifying objects, in particular of machines, consumables and tables thereof, according to which a surface of the object in question is completely or at least scanned in the area of a footprint and from this at least one result is derived.

Identifizierungsverfahren der eingangs beschriebenen Gestaltung sind aus der Praxis bekannt und werden im Übrigen in der DE 102 02 517 A1 beschrieben. Hier geht es um eine Maschine zum Prüfen der Wand einer Flasche, die eine aus Linien bestehende Oberflächenverzierung aufwelst. Dazu ist eine zweidimenslonale Kamera realisiert, die ein Bild als ein Pixelfeld darstellt. Darüber hinaus findet sich eine Einrichtung zum Scannen der Pixel und zum Bestimmen eines Bereiches von ausgeblldeten Pixeln, in dem sich ein Pixel-Schwellenwert befindet. Aus den Bildverhältnissen wird beim Überschreiten eines vorbestimmten Wertes ein Flaschenzurückwelsungssignal abgeleitet. Auf diese Weise soll sirhergestellt werden, dass eine Flasche zurückgewiesen wird, wenn tatsächliche Defekte vorhanden sind.Identification of the design described above are known in practice and are otherwise in the DE 102 02 517 A1 described. This is about a machine for testing the wall of a bottle, which aufwelst a line of surface decoration. For this purpose, a two-dimensional camera is realized which displays an image as a pixel field. In addition, there is means for scanning the pixels and determining a range of faded pixels in which there is a pixel threshold. From the image ratios, a bottle reclosure signal is derived when a predetermined value is exceeded. In this way, it should be ensured that a bottle is rejected if there are actual defects.

Hierbei mag es sich um Blasen, Blasenschleier oder auch um Im Glas vorhandene Steinchen handeln. Dabei erfordert die bekannte Vorgehenswelse jedoch das Vorhandensein einer zwei- oder dreidimensionalen Verzierung auf der Oberfläche, die extra aufgebracht werden muss. Das Ist aufwendig und unter Umständen mit zusätzlichen Fehlern behaftet. Hier setzt die Erfindung ein.These may be bubbles, bubble veils or pebbles in the glass. However, the well-known Kriegwelse requires the presence of a two- or three-dimensional decoration on the surface, which must be applied separately. This is expensive and may be subject to additional errors. This is where the invention starts.

Weiteren relevanten Stand der Technik stellt die GB-A-2 179 648 dar. Diese Schrift offenbart ein Verfahren welches dazu dient, die zur Herstellung von Behältern verwendeten Formen kontinuierlich auf eventuelle Fehler, welche zu fehlerhaften Behältern führen, zu überprüfen. Dazu sieht diese Schrift vor, dass jeder Behälter während des Herstellungsprozesses bereits durch die Form in die er hergestellt wird, eine lesbare, formspezifische Kodierung erhält, welches es erlaubt, ausgehend vom Behälter auf die zur Herstellung dieses Behälters verwendete Form zurück zu schließen. Ergibt eine, während des Herstellungsprozesses erfolgende überprüfung, dass überprüfte Behälter qualitätsrelevante Mängel aufweisen, so kann von den Behältern auf die fehlerhafte Form geschlossen werden. Durch diese Vorgehensweise kann die fehlerhafte Form leicht ermittelt und anschließend ausgetauscht werden. Einen Vorschlag zur Wiedererkennung genau eines Behälters unter einer Vielzahl gleichartiger Behälter unterbreitet die GB-A-2 179 648 hingegen nicht.Further relevant prior art is the GB-A-2 179 648 This document discloses a method which serves to continuously check the molds used for the production of containers for any errors which lead to faulty containers. For this purpose, this document provides that each container during the manufacturing process is already produced by the form in which it receives a readable, form-specific coding, which makes it possible, starting from the container to close the mold used for the preparation of this container back. If a check carried out during the manufacturing process reveals that the checked containers have quality-relevant defects, then the containers can be used to close the defective mold. Through this procedure, the faulty shape can be easily determined and then replaced. A proposal for the recognition of exactly one container among a plurality of similar containers makes the GB-A-2 179 648 not.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Verfahren zur Identifizierung von Gegenständen so weiter zu entwickeln, dass der aniagen- und verfahrenstechnische Aufwand auf ein Minimum reduziert ist.The invention is based on the technical problem of further developing such a method for the identification of objects that the aniagen- and procedural effort is reduced to a minimum.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Identifizierung von Gegenständen im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Teilfläche der natürlichen Oberfläche in charakteristische Digitalwerte umgesetzt wird, welche zu wenigstens einem Schlüssel zusammengefasst werden.To solve this technical problem, a generic method for the identification of objects in the invention is characterized in that at least a partial surface of the natural Surface is converted into characteristic digital values, which are summarized into at least one key.

Erfindungsgemäß wird also nicht die auf irgendeine Art und Weise manipulierte Oberfläche des zu untersuchenden Gegenstandes abgetastet, sondern der Gegenstand als solcher mit seiner natürlichen, das heißt aus dem eigentlichen Herstellungsvorgang stammenden Oberfläche, wobei diese Oberfläche sowohl bearbeitet, als auch unbearbeitet sein kann.Thus, according to the invention, the surface of the object to be examined, which has been manipulated in any manner, is not scanned, but the object as such is scanned with its natural surface, that is to say from the actual production process, whereby this surface can be both processed and unprocessed.

Anders ausgedrückt, ist die Oberfläche im Rahmen der Erfindung nicht mit beispielsweise Verzierungen oder anderen Inhomogenitäten ausgerüstet oder in besonderer Art und Weise zur Vorbereitung der vorgesehenen Abtastung bearbeitet, sondern wird so abgetastet, wie sie sich nach dem Herstellungsvorgang des betreffenden Gegenstandes als solchen darstellt. Dabei kann selbstverständlich auch ein Farbauftrag vorhanden sein. Entscheidend ist, dass die Oberfläche für ihre Identifizierung keine zusätzliche, die Abtastung vorbereitende künstliche Bearbeitung erfährt, sondern so untersucht und abgetastet wird, wie sie sich nach der Herstellung des Gegenstandes darstellt. Bei dieser natürlichen Oberfläche kann es sich somit beispielsweise um die Oberfläche eines Gussteils, eine mechanisch bearbeitete Oberfläche, eine lackierte oder verchromte Oberfläche, oder aber auch um eine gestrahlte Oberfläche handeln. Diese natürliche Oberfläche wird nun in ein oder mehrere charakteristische Digitalwerte umgesetzt.In other words, in the context of the invention, the surface is not equipped with, for example, decoration or other inhomogeneities or processed in a special way for the preparation of the intended scanning, but is scanned as it appears after the production process of the object in question. Of course, an application of paint may be present. What matters is that the surface for their identification does not undergo additional artificial processing preparatory to scanning, but is examined and scanned as it appears after the article has been manufactured. This natural surface may thus be, for example, the surface of a casting, a machined surface, a painted or chromed surface, or even a blasted surface. This natural surface is now converted into one or more characteristic digital values.

Hierunter ist im Rahmen der Erfindung zu verstehen, dass Eigenschaften der natürlichen Oberfläche abgetastet und bestimmt werden, um hieraus Messwerte abzuleiten, die ihrerseits zu für die Oberfläche charakteristischen Digitalwerten korrespondieren. Diese ein oder mehreren Digitalwerte werden dann zu einem Schlüssel zusammengefasst, welcher für die betreffende Oberfläche des Gegenstandes eindeutig ist und gleichsam einen "Fingerabdruck" der Oberfläche darstellt und folglich den Gegenstand als solchen eindeutig charakterisiert.Within the scope of the invention, this is to be understood as meaning that properties of the natural surface are scanned and determined in order to derive thereon measured values which in turn correspond to digital values characteristic of the surface. These one or more digital values are then combined to form a key which is unique to the relevant surface of the object and, as it were, constitutes a "fingerprint" of the surface and thus uniquely characterizes the object as such.

Bei den auf diese Weise abgetasteten Eigenschaften der Oberfläche des zu untersuchenden Gegenstandes kann es sich beispielsweise um dessen Gefügestruktur, seine Rauhigkeit oder Rauhigkeitsparameter, die Farbe oder Farbzusammensetzung, das Reflexionsverhalten, die Transparenz des Gegenstandes, seine Festigkeit usw. handeln. Grundsätzlich lassen sich neben diesen beschriebenen optischen und mechanischen Eigenschaften auch elektrische Eigenschaften auswerten, wie der ohmsche oder auch kapazitive Widerstand der Oberfläche oder zumindest einer Teilfläche. Auch die Ermittlung chemischer Eigenschaften der Oberfläche und ihre Charakterisierung hierdurch ist denkbar. So kann beispielsweise das Adsorptionsvermögen oder auch das Oxidationsverhalten ausgewertet werden und für die individualisierende Kennzeichnung im Sinne des Schlüssels eine Nutzung erfahren.The properties of the surface of the object to be examined which are scanned in this way may be, for example, its microstructure, its roughness or roughness parameters, the color or color composition, the reflection behavior, the transparency of the article, its strength, etc. In principle, in addition to these described optical and mechanical properties, electrical properties can also be evaluated, such as the ohmic or capacitive resistance of the surface or at least one partial surface. The determination of chemical properties of the surface and its characterization by this is conceivable. Thus, for example, the adsorption capacity or else the oxidation behavior can be evaluated and experienced for the individualizing identification in the sense of the key.

Immer geht die Erfindung von dem Grundprinzip und der Erkenntnis aus, dass sich die Oberflächen prinzipiell gleicher Gegenstände bei hinreichend genauer Betrachtung eindeutig voneinander unterscheiden lassen. Das gilt zum Teil schon für den makroskopischen Bereich, erst recht aber für Betrachtungen und Untersuchungen im mikroskopischen Bereich. Hieraus folgt, dass es letztendlich keine zwei Gegenstände gibt, die unter den zuvor beschriebenen Voraussetzungen eine identische Oberfläche aufweisen. Folgerichtig kann die Oberfläche oder doch zumindest eine Teilfläche der Oberfläche des betreffenden Gegenstandes zu dessen eindeutiger Identifizierung mit Hilfe des aus dem oder den charakteristischen Digitalwerten abgeleiteten Schlüssels herangezogen werden.The invention is always based on the basic principle and the recognition that the surfaces of basically identical objects can be clearly distinguished from one another with sufficiently precise consideration. This is partly true for the macroscopic area, but especially for considerations and investigations in the microscopic area. It follows that ultimately there are no two objects that have an identical surface under the conditions described above. Consequently, the surface or at least a partial surface of the surface of the object in question can be used for its unambiguous identification by means of the key derived from the one or more characteristic digital values.

Das heißt, der Schlüssel fasst den einen oder die mehreren Digitalwerte zusammen, welche unter Berücksichtigung einer (oder mehrerer) zuvor ausgewählten(r) Oberflächeneigenschaft(en) zu Messwerten der ausgesuchten Oberfläche oder der Teilfläche korrespondieren. Wenn beispielsweise die Rauhigkeit der Oberfläche des zu untersuchenden Gegenstandes als Charakteristikum ausgewählt wird, so bedeutet dies, dass im Beispielfall die Rauhigkeitsverteilung des zu untersuchenden Gegenstandes auf einer zuvor ausgewählten und abgegrenzten Teilfläche untersucht und ausgewertet wird. Diese Rauhigkeitsverteilung wird nun in einen Schlüssel umgesetzt. Das heißt, der Schlüssel stellt ein Abbild der ausgewählten und untersuchten Teilfläche oder der gesamten Oberfläche des Gegenstandes dergestalt dar, dass im Beispielfall die Häufigkeit der einzelnen Rauhigkeitswerte am zugehörigen Ort abgebildet wird. In diesem Zusammenhang wird man meistens mit einer Teilfläche arbeiten, die zu einem eindeutigen Schlüssel korrespondiert. So haben sich bei der Rauhigkeitsmessung Teilflächen von ca. 1 cm² oder mehr als günstig erwiesen. Der hieraus abgeleitete Schlüssel wird nun als Referenzschlüssel identifiziert und beispielsweise in einer externen Datenbank abgespeichert. Hierdurch erfährt der untersuchte Gegenstand eine eindeutige Identifizierung.That is, the key summarizes the one or more digital values that correspond to readings of the selected surface or sub-surface, considering one (or more) previously selected surface property (s). If, for example, the roughness of the surface of the object to be examined is selected as a characteristic, this means that, in the example, the roughness distribution of the object to be examined is examined and evaluated on a previously selected and delimited partial surface. This roughness distribution is now converted into a key. This means, the key represents an image of the selected and examined partial surface or of the entire surface of the article in such a way that in the example case the frequency of the individual roughness values is reproduced at the corresponding location. In this context, one will usually work with a subarea that corresponds to a unique key. As part of land of about 1 cm ² or more favorable have been found in the roughness. The derived key is now identified as a reference key and stored for example in an external database. As a result, the examined subject undergoes a clear identification.

Alternativ oder zusätzlich kann der betreffende Schlüssel auch auf dem identifizierten Gegenstand angebracht werden. An dieser Stelle empfiehlt die Erfindung, den Referenzschlüssel in einem Etikett, einer Markierung etc. abzubilden, welche(s) auf dem Gegenstand angebracht wird. Für den Fall, dass es sich bei dem untersuchten Gegenstand beispielsweise um ein Verbrauchsgut handelt, lässt sich der Referenzschlüssel unmittelbar in einem ohnehin aufgebrachten Etikett oder dem meistens angebrachten Barcode hinterlegen.Alternatively or additionally, the relevant key can also be attached to the identified object. At this point, the invention recommends mapping the reference key into a label, a marker, etc., which is attached to the article. For example, if the item being examined is a consumable item, the reference key can be deposited directly in an already applied label or the most commonly applied barcode.

Auf diese Weise kann unzweifelhaft festgestellt werden, ob das Etikett und folglich auch die Verpackung des Gegenstandes zu dem Gegenstand originär gehört. Das heißt, es lassen sich die Originalität der Verpackung inklusive dessen Inhalt eindeutig und fälschungssicher nachweisen, und zwar ohne dass auf eine zusätzliche externe Datenbank zurückgegriffen werden muss. Das ist insbesondere bei sensitiven, beispielsweise verderblichen oder auch anderen hochwertigen Produkten von besonderer Bedeutung, die vor Fälschungen geschützt werden müssen (beispielsweise Arzneimittel, Lebensmittel oder auch Flüssigkeiten zum Betrieb von Maschinen etc.).In this way it can be established beyond doubt whether the label and consequently also the packaging of the object belongs to the object originally. This means that the originality of the packaging including its contents can be clearly and forgery-proofed, without the need for an additional external database. This is particularly important for sensitive, such as perishable or other high-quality products of particular importance, which must be protected against counterfeiting (for example, drugs, food or liquids for the operation of machines, etc.).

Darüber hinaus kann auf diese Weise der Gegenstand als solcher eine Identifizierung ebenso wie ein zugehöriger Verschluss erfahren. Das heißt, die Zusammengehörigkeit von Gegenstand und Verschluss bzw. Verpackung und Verschluss lässt sich mit Hilfe der zugehörigen Schlüssel für einerseits den Gegenstand bzw. dessen Verpackung und andererseits seinen Verschluss feststellen und in dem einen oder den mehreren Schlüsseln hinterlegen. Meistens wird man in einem solchen Fall mit einem Schlüssel für das betreffende Verbrauchsgut arbeiten, welcher einerseits den Schlüssel für den Verschluss und andererseits den Schlüssel für den übrigen Gegenstand bzw. den Behälter umfasst. Dadurch sind Verschluss und Behälter zu einer untrennbaren Einheit miteinander verbunden und kann unmittelbar festgestellt werden, ob beispielsweise der Verschluss ausgetauscht worden ist oder nicht.Moreover, in this way the object as such may undergo identification as well as an associated closure. That is, the relationship of object and closure or packaging and closure can be with the help of the associated key for one hand Determine the object or its packaging and on the other hand its closure and deposit in the one or more keys. In most cases, one will work in such a case with a key for the consumer goods concerned, which on the one hand includes the key for the closure and on the other hand, the key for the rest of the object or the container. As a result, closure and container are connected to an inseparable unit with each other and can be immediately determined whether, for example, the closure has been replaced or not.

Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, die Originalität des untersuchten Gegenstandes bzw. Verbrauchsgutes nachweisen zu können. In jedem Fall ist beispielsweise der Hersteller des Verbrauchsgutes bzw. allgemein des zu untersuchenden Gegenstandes immer in der Lage, mit Hilfe des entweder auf dem Gegenstand und/oder zusätzlich abgespeicherten Referenzschlüssels als gleichsam Originalitätsbeleg die eindeutige Herkunft des Gegenstandes zu belegen. Dabei versteht es sich, dass der Schlüssel bzw. Referenzschlüssel mit zusätzlichen Daten flankiert werden kann, wie beispielsweise dem Herstellungsdatum, dem Datum der Prüfung, der Chargennummer etc..This measure also helps to be able to prove the originality of the examined item or consumable. In any case, for example, the manufacturer of the consumer goods or generally of the object to be examined is always able to prove with the help of either on the object and / or additionally stored reference key as a quasi original document the unique origin of the object. It is understood that the key or reference key can be flanked with additional data, such as the date of manufacture, the date of the test, the batch number, etc.

Das heißt, der Schlüssel und der hieraus abgeleitete Referenzschlüssel geben umfassend Auskunft über das solchermaßen identifizierte Produkt hinsichtlich dessen individueller (Oberflächen-)Eigenschaften, unter Umständen seines Herstellungsdatums, des Herstellungsortes, des Herstellers, gegebenenfalls der verwendeten Materialien etc.. Mit Hilfe dieses Originalitätsbeleges kann zu einem späteren Zeitpunkt der Schlüssel respektive Referenzschlüssel durch erneute Analyse des Behälters oder der Flasche bzw. allgemein des zu untersuchenden Gegenstandes ermittelt respektive verifiziert oder falsifiziert werden.That is, the key and the derived reference key provide comprehensive information about the thus identified product in terms of its individual (surface) properties, possibly its date of manufacture, the place of manufacture, the manufacturer, possibly the materials used etc. With the help of this originality document can at a later time, the key or reference key can be ascertained or verified or falsified by re-analyzing the container or the bottle or, in general, the object to be examined.

Denn ein Vergleich des neu ermittelten Schlüssels bzw. des sogenannten Prüfschlüssels mit dem in der Datenbank und/oder auf dem Gegenstand hinterlegten Referenzschlüssel führt auf ein Ergebnis entweder dergestalt, dass beide Schlüssel übereinstimmen oder eben nicht. Auf diese Weise kann der Gegenstand als Original verifiziert werden, indem die Datenbank mit dem dort hinterlegten Referenzschlüssel eine Abfrage erfährt oder das auf dem Gegenstand befindliche Etikett oder eine Markierung mit dem darin abgelegten Referenzschlüssel ausgelesen und mit dem Prüfschlüssel verglichen wird.For a comparison of the newly determined key or the so-called check key with the stored in the database and / or on the subject reference key leads to a result either in such a way that both keys match or not. In this way, the item can be verified as original by the database with that there stored reference key undergoes a query or the label located on the object or a mark with the reference key stored therein is read and compared with the test key.

Eine solche Vorgehensweise ist nicht nur bei beispielsweise Verbrauchsgegenständen oder allgemein bei Verbrauchsgütern und deren Identifizierung sowie für den Originalitätsnachweis von besonderer Bedeutung. Sondern hiermit lassen sich auch Maschinen sowie deren Teile (Ersatzteile, Verschleißteile etc.) auf Originalität und Herkunft überprüfen. Je nachdem, ob die Abtastung der Oberfläche mit dem daraus abgeleiteten Prüfschlüssel zu einer Übereinstimmung mit dem Referenzschlüssel führt oder nicht, kann eine eindeutige Aussage getroffen werden, ob es sich beispielsweise bei dem Ersatzteil oder Verschleißteil um ein Originalteil des Herstellers oder einen Nachbau handelt.Such a procedure is of particular importance not only in the case of, for example, consumer goods or, in general, consumer goods and their identification as well as for the proof of originality. But hereby also machines and their parts (spare parts, wear parts etc.) can be checked for originality and origin. Depending on whether the scanning of the surface with the test code derived from it leads to a correspondence with the reference key or not, a clear statement can be made as to whether, for example, the replacement part or wearing part is an original part of the manufacturer or a replica.

Dabei wird man im Allgemeinen so vorgehen, dass der Grad der Übereinstimmung zwischen dem Prüfschlüssel und dem Referenzschlüssel einen vorgegebenen Wert überschreiten muss. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise durch Gebrauch verursachte Oberflächenveränderungen, Verschmutzungen etc. berücksichtigen. Das heißt, sobald die Übereinstimmung zwischen Prüfschlüssel und Referenzschlüssel beispielsweise mehr als 80 % oder 90 % beträgt, wird man dies als Originalitätsnachweis interpretieren und nutzen können. Das heißt, es ist keine 100 %ige Übereinstimmung zwischen dem Referenzschlüssel und dem Prüfschlüssel erforderlich, sondern muss lediglich ein zuvor festgelegter Wert der Übereinstimmung überschritten werden, um daraus eine relativ große Wahrscheinlichkeit für die Übereinstimmung zwischen den zu vergleichenden Gegenständen bzw. Schlüsseln herleiten zu können.In general, the procedure will be such that the degree of correspondence between the test key and the reference key must exceed a predetermined value. In this way, for example, surface changes caused by use, soiling etc. can be taken into account. That is, as soon as the match between the check key and the reference key is more than 80% or 90%, for example, this will be interpreted and used as proof of originality. That is, there is no 100% agreement between the reference key and the check key required, but only a predetermined value of the match must be exceeded in order to derive a relatively high probability of the match between the items to be compared or keys ,

Eine Möglichkeit, diese Übereinstimmung festzulegen, besteht darin, die sogenannte Hamming-Distanz anzugeben, also die Zahl der Bits, in denen sich die zwei zu vergleichenden Schlüssel (noch) unterscheiden dürfen. Allgemein wird die Übereinstimmung der in den Schlüsseln (Prüfschlüssel und Referenzschlüssel) hinterlegten Zeichenketten geprüft. Dabei werden die Schlüssel Bit für Bit verglichen. Die Anzahl der Stellen, die differieren wird gezählt und als Hamming-Distanz ausgewertet.One way to determine this match is to specify the so-called Hamming distance, that is, the number of bits in which the two keys to be compared may (still) differ. In general, the correspondence of the character strings stored in the keys (check key and reference key) is checked. Here are the Key compared bit by bit. The number of digits that differ is counted and evaluated as a Hamming distance.

Die Bestimmung der Oberfläche und das Ableiten eines Ergebnisses aus der betreffenden Abtastung können auf ganz unterschiedliche Art und Weise erfolgen. So ist es sowohl möglich, die Oberfläche durch Berührung, also taktil, als auch berührungslos abzutasten. Selbstverständlich können diese Maßnahmen bei Bedarf auch kombiniert werden. In erstgenanntem Fall ist die Abtasteinheit als taktile Einrichtung ausgelegt und arbeitet beispielsweise als Tastschnittgerät.The determination of the surface and the derivation of a result from the relevant scan can be done in very different ways. So it is both possible to touch the surface by touch, so tactile, as well as contactless. Of course, these measures can also be combined if necessary. In the former case, the scanning unit is designed as a tactile device and works, for example, as a stylus device.

Ein solches Tastschnittgerät verfügt regelmäßig über eine Tastspitze aus beispielsweise einem Diamant, welcher mit konstanter Geschwindigkeit über die zu erfassende Oberfläche des Gegenstandes verfahren wird. Aus der infolge Oberflächenrauhigkeiten zwangsläufig sich ergebenden vertikalen Lageverschiebung der Tastspitze kann nun ein individuelles Messprofil respektive Rauhigkeitsprofil der abgetasteten Oberfläche abgeleitet werden. Dazu werden die Bewegungen der Tastspitze beispielsweise über ein induktives Wegmesssystem erfasst.Such a stylus device regularly has a stylus tip of, for example, a diamond, which is moved at a constant speed over the surface of the object to be detected. An individual measuring profile or roughness profile of the scanned surface can now be derived from the vertical positional shift of the probe tip that inevitably results from surface roughness. For this purpose, the movements of the stylus tip are detected, for example, via an inductive displacement measuring system.

Darüber hinaus kann die Abtastung der Oberfläche berührungslos erfolgen, was meistens mit Hilfe einer optischen Messeinheit zur berührungslosen Messung von Form- und/oder Gestaltabweichungen durchgeführt wird. Dabei wendet die Erfindung in der Regel die sogenannte konuskopische Holografie an, welche auf der Interferenz zweier kohärenter Lichtwellen basiert. Dabei wird mit Hilfe eines Laserstrahls auf dem zu untersuchenden Gegenstand ein Lichtpunkt erzeugt, dessen Licht diffus in alle Richtungen zurückgestrahlt wird. Ein Teil des von diesem Lichtpunkt zurückgestrahlten Lichtes wird von einer Objektiveinheit erfasst, mit dem ausgesandten Licht überlagert und hinsichtlich seiner Interferenz ausgewertet. Dabei beruht der Messprozess auf der Rekonstruktion des Abstandes des Lichtpunktes aus den sich dadurch ergebenden Winkelinformationen.In addition, the scanning of the surface can be done without contact, which is usually carried out with the aid of an optical measuring unit for non-contact measurement of shape and / or shape deviations. In this case, the invention generally applies the so-called konuskopische holography, which is based on the interference of two coherent light waves. In this case, a light spot is generated with the aid of a laser beam on the object to be examined, the light is diffused back in all directions. A part of the light reflected back from this point of light is detected by an objective unit, superimposed with the emitted light and evaluated with respect to its interference. The measuring process is based on the reconstruction of the distance of the light spot from the resulting angle information.

In jedem Fall ist der Abtasteinheit ein Vergleicher zugeordnet, welcher den Referenzschlüssel des bereits abgetasteten Gegenstandes mit einem Prüfschlüssel vergleicht, der aus dem aktuell untersuchten Gegenstand abgeleitet wird. Je nachdem, ob der Vergleicher unter Berücksichtigung zugelassener Abweichungen bzw. der bereits angesprochenen Hamming-Distanz eine Übereinstimmung zwischen dem Referenzschlüssel und dem Prüfschlüssel feststellt oder nicht, kann nun auf die Originalität des untersuchten Gegenstandes oder nicht rückgeschlossen werden.In any case, the scanner unit is associated with a comparator which compares the reference key of the already scanned item with a check key derived from the item currently being examined. Depending on whether the comparator, taking into account permitted deviations or the Hamming distance already mentioned, determines a correspondence between the reference key and the test key or not, the originality of the object being examined can or may not be deduced.

Im Ergebnis werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, mit deren Hilfe die untersuchten Gegenstände eine eineindeutige Identifizierung erfahren. Dazu wird zumindest eine Teilfläche der jeweiligen Oberfläche des Gegenstandes abgetastet und hieraus werden charakteristische Digitalwerte abgeleitet, die eine Zusammenfassung zu wenigstens einem Schlüssel erfahren. In diesem Zusammenhang arbeitet die Erfindung mit der jeweils natürlichen Oberfläche des Gegenstandes, sind also ausdrücklich keine Oberflächenmarkierungen etc. erforderlich.As a result, a method and an apparatus are provided, by means of which the examined objects undergo a one-to-one identification. For this purpose, at least a partial area of the respective surface of the object is scanned and from this characteristic digital values are derived which obtain a summary of at least one key. In this context, the invention works with the respective natural surface of the article, so are expressly no surface markings, etc. required.

Der beispielsweise bei der Herstellung des Gegenstandes ermittelte Schlüssel wird als Referenzschlüssel in einer Datenbank und/oder direkt auf dem Gegenstand hinterlegt. Dadurch kann die Originalität des Gegenstandes zu jeder Zeit nachgewiesen werden und lassen sich etwaige Manipulationen an dem Gegenstand unschwer feststellen. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.The key determined, for example, in the manufacture of the object is stored as a reference key in a database and / or directly on the object. As a result, the originality of the object can be detected at any time and can be easily detect any manipulation of the object. Here are the main benefits.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: die erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch,
Fig. 2: die Abtasteinheit im Detail und
Fig. 3: eine Vorgehensweise zur Ermittlung des Schlüssels.

In the following the invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only one exemplary embodiment. Show it:

Fig. 1: the device according to the invention schematically,
Fig. 2: the scanning unit in detail and
Fig. 3: a procedure for identifying the key.

In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Identifizierung von Gegenständen 1 dargestellt. Bei den zu identifizierenden Gegenständen 1 handelt es sich im Beispielfall und nicht einschränkend um Flaschen 1. Zur Identifizierung des Gegenstandes bzw. der Flasche 1 verfügt die Vorrichtung über eine Abtasteinheit 2, 3, 4, 5, welche im Detail in der Fig. 2 dargestellt ist. Neben dieser Abtasteinheit 2, 3, 4, 5 ist noch eine Identifizierungseinrichtung 6 zur Ableitung wenigstens eines Ergebnisses aus den Messungen zur Abtastung der Oberfläche des Gegenstandes bzw. der Flasche 1 realisiert. Ferner ein Vergleicher 7, welcher im Ausführungsbeispiel in die Identifizierungseinrichtung 6 integriert ist bzw. eine Baueinheit 6, 7 zusammen mit der Identifizierungseinrichtung 6 bildet.In the Fig. 1 a device for identifying objects 1 is shown. The objects 1 to be identified are, in the example and not restrictive, bottles 1. In order to identify the object or the bottle 1, the device has a scanning unit 2, 3, 4, 5, which is described in detail in US Pat Fig. 2 is shown. In addition to this scanning unit 2, 3, 4, 5, an identification device 6 for deriving at least one result from the measurements for scanning the surface of the article or the bottle 1 is also realized. Further, a comparator 7, which is integrated in the embodiment in the identification device 6 and forms a structural unit 6, 7 together with the identification device 6.

Die Arbeitsweise ist wie folgt. Mit Hilfe der Abtasteinheit 2, 3, 4, 5 wird der zu identifizierende Gegenstand bzw. die Flasche 1 im Beispielfall an ihrer Oberfläche abgetastet. Grundsätzlich kann die gesamte Oberfläche des Gegenstandes eine Abtastung erfahren. Im Beispielfall wird jedoch nur eine Teilfläche 8 des Gegenstandes respektive der Flasche 1 untersucht. Dabei ist die Teilfläche 8 so groß bemessen, dass sich hieraus eine eindeutige Identifizierung des Gegenstandes bzw. der Flasche 1 ergibt. Im Beispielfall mag die Teilfläche 8 ca. 1 cm² groß sein.The working method is as follows. With the help of the scanning unit 2, 3, 4, 5 of the object to be identified or the bottle 1 is scanned in the example on its surface. In principle, the entire surface of the article can be scanned. In the example, however, only a partial surface 8 of the article or the bottle 1 is examined. In this case, the partial surface 8 is dimensioned so large that this results in a clear identification of the article or the bottle 1. In the example case, the partial surface 8 may be about 1 cm ^{2 in} size.

Aus dem Ergebnis der Abtastung der Oberfläche des Gegenstandes bzw. der Flasche 1 werden charakteristische und in der Fig. 1 angedeutete Digitalwerte abgeleitet. Die Digitalwerte werden zu einem Schlüssel zusammengefasst.From the result of scanning the surface of the article or the bottle 1 are characteristic and in the Fig. 1 derived digital values derived. The digital values are combined into one key.

Im Detail setzt sich die Abtasteinheit 2, 3, 4, 5 ausweislich der Fig. 2 aus einem Laser bzw. einer Laserdiode 2 oder einer vergleichbaren kohärenten Lichtquelle zusammen sowie einer Strahlteilungsoptik bzw. einem Strahlteiler 3, einer Interferenzeinrichtung 4 und schließlich einem Sensor 5. Das von dem Laser bzw. der Laserdiode 2 ausgehende Licht wird auf den zu untersuchenden Gegenstand respektive die Flasche 1 geworfen und an seiner Oberfläche aufgrund dortiger Oberflächenrauhigkeiten diffus in praktisch alle Richtungen zurückgestrahlt.In detail, the scanning unit 2, 3, 4, 5, as evidenced by the Fig. 2 from a laser or a laser diode 2 or a comparable coherent light source together and a beam splitting optics or a beam splitter 3, an interference device 4 and finally a sensor 5. The light emanating from the laser or the laser diode 2 light is respectively on the object to be examined thrown the bottle 1 and diffused on its surface due to local surface roughness in virtually all directions.

Mit Hilfe des Strahlteilers 3 und der Interferenzeinrichtung 4 werden das von der Laserdiode 2 ausgehende Licht und das reflektierte Licht überlagert und erzeugen auf dem Sensor 5 ein Interferenzmuster. Aus dem Interferenzmuster lassen sich Informationen über den Winkel des von der Oberfläche der Flasche 1 reflektierten Lichtstrahles ableiten. Der Winkel des reflektierten Lichtes ist ein Maß für die Oberflächenrauhigkeit R, wie sie schematisch in der Fig. 3 für einzelne Punkte x auf der Teilfläche 8 dargestellt ist.With the aid of the beam splitter 3 and the interference device 4, the light emitted from the laser diode 2 and the reflected light are superimposed and generate an interference pattern on the sensor 5. Information about the angle of the light beam reflected from the surface of the bottle 1 can be derived from the interference pattern. The angle of the reflected light is a measure of the surface roughness R, as shown schematically in FIG Fig. 3 for individual points x on the surface 8 is shown.

Jedenfalls kann mit Hilfe dieses berührungslosen Abtastverfahrens die Oberfläche des untersuchten Gegenstandes respektive der Flasche 1 hinsichtlich ihrer Rauhigkeit bzw. Oberflächenrauhigkeit R in Abhängigkeit vom jeweiligen Ort x aufgenommen werden. Dabei wird die jeweilige Rauhigkeit R der natürlichen Oberfläche der Flasche 1 untersucht und erfasst. Das geschieht vorliegend mit Hilfe einer konuskopischen Holografieeinrichtung als Abtasteinheit 2, 3, 4, 5. Weitere Einzelheiten zur konuskopischen Holografie werden beispielhaft in dem Artikel von K. Buse et al. "3D Imaging: Wave Front Sensing Utilizing a Birefringent Crystal", Physical Review Letters, The American Physical Society, Vol. 85, 16/2000, S. 3385-3387 erläutert, auf die ausdrücklich Bezug genommen sei.In any case, with the help of this non-contact scanning method, the surface of the examined article or the bottle 1 with respect to their roughness or surface roughness R depending on the respective location x are recorded. The respective roughness R of the natural surface of the bottle 1 is examined and recorded. This is done in the present case by means of a konuskopischen holography device as a scanning unit 2, 3, 4, 5. Further details on the konuskopischen holography are exemplified in the article of K. Buse et al. "3D Imaging: Wave Front Sensing Utilizing a Birefringent Crystal", Physical Review Letters, The American Physical Society, Vol. 85, 16/2000, pp. 3385-3387 to which reference is expressly made.

Jedenfalls lässt sich mit Hilfe der Abtasteinheit 2, 3, 4, 5 die Rauhigkeit R der Teilfläche 8 der Flasche 1 in Abhängigkeit von der jeweiligen Ortsposition x so ermitteln, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist. Das kann grundsätzlich auch berührend, das heißt, mit Hilfe einer taktil arbeitenden Abtasteinheit 2, 3, 4, 5 durchgeführt werden, was jedoch nicht dargestellt ist. So oder so werden die Rauhigkeitswerte mit Hilfe der Identifizierungseinrichtung 6 in Digitalwerte umgesetzt, die für die Teilfläche 8 respektive die Oberfläche der Flasche 1 insgesamt charakteristisch sind. Das deutet die Fig. 1 an.In any case, with the aid of the scanning unit 2, 3, 4, 5, the roughness R of the partial surface 8 of the bottle 1 can be determined as a function of the respective spatial position x, as shown in FIG Fig. 3 is shown. This can in principle also be touching, that is, with the help of a tactile scanning unit 2, 3, 4, 5 are performed, but this is not shown. Either way, the roughness values are converted into digital values with the aid of the identification device 6, which are characteristic of the partial surface 8 or the surface of the bottle 1 as a whole. That indicates the Fig. 1 at.

Darüber hinaus leitet die an den Sensor 5 der Abtasteinheit 2, 3, 4, 5 angeschlossene Identifizierungseinrichtung 6 aus den solchermaßen gewonnenen Digitalwerten ein Ergebnis ab, welches zu einem Schlüssel zusammengefasst wird. Im einfachsten Fall korrespondiert also das Rauhigkeitsprofil der Teilfläche 8 der Flasche 1 zu einem digitalen Schlüssel 9, 10, wie er in der Fig. 1 dargestellt ist, der beispielsweise eine Größe von 256 Bit oder mehr besitzt. Dieser Schlüssel 9, 10 stellt den sogenannten Referenzschlüssel 9 des untersuchten Gegenstandes bzw. der Flasche 1 im Beispielfall dar. Der in der Fig. 1 angedeutete Referenzschlüssel 9 kann in einer nicht dargestellten Datenbank abgelegt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, den Referenzschlüssel 9 auf dem untersuchten Gegenstand respektive der Flasche 1 abzulegen. Hierzu mag die Flasche 1 mit einem entsprechend gestalteten Etikett ausgerüstet werden, welches den Referenzschlüssel 9 beinhaltet, beispielsweise in Gestalt eines Barcodes.In addition, the identification device 6 connected to the sensor 5 of the scanning unit 2, 3, 4, 5 derives a result from the digital values obtained in this way, which is combined into a key. In the simplest case, therefore, the roughness profile of the partial surface 8 of the bottle 1 corresponds to a digital key 9, 10, as in the Fig. 1 which has, for example, a size of 256 bits or more. This key 9, 10 represents the so-called reference key 9 of the examined article or the bottle 1 in the example case. The in the Fig. 1 indicated reference key 9 can be stored in a database, not shown. In addition, it is possible to store the reference key 9 on the examined article or the bottle 1. For this purpose, the bottle 1 may be equipped with a correspondingly designed label which contains the reference key 9, for example in the form of a barcode.

Wenn nun die Originalität des Gegenstandes respektive der Flasche 1 im Beispielfall untersucht werden soll, wird die Flasche 1 hinsichtlich ihrer Teilfläche 8 abgetastet. Dabei muss es sich selbstverständlich um dieselbe Teilfläche 8 handeln, wie sie zuvor für die Ermittlung des Referenzschlüssels 9 herangezogen worden ist. Das heißt, für den zu untersuchenden Gegenstand bzw. die Flasche 1 im Beispielfall liegt fest, welche Teilfläche 8 für die Bestimmung des Schlüssels herangezogen wird und wie groß ihre Ausdehnung ist. Mit anderen Worten müssen Lage und Ausdehnung der Teilfläche 8 vorgeschrieben werden. Diese Daten lassen sich zusammen mit dem Referenzschlüssel 9 ablegen. Darüber hinaus mag der Referenzschlüssel 9 mit dem Datum seiner Erfassung, dem Herstellungsdatum der Flasche 1 im Beispielfall, dem Herstellungsort, ihrer Chargennummer etc. flankiert werden. Das heißt, der Referenzschlüssel 9 beinhaltet im Beispielfall nicht nur Angaben über die Rauhigkeit R innerhalb der Teilfläche 8, sondern gibt zusätzlich Auskunft über die Lage und Ausdehnung der Teilfläche 8 sowie die zuvor genannten Daten wie Herstellungsjahr, -ort, etc..Now, if the originality of the article respectively the bottle 1 is to be examined in the example case, the bottle 1 is scanned with respect to its partial surface 8. Of course, this must be the same subarea 8, as it was previously used for the determination of the reference key 9. That is, for the object to be examined or the bottle 1 in the example case, it is clear which part surface 8 is used for the determination of the key and how large their extent. In other words, the position and extent of the surface 8 must be prescribed. These data can be stored together with the reference key 9. In addition, the reference key 9 may be flanked by the date of its detection, the date of manufacture of the bottle 1 in the example case, the place of manufacture, its batch number, etc. That is, the reference key 9 includes in the example case not only information about the roughness R within the sub-area 8, but also provides information about the location and extent of the sub-area 8 and the aforementioned data such as year of manufacture, place, etc.

Wenn nun die Lage und Ausdehnung der Teilfläche 8 feststehen, so kann mit Hilfe der Abtasteinheit 2, 3, 4, 5 die Teilfläche 8 einer zu untersuchenden Flasche 1 genauso abgetastet werden, wie dies bei der Ermittlung des Referenzschlüssels 9 bereits der Fall war. Aus dieser Prozedur resultiert ein Prüfschlüssel 10, welcher ebenfalls in der Fig. 1 angedeutet ist. Der Referenzschlüssel 9 und der Prüfschlüssel 10 werden nun in dem Vergleicher 7 dahingehend untersucht, ob eine Übereinstimmung vorliegt.If now the position and extent of the partial surface 8 are fixed, the partial surface 8 of a bottle 1 to be examined 1 can be scanned with the aid of the scanning unit 2, 3, 4, 5, as was already the case in the determination of the reference key 9. This procedure results in a check key 10, which is also in the Fig. 1 is indicated. The reference key 9 and the check key 10 are now examined in the comparator 7 to see whether there is a match.

Dazu wird der Grad der Übereinstimmung zwischen dem Referenzschlüssel 9 und dem Prüfschlüssel 10 unter Berücksichtigung eines vorgegebenen Wertes ermittelt, und zwar im Beispielfall unter zusätzlicher Berücksichtigung der sogenannten Hamming-Distanz 11. Hierunter ist die Anzahl der Bits zu verstehen, die im Beispielfall abweichen kann, wie dies in der Fig. 1 angedeutet ist.For this purpose, the degree of correspondence between the reference key 9 and the test key 10 is determined taking into account a predetermined value, in the example case with additional consideration of the so-called Hamming distance 11. This is to be understood as the number of bits, which may differ in the example case, like this in the Fig. 1 is indicated.

Das heißt, unter Berücksichtigung der im Vergleicher 7 abgelegten und vorgegebenen Hamming-Distanz 11 werden die beiden Schlüssel, einerseits der Prüfschlüssel 10 und andererseits der Referenzschlüssel 9 als übereinstimmend bewertet. Als Folge hiervon wird die Flasche 1 als Originalflasche erkannt und führt die Originalitätsprüfung zu einem positiven Ergebnis. Man erkennt, dass der Referenzschlüssel 9 in einem Etikett 12 auf der Flasche 1 abgelegt ist.That is, taking into account the predetermined Hamming distance 11 stored and stored in the comparator 7, the two keys, on the one hand the check key 10 and on the other hand the reference key 9 are evaluated as coincident. As a result, the bottle 1 is recognized as an original bottle and performs the originality test to a positive result. It can be seen that the reference key 9 is stored in a label 12 on the bottle 1.

Claims

Method for identifying objects (1), particularly machines, consumer items such as bottles (1), and of parts thereof, wherein a surface of the affected object (1) is scanned entirely or at least in the area of a partial surface (8), wherefrom at least one result is derived, wherein the natural surface of the affected object is converted into characteristic digital values, which are compiled into at least one key (9, 10), wherein this key (9, 10) unambiguously identifies the object (1), characterised in that the degree of concordance between the test key (10) and the reference key (9) for the unambiguous identification of the inspected item must exceed a predetermined value.
Method according to claim 1, characterised in that the key (9, 10) is stored in an external databank as a reference key (9).
Method according to claim 1 or 2, characterised in that the key (9) is applied on the identified object (1) as a reference key (9), for example as a label, marking, etc.
Method according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the surface of the object (1) is scanned by contact or contactless.
Method according to any one of claims 1 to 4, characterised in that, as a measure for the surface properties, its microstructure, roughness, colour, reflection behaviour, transparency, strength, ohmic or capacitive resistance or chemical properties are evaluated.
Device for identifying objects, in particular for carrying out the method according to any one of claims 1 to 5, with a scanning unit (2, 3, 4, 5) for scanning a surface of the affected object (1) entirely or at least in the area of a partial surface (8), and with an identifying device (6) for deriving at least one result therefrom, wherein the identifying device (6) converts the natural surface of the object (1) into characteristic digital values and these values are compiled into at least one key (9, 10), wherein this key (9, 10) unambiguously identifies the object (1), wherein the comparator (7) evaluates the concordance of the reference key (9) with the test key (10) in the identification of the object being examined by taking account of a predetermined tolerance, characterized in that a comparator (7) is realised which compares a reference key (9) of an already scanned object (1) with a test key (10) derived from an object (1) which is being examined at present.
Device according to claim 8, characterised in that the scanning unit (2, 3, 4, 5) functions as a tactile device and is configured, for example, as a scanning cutting device.
Device according to claim 6 or 7, characterised in that the scanning unit (2, 3, 4, 5) operates contactless and is configured, for example, as an optical measuring unit for contactless measurement of shape and/or design deviations, such as a conoscopic holograph device.
Device according to any one of claims 6 to 8, characterised in that a label (12) is provided, which contains the reference key (9).
Use of a device according to any one of claim 6 to 9 for identifying machines or parts thereof.
Use of a device according to any one of claim 6 to 9 for identifying consumer goods.