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WO2012031651A1 - Verfahren und vorrichtung zur erfassung von leergutbehältern - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur erfassung von leergutbehältern Download PDF

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WO2012031651A1
WO2012031651A1 PCT/EP2011/003930 EP2011003930W WO2012031651A1 WO 2012031651 A1 WO2012031651 A1 WO 2012031651A1 EP 2011003930 W EP2011003930 W EP 2011003930W WO 2012031651 A1 WO2012031651 A1 WO 2012031651A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
empty container
container
reference pattern
pixels
empties
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2011/003930
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lioubov Jokhovets
Reiner Seitz
Andreas Littel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wincor Nixdorf International GmbH
Original Assignee
Wincor Nixdorf International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wincor Nixdorf International GmbH filed Critical Wincor Nixdorf International GmbH
Priority to EP11741122.3A priority Critical patent/EP2614335A1/de
Publication of WO2012031651A1 publication Critical patent/WO2012031651A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/04—Sorting according to size
    • B07C5/12—Sorting according to size characterised by the application to particular articles, not otherwise provided for
    • B07C5/122—Sorting according to size characterised by the application to particular articles, not otherwise provided for for bottles, ampoules, jars and other glassware
    • B07C5/126—Sorting according to size characterised by the application to particular articles, not otherwise provided for for bottles, ampoules, jars and other glassware by means of photo-electric sensors, e.g. according to colour
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B07C5/3408—Sorting according to other particular properties according to properties of containers or receptacles, e.g. rigidity, leaks, fill-level for bottles, jars or other glassware
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G06T7/001—Industrial image inspection using an image reference approach
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    • G06T7/10—Segmentation; Edge detection
    • G06T7/12—Edge-based segmentation
    • G—PHYSICS
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    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/40—Extraction of image or video features
    • G06V10/46—Descriptors for shape, contour or point-related descriptors, e.g. scale invariant feature transform [SIFT] or bags of words [BoW]; Salient regional features
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07F—COIN-FREED OR LIKE APPARATUS
    • G07F7/00—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus
    • G07F7/06—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by returnable containers, i.e. reverse vending systems in which a user is rewarded for returning a container that serves as a token of value, e.g. bottles
    • G07F7/0609—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by returnable containers, i.e. reverse vending systems in which a user is rewarded for returning a container that serves as a token of value, e.g. bottles by fluid containers, e.g. bottles, cups, gas containers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting empties containers in reverse vending machines, wherein the empties container is illuminated and detected by means of an optical detection unit, so that at least one identification feature identifying the empties container is determined from the determined image data.
  • the invention relates to a device for detecting empties containers in a reverse vending machine with a lighting unit for illuminating the empties container and with an optical detection unit for detecting at least one identification feature of the empties container.
  • a device for detecting empties containers in a reverse vending machine which has two optical detection units.
  • a first optical detection unit cooperates with a rotary member, by means of which the empty container can be rotated about its longitudinal axis.
  • the first optical detection unit serves to locate an identification feature of the empty container, in particular a bar code of the same.
  • the bar code can be detected by means of a second optical detection unit. If the identifier of the empties container is the same as the shape or contour, the two-stage optical recognition is not necessary.
  • the optical detection units may include, for example, CCD cameras, as described in DE 10 2008 006 382 A1 for detecting the material and the filling state of the empties container.
  • containers are known.
  • the lighting unit has a relatively large surface, which, however, can easily become dirty and thus falsify the image acquisition. It requires a relatively large amount of computation or data for the extraction of the identification features characterizing the shape of the empty container from the image data.
  • the lighting unit is relatively bulky, which increases the footprint of the device.
  • the object of the invention is therefore to provide a method and a device for detecting empties containers in reverse vending machines such that in a simple and secure manner, in particular a form of the empty container can be detected.
  • the inventive method in conjunction with the preamble of claim 1 is characterized in that the empties container is positioned in front of a reference pattern surface and then from the empty container and its surroundings a supervisory image is generated, depending on a deviation of the detected pixel values a predetermined threshold, an at least partial contour of the empty container is determined.
  • the particular advantage of the method according to the invention is that a secure shape recognition of empty containers can be made relatively quickly and safely and with little effort. No computationally expensive algorithms are required. Furthermore, the requirements for the illuminance for the empties container to be detected are relatively low.
  • the basic idea of the invention is to assign a reference pattern area to the empties container, so that pixels of the empties container and the reference pattern area are detected and set in relation to one another using an incident light method.
  • the optical detection unit forms a disturbance in the recording of the reference pattern.
  • This areal disturbance of the reference pattern is detected and used for the identification of a particular contour or shape of the empty container. Since the reference pattern is designed so that deviations are recognizable to an at least partially transparent before the same body, the data and computational effort for the contour detection of the empty container is relatively low.
  • the reference pattern surface is formed by a regular reference pattern. Furthermore, only locally selected pixels of the detection area are detected, which coincide with predetermined pixels, for example pixels of minimum or maximum intensity and / or brightness of the reference pattern area. By a change in intensity of the detected pixel, the contour of the empty container can be detected. It is thus sufficient to detect the detection area in a grid-like manner, brightness differences and / or intensity differences of the pixels pointing to the contour of the empties container. The data expenditure as well as the expenditure for the data processing can thus be kept low. The accuracy of the contour information depends on the number of captured raster pixels and the density of the regular reference pattern.
  • the detected pixel values are compared with a predetermined threshold value. If the threshold is exceeded, these pixels are recognized as background image data. If the threshold value is undershot, these pixel values are recognized as empties image data.
  • the boundary between the background image data on one side and the empties image data on the other side can serve as an identifier for the contour of the empties container.
  • pixel values of the reference pattern are stored in a reference data memory.
  • a reference data memory For the purpose of detecting the empty container, it is positioned between the reference pattern surface and an optical recognition unit, so that subsequently the pixel values of the detection range exceeding a predetermined threshold value are detected. Since the pixel values lie below the threshold value at least in the region of the contour of the empty container, the contour of the empty container can be determined by subtracting the entire background pixels from the reference pixels.
  • a trapped by the contour of the empty container detection field can be checked within the supervisory image for compliance with the reference pattern.
  • a transparency and / or a color and / or a material of the empty container can be detected.
  • a functional extension can be achieved with little effort.
  • the device according to the invention in connection with the preamble of claim 6 is characterized in that the empties container is disposed between the optical detection unit and a reference pattern surface, wherein the reference pattern surface forms a background for a recorded by the optical detection unit supervisory image of the empty container, and in that the reference pattern surface has such a reference pattern that a shape characteristic of the empties container can be derived from the acquired supervisory image as the identification feature.
  • the particular advantage of the device according to the invention is that a contour of the empty container can be determined in a simple and secure manner.
  • the identification of the empty container is carried out by a number of - -
  • the reference pattern is formed as a stripe pattern having a number of stripes of different brightness and / or color.
  • the stripe pattern is selected to have a different structure to the empty container in terms of light intensity.
  • the contour of the empty container can thereby be determined relatively quickly by comparison.
  • the stripe patterns are formed by a series of alternating black stripes and white stripes in one direction. This makes it possible to form "zebra stripes as a background surface, which enable effective contour recognition of the empty containers.
  • the reference pattern is applied to a support surface on which the empty container is positioned.
  • this may also be a conveyor belt, by means of which the empty container is transported. Thus, no additional space is required by the reference pattern.
  • a further optical recognition unit can be provided, which is able to detect a bar code as a recognition feature of the empty container. This advantageously makes it possible to detect an emptied container provided with a bar code.
  • the additional shape recognition prevents the deposit of deposit money in reverse vending machines by supplying not associated with a container empties barcodes.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a device according to the invention with a bottle-shaped empties container which is positioned on a conveyor belt and is detected by an optical detection unit, a section of the plan view according to FIG. 2 in a detection field of the empties container , wherein the empties container consists of a plastic material, and a section of the plan view of Figure 2 in a detection field of the empty container, wherein the empties container consists of a glass material.
  • a device for detecting empties containers 1 is integrated in a reverse vending machine, not shown, which is adapted to receive empty containers, possibly to sort different types of empty containers to collect the empties container 1 in a container and the user of the reverse vending machine a Bon with the appropriate deposit value.
  • the empty container 1 may be formed as a bottle, which is made of a transparent material, such as plastic or glass. customary Licher way, the empty container 1 has a label which is provided with a bar code as an identifying feature.
  • the device For detecting a shape or contour of the empties container 1, the device essentially comprises an optical recognition unit 2 and a lighting unit 3, which are arranged on a common side with respect to the empties container 1.
  • the lighting unit 3 may comprise a plurality of LED lights that illuminate a detection area 4, in which the empty container 1 is arranged.
  • the optical detection unit 2 may comprise an image sensor or a camera, which is designed to generate a supervisory image from the detection area 4.
  • a processing or evaluation device CCD camera
  • the empties container 1 is on a support surface 5, which may for example be designed as a means of transport (conveyor belt) positioned.
  • the support surface 5 forms a reference pattern surface, which has for example a printed reference pattern 6, see Figure 2.
  • the reference pattern surface 5 forms a background for the empty container 1 and is arranged on a side facing away from the optical detection unit 2 of the empty container 1.
  • the reference pattern 6 extends over a larger area than the empty container 1 and extends at least over the entire detection area 4.
  • the optical detection unit 2 and the reference pattern 6 allow capturing of oversight images, by means of which a feature or a contour feature of the empties container 1 as an identification feature can be determined.
  • the reference pattern 6 is formed by a stripe pattern having a number of alternately arranged black stripes 7 and white stripes 8. These strips 7, 8 extend substantially perpendicular to a longitudinal axis of the empty container 1 or perpendicular to a longitudinal side V of the empty container 1.
  • pixels of the detection area 4 are detected and then sent for further processing.
  • the resolution of the image sensor device can be chosen so that pixels (pixel values) in a grid of lines Z1, Z2, ... Zn and columns S1, S2, ... Sn are read out to form the supervisor image, the column width with the distance between two black stripes 7 and white stripes 8 matches.
  • These lattice-like or grid-like detected pixels P are now compared with a predetermined threshold.
  • the threshold value may be, for example, a light intensity value.
  • the threshold value may be just above a light intensity value for the black stripes 7, so that when the threshold value is undershot by the pixels, these are recognized as pixels P1 lying on the black stripe. This ensures that along the black stripes 7 of the reference pattern surface 5 pixels P1 (background image data) are determined, of which only a few are shown by way of example in FIG.
  • pixels P3 are obtained, which are shown in square fashion for clarity in FIG. These pixels P3 form the contour of the empty container 1.
  • the feature of the empties container 1 is thus recognized, the empties container 1 can be transported within the reverse vending machines and a corresponding deposit amount credited.
  • a bar code reader can be integrated in the optical recognition unit 2, so that in addition a bar code applied to the label of the empty container 1 can also be detected.
  • the device comprises a rotary member for aligning the bar code in the direction of the optical detection unit 2. In this way it can be ensured that an empty container 1 has been obtained by reading the bar code.
  • the bar code reader can also be arranged outside the optical recognition unit 2.
  • the pixels P1 of the reference pattern 6 located in the detection region 4 can be stored in advance as reference pixels in a reference data memory. These reference pixels are detected when no empty container 1 rests on the support surface 5. This results in a number of maximum reference pixels Nmax.
  • a supervisor image with pixels of the detection region 4 is detected, wherein the pixels exceeding the threshold value are classified as background image data.
  • This number of background pixels may be N1, which is smaller than the maximum number of pixels Nmax.
  • the contour P3 of the empty container 1 can be determined, as shown in FIG.
  • pixels are detected in a grid-like manner, adjacent pixels being at the same distance from each other.
  • the determination of the contour of the empty container 1 is characterized in that a difference is formed between the reference pattern 6 representing pixels of a first supervisory image, which have been determined without empty container 1 and in a second supervisory image with empty container 1.
  • the pixels can be detected in a predetermined, preferably in a close to the bottle neck region of the empty container 1 detection field 10 to determine the material and / or the color and / or the transparency of the empty container 1.
  • a light intensity range of the pixels to a reference pattern 6, as already described above.
  • a transparent empty container 11 made of plastic material even rows of pixels P5 are detected, while in the case of a transparent empty container 1 'made of glass material, a row of arcuately arranged pixels P6 is detected.
  • An empty container 11 made of plastic material preferably has thinner walls than a glass bottle 11 ', so that the regular structure of the reference pattern 6 is maintained. This can thus serve as a criterion for the determination of a material-related identification feature of the empties container 11, 11 '.
  • certain characteristic contour points, for example corner points, of the empties container 1 can also be determined by the detection method described above.
  • the strips 7, 8 are rectilinear.
  • these may also have a serpentine or another shape or color. This depends on the shape and transparency of the empty container 1.
  • pixels of the white stripes 8 can also be used to determine the background image data.
  • the threshold value has a relatively high brightness value, at which point the pixels are recognized as background pixels.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Leergutbehältern in Leergut-Rücknahmeautomaten, wobei der Leergutbehälter beleuchtet und mittels einer optischen Erkennungseinheit erfasst wird, so dass aus den ermittelten Bilddaten mindestens ein das den Leergutbehälter identifizierendes Identifizierungsmerkmal ermittelt wird, wobei der Leergutbehälter vor einer Referenzmusterfläche positioniert wird und dann von dem Leergutbehälter und seiner Umgebung ein Aufsichtsbild erzeugt wird, wobei in Abhängigkeit von einer Abweichung der erfassten Bildpunktwerte zu einem vorgegebenen Schwellwert eine zumindest teilweise Kontur des Leergutbehälters bestimmt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von
Leergutbehältern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Leergutbehältern in Leergut-Rücknahmeautomaten, wobei der Leergutbehälter beleuchtet und mittels einer optischen Erkennungseinheit erfasst wird, so dass aus den ermittelten Bilddaten mindestens ein den Leergutbehälter identifizierendes Identifizierungsmerkmal ermittelt wird.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erfassung von Leergutbehältern in einem Leergut-Rücknahmeautomaten mit einer Beleuchtungseinheit zur Beleuchtung des Leergutbehälters und mit einer optischen Erkennungseinheit zum Erfassen von mindestens einem Identifizierungsmerkmal des Leergutbehälters.
Aus der DE 10 2008 017 233 A1 ist eine Vorrichtung zur Erfassung von Leergutbehältern in einem Leergut-Rücknahmeautomaten bekannt, die zwei optische Erkennungseinheiten aufweist. Eine erste optische Erkennungseinheit wirkt mit einem Drehorgan zusammen, mittels dessen der Leergutbehälter um seine Längsachse in Drehung versetzt werden kann. Die erste optische Erkennungseinheit dient zur Lokalisierung eines Identifizierungsmerkmales des Leergutbehälters, insbesondere eines Strichcodes desselben. Nachdem mittels des Drehorgans der Leergutbehälter in eine Ausrichtposition verbracht worden ist, kann der Strichcode mittels einer zweiten optischen Erkennungseinheit erfasst werden. Soll es sich bei dem Erkennungsmerkmal des Leergutbehälters um die Form bzw. Kontur desselben handeln, ist die zweigestufte optische Erkennung nicht notwendig. Hierzu ist es üblich, eine optische Erkennungseinheit mit relativ hoher Auflösung vorzusehen, die in einem Auflicht- oder Durchlichtverfahren ein Bild von dem Leergutbehälter erzeugt, das dann in einer entsprechenden Auswerteeinheit ausgewertet wird. Die optischen Erkennungseinheiten können beispielsweise CCD-Kameras umfassen, wie sie gemäß der DE 10 2008 006 382 A1 für die Erfassung des Materials und des Füllzustandes des Leergutbe- hälters bekannt sind. Um ein gutes Ergebnis für die Formerkennung des Leergutbehälters zu erhalten, ist es erforderlich, dass eine Oberfläche des Leergutbehälters vollständig und gleichmäßig mittels einer Beleuchtungseinheit ausgeleuchtet wird. Hierzu weist die Beleuchtungseinheit eine relativ große Oberfläche auf, die allerdings leicht verschmutzen und somit die Bildaufnahme verfälschen kann. Es erfordert einen relativ großen Rechen- bzw. Datenaufwand für die Extrahierung der die Form des Leergutbehälters kennzeichnenden Identifizierungsmerkmale aus den Bilddaten. Darüber hinaus ist die Beleuchtungseinheit relativ voluminös, was den Platzbedarf der Vorrichtung erhöht.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung von Leergutbehältern in Leergut-Rücknahmeautomaten derart anzugeben, dass auf einfache und sichere Weise insbesondere eine Form des Leergutbehälters erfasst werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Leergutbehälter vor einer Referenzmusterfläche positioniert wird und dann von dem Leergutbehälter und seiner Umgebung ein Aufsichtsbild erzeugt wird, wobei in Abhängigkeit von einer Abweichung der erfassten Bildpunktwerte zu einem vorgegebenen Schwellwert eine zumindest teilweise Kontur des Leergutbehälters bestimmt wird.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass eine sichere Formerkennung von Leergutbehältern relativ schnell und sicher und mit geringem Aufwand vorgenommen werden kann. Es sind keine rechenaufwendigen Algorithmen erforderlich. Ferner sind die Anforderungen an die Beleuchtungsstärke für den zu erfassenden Leergutbehälter relativ gering. Grundgedanke der Erfindung ist es, dem Leergutbehälter eine Referenzmusterfläche zuzuordnen, so dass unter Verwendung eines Auflichtverfahrens Bildpunkte des Leergutbehälters und der Referenzmusterfläche erfasst und in eine Beziehung zueinander gesetzt werden. Der Leergutbehälter, der zwischen der -
als Hintergrund dienenden Referenzmusterfläche und der optischen Erfassungseinheit angeordnet ist, bildet eine Störung bei der Aufnahme des Referenzmusters. Diese flächenmäßige Störung des Referenzmusters wird erkannt und für die Identifizierung insbesondere einer Kontur bzw. Form des Leergutbehälters genutzt. Da das Referenzmuster so ausgebildet ist, dass zu einen zumindest teilweise durchsichtig vor demselben angeordneten Körper Abweichungen erkennbar sind, ist der Daten- und Rechenaufwand für die Konturenerfassung des Leergutbehälters relativ gering.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Referenzmusterfläche durch ein regelmäßiges Referenzmuster gebildet. Ferner werden lediglich örtlich ausgewählte Bildpunkte des Erkennungsbereiches detektiert, die mit vorgegebenen Bildpunkten, beispielsweise Bildpunkten minimaler oder maximaler Intensität und/oder Helligkeit des Referenzmusterfläche übereinstimmen. Durch eine Intensitätsveränderung des erfassten Bildpunktes kann die Kontur des Leergutbehälters erkannt werden. Es reicht somit aus, rasterartig den Erfassungsbereich zu detektieren, wobei Helligkeits- und/oder Intensitätsunterschiede der Bildpunkte auf die Kontur des Leergutbehälters hinweisen. Der Datenaufwand sowie der Aufwand für die Datenverarbeitung kann somit gering gehalten werden. Die Genauigkeit der Konturinformation ist abhängig von der Anzahl der erfassten Rasterbildpunkte und der Dichte des regelmäßigen Referenzmusters.
Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 3 werden die erfassten Bildpunktwerte mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. Wird der Schwellwert überschritten, werden diese Bildpunkte als Hintergrund-Bilddaten erkannt. Wird der Schwellwert unterschritten, werden diese Bildpunktwerte als Leergut-Bilddaten erkannt. Als Identifizierungsmerkmal für die Kontur des Leergutbehälters kann die Grenze zwischen den Hintergrund-Bilddaten auf der einen Seite und den Leergut-Bilddaten auf der anderen Seite dienen. -
Nach einer Weiterbildung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 4 kann es vorgesehen sein, dass in einem ersten Schritt, und zwar vorzugsweise vor dem Erfassungsvorgang, Bildpunktwerte des Referenzmusters in einem Referenz- Datenspeicher abgespeichert werden. Zur Erfassung des Leergutbehälters wird dieser zwischen der Referenzmusterfläche und einer optischen Erkennungseinheit positioniert, so dass nachfolgend die einen vorgegebenen Schwellwert überschreitenden Bildpunktwerte des Erfassungsbereiches detektiert werden. Da zumindest im Bereich der Kontur des Leergutbehälters die Bildpunktwerte unterhalb des Schwellwertes liegen, kann durch Subtraktion der gesamten Hintergrund-Bildpunkte von den Referenz-Bildpunkten die Kontur des Leergutbehälters ermittelt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann ein von der Kontur des Leergutbehälters eingeschlossenes Erkennungsfeld innerhalb des Aufsichtsbildes auf Übereinstimmung mit dem Referenzmuster überprüft werden. Hierdurch kann vorteilhaft eine Durchsichtigkeit und/oder eine Farbe und/oder ein Material des Leergutbehälters erfasst werden. Vorteilhaft kann mit geringem Aufwand eine Funktionserweiterung erzielt werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Leergutbehälter zwischen der optischen Erkennungseinheit und einer Referenzmusterfläche angeordnet ist, wobei die Referenzmusterfläche einen Hintergrund für ein durch die optische Erkennungseinheit aufgenommenes Aufsichtsbild des Leergutbehälters bildet, und dass die Referenzmusterfläche ein solches Referenzmuster aufweist, dass aus dem erfassten Aufsichtsbild als das Identifizierungsmerkmal ein Formmerkmal des Leergutbehälters ableitbar ist.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass auf einfache und sichere Weise eine Kontur des Leergutbehälters ermittelbar ist. Die Identifizierung des Leergutbehälters erfolgt durch eine Anzahl von Kon- - -
turpunkten des Leergutbehälters, wobei die Auflösung abhängig ist von Art, Form und Rasterung des Referenzmusters.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Referenzmuster als ein Streifenmuster ausgebildet, das eine Anzahl von Streifen unterschiedlicher Helligkeit und/oder Farbe aufweist. Das Streifenmuster ist so gewählt, dass es hinsichtlich der Lichtintensität eine zu dem Leergutbehälter unterschiedliche Struktur aufweist. Vorteilhaft kann hierdurch relativ schnell durch Vergleich die Kontur des Leergutbehälters bestimmt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Streifenmuster durch eine Folge von in einer Richtung abwechselnd angeordneten schwarzen Streifen und weißen Streifen gebildet. Hierdurch lassen sich„Zebrastreifen als Hintergrundfläche bilden, die eine wirksame Konturerkennung der Leergutbehälter ermöglichen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Referenzmuster auf einer Auflagefläche aufgebracht, auf der der Leergutbehälter positioniert ist. Gegebenenfalls kann dies auch ein Transportband sein, mittels dessen der Leergutbehälter transportiert wird. Somit entsteht durch das Referenzmuster kein zusätzlicher Platzbedarf.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann eine weitere optische Erkennungseinheit vorgesehen sein, die in der Lage ist, einen Strichcode als Erkennungsmerkmal des Leergutbehälters zu erfassen. Vorteilhaft kann hierdurch sicher ein mit einem Strichcode versehener Leergutbehälter erfasst werden. Die zusätzliche Formerkennung verhindert die Erschleichung von Pfandgeld in Leergut-Rücknahmeautomaten mittels Zuführen von nicht mit einem Leergutbehälter verbundenen Strichcodes.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen. - -
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen: eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem flaschenförmigen Leergutbehälter, der auf einem Transportband positioniert ist und von einer optischen Erkennungseinheit erfasst wird, eine schematische Draufsicht auf den Leergutbehälter gemäß Figur 1 , einen Ausschnitt der Aufsicht gemäß Figur 2 in einem Erkennungsfeld des Leergutbehälters, wobei der Leergutbehälter aus einem Kunststoffmaterial besteht, und einen Ausschnitt der Aufsicht gemäß Figur 2 in einem Erkennungsfeld des Leergutbehälters, wobei der Leergutbehälter aus einem Glasmaterial besteht.
Eine Vorrichtung zur Erfassung von Leergutbehältern 1 ist in einem nicht dargestellten Leergut-Rücknahmeautomaten integriert, der dazu ausgelegt ist, Leergutbehälter aufzunehmen, gegebenenfalls unterschiedliche Typen von Leergutbehältern zu sortieren, die Leergutbehälter 1 in einem Container zu sammeln sowie dem Benutzer des Leergut-Rücknahmenautomaten einen Bon mit dem entsprechenden Pfandwert auszudrucken.
Der Leergutbehälter 1 kann als eine Flasche ausgebildet sein, die aus einem transparenten Material, beispielsweise Kunststoff oder Glas, hergestellt ist. Üb- licherweise weist der Leergutbehälter 1 ein Etikett auf, das mit einem Strichcode als Identifizierungsmerkmal versehen ist.
Zur Erfassung einer Form bzw. Kontur des Leergutbehälters 1 weist die Vorrichtung im Wesentlichen eine optische Erkennungseinheit 2 sowie eine Beleuchtungseinheit 3 auf, die auf einer gemeinsamen Seite bezüglich des Leergutbehälters 1 angeordnet sind. Die Beleuchtungseinheit 3 kann eine Mehrzahl von LED-Leuchten aufweisen, die einen Erfassungsbereich 4, in dem der Leergutbehälter 1 angeordnet ist, ausleuchten. Die optische Erkennungseinheit 2 kann einen Bildsensor bzw. eine Kamera aufweisen, die dazu ausgelegt ist, ein Aufsichtsbild von dem Erfassungsbereich 4 zu erzeugen. In der optischen Erkennungseinheit 2 kann eine Verarbeitungs- bzw. Auswerteeinrichtung (CCD- Kamera) integriert sein, mittels derer erfasste Bilddaten weiterverarbeitet werden können.
Der Leergutbehälter 1 ist auf einer Auflagefläche 5, die beispielsweise als ein Transportmittel (Transportband) ausgeführt sein kann, positioniert. Die Auflagefläche 5 bildet eine Referenzmusterfläche, die beispielsweise ein aufgedrucktes Referenzmuster 6 aufweist, siehe Figur 2. Die Referenzmusterfläche 5 bildet einen Hintergrund für den Leergutbehälter 1 und ist auf einer der optischen Erkennungseinheit 2 abgewandten Seite des Leergutbehälters 1 angeordnet. Das Referenzmuster 6 erstreckt sich über eine größere Fläche als der Leergutbehälter 1 und erstreckt sich zumindest über den gesamten Erfassungsbereich 4. Die optische Erkennungseinheit 2 und das Referenzmuster 6 ermöglichen das Erfassen von Aufsichtbildern, mittels derer als Identifizierungsmerkmal ein Formmerkmal bzw. ein Konturmerkmal des Leergutbehälters 1 ermittelbar ist.
Wie aus Figur 2 zu ersehen ist, ist das Referenzmuster 6 durch ein Streifenmuster mit einer Anzahl von abwechselnd angeordneten schwarzen Streifen 7 und weißen Streifen 8 gebildet. Diese Streifen 7, 8 erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Leergutbehälters 1 bzw. senkrecht zu einer Längsseite V des Leergutbehälters 1. Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung werden Bildpunkte des Erfassungsbereiches 4 detektiert und dann einer Weiterverarbeitung zugeführt. Die Auflösung der Bildsensoreinrichtung kann so gewählt sein, dass Bildpunkte (Bildpunktwerte) in einem Rasterfeld von Zeilen Z1 , Z2, ... Zn und Spalten S1 , S2, ... Sn zur Bildung des Aufsichtbildes ausgelesen werden, wobei die Spaltenbreite mit dem Abstand zwischen zwei schwarzen Streifen 7 bzw. weißen Streifen 8 übereinstimmt. Diese gitterartig bzw. rasterartig erfassten Bildpunkte P werden nun mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. Der Schwellwert kann beispielsweise ein Lichtintensitätswert sein. Beispielsweise kann der Schwellwert knapp oberhalb eines Lichtintensitätswertes für die schwarzen Streifen 7 liegen, so dass bei Unterschreiten des Schwellwertes durch die Bildpunkte diese als auf dem schwarzen Streifen liegende Bildpunkte P1 erkannt werden. Damit ist sichergestellt, dass entlang der schwarzen Streifen 7 der Referenzmusterfläche 5 Bildpunkte P1 (Hintergrund-Bilddaten) ermittelt werden, von denen in Figur 2 nur einige beispielhaft dargestellt sind.
Aufgrund einer hellen Oberfläche des Leergutbehälters 1 bzw. nicht vollständigen Durchsichtigkeit desselben liegen die an der Oberfläche des Leergutbehälters 1 ermittelten Bildpunkte oberhalb des Schwellwertes, so dass den Leergutbehälter 1 repräsentierende Bildpunkte P2 (Leergutbehälter-Bilddaten) definiert werden, von denen in Figur 2 beispielhaft nur wenige dargestellt sind.
An einem Übergang oder Grenze zwischen den„schwarzen" Bildpunkten P1 und den„weißen" Bildpunkten P2 ergeben sich Bildpunkte P3, die zur Verdeutlich in Figur 2 quadratisch dargestellt sind. Diese Bildpunkte P3 bilden die Kontur des Leergutbehälters 1. Das Formmerkmal des Leergutbehälters 1 ist somit erkannt, der Leergutbehälter 1 kann innerhalb des Leergut- Rücknahmeautomaten weitertransportiert und ein entsprechender Pfandbetrag gutgeschrieben werden. -
Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann in der optischen Erkennungseinheit 2 ein Strichcodeleser integriert sein, so dass zusätzlich auch ein auf dem Etikett des Leergutbehälters 1 aufgebrachter Strichcode erfassbar ist. Vorzugsweise weist die Vorrichtung ein Drehorgan auf zur Ausrichtung des Strichcodes in Richtung der optischen Erkennungseinheit 2. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass durch Lesen des Strichcodes ein Leergutbehälter 1 erhalten worden ist.
Gegebenenfalls kann der Strichcodeleser auch außerhalb der optischen Erkennungseinheit 2 angeordnet sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die in dem Erfassungsbereich 4 befindlichen Bildpunkte P1 des Referenzmusters 6 vorab als Referenz-Bildpunkte in einem Referenz-Datenspeicher abgespeichert sein. Diese Referenz-Bildpunkte werden erfasst, wenn noch kein Leergutbehälter 1 auf der Auflagefläche 5 aufliegt. Es ergibt sich somit eine Anzahl von maximalen Referenz-Bildpunkten Nmax.
Bei einem Erfassungsvorgang, bei dem der Leergutbehälter 1 auf der Auflagefläche 5 positioniert ist, wird ein Aufsichtbild mit Bildpunkten des Erfassungsbereiches 4 detektiert, wobei die den Schwellwert überschreitenden Bildpunkte als Hintergrund-Bilddaten klassifiziert werden. Diese Anzahl von Hintergrund- Bildpunkte kann N1 betragen, die kleiner ist als die maximale Anzahl der Bildpunkte Nmax. Durch Subtraktion der erfassten Hintergrund-Bildpunkte N1 von den maximalen Referenz-Bildpunkten Nmax kann die Kontur P3 des Leergutbehälters 1 ermittelt werden, wie es in Figur 2 dargestellt ist. Wie nach der ersten Ausführungsform der Erfindung werden rasterartig Bildpunkte detektiert, wobei benachbarte Bildpunkte einen gleichen Abstand zueinander haben. Jedoch erfolgt die Bestimmung der Kontur des Leergutbehälters 1 dadurch, dass eine Differenz gebildet wird zwischen das Referenzmuster 6 repräsentierenden Bildpunkte eines ersten Aufsichtsbildes, das ohne Leergutbehälter 1 und in einem zweiten Aufsichtsbild mit Leergutbehälter 1 ermittelt worden sind. - -
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Bildpunkte in einem vorgegebenen, vorzugsweise in einem flaschenhalsnahen Bereich des Leergutbehälters 1 angeordneten Erkennungsfeld 10 detektiert werden, um das Material und/oder die Farbe und/oder die Durchsichtigkeit des Leergutbehälters 1 zu ermitteln. Es erfolgt ein Lichtintensitätsbereich der Bildpunkte zu einem Referenzmuster 6, wie es oben bereits beschrieben ist.
Wie aus Figur 3a ersichtlich ist, werden bei einem durchsichtigen Leergutbehälter 11 aus Kunststoffmaterial, gerade Reihen von Bildpunkten P5 detektiert, während bei einem durchsichtigen Leergutbehälter 1 ' aus Glasmaterial eine Reihe von bogenförmig angeordneten Bildpunkten P6 detektiert wird. Ein Leergutbehälter 11 aus Kunststoffmaterial weist vorzugsweise dünnere Wände auf als eine Glasflasche 11 ', so dass die regelmäßige Struktur des Referenzmusters 6 erhalten bleibt. Dies kann somit als Kriterium für die Ermittlung eines das Material betreffenden Identifizierungsmerkmals des Leergutbehälters 11 , 11' dienen.
Durch Lichtintensität und/oder Farbvergleich kann auch die Farbe des Leergutbehälters 1 bzw. die Frage, ob es sich um einen durchsichtigen oder eingefärbten Leergutbehälters 1 handelt, festgestellt werden.
Gegebenenfalls können auch bestimmte charakteristische Konturenpunkte, beispielsweise Eckpunkte, des Leergutbehälters 1 durch das oben beschriebene Erfassungsverfahren bestimmt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Streifen 7, 8 geradlinig ausgebildet. Gegebenenfalls können diese auch schlangenlinienförmig oder eine andere Form bzw. Farbe aufweisen. Dies ist abhängig von der Form und Transparenz des Leergutbehälters 1.
Alternativ können zur Bestimmung der Hintergrund-Bilddaten auch Bildpunkte der weißen Streifen 8 herangezogen werden. Hierbei weist der Schwellwert einen relativ hohen Helligkeitswert auf, bei dessen Überschreitung die Bildpunkte als Hintergrund-Bildpunkte erkannt werden. Bezugszeichenliste
I , 1' Leergutbehälter
2 optische Erkennungseinheit
3 Beleuchtungseinheit
4 Erfassungsbereich
5 Auflagefläche
6 Referenzmuster
7 schwarze Streifen
8 weiße Streifen
10 Erkennungsfeld
I , 11' Leergutbehälter
N1 Hintergrund-Bildpunkte
Nmax maximale Referenz-Bildpunkte
P Bildpunkte
P1 schwarze Bildpunkte
P2 weiße Bildpunkte
P3 Kontur/Grenze
P5 Bildpunkte
P6 Bildpunkte

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Erfassung von Leergutbehältern in Leergut-
Rücknahmeautomaten, wobei der Leergutbehälter beleuchtet und mittels einer optischen Erkennungseinheit erfasst wird, so dass aus den ermittelten Bilddaten mindestens ein den Leergutbehälter identifizierendes Identifizierungsmerkmal ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Leergutbehälter (1 , 11 , 11') vor einer Referenzmusterfläche (5) positioniert wird und dann von dem Leergutbehälter (1 , 11 , 11') und seiner Umgebung ein Aufsichtsbild erzeugt wird, wobei in Abhängigkeit von einer Abweichung der erfassten Bildpunktwerte zu einem vorgegebenen Schwellwert eine zumindest teilweise Kontur (P3) des Leergutbehälters (1 , 11 , 11 ') bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmusterfläche (5) durch ein regelmäßiges Referenzmuster (6) gebildet wird und dass nur solche örtlich ausgewählte Bildpunkte erfasst werden, die mit Bildpunkten (P1) minimaler oder maximaler Intensität und/oder Helligkeit der Referenzmusterfläche (5) übereinstimmen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen erfassten Bildpunktwerte (P) mit dem Schwellwert verglichen werden, wobei bei Überschreiten des Schwellwertes durch die Bildpunktwerte (P) dieselben als Hintergrund-Bilddaten und wobei bei Unterschreiten des Schwellwertes der Bildpunktwerte dieselben als Leergutbehälter-Bilddaten bestimmt werden, und dass an einem Übergang zwischen den Hintergrund-Bilddaten (P1) und den Leergutbehälter-Bilddaten (P2) Kontur- Bilddaten (P3) ermittelt werden, die als Identifizierungsmerkmal für die Kontur des Leergutbehälters (1 , 11 , 11') dienen.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in einem Erfassungsbereich (4) befindlichen Bildpunkte (Nmax) des Refe- renzmusters (6) in einen Referenz-Datenspeicher vorab als Referenz- Bildpunkte abgespeichert werden und dass bei einem Erfassungsvorgang die den Schwellwert überschreitenden Bildpunkte (N1) detektiert und diese Bildpunkte als Hintergrund-Bildpunkte klassifiziert werden, wobei durch Subtraktion der Hintergrund-Bildpunkte (N1) von den Referenz- Bildpunkten (Nmax) die Kontur des Leergutbehälters (1 , 11 , 11') ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Kontur (P3) des Leergutbehälters (1 , 11 , 11 ') eingeschlossenes Erkennungsfeld (10) des Aufsichtbildes auf Übereinstimmung mit dem Referenzmuster (6) überprüft wird zur Ermittlung einer Durchsichtigkeit und/oder Farbe und/oder Material des Leergutbehälters (1 , 11 , 11').
6. Vorrichtung zur Erfassung von Leergutbehältern in einem Leergut-
Rücknahmeautomaten mit einer Beleuchtungseinheit zur Beleuchtung des Leergutbehälters und mit einer optischen Erkennungseinheit zum Erfassen von mindestens einem Identifizierungsmerkmal des Leergutbehälters, dadurch gekennzeichnet, dass der Leergutbehälter (1 , 11 , 11') zwischen der optischen Erkennungseinheit (2) und einer Referenzmusterfläche (5) angeordnet ist, wobei die Referenzmusterfläche (5) einen Hintergrund für ein durch die optische Erkennungseinheit (2) aufgenommenes Aufsichtsbild des Leergutbehälters (1 , 11 , 11 ') bildet, und dass die Referenzmusterfläche (5) ein solches Referenzmuster (6) aufweist, dass aus dem erfass- ten Aufsichtbild als das Identifizierungsmerkmal ein Formmerkmal des Leergutbehälters (1 , 11 , 11 ') ableitbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzmuster (6) als ein Streifenmuster mit einer Anzahl von Streifen unterschiedlicher Helligkeit und/oder Farbe ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das
Streifenmuster durch eine Folge von in einer Richtung alternierend angeordneten schwarzen Streifen (7) und weißen Streifen (8) gleichen Abstan- des gebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Erkennungseinheit (2) derart angesteuert ist, dass ein Bildsensor der optischen Erkennungseinheit (2) in einem von dem Abstand benachbarter Streifen (7, 8) vorgegebenen Raster das Aufsichtbild erstellt, und dass in Abhängigkeit von einem Vergleich zwischen den ermittelten Bildwerten und einem Lichtintensitäts-Schwellwert eine zweidimensionale Kontur (P3) des Leergutbehälters (1 , 11 , 11') bestimmbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (3) auf einer dem Referenzmuster (6) abgewandten Seite des Leergutbehälters (1 , 11 , 11') angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzmuster (6) auf einer Auflagefläche (5) des Leergutbehälters (1 , 11 , 11 ') aufgebracht ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Strichcode des Leergutbehälters (1 , 11 , 11') durch einen in der optischen Erkennungseinheit (2) integrierten Strichcodeleser oder mittels eines externen Strichcodelesers erfassbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Leergutbehälter (1 , 11 , 11') derart positioniert ist, dass Längsseiten (11 , 11 ') desselben quer zu den Streifen (7, 8) des Referenzmusters (6) verlaufen.
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