DE102005035410A1

DE102005035410A1 - Optical detecting device for packaged foods, has camera for visual detection of packaged goods that are fed on conveyor, and mirrors deflecting beam paths of camera to form beam paths, which are larger than vertical dimension of housing

Info

Publication number: DE102005035410A1
Application number: DE200510035410
Authority: DE
Inventors: Erwin Herre
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2007-02-01
Also published as: WO2007051659A1

Abstract

The device has a camera (40) for visual detection of packaged goods (12) that are fed on a conveyor (10). Mirrors (41, 42) are arranged in a beam path of the camera in a housing, where the housing accommodates the camera. The beam path is deflectable by the mirror to form beam paths (31-33), which are larger than a vertical dimension of the housing, where the beam paths (31-33) runs in the housing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optischen Erfassen von Stückgütern und deren Lage auf Transporteinrichtungen, insbesondere von stückartigen Nahrungsmitteln, zur Steuerung stromabwärtiger Greifvorrichtungen.The The invention relates to a device for the optical detection of piece goods and their location on transport facilities, in particular piece-like Foodstuffs, for controlling downstream gripping devices.

Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe solcher Vorrichtungen bekannt. Beispielsweise zeigt die EP 0 847 838 eine solche Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Der dort beschriebene Produktscanner soll die optische Positionsbestimmung einfach und kostengünstig halten, ohne dass optische Verzerrungen auftreten. Hierfür sind unterhalb einer transparenten Transporteinrichtung lichtempfindliche Stabsensoren angeordnet, während oberhalb der Transporteinrichtung Lichtleisten und Kameras angeordnet sind. Die lichtempfindlichen Stabsensoren überdecken die gesamte Breite des Transportbandes. Bei dem Einsatz dieser Vorrichtung sind die zu verwendenden Elemente jeweils genau auf die Transporteinrichtung abzustimmen.From the prior art, a number of such devices are known. For example, the shows EP 0 847 838 Such a device according to the preamble of claim 1. The product scanner described therein is intended to keep the optical position determination simple and inexpensive, without optical distortions occur. For this purpose, light-sensitive rod sensors are arranged below a transparent transport device, while above the transport device light strips and cameras are arranged. The photosensitive bar sensors cover the entire width of the conveyor belt. When using this device, the elements to be used are each tuned exactly to the transport device.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Es ist, ausgehend von diesem Stand der Technik, Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum optischen Erfassen von Stückgütern anzugeben, die einen modularen kompakten Aufbau aufweist und dabei bei gleichzeitig hoher Tiefenschärfe die Erfassung von flachen bis zu höheren Produkten ermöglicht.It is, starting from this prior art, object of the invention, to provide a device for the optical detection of general cargo, which is a modular has a compact design and at the same time with high depth of field, the Capture from flat to higher Products.

Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.These Task solves a device with the features of claim 1.

Die erfindungsgemässe Abtastvorrichtung weist einen gefalteten Strahlengang auf, so dass sich ein grosser Objekt-Bild Abstand ergibt.The invention Scanning device has a folded beam path, so that a large object-image distance results.

Vorzugsweise sind die Bildabtastvorrichtungen quer zum Förderer eindimensional ausgestaltet, so dass der Bildwinkel klein ist, und somit fast parallele Strahlen vorliegen, ohne dass die Zeilenkameras die vollständige Breite der Transporteinrichtung abdecken müssen.Preferably For example, the image scanning devices are one-dimensionally configured transversely to the conveyor that the image angle is small, and thus almost parallel rays present without the line scan cameras the full width must cover the transport device.

Die hohe Tiefenschärfe der Vorrichtung gestattet den modularen Einsatz derselben bei beliebigen Transporteinrichtungen und dies direkt für unterschiedlichste Produkte, welche sehr flach oder auch sehr hoch sein können, wobei „flache" Produkte eine Höhe von im Allgemeinen unter 5 Millimeter bedeutet und „hohe" Produkte eine Höhe über einem Transportband bis zu beispielsweise 80 oder 100 Millimeter beinhalten können. Diese Bildabtastungsergebnisse sind bei gleicher Montage-Höhe der Vorrichtung gewährleistet, so dass die Vorrichtung modular in der Konstruktion von Verpackungsanlagen eingesetzt werden kann, ohne dass die Vorrichtung speziell auf die verschiedenen zu erfassenden Stückgüter adaptiert zu werden braucht.The high depth of field the device allows the modular use of the same in any Transport equipment directly for a wide range of products, which can be very shallow or very high, with "flat" products having a height of Generally below 5 mm and "high" products mean a height above a conveyor belt for example, may include 80 or 100 millimeters. These Image scan results are at the same mounting height of the device guaranteed making the device modular in the construction of packaging equipment can be used without the device specifically on the adapted to different items to be detected needs to be.

Eine solche Vorrichtung ist zum optischen Erfassen von stückartigen Nahrungsmitteln und deren Lage auf Transporteinrichtungen zur Steuerung stromabwärtiger Greifvorrichtungen in einer Verpackungsanlage der Lebensmittelindustrie hervorragend geeignet.A such device is for optically detecting piece-like Foodstuffs and their location on transport means for controlling downstream gripping devices excellent in a packaging plant of the food industry suitable.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung und Varianten mit erfindungsgemässen Verfahren gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.Further advantageous embodiments the inventive Device and variants with inventive method go out of the dependent claims out.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the figures. Show it:

1 eine schematische perspektivische Ansicht im Durchblick auf eine Bildabtastvorrichtung mit Modulen gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 a schematic perspective view in view of a Bildabtastvorrichtung with modules according to an embodiment of the invention;

2 eine schematische Querschnitts-Ansicht durch ein erfindungsgemässes Modul der Bildabtastvorrichtung nach 1; 2 a schematic cross-sectional view through an inventive module of the Bildabtastvorrichtung according to 1 ;

3 eine schematische teilweise geschnittene Vorderansicht einer zu der Vorrichtung nach 1 ähnlichen Vorrichtung; 3 a schematic partially sectioned front view of the device according to 1 similar device;

4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Moduls für eine Vorrichtung nach 1 oder 3. 4 a further embodiment of a module for a device according to 1 or 3 ,

5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Moduls für eine Vorrichtung nach 1 oder 3. 5 a further embodiment of a module for a device according to 1 or 3 ,

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

Die 1 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht eine Vorrichtung zur Bildabtastung mit Modulen gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein solches in der 2 dargestelltes Modul zur Bildabtastung wird im Zusammenhang mit einem Förderer 10 verwendet, welcher hier einfach als plane Fläche dargestellt ist. Der Förderer 10 bewegt sich in Richtung des Pfeils 11, so dass die hier mit dem Bezugszeichen 12 versehenen Stückgüter unter der Vorrichtung 20 hindurch bewegt werden. Die Stückgüter 12 können geordnet oder ungeordnet vorliegen. Hier sind sechs Stückgüter geordnet nebeneinander angeordnet, welche gerade durch die durch das Trapez 33 angedeutete Abtast-Zone hindurchtreten. Der Förderer 10 kann ein einziges Transportband sein oder mehrere Transportbänder umfassen. Diese können gleichschnell oder unterschiedlich schnell bewegt werden.The 1 shows a schematic perspective view of an apparatus for image scanning with modules according to a first embodiment of the invention. Such in the 2 illustrated image scanning module is associated with a conveyor 10 used, which is simply shown here as a flat surface. The conveyor 10 moves in the direction of the arrow 11 , so here with the reference 12 provided cargo under the device 20 moved through become. The piece goods 12 can be ordered or disordered. Here are six piece goods ordered arranged side by side, which just by the trapezoid 33 indicated scanning zone pass. The conveyor 10 may be a single conveyor or may include multiple conveyor belts. These can be moved at the same speed or at different speeds.

Oberhalb des Transportbandes 10 ist die Abtast-Vorrichtung 20 angeordnet, welche sich vorteilhafterweise über die gesamte Breite des Transportbandes 10 erstreckt. Sie ist in einer solchen Höhe oberhalb des Transportbandes 10 angeordnet, so dass neben eher flachen Stückgütern, wie die dargestellten Stückgüter 12, auch relativ hohe Stückgüter, beispielsweise bis zu 10 Zentimeter Höhe, unter dem Gehäuse 16 der Vorrichtung 20 hindurchfahren können. Die Vorrichtung 20 nach der 1 umfasst drei Abtast-Module 30, welche in Quer-Richtung zum Transportband 10 in regelmässigen Abständen zueinander angeordnet sind. Die Module 30 können in einzelnen Gehäusen 26, wie dies für die Module 25 und 35 in den 2 und 4 angedeutet ist, oder insgesamt in einem Gesamtgehäuse 16 der Vorrichtung 20 angeordnet sein. Die Abtastmodule 30 können auch in einem Winkel schräg zum Transportband 10 angeordnet sein.Above the conveyor belt 10 is the scanning device 20 arranged, which is advantageously over the entire width of the conveyor belt 10 extends. It is at such a height above the conveyor belt 10 arranged so that in addition to rather flat piece goods, as the illustrated piece goods 12 , even relatively high piece goods, for example, up to 10 inches in height, under the housing 16 the device 20 can drive through. The device 20 after 1 includes three scanning modules 30 , which in the transverse direction to the conveyor belt 10 are arranged at regular intervals to each other. The modules 30 can in individual cases 26 like this for the modules 25 and 35 in the 2 and 4 is indicated, or in total in an overall housing 16 the device 20 be arranged. The scanning modules 30 can also be inclined at an angle to the conveyor belt 10 be arranged.

In der schematischen Darstellung der 1 sieht man ferner Kameras 40 und die Spiegel 41 und 42, welche quer zum Transportband 10 und dabei in einem 45°-Winkel zur Ebene des Transportbandes 10 aufeinander zugeneigt angeordnet sind. Der kameranahe Spiegel 41 und der transportnahe Spiegel 42 sind hier durchgehend ausgestaltet, das heisst es besteht ein einziger langer Spiegel für die hier drei Kameras 40. Somit sieht – in umgekehrter Lichtausbreitungs-Richtung – die Kamera 40 jeweils einen Bereich 31 des Strahlenganges, der über den Spiegel 41 gespiegelt in den Bereich 32 übergeht, welcher parallel zum Transportband 10 ausgerichtet ist, welcher Bereich 32 über den weiteren Spiegel 42 in einen senkrecht zum Transportband 10 und quer dazu verlaufenden Strahlengang 33 und 33' übergeht. Dabei wird der innerhalb des Gehäuses 16 verlaufende Strahlengang als Strahlengang 33 und der ausserhalb des Gehäuses 16 verlaufende Strahlengang als Strahlengang 33' bezeichnet.In the schematic representation of 1 you also see cameras 40 and the mirrors 41 and 42 , which are transverse to the conveyor belt 10 and at a 45 ° angle to the plane of the conveyor belt 10 are inclined towards each other. The camera-like mirror 41 and the mirror near the transport 42 are designed here throughout, that is, there is a single long mirror for the three cameras here 40 , Thus - in reverse direction of light propagation - the camera looks 40 one area each 31 the beam path, the mirror 41 mirrored in the area 32 passes, which parallel to the conveyor belt 10 is aligned, which area 32 over the further mirror 42 in a direction perpendicular to the conveyor belt 10 and transverse thereto beam path 33 and 33 ' passes. It is the inside of the housing 16 extending beam path as a beam path 33 and outside the case 16 extending beam path as a beam path 33 ' designated.

Wenn in diesem Zusammenhang von Gehäuse 16 oder auch 26 gesprochen wird, so ist dies nicht notwendigerweise als physisches Gehäuse zu verstehen. Die Prinzipien der Erfindung lassen sich gleichwohl auch ohne ein einen Raum umschliessendes Gehäuse umsetzen; es ist also mit dem Begriff Gehäuse 16, 26 auch der von einem solchen Gebilde umgebende Raum zu verstehen, mit anderen Worten der virtuelle Quader oder Freiraum, den die Vorrichtung zur Aufnahme ihrer Komponenten benötigt. Insbesondere kann die Vorrichtung in eine nur die Kanten des Quaders und Verbindungs- und Stützelemente umfassende Gitterstruktur eingebettet sein.If in this context of housing 16 or 26 is spoken, it is not necessarily to be understood as a physical housing. Nevertheless, the principles of the invention can also be implemented without a housing enclosing a space; So it is with the term housing 16 . 26 also to understand the space surrounding such a structure, in other words the virtual cuboid or space required by the device to accommodate its components. In particular, the device may be embedded in a grid structure comprising only the edges of the cuboid and connecting and supporting elements.

Dieser letzte Strahlengang 33' überschneidet sich als Sichtbereich von mehreren Kameras 40 und ergibt somit ein Gesamtblickfeld. Jede Kamera 40 ist über die hier zur Vereinfachung nur bei einem Modul einfach dargestellte Leitung 51 mit einem Bildverarbeitungssystem 50 verbunden, welches ebenfalls mit einem Sensor 60 verbunden ist, welcher die Geschwindigkeit des Transportbandes 10 aufnimmt oder mit einem Antriebsrad verbunden oder in ein solches integriert für den Vortrieb verantwortlich ist. Dieses Element ist mit dem Bezugszeichen 60 gekennzeichnet. Das Bildverarbeitungssystem 50 ist daher in der Lage, aus den aufgenommenen Daten der Kameras 40 und der Information aus dem Sensor 60 bezüglich des Fortschreitens des Transportbandes 10 jederzeit die Lage von Stückgütern 12 stromabwärts der Abtastvorrichtung 20 festzustellen. Diese Information wird über die Steuerleitung 52 an die Greiferkontrolleinrichtung 70 übergeben, welche dann in bekannter Weise mit Greifvorrichtungen verbunden ist und diese steuert, was in den Zeichnungen zur Vereinfachung nicht dargestellt ist. Bei solchen Greifvorrichtungen kann es sich um bekannte Delta-Roboter oder andere Pick- und Place-Roboter handeln.This last ray path 33 ' overlaps as a viewing area of multiple cameras 40 and thus gives a total field of view. Every camera 40 is about the simplistic only one module shown here line 51 with an image processing system 50 connected, which also with a sensor 60 connected, which is the speed of the conveyor belt 10 receives or is connected to a drive wheel or in such an integrated responsible for the propulsion. This element is denoted by the reference numeral 60 characterized. The image processing system 50 is therefore able to get from the recorded data of the cameras 40 and the information from the sensor 60 concerning the progress of the conveyor belt 10 at any time the location of general cargo 12 downstream of the scanning device 20 determine. This information is sent via the control line 52 to the gripper control device 70 passed, which is then connected in known manner with gripping devices and controls this, which is not shown in the drawings for simplicity. Such gripping devices may be known delta robots or other pick and place robots.

Gemäss dem Prinzip-Schaltbild der 1 ist nun in der 2 ein sehr schematisch dargestelltes Abtastmodul 25 dargestellt, welches ein eigenes Gehäuse 26 aufweist. Die Zeilen-Kamera 40 ist hier in stromabwärtiger Richtung des Gehäuses 26 angebracht und hat ihr Gesichtsfeld vom Transportband 10 weg ausgerichtet. Bei einer vorteilhaften weil ausreichenden Ausgestaltung der Kamera 40 handelt es sich um eine einzige Zeile von beispielsweise CCD- oder CMOS-Sensoren, wobei diese Zeile quer zum Transportband 10 ausgerichtet ist. Die Zeile verläuft somit senkrecht zur Zeichenebene der 2. Die Kamera 40 empfängt Bilder eines Stückguts 12 über den in der 1 dargestellten Strahlengang 31, 32, 33 und 33', wobei das Licht an den beiden planen Spiegeln 41 und 42 umgelenkt wird. Als Lichtquelle zur Beleuchtung der Stückgüter 12 sind beidseitig zur quer und senkrecht zum Transportband 10 verlaufenden Strahlengang-Ebene 33 zwei LED-Zeilen 13 und 14 angeordnet, mit welchen die Stückgüter 12 beleuchtet werden. Es kann natürlich auch nur eine LED-Zeile 13 oder 14 auf einer der beiden Seiten des Blickfeldes 33 angeordnet sein. Die LED-Zeilen 13 und 14 sind parallel zur Zeilenkamera 40 ausgerichtet.According to the principle circuit diagram of 1 is now in the 2 a very schematically illustrated scanning module 25 shown, which has its own housing 26 having. The line camera 40 is here in the downstream direction of the housing 26 attached and has her field of vision from the conveyor belt 10 oriented away. In an advantageous because sufficient design of the camera 40 it is a single line of, for example, CCD or CMOS sensors, this line being transverse to the conveyor belt 10 is aligned. The line thus runs perpendicular to the plane of the 2 , The camera 40 receives pictures of a piece goods 12 about in the 1 illustrated beam path 31 . 32 . 33 and 33 ' , with the light on the two plan mirrors 41 and 42 is diverted. As a light source for illuminating the piece goods 12 are on both sides to the transverse and perpendicular to the conveyor belt 10 extending beam path level 33 two LED lines 13 and 14 arranged, with which the piece goods 12 be illuminated. Of course it can only have one LED line 13 or 14 on either side of the field of vision 33 be arranged. The LED lines 13 and 14 are parallel to the line scan camera 40 aligned.

Vorzugsweise sind die entsprechenden LED's stroboskopartig, d.h. intermittierend geschaltet, um ihre Lebensdauer zu erhöhen. Die Zeitdauer der Anschaltung muss ausreichend lang sein, um eine entsprechende ausreichende zeitliche Auflösung für die Zeilenkamera 40 zu gewährleisten. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann das Transportband 10 auch durchsichtig angeordnet sein und die Beleuchtungs-Elemente können unterhalb des Transportbandes angeordnet werden. Es wäre auch möglich, die Licht-Zeilen in einem Winkel zueinander auszurichten, so dass sich deren optische Achse mit der Strahlengangebene 33' auf der Höhe des Transportbandes 10 schneidet. Die in der 2 dargestellte Ausführungsform weist jedoch den Vorteil der sehr kompakten Ausgestaltung innerhalb des Gehäuses 26 auf.Preferably, the respective LED's are stroboscopic, ie intermittently switched to increase their life. The duration of the connection must be long enough to a corresponding sufficient temporal resolution for the line scan camera 40 to ensure. In other embodiments, the conveyor belt 10 be arranged transparent and the lighting elements can be arranged below the conveyor belt. It would also be possible to align the light lines at an angle to each other, so that their optical axis with the beam path plane 33 ' at the height of the conveyor belt 10 cuts. The in the 2 However, embodiment shown has the advantage of very compact design within the housing 26 on.

Der Vorteil von LED-Zeilen 13 und/oder 14 liegt auch in der geringen Wärmeemission, so dass innerhalb des Gehäuses 26 keine Wärmeabgabeprobleme bestehen. Es könnten aber anstelle der LED-Zeilen auch Lichtzeilen mit anderen Beleuchtungskörpern vorgesehen werden.The advantage of LED lines 13 and or 14 also lies in the low heat emission, so that within the housing 26 no heat release problems exist. But it could be provided instead of the LED lines and lines of light with other lighting fixtures.

Die 3 zeigt eine sehr schematische Querschnittsansicht der drei Module 25 einer zu der Vorrichtung nach 1 ähnlichen Vorrichtung, wobei hier die Spiegel 42 als einzelne Einheiten dargestellt sind. Insbesondere ist hier gut zu erkennen, dass jeweils zwei benachbarte Kameras 90 mit ihrer Strahlengangebene 33' einen Überlappungsbereich 34 bilden, in welchem Bildinformationen von zwei benachbarten Kameras 40 weitergemeldet werden. Somit ist es in einfacher Weise möglich, mit einem Bilder zusammenfügenden Programm (sogenannte Stitch-Software) ein zusammenhängendes Bild über die gesamte Breite des Transportbandes 10 zu erzeugen und anschliessend als ein Bild weiter zu verarbeiten. Diese Erzeugung eines einzigen Bildes unabhängig von der Anzahl der Module 25 gestattet eine hohe Skalierbarkeit der Anlage.The 3 shows a very schematic cross-sectional view of the three modules 25 one to the device according to 1 similar device, here the mirrors 42 are shown as individual units. In particular, it is easy to see that there are two adjacent cameras 90 with its beam path plane 33 ' an overlap area 34 form, in which image information from two adjacent cameras 40 be reported. Thus, it is possible in a simple manner, with an image-stitching program (so-called stitch software) a coherent image over the entire width of the conveyor belt 10 to generate and then process as an image on. This generation of a single image regardless of the number of modules 25 allows a high scalability of the system.

Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abtastmoduls 35 zum Einsatz in einer Vorrichtung nach 1 oder 3. Die Kamera 40 ist in diesem Fall quer in Richtung des Transportbandes 10 ausgerichtet. Somit ergeben sich zwischen dem ersten Strahlengang 31 und der Strahlengangsebene 33 und 33', die schliesslich das Transportband 10 schneidet, drei gefaltete Strahlengänge 32, 132 und 232, welche somit von den Spiegeln 41, 42, 43 und 44 jeweils um 90° umgelenkt werden. Dabei ergibt sich der in der 4 dargestellte spiralförmige Strahlengang.The 4 shows a further embodiment of a scanning module 35 for use in a device according to 1 or 3 , The camera 40 is in this case transversely in the direction of the conveyor belt 10 aligned. Thus arise between the first beam path 31 and the beam path level 33 and 33 ' , finally, the conveyor belt 10 cuts, three folded beam paths 32 . 132 and 232 , which thus from the mirrors 41 . 42 . 43 and 44 each deflected by 90 °. This results in the 4 illustrated spiral beam path.

Die 5 schliesslich zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abtastmoduls 55 zum Einsatz in einer Vorrichtung nach 1 oder 3. Die Kamera 40 ist in diesem Fall nahezu längs in Richtung des Transportbandes 10 ausgerichtet. Somit ergeben sich zwischen dem ersten Strahlengang 31 und der Strahlengangsebene 33 und 33', die schliesslich das Transportband 10 schneidet, vier gefaltete Strahlengänge 32, 132, 232 und 332, welche somit von den Spiegeln 41, 43 und 44 jeweils um wenige Grad umgelenkt werden, um dann von dem Spiegel 42 um 90° zum Austritt aus dem Gehäuse 26 umgelenkt zu werden. Dabei ergibt sich der in der 5 dargestellte zickzackförmige Strahlengang.The 5 Finally, another embodiment of a scanning module 55 for use in a device according to 1 or 3 , The camera 40 is in this case almost longitudinally in the direction of the conveyor belt 10 aligned. Thus arise between the first beam path 31 and the beam path level 33 and 33 ' , finally, the conveyor belt 10 cuts, four folded beam paths 32 . 132 . 232 and 332 , which thus from the mirrors 41 . 43 and 44 each deflected by a few degrees, then by the mirror 42 90 ° to exit the housing 26 to be diverted. This results in the 5 illustrated zigzag-shaped beam path.

Für die Module 25, 30, 35 und 55 ist wesentlich, dass mindestens eine Faltung des Strahlenganges besteht. In der einfachsten, in den Zeichnungen nicht ausgeführten Ausbildungsform, steht die Kamera 40, wenn man von der Ausbildung nach 4 ausgeht, am Ort des Spiegels 43 und schaut mit ihrer optischen Achse direkt auf den Spiegel 42, welcher dann in einem anderen, spitzen Winkel den Strahlengang in die Ebene 33 umspiegelt. Auch hier liegt dann eine Verlängerung des Lichtweges über den realen Abstand Kamera-Transportband vor.For the modules 25 . 30 . 35 and 55 is essential that at least one folding of the beam path exists. In the simplest form of education, not shown in the drawings, stands the camera 40 if you're after the training 4 goes out, at the place of the mirror 43 and looks directly at the mirror with its optical axis 42 , which then at another, acute angle the beam path in the plane 33 umspiegelt. Here, too, there is an extension of the light path over the real distance camera conveyor belt.

Vorzugsweise besteht eine Einheit aus zwei Umlenkspiegeln, welche jeweils den Strahlengang um 90° umlenken, wie in 2 dargestellt. Wie 4 und 5 zeigen, sind auch drei oder mehr Faltungen möglich. Es ist ebenfalls möglich, die Kamera im wesentlichen horizontal anzuordnen und über eine Reihe von Spiegel-Umlenkungen, welche den Strahlengang jeweils nur um einige Grad ablenken, das Hauptgewicht des verlängerten Strahlengangs analog zum Strahlengang 232 in der Horizontalen zu halten.Preferably, a unit consists of two deflecting mirrors, which each deflect the beam path by 90 °, as in 2 shown. As 4 and 5 show, three or more folds are possible. It is also possible to arrange the camera substantially horizontally and over a series of mirror deflections, which deflect the beam path only by a few degrees, the main weight of the extended beam path analogous to the beam path 232 to keep in the horizontal.

Wesentlich ist bei allen Ausführungsbeispielen, welche der Fachmann basierend auf der vorliegenden Erfindung ausbilden kann, dass ein relativ in Tiefe und Höhe beschränktes Gehäuse 26 vorgegeben werden kann, in welchem die vom Objekt 12 oder Transportband 10 ausgesandte reflektierte Strahlung mit einem engen Gesichtsfeld ein- oder mehrfach gespiegelt umgelenkt wird, um einen möglichst hohen optischen Abstand von dem besagten Transportband 10 zur Kamera 40 zu erreichen, welcher Abstand insbesondere weit über dem einfachen Abstand von der Oberkante des Gehäuses 26 zum Transportband 10 liegt. Der optische Abstand ist also deutlich grösser als die Vertikaldimension des Gehäuses 26. Das Gehäuse 26 kann gegenüber der Vertikalen auch leicht schräg angeordnet sein.It is essential in all embodiments, which can form the skilled person based on the present invention, that a relatively limited in depth and height housing 26 can be specified, in which the object 12 or conveyor belt 10 emitted reflected radiation is deflected with a narrow field of view one or more times mirrored to the highest possible optical distance from the said conveyor belt 10 to the camera 40 to reach which distance in particular far beyond the simple distance from the top edge of the housing 26 to the conveyor belt 10 lies. The optical distance is thus significantly greater than the vertical dimension of the housing 26 , The housing 26 can also be slightly inclined relative to the vertical.

Die Kameras 40 sind insbesondere Zeilen-Kameras, welche monochrom oder in Farbe arbeiten, beispielsweise CCD-Sensoren, deren Zustand ausgewertet wird. Durch den Einsatz einer Zeilen-Kamera, welche nur ein einziges Element in Bewegungsrichtung des Transportbandes 10 aufweist, entstehen somit keine perspektivischen Fehler in der Produkt-Bewegungsrichtung 11. Mit Zeilen-Kameras ist zudem eine hohe Auflösung möglich. Durch das Vorsehen der gefalteten Lichtwege, die einen kleinen Bildwinkel mit trotzdem grossem Gesichtsfeld gestalten, kann insbesondere auf ein Vorsehen von CCD-Sensoren in der Anzahl und Grössenordnung der Breite des Transportbandes verzichtet werden. Durch die Möglichkeit, Kameras 40 nicht über die gesamte Breite des Transportbandes 10 anzuordnen, besteht die Möglichkeit, die entsprechenden Schaltungen und Elemente in getrennte Gehäuse 26 einzupassen, womit sich eine hervorragende Skalierbarkeit ergibt.The cameras 40 In particular, line cameras which operate monochromatically or in color are, for example, CCD sensors whose state is evaluated. By using a line camera, which only a single element in the direction of movement of the conveyor belt 10 Thus, there are no perspective errors in the product movement direction 11 , With line cameras, a high resolution is also possible. By providing the folded light paths, which form a small angle of view with still large field of view, can in particular to a provision of CCD sensors are dispensed with in the number and size of the width of the conveyor belt. By the possibility of cameras 40 not over the entire width of the conveyor belt 10 It is possible to arrange the corresponding circuits and elements in separate housings 26 fit, resulting in excellent scalability.

Die Beleuchtungs-Körper können insbesondere aus LED's bestehen, welche linear aneinander gereiht sind. Insbesondere können diese auf bedruckten Platinen aufgebracht sein. Vorteilhafterweise sind es weiss abstrahlende LED's. Es können aber auch, in alternativen Ausführungsformen, grüne, rote oder IR-LED's verwendet werden.The Lighting Devices can especially from LEDs exist, which are lined up linearly. In particular, these can be applied on printed circuit boards. Advantageously it knows emitting LEDs. But it can also, in alternative embodiments, green, red or IR LEDs be used.

Die eine Möglichkeit des Betriebs der Lichtquellen ist der Konstant-Betrieb, welcher jedoch die Lebensdauer von weissen LED's stark beschränkt, da LED's einem Alterungsprozess unterliegen. Eine bessere Alternative ist der Stroboskop-Betrieb, welcher neben einer höheren Lebensdauer auch zu einer geringeren Wärme-Entwicklung führt. Der Stroboskop-Betrieb muss mit den Aufnahmen der Zeilen-Kameras korreliert sein. Infolgedessen kann der Stroboskop-Betrieb derart definiert sein, dass die LED's jeweils nicht leuchten, wenn das Transportband 10 still steht.One way of operating the light sources is constant operation, which, however, severely limits the life of white LEDs since LEDs are subject to aging. A better alternative is the stroboscopic operation, which in addition to a longer life also leads to a lower heat development. The stroboscopic operation must be correlated with the images of the line cameras. As a result, the stroboscopic operation may be defined so that the LEDs do not light each other when the conveyor belt 10 stands still.

Optional können vor den LED's reine Polarisations-Filter zur Reduktion von Reflektionen vorgesehen sein. Neben aneinandergereihten LED's könnnen auch diskrete LED's mit vorgesetzter Optik verwendet werden. Damit kann die Lichtausbeute der LED's in die vorgegebene Richtung gebündelt werden, so dass sich ein gleichmässiges Licht über die gesamte Breite des Transportbandes ergibt. Das Gehäuse 26 ist insbesondere kompakt herstellbar und spritzwassergeschützt, da lediglich eine Öffnung (ein Schlitz) für den Eintritt der Lichtstrahlen entsprechend der Ebene 33 vorgesehen ist. Auch diese Öffnung kann mit Glas abgedeckt sein. Für den Fachmann ist ein solcher Spritzwasser-Schutz mit dem Begriff „Wash Down", bzw. Norm IP67, verbunden.Optionally, pure polarization filters for reducing reflections may be provided in front of the LEDs. In addition to juxtaposed LED's also discrete LED's with superior optics can be used. Thus, the light output of the LEDs can be bundled in the predetermined direction, so that there is a uniform light over the entire width of the conveyor belt. The housing 26 is in particular compact to produce and splash-proof, since only one opening (a slot) for the entry of the light rays according to the plane 33 is provided. This opening can also be covered with glass. Such a spray water protection is associated with the term "wash down" or standard IP67 for the person skilled in the art.

Wie aus dem oben Beschriebenen hervorgeht, ist das entsprechende System unabhängig von den eingesetzten weiteren Mitteln der Verpackungsanlage. Dies betrifft sowohl die Art des Transportbandes 10 als auch die stromaufwärtigen Zulieferungs-Einheiten oder stromabwärtigen Greifer- oder Pick- und Place-Roboter. Insbesondere ist aufgrund der vorteilhaften optischen Verhältnisse immer eine gleiche Montage-Höhe der Module 25, 30, 35 möglich, so dass das System sowohl für verschiedene Installationsbreiten des Bandes als auch für verschiedene Stückgüter 12 einsetzbar ist, welche eine grosse Bandbreite von Höhen aufweisen können.As is apparent from the above, the corresponding system is independent of the other means used in the packaging plant. This affects both the type of conveyor belt 10 as well as the upstream supply units or downstream gripper or pick and place robots. In particular, due to the advantageous optical conditions always a same mounting height of the modules 25 . 30 . 35 possible, allowing the system for both different installation widths of the tape as well as for different piece goods 12 can be used, which can have a wide range of heights.

Die Erfindung gestattet auch eine Minimierung der Perspektiv-Fehler ohne eine vollständige Kameraabdeckung der Querrichtung des Transportbandes 10 zu erfordern. Eine solche Abbildung erfordert einen möglichst kleinen Bildwinkel. Bei gegebener Bildgrösse muss deshalb die Brennweite maximiert werden. Dies führt durch die umgekehrte Proportionalität zu einer Vergrösserung des Arbeitsabstandes.The invention also permits minimization of perspective errors without complete camera coverage of the transverse direction of the conveyor belt 10 to require. Such a picture requires the smallest possible angle of view. For a given image size, therefore, the focal length must be maximized. This leads by the reverse proportionality to an increase in the working distance.

1010: Fördererpromoter
1111: Pfeilarrow
1212: Stückgutcargo
1313: LED-ZeileLED line
1414: LED-ZeileLED line
1616: Gehäusecasing
2020: Abtastvorrichtungscanning
2525: AbtastmodulA scan
2626: Gehäusecasing
3030: AbtastmodulA scan
3131: Strahlengangbeam path
3232: Strahlengangbeam path
3333: Strahlengang im Gehäusebeam path in the case
33'33 ': Strahlengang ausserhalb des Gehäusesbeam path outside the case
3434: Überlappungsbereichoverlap area
3535: AbtastmodulA scan
4040: Zeilenkameraline camera
4141: kameranaher Spiegelcamera near mirror
4242: transportbandnaher Spiegeltransportband near mirror
4343: Zwischenspiegelbetween levels
4444: Zwischenspiegelbetween levels
4545: Zwischenspiegelbetween levels
5050: BildverarbeitungssystemImage processing system
5151: Leitungmanagement
5252: Leitungmanagement
5555: AbtastmodulA scan
6060: Sensorsensor
7070: GreiferkontrolleinrichtungGripper control device
132132: Strahlengangbeam path
232232: Strahlengangbeam path

Claims

Device for the optical detection of general cargo ( 12 ) ordered or disorganized on a conveyor ( 10 ), with at least one image acquisition unit ( 40 ), with which on the conveyor ( 10 ) general cargo ( 12 ) are imaged, characterized in that in one the image acquisition unit (s) ( 40 ) receiving housing ( 16 . 26 ) in the beam path of the image acquisition unit (s) ( 40 ) at least one mirror ( 41 . 42 . 43 . 44 ) is arranged, with which the beam path (s) of the image recording unit (s) ( 40 ) are deflectable to those in the housing ( 16 . 26 ) extending beam paths ( 31 . 32 . 131 . 132 . 33 ) longer than a vertical dimension of the housing ( 16 . 26 ) train.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the housing is a closed housing ( 16 . 26 ) with an elongated cuboidal shape or a cuboidal grid structure or that of the image recording unit ( 40 ) and the mirror (s) ( 41 . 42 . 43 . 44 ) and the associated beam paths ( 31 . 32 . 131 . 132 . 33 ) is surrounded space.

Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the image recording unit (s) ( 40 ) comprise linearly formed image sensors which are inclined or transverse to the transport direction ( 11 ) of the conveyor ( 10 ) are arranged.

Apparatus according to claim 3, characterized in that a plurality of image recording units ( 40 ) at intervals obliquely or transversely to the transport direction ( 11 ) of the conveyor ( 10 ), in particular at approximately constant distances from each other, are arranged.

Device according to one of claims 3 or 4, characterized in that at least one linearly formed lighting unit ( 13 . 14 ) is provided, which is arranged parallel to the linear image sensors.

Apparatus according to claim 5, characterized in that on both sides at the transition of the beam path between within ( 33 ) and outside ( 33 ') of the housing ( 16 . 26 ) one lighting unit each ( 13 . 14 ) is arranged.

Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the beam paths ( 33 ' ) juxtaposed image acquisition units ( 40 ) at the transport level ( 10 ) overlap ( 33 ').

Apparatus according to claim 7, characterized in that an image processing system ( 50 ) is provided, with which the overlapping beam paths ( 34 ) are connectable to a composite image.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the image recording unit ( 40 ) in the lower part of the housing ( 16 . 26 ) and is oriented upwards, and that the beam paths ( 31 . 32 . 33 ) over two spaced mirrors ( 41 . 42 ) in the upper area of the housing ( 16 . 26 ) Are foldable 2 times.

Device according to claim 9, characterized in that the mirrors ( 41 . 42 ) obliquely, in particular at 45 degrees with respect to the transport plane ( 10 ) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the image recording units ( 40 ) Are line scan cameras for monochrome or multicolored light.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that each lighting unit ( 13 . 14 ) consists of light-emitting diodes.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the lighting units ( 13 . 14 ) are provided with polarizing filters.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 16 . 26 ) is substantially closed and in particular "washdown" compliant (IP67) is executed.

Use of a device according to one of claims 1 to 14 arranged downstream in a production line for control Gripper devices.