DE19832615B4

DE19832615B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung der jeweiligen Form mehrerer in einem Kasten befindlicher flaschenförmiger Behälter

Info

Publication number: DE19832615B4
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: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2018-07-22
Also published as: DE19832615A1

Abstract

Verfahren zur Erkennung der jeweiligen Form mehrerer in einem Kasten befindlicher flaschenförmiger Behälter (1) aus einem für Licht transparenten Material mit den Merkmalen:
a) in die flaschenförmigen Behälter (1) wird nacheinander in einen ersten Bereich (9) Licht eingekoppelt und
b) mit mindestens einer Kamera werden anschließend Bilder von einem zweiten Bereich (10) des entsprechenden flaschenförmigen Behälters (1), der für den jeweiligen Behältertyp charakteristische Formmerkmale aufweist, aufgenommen und die Kamerabilder werden dann in einer nachgeschalteten elektronischen Auswerteeinrichtung (7) ausgewertet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der jeweiligen Form mehrerer in einem Kasten befindlicher flaschenförmiger Behälter aus einem für Licht transparenten Material. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung 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 Auswerteeinrichtung 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 verglichen.

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 durchzuführen. Allerdings hat sich in der Praxis gezeigt, daß die bisher angewandten Verfahren relativ ungenau sind, weil sowohl die benachbarten Behälter als auch die Wände der zum Teil unterschiedlichen Transportbehälter, die sich bei der Messung bewegen, eine eindeutige Formbestimmung des entsprechenden Behälters erschweren bzw. teilweise auch gänzlich verhindern.

Aus der DE 195 09 631 A1 sind allerdings bereits Verfahren und Vorrichtungen zur Erkennung der jeweiligen Form mehrerer in einem Kasten befindlicher flaschenförmiger Behälter bekannt, wobei der jeweilige Flaschenkasten von oben flächig beleuchtet wird und die Flaschen mittels einer ebenfalls von oben auf den Kasten gerichteten Kamera aufgenommen und hinsichtlich der Form der Flaschenmündung ausgewertet werden. Allerdings werden die für die einzelnen flaschenförmigen Behälter charakteristischen Formen auf den Kamerabildern nicht sehr kontrastreich wiedergegeben, so daß es häufig zu keiner eindeutigen Identifizierung der Flaschen kommt.

Aus der EP 0 060 918 A1 ist ferner eine Vorrichtung zur Inspektion einer Flasche auf Verunreinigungen und Beschädigungen bekannt. Hierzu wird die jeweilige Flasche von unten diffus beleuchtet und oberhalb der Flasche die von der Innenwandung und dem Flaschenboden kommenden Lichtstrahlen mittels einer Kamera aufgenommen und ausgewertet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit dem auf einfache Weise eine sehr genaue Formerkennung von Behältern aus transparentem Material auch dann möglich ist, wenn sich die Behälter 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 Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 4 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, daß in den jeweiligen im Kasten befindlichen Behälter, dessen Form bestimmt werden soll, Licht in einen leicht zugänglichen Bereich eingekoppelt wird, der nicht mit dem Bereich übereinstimmt, den die Kamera analysiert. 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 Aussparungen 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 Behälter erreichen.

Die eigentliche Formerkennung des jeweiligen Behälters erfolgt vorzugsweise in an sich bekannter Weise mittels einer oder meh rerer Kameras, die den Erweiterungsbereich zwischen Hals und Bauch des jeweiligen flaschenförmigen Behälters aufnimmt und mit bekannten Mustern vergleicht. Denn insbesondere Getränkeflaschen unterschiedlicher Hersteller unterscheiden sich zum Teil wesentlich durch die Form dieses Erweiterungsbereiches 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 Anordnung von einer größeren Anzahl von Leuchtdioden verwendet wird (bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wurden mehr als 100 Leuchtdioden benutzt). Durch eine derartige Leuchtdiodenmatrix 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 Modulation des auf den jeweiligen Behälter auftreffenden Lichtes erreicht und dadurch die Auflösung des Meßverfahrens wesentlich verbessert werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden anhand einer Figur erläuterten Ausführungsbeispiel.
In der Fig. ist mit 1 eine teilweise im Längsschnitt wiedergegebene Getränkeflasche aus Kunststoff bezeichnet, deren charakteristische Form von einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 ermittelt werden soll. Die Vorrichtung 2 umfaßt eine Lichtquelle 3, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer quadratischen Anordnung von (10 × 10 =) 100 Leuchtdioden 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 Aussortiervorrichtung 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 abgestrahlt, 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 entsprechenden Bereiche von Musterflaschen verglichen werden. Denkbar ist auch, daß die digitalisierten Bilder jeweils zu charakteristischen Merkmalen weiterverarbeitet und mit entsprechenden charakteristischen Merkmalen bekannter Flaschentypen verglichen werden.

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

Verfahren zur Erkennung der jeweiligen Form mehrerer in einem Kasten befindlicher flaschenförmiger Behälter (1) aus einem für Licht transparenten Material mit den Merkmalen: a) in die flaschenförmigen Behälter (1) wird nacheinander in einen ersten Bereich (9) Licht eingekoppelt und b) mit mindestens einer Kamera werden anschließend Bilder von einem zweiten Bereich (10) des entsprechenden flaschenförmigen Behälters (1), der für den jeweiligen Behältertyp charakteristische Formmerkmale aufweist, aufgenommen und die Kamerabilder werden dann in einer nachgeschalteten elektronischen Auswerteeinrichtung (7) ausgewertet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Bereich (9) der Boden des jeweiligen Behälters (1) gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zweiter Bereich (10) der zwischen Hals (11) und Bauch (12) des jeweiligen Behälters (1) befindliche Erweiterungsbereich (10) gewählt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 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 anordbar, daß das Licht nur in einen ersten Bereich (9) des jeweiligen zu überprüfenden Behälters (1) einkoppelbar ist und die Kamera (6) Bilder von einem zweiten, von dem ersten unterschiedlichen Bereich (10) des zu überprüfenden Behälters (1), der für den jeweiligen Behältertyp charakteristische Formmerkmale aufweist, aufnimmt, und c) die Lichtquelle ist derart ausgebildet, daß eine räumliche Modulation des auf den jeweiligen Behälter auftreffenden Lichtes erreichbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (3) aus matrixförmig angeordneten Leuchtdioden (4) besteht.