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