Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Positionserkennung transportierter Objekte, insbesondere Behältnisse, insbesondere Metall-, Kunststoff- und/oder Glas-Behältnisse und bevorzugt Getränkeflaschen. Vorrichtungen und Verfahren zur optischen Erkennung einer Lage eines Objekts und daran anschließender et- waiger Zentrierung des Objekts bei Bedarf sind aus dem Stand der Technik bekannt. Gegen- wärtige Systeme zentrieren Behälter, indem in einem Grauwertprofil der Übergang eines mo- notonen Hintergrundes zum Behälter gesucht wird. Je nach Etikettenfarbe, T ransparenz oder Brechungseffekten im Glas kann dieser Übergang allerdings verfälscht werden, da an der Behälterkante kein hinreichender Kontrast zwischen dem Hintergrund und dem Behälter vor- liegt.

Aus den Vorrichtungen und Verfahren, die derzeit aus dem Stand der Technik bekannt sind, ergibt sich der Nachteil, dass die Positionsbestimmung eines Objekts und damit eine

Zentriergenauigkeit abhängig von Reflexionen und/oder Brechungseffekten des Oberflächen- materials wie beispielsweise Glas ist. Die Wahl der Position eines sogenannten Zentrierfens- ters, welches die zur Auswertung eines Bildes bzw. zur Kantendetektion verwendeten Pixel beinhaltet, muss bei dem im Stand der Technik verwendeten Verfahren nachteilig abhängig von einem speziellen Etikettendesign gewählt werden bzw. an dieses angepasst werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik be- kannten Nachteile zu überwinden und eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren bereitzustellen, das unabhängig von einem speziellen Etikettendesign und/oder Oberflächenmaterial und/o- der Oberflächendesign eines Objekts eine schnelle, zuverlässige und präzise Positionser- kennung eines Objekts zulässt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur optischen Positionserkennung von transportierten Objekten, insbesondere von Behältnissen, bevorzugt zur Zentrierung eines (transportierten) Objekts bzw. der (transportierten) Objekte, weist eine Transporteinrichtung, die die Objekte entlang eines Transportpfads transportiert, sowie wenigstens eine (erste) Bildaufnahmeein- richtung zur Aufnahme ortsaufgelöster Bilder und wenigstens ein Hintergrundelement auf, welches bezüglich der Position der (ersten) Bildaufnahmeeinrichtung auf der gegenüberlie- genden Seite des Transportpfads angeordnet ist. Dabei sind die (erste) Bildaufnahmeeinrich- tung und das wenigstens eine Hintergrundelement derart relativ zueinander angeordnet und/oder ausgerichtet, dass durch die Bildaufnahmeeinrichtung wenigstens zeitweise und bevorzugt auch während des Transports eines Objekts (wenigstens) das (eine) Hintergrun- delement (bevorzugt mehrere Hintergrundelemente) wenigstens abschnittsweise (optisch) erfassbar ist. Bevorzugt handelt es sich bei den Objekten um Behältnisse und besonders be- vorzugt um Kunststoffbehältnisse oder Kunststoffflaschen bzw. um Glasbehältnisse oder Glasflaschen. Besonders eignet sich die vorliegende Untersuchung für Objekte mit weißen bzw. hellgrauen Oberflächenelementen bzw. Ausstattungselementen wie ein Etikett.

Erfindungsgemäß weist das Hintergrundelement (wenigstens abschnittsweise an dessen Oberfläche) ein vorgegebenes Muster auf, welches wenigstens entlang einer Längsrichtung der Objekte und/oder entlang einer sich senkrecht zur Transportrichtung der Objekte erstre- ckenden Richtung und/oder senkrecht zu einer Auswerterichtung eine Variation aufweist und/oder das Hintergrundelement eine texturierte Oberfläche aufweist. Insbesondere weist das Hintergrundelement an seiner der Bildaufnahmeeinrichtung (und/oder der Transportein- richtung) zugewandten Seite eine nicht-monotone Oberfläche auf. Bevorzugt kann unter Va- riation zu verstehen sein, dass sich ein Punkt in optischer Hinsicht, d.h. in einem Farbwert und/oder Helligkeitswert und/oder Grauwert von einem weiteren unterscheidet.

Bevorzugt handelt es sich bei der Transporteinrichtung um ein Transportband, welches be- vorzugt die Objekte bzw. die Behältnisse stehend (bevorzugt mit Mündung nach oben) trans- portiert. Bevorzugt handelt es sich bei dem wenigstens einen Hintergrundelement und be- sonders bevorzugt bei allen Hintergrundelementen um eine Blende bzw. um Blenden. Bevor- zugt weist das (jedes) Hintergrundelement wenigstens eine zumindest bereichsweise ebene und bevorzugt vollständig eben ausgestaltete Seitenfläche auf, bei der es sich bevorzugt um die der Transporteinrichtung (und/oder der Bildaufnahmeeinrichtung) zugewandte Seite des Hintergrundelementes handelt. Bevorzugt weist die der Transporteinrichtung (und/oder der Bildaufnahmeeinrichtung) zugewandten Seite des Hintergrundelementes, welche mit dem vorgegebenen Muster ausgestaltet ist, eine wenigstens zweifach, bevorzugt dreifach, bevor- zugt vierfach und besonders bevorzugt wenigstens fünffach so großen Fläche im Vergleich zu einer Querschnittsfläche des Objekts (in Transportrichtung des Objekts). Bevorzugt be- trägt eine Breite (bevorzugt horizontale Ausdehnung) des Hintergrundelements, gemessen in Transportrichtung der Objekte, mindestens die 1 ,5-fache, bevorzugt wenigstens die dop- pelte, bevorzugt wenigstens die dreifache, bevorzugt wenigstens die vierfache Querschnitts- breite der (zu inspizierenden) Objekte (gemessen in Transportrichtung der Objekte) und/oder bevorzugt wenigstens 5 cm, bevorzugt wenigstens 10 cm, bevorzugt wenigstens 15 cm, be- vorzugt wenigstens 20 cm und besonders bevorzugt wenigstens 30 cm.

Unter einer Längsrichtung ist bevorzugt eine Richtung entlang einer Längsachse zu verste- hen, beispielsweise bei Behältnissen eine Richtung entlang der Längsachse des Behältnis- ses, etwa von dem Bodenbereich in Richtung der Behältnismündung. Bevorzugt handelt es sich bei der Längsrichtung um eine Richtung, welche senkrecht zu einer Richtung ist, bezüg- lich der eine Positionierung und/oder Zentrierung des (zu inspizierenden) Objekts bestimmt werden soll. Bevorzugt steht die Längsrichtung senkrecht auf eine (bevorzugt horizontale) Transportebene, innerhalb der die Objekte von der Transporteinrichtung transportiert wer- den. Bevorzugt handelt es sich bei der Längsrichtung um eine vertikale Richtung. Bevorzugt ist die (wenigstens eine) Bildaufnahmeeinrichtung dazu geeignet und bestimmt und/oder derart ausgerichtet und/oder fokussiert, ein Bild (bzw. Bilder) aufzunehmen, wel- ches mindestens an einem Seitenrand (insbesondere ein rechter oder linker in Transportrich- tung gesehen), bevorzugt zumindest an zwei seiner Seitenränder, bevorzugt an drei seiner Seitenränder und besonders bevorzugt an allen vier Seitenrändern (wenigstens abschnitts- weise und bevorzugt vollständig entlang diesen Rändern) das Hintergrundelement (bevor- zugt das vorgegebenen Muster des Hintergrundelements) abbildet bzw. erfasst bzw. zeigt. Bevorzugt wird auf dem von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bild wenigstens in einem vollständigen Abschnitt des Bildes in Transportrichtung des Objekts (etwa Behält- nisses) gesehen ausschließlich das Muster des Hintergrundelements sowie ein Objekt (etwa Behältnis) abgebildet. Dies bietet den Vorteil, dass von jedem Bildseitenrand, an dem das Hintergrundelement abgebildet ist, bevorzugt eine Auswertung gestartet werden kann.

Es wird vorgeschlagen, anstatt eines monotonen Hintergrunds bevorzugt einen texturierten Hintergrund mit bekanntem Muster zu verwenden. Dieses Muster wird nun bevorzugt dazu verwendet, um den Übergang (von dem Hintergrund) zum Objekt (etwa Behältnis) zu detek- tieren. Dies kann über eine Korrelation oder andere mathematische Verfahren erfolgen. Während Systeme im Stand der Technik das Grauwertprofil zum Zentrieren verwenden, wird hier die Filterantwort auf den bekannten Hintergrund ausgewertet. Dieses Signal ist vorteil- haft viel empfindlicher auf Veränderungen und ist so besser geeignet. Weiterhin stören Bre- chungseffekte und Reflexionen die Zentrierung bzw. (die Bildauswertung) nicht mehr.

Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Speichereinrichtung auf, in der bevorzugt das vorgege- bene Muster und/oder wenigstens eine für das vorgegebene Muster charakteristische Größe wie etwa eine Periodizität bzw. eine Periode(nlänge) abgelegt ist. Bevorzugt wird wenigstens ein von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenes Bild und bevorzugt alle Bilder auf der Speichereinrichtung abgelegt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Auswerteeinrichtung auf, welche basierend auf einem Vergleich des Hintergrunds des aufgenommenen Bildes mit dem vorgegebenen Muster insbesondere wenigstens eine Außenkante des abgebildeten Ob- jekts (auf wenigstens einem aufgenommenen Bild) bestimmt. Bevorzugt bestimmt die Aus- werteeinrichtung in wenigstens einem aufgenommenen Bild an wenigstens einem Abschnitt einen Übergang von dem Hintergrund (bevorzugt gegeben bzw. gebildet durch das abgebil- dete Hintergrundelement) zu dem abgebildeten Objekt. Bevorzugt bestimmt die Auswerteein- richtung basierend auf der Positionierung des Übergangs bzw. einer Außenkante des abge- bildeten eine (tatsächliche bzw. reale) Anordnung bzw. Positionierung des Objekts insbeson- dere in Bezug auf die Transportebene des Objekts und bevorzugt in Bezug auf den Trans- portpfad des Objekts (zum Zeitpunkt der Bildaufnahme). Denkbar ist auch eine Bestimmung der Anordnung bzw. Positionierung des Objekts in Bezug auf eine (horizontale) Richtung senkrecht zu dem Transportpfad des Objekts.

Bevorzugt erfasst die Auswerteeinrichtung eine Abweichung von einem (bevorzugt in der Speichereinrichtung abgelegten) (vor-)bekannten Hintergrund (bzw. dem vorgegebenen Muster). Bevorzugt untersucht die Auswerteeinrichtung und/oder wertet wenigstens ein auf- genommenes Bild dahingehend aus, an welchem Bildbereich das vorgegebene Muster nicht mehr abgebildet wird und/oder von der Abbildung eines Objekts durchbrochen wird. Bevor- zugt wertet die Auswerteeinrichtung eine Abweichung von dem abgebildeten, vorgegebenen Muster als Abbildung des Objekts. Bevorzugt erfolgt eine Bestimmung eines Übergangs von dem Bildhintergrund zu dem abgebildeten Objekt und/oder der Anordnung bzw. Positionie- rung des Objekts auf einer Überprüfung und/oder einer Feststellung und/oder einem Ver- gleich von wenigstens einem Bereich des auf einem Bild abgebildeten Hintergrundelements mit dem vorgegebenen Muster. Alternativ oder zusätzlich erfolgt eine Bestimmung eines Übergangs von dem Bildhintergrund zu dem abgebildeten Objekt und/oder der Anordnung bzw. Positionierung des Objekts (hauptsächlich und bevorzugt ausschließlich) auf einer Aus- wertung eines von wenigstens einem Bild ausgewählten Bildausschnittes (Bildfenster) in Hin- blick auf die Frage bzw. eine Feststellung, ob dieses (noch) (bevorzugt ausschließlich) eine Abbildung des Hintergrundelementes zeigt und/oder ob dieses (bereits) wenigstens einen Abschnitt des abgebildeten (anzuordnenden bzw. zu zentrierenden) Objektes (Behältnisses) zeigt. Während Systeme im Stand der Technik das Grauwertprofil zum Zentrieren verwen- den, wird hier vorteilhaft die Filterantwort auf den bekannten Hintergrund ausgewertet. Die- ses Signal ist vorteilhaft viel empfindlicher auf Veränderungen und ist so besser geeignet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Auswerteeinrich- tung auf, welche basierend auf wenigstens einem und bevorzugt genau einem von der (ers- ten) Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bild eines Objekts eine Position des Objekts bezüglich des Transportpfads und/oder wenigstens einen für die Position des Objekts bezüg- lich des Transportpfads charakteristischen Positionswert ermittelt. Ein für die Position des Objekts bezüglich des Transportpfads charakteristischer Positionswert kann beispielsweise eine Position einer (abgebildeten) Seitenkante bzw. Außenkontur des Objekts bezüglich dem Hintergrundelement bzw. wenigstens einem (abgebildeten) Bereich des Hintergrundelements (beispielsweise einem Seitenrand oder einer Mitte) (insbesondere auf dem aufgenommenen Bild) sein. Hieraus kann bevorzugt auf eine tatsächliche Position des Objekts bezüglich des- sen Transportpfad (insbesondere durch die Auswerteeinrichtung und/oder durch eine Pro- zessoreinrichtung) geschlossen werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich die Bildaufnahmerichtung der (ersten) Bildaufnahmeeinrichtung im Wesentlichen senkrecht zum Transportpfad und/oder zur Transportrichtung der Objekte. Bevorzugt wird durch die (erste) Bildaufnahmeeinrichtung ein Bild an der Position des Objekts auf seinem Transportpfad aufgenommen, wenn sich das Objekt zwischen der (ersten) Bildaufnahmeeinrichtung und dem Hintergrundelement befin- det.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform führt (eine) die Auswerteeinrichtung basie- rend auf wenigstens einem und bevorzugt genau von der (ersten) Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildes eines Objekts (wenigstens) eine Kantenerkennung durch.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Speichereinrich- tung auf, in der das vorgegebene Muster abgelegt ist und die Auswerteeinrichtung einen Ver- gleich zwischen wenigstens einem Abschnitt eines von der Bildaufnahmeeinrichtung aufge- nommenen Bildes und dem abgelegten Muster vornimmt.

Besonders geeignet für den Vergleich der Grauwerte des Eingabebildes (des von der Bild- aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bildes) mit den Grauwerten des bekannten Musters ist beispielsweise eine Korrelation. Aus dem so gewonnenen Signal kann mithilfe geeigneter Kantenfilter präzise auf die Behälterposition geschlossen werden.

Denkbar ist allerdings, dass die Auswerteeinrichtung eine Ermittlung der Position des Ob- jekts und/oder einen hierfür charakteristischen Positionswert vornimmt, ohne auf ein in einer Speichereinrichtung abgelegtes vorgegebenes Muster (des Hintergrundelementes) zurück- zugreifen, sondern ausschließlich die Ermittlung basierend auf wenigstens einem von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommenen Bild vornimmt und etwa lediglich Korrelations- werte aus dem Bild gewählter Bildpunkte miteinander vergleicht.

Bevorzugt nimmt die Auswerteeinrichtung die Ermittlung der Position des Objekts und/oder einen hierfür charakteristischen Positionswert entlang eines Auswertepfades auf wenigstens einem (dem von der (ersten) Bildaufnahmeeinrichtung) aufgenommenen Bild vor. Bei dem Auswertepfad handelt es sich bevorzugt um eine gerade Linie (auf dem Bild), die in einer Auswerterichtung durchlaufen wird. Bevorzugt handelt es sich bei dem Auswertepfad um eine Linie parallel zur Transportrichtung und/oder um eine horizontale Linie (bzw. handelt es sich bei der Linie um eine Abbildung einer Linie parallel zur Transportrichtung und/oder einer horizontalen Linie). Bevorzugt folgt die Auswerterichtung der (abgebildeten) Transportrich- tung und/oder einer Richtung in horizontaler Ebene entlang dem Muster des Hintergrundele- ments (bzw. einer Richtung, die dieser in dessen Abbildung in dem Bild entspricht). Es könnte sich bei der Auswerterichtung allerdings auch um eine vertikale Richtung bzw. einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung entlang dem Muster des Hintergrundelements (bzw. einer Richtung, die dieser in dessen Abbildung in dem Bild entspricht) handeln.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wählt die Auswerteeinrichtung aus dem auf- genommenen Bild wenigstens ein Bildfenster und bevorzugt wenigstens zwei Bildfenster aus, in welchem bzw. in welchen wenigstens ein Bereich des Musters des Hintergrundele- mentes abgebildet ist. Bevorzugt befindet sich ein Bildfenster oberhalb des Auswertepfades und/oder ein Bildfenster unterhalb des Auswertepfades. Bevorzugt werden zur Ermittlung ausschließlich die Bildpunkte bzw. Pixel des Bildfensters bzw. der Bildfenster herangezogen. Bevorzugt ist wenigstens eine Ausdehnung des Bildfensters bzw. der Bildfenster variabel bzw. wird während der Auswertung verändert, insbesondere vergrößert. Bevorzugt handelt es sich hier (jeweils) um die Ausdehnung des Bildfensters in Auswerterichtung (insbesondere entlang der Transportrichtung bzw. horizontaler Richtung). Bevorzugt weist das vorgegebene Muster in einer Richtung senkrecht zur Auswerterichtung eine Variation auf.

Bevorzugt erfolgt eine Auswertung beginnend von Bildpunkten, in denen das Hintergrundele- ment abgebildet ist, bevorzugt beginnend von einem Seitenrand des Bildes. Bevorzugt wird durch die Auswerteeinrichtung ein Korrelationswert, der charakteristisch ist für die Korrelation der Bildpunkte bevorzugt einer Spalte des Bildfensters, welche senkrecht zur Auswerterich- tung angeordnet ist, im Vergleich zu den Bildpunkten untereinander und/oder zu dem (in der Speichereinrichtung abgelegten) vorgegebenen Muster, bevorzugt in Hinsicht auf die jeweili gen Grauwerte und/oder Farbwerte und/oder Helligkeitswerte der Bildpunkte, bestimmt. Be- vorzugt wird wenigstens ein weiterer (spaltenweiser) Korrelationswert und besonders bevor- zugt eine Vielzahl weiterer (spaltenweiser) Korrelationswerte durch die Auswerteeinrichtung bestimmt, wobei bevorzugt die jeweils nachfolgend ausgewerteten Spalten der Bildpunkte des Bildfensters entsprechend der Auswerterichtung folgend gewählt werden. Bevorzugt nimmt die Auswerteeinrichtung einen Vergleich der bestimmten Korrelationswerte vor. Bevor- zugt ermittelt die Auswerteeinrichtung einen Übergang von der Abbildung des Hintergrunde- lementes zu einer Abbildung des Objekts basierend darauf, dass die bestimmten Korrelati- onswerte des Bildfensters sich (stark) ändern, etwa stark abfallen. Bevorzugt ermittelt die Auswerteeinrichtung hieraus die Position des Objekts oder einen hierfür charakteristischen Positionswert. Die vorgeschlagene Vorrichtung bietet den Vorteil, dass die Position des Zentrierfensters bzw. des Bildfensters unabhängig vom Etikettenlayout ist.

Bevorzugt handelt es sich bei dem (vorgegebenen) Muster auf dem Hintergrundelement um ein zweidimensionales Muster bzw. Bildelement. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungs- form handelt es sich bei dem (vorgegebenen) Muster wenigstens abschnittsweise und bevor- zugt vollständig um ein Streifenmuster. Bevorzugt handelt es sich bei dem (vorgegebenen) Muster um ein schwarz-weiß-Muster. Denkbar ist aber auch ein Muster in verschiedenen Farben, welches insbesondere zwei, bevorzugt drei und besonders bevorzugt vier verschie- dene Farben aufweist. Bevorzugt weist das (vorgegebene) Muster wenigstens entlang einer Richtung, insbesondere entlang einer Richtung senkrecht zur Auswerterichtung und/oder senkrecht zur Transportrichtung und/oder entlang einer vertikalen Richtung, und bevorzugt entlang zweier zueinander senkrechter Richtungen, einen nicht-homogenen bzw. einen nicht konstanten Grauwertverlauf auf. Der Grauwertverlauf kann dabei periodisch sein, denkbar ist aber auch ein nicht-periodischer Grauwertverlauf. Bevorzugt weist das (vorgegebene) Mus- ter wenigstens entlang einer Richtung, insbesondere entlang einer Richtung senkrecht zur Auswerterichtung und/oder senkrecht zur Transportrichtung und/oder entlang einer vertikalen Richtung, und bevorzugt entlang zweier zueinander senkrechter Richtungen, einen sinusarti- gen (und/oder sinusförmigen) oder einen sägezahnartigen (und/oder sägezahnförmigen) o- der einen stufenartigen (und/oder stufenförmigen) oder einem binärförmigen (bevorzugt le- diglich zwei verschiedene Werte) Grauwertverlauf auf. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das (vorgegebene) Muster wenigstens entlang einer Richtung, insbesondere in vertikaler Richtung und/oder senkrecht zu der Aus- werterichtung und/oder senkrecht zu der Transportrichtung, regelmäßig und/oder periodisch. Bevorzugt weist das (vorgegebene) Muster wenigstens entlang einer Richtung, insbesondere entlang einer Richtung senkrecht zur Auswerterichtung und/oder senkrecht zur Transportrich- tung und/oder entlang einer vertikalen Richtung, und bevorzugt entlang zweier zueinander senkrechter Richtungen, einen periodischen Grauwertverlauf auf. Bevorzugt ist die Perioden- länge des (vorgegebenen) Musters und/oder des Grauwertverlaufs so gewählt, dass die Längsausdehnung des zu untersuchenden Objekts (in Längsrichtung gemessen) mindestens den einfachen, bevorzugt mindestens die doppelte, bevorzugt mindestens die dreifache, be- vorzugt mindestens die 5-fache und besonders bevorzugt mindestens die zehnfache Perio- denlänge beträgt. Dies bietet den Vorteil, dass sich die Auswertung in Längsrichtung gese- hen auf einen kleineren Abschnitt (etwa lediglich eine Periodenlänge oder zwei Periodenlän- gen) beschränken kann und daher weniger Bildpixel ausgewertet werden müssen, was zu einer schnelleren Bildauswertung führt. Bevorzugt beträgt die Periodenlänge bzw. Streifen- höhe mindestens 0,2 cm, bevorzugt mindestens 0,5 cm und besonders bevorzugt mindes- tens 1 cm. Bevorzugt beträgt die Periodenlänge bzw. Streifenhöhe maximal 5 cm, bevorzugt maximal 2 cm und besonders bevorzugt maximal 1 cm. Bevorzugt deckt ein Bildfenster und bevorzugt jedes Bildfenster mindestens eine Periodenlänge des (Streifen-)Musters ab. Das Bildfenster kann auch das gesamte (aufgenommene) Bild abdecken oder sich zumindest be- reichsweise über die gesamte Breite oder Länge des von der Bildeinrichtung aufgenomme- nen Bildes erstrecken.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung insbesondere durch Durchlichtbeleuchtung und/oder Auflichtbeleuchtung vorgesehen, die das Objekt wenigstens abschnittsweise beleuchtet. Bevorzugt erfolgt durch wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung, bevorzugt durch zwei Beleuchtungseinrichtungen, bevorzugt durch drei Beleuchtungseinrichtungen und besonders bevorzugt durch vier Beleuchtungseinrich- tungen (insbesondere in Umfangsrichtung um eine Position an dem Transportband, an der die Objekte inspiziert werden sollen, äquidistant verteilt gegenüber einander angeordnet) eine (weitestgehend) homogene Ausleuchtung des Objekts und/oder des Hintergrundele- mentes. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung eine Durchlichtbeleuchtung. Diese ist besonders bevorzugt als LED - (Blitz-) Lichtquelle ausge- führt, die mittels Zeit- und/ oder Strom-/ Spannungsregulierung ein geeignetes Muster er- zeugt. Das Muster kann somit den Erfordernissen der zu produzierenden Behältnisse ange- passt werden. Vorteilhafterweise ist die Lampe als R(ot), G(rün), B(lau) LED- Beleuchtung ausgeführt um die Lampenfarbe den spektralen Erfordernissen der Behälter anpassen zu können. Weiterhin eignen sich Beleuchtungen mit einem Farbwiedergabefaktor >90 beson- ders.

Bevorzugt weist die Vorrichtung ein Gehäuse auf, innerhalb dem das wenigstens eine Hinter- grundelement und/oder die wenigstens eine Bildaufnahmeeinrichtung und/oder wenigstens abschnittsweise die Transporteinrichtung und/oder bevorzugt die wenigstens eine Beleuch- tungseinrichtung angeordnet ist. Bevorzugt weist das Gehäuse lediglich eine Zuführ- und/o- der eine Abführöffnung für die Objekte auf. Das Gehäuse dient vorteilhaft der Abschirmung von für die optische Auswertung störendem Umgebungslicht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung dazu geeignet und be- stimmt ist, die Position des Objekts bezüglich des Transportpfads und/oder wenigstens den einen für die Position des Objekts bezüglich des Transportpfads charakteristischen Positi- onswert an eine Runduminspektionseinrichtung und/oder an wenigstens eine weitere Bild- aufnahmeeinrichtung und/oder bevorzugt an wenigstens zwei, bevorzugt wenigstens drei weitere, besonders bevorzugt wenigstens vier weitere Bildaufnahmeeinrichtungen zu über- mitteln. Bevorzugt ist die Runduminspektionseinrichtung und/oder die weiteren Bildaufnah- meeinrichtungen dazu geeignet und bestimmt, wenigstens einen Bereich des Objekts in Längsrichtung gesehen vollumfänglich in wenigstens einem und bevorzugt mehreren Bildern abzubilden. Bevorzugt wird aus diesen Bildern ein einziges Bild zusammengesetzt, welches wenigstens einen Bereich des Objekts in Längsrichtung gesehen vollumfänglich abbildet bzw. zeigt. Dabei handelt es sich bevorzugt um ein sogenanntes Panoramabild. Bevorzugt wird ein an dem Objekt angeordnetes Ausstattungselement, wie ein (Rundum-)Etikett, auf dem (zusammengesetzten) Bild abgebildet bzw. gezeigt. Bevorzugt wird bei der Zusammen- setzung mehrerer Bilder zu dem zusammengesetzten Bild die von der Auswerteeinrichtung ermittelte Position des Objekts bezüglich des Transportpfads und/oder wenigstens einen für die Position des Objekts bezüglich des Transportpfads charakteristischen Positionswert be- rücksichtigt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich die Oberfläche des Hintergrun- delementes wenigstens abschnittsweise (im Wesentlichen) entlang und insbesondere (im Wesentlichen) parallel zu dem Transportpfad der Objekte.

Besonders geeignet ist das Ergebnis der Zentrierung dafür, um im abgewickelten Panora- mabild des Behältnisses an den Übergängen der einzelnen Kameras gleiche Größenverhält- nisse herzustellen und damit ein optimales Zusammensetzen der Einzelbilder zu ermögli- chen. Bevorzugt ist gegenüber der ersten Bildaufnahmeeinrichtung (in Bezug auf den Trans- portpfad) eine zweite Bildaufnahmeeinrichtung angeordnet. Bevorzugt ist gegenüber dem Hintergrundelement (in Bezug auf den Transportpfad) ein weiteres Hintergrundelement ange- ordnet, welches bevorzugt mit allen obig in Bezug auf das Hintergrundelement beschriebene Merkmale einzeln oder in Kombination aufweisen kann. Bevorzugt kann die zweite Bildauf- nahmeeinrichtung in Verbindung mit dem weiteren Hintergrundelement ebenfalls zu einer Vorrichtung zur optischen Positionserkennung von transportierten Objekten gehören und mit allen obig beschriebenen Merkmalen einzeln oder in Kombination ausgestattet sein. Bevor- zugt ermittelt auch diese zweite Vorrichtung zur optischen Positionserkennung einen für die Position des Objekts charakteristischen Positionswert. Bevorzugt erfolgt (durch die Auswer- teeinrichtung) ein Vergleich des von der ersten Vorrichtung zur optischen Positionserken- nung ermittelten Positionswerts und dem von der zweiten Vorrichtung zur optischen Positi- onserkennung ermittelten Positionswert. Bevorzugt wird hieraus (bzw. aus einer Abweichung der ermittelten Positionswerte voneinander) insbesondere von der Auswerteeinrichtung auf einen Querversatz und/oder eine Position des Objekts senkrecht zur Transportrichtung (aber in der Transportebene bzw. in horizontaler Ebene) geschlossen. Dies bietet den Vorteil, dass neben der Position des Objekts in Transportrichtung auch auf eine Position des Objekts senkrecht zur Transportrichtung geschlossen werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zur optischen Positionserkennung von transportierten Objekten, insbesondere von Behältnissen, gerichtet, wobei die Objekte entlang eines Transportpfads mit einer Transporteinrichtung transportiert werden, wobei we nigstens eine Bildaufnahmeeinrichtung zur Aufnahme ortsaufgelöster Bilder und wenigstens ein Hintergrundelement, welches bezüglich der Position der Bildaufnahmeeinrichtung auf der gegenüberliegenden Seite des Transportpfads angeordnet ist, vorgesehen sind. Erfindungsgemäß weist das Hintergrundelement ein vorgegebenes Muster auf, welches we nigstens entlang einer Längsrichtung der Objekte und/oder entlang einer sich senkrecht zur Transportrichtung der Objekte erstreckenden Richtung und/oder senkrecht zu einer Auswer- terichtung eine Variation aufweist, wobei (insbesondere die Bildaufnahmeeinrichtung und das wenigstens eine Hintergrundelement derart relativ zueinander angeordnet und/oder aus- gerichtet sind, dass) die Bildaufnahmeeinrichtung (bevorzugt wenigstens zeitweise und be- vorzugt auch während des Transports eines Objekts) das Hintergrundelement wenigstens abschnittsweise und wenigstens einen Abschnitt des Objekts erfasst. Das Verfahren kann dabei mit allen bereits obig im Rahmen der Vorrichtung beschriebenen Merkmalen einzeln oder in Kombination ausgestattet sein und umgekehrt.

Es wird also auch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, dass kein monotones Hintergrundelement, sondern ein texturiertes Hintergrundelement gewählt wird und bevorzugt die Auswertung des aufgenommenen Bildes basierend und bevorzugt auch beginnend mit der Analyse des in dem aufgenommenen Bild abgebildeten Hintergrundele- ment erfolgen soll. Bevorzugt wird die Bestimmung von Korrelationswerten zur Analyse des Bildhintergrundes und insbesondere zur Kantenerkennung bzw. zur Ermittlung/Detektion des Übergangs des Bildhintergrunds(elements) zum Objekt verwendet. Insbesondere ist bei ei- nem Sortenwechsel von Objekten bzw. des Behältnisses und/oder Etikettenwechsel keine andere Wahl eines Bildfensters bzw. Zentrierfensters erforderlich.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen: Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Behältnisses vor einem Hinter- grundelement nach dem Stand der Technik von Kunststoffbehältnis- sen;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Behältnisses vor einem Hinter- grundelement entsprechend einer erfindungsgemäßen Ausführungs- form; und Fig. 3 einen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ausfüh- rungsform.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Behältnisses 10 vor einem Hintergrundele- ment 20 nach dem Stand der Technik aus der Perspektive einer Bildaufnahmeeinrichtung 30 bzw. ein von einer Bildaufnahmeeinrichtung 30 aufgenommenes Bild. Das Behältnis 10 weist ein oberhalb des Behältnisbodens 14 angeordnetes Etikett 12 auf, welches in dem gezeigten Beispiel durch den vergleichsweisen dunklen Grauton einen ausreichenden Kontrast zu dem hier weißen Hintergrundelement 20 bildet.

Unabhängig davon, ob welche Bildzeile auf Höhe des Etiketts zur Bildauswertung gewählt wird, liefert eine Analyse des Grauwertverlaufs der Pixel entlang der Bildzeile beim Übergang des Hintergrundelementes 20 bzw. dessen Abbildung auf dem aufgenommenen Bild zum Etikett 12 des Behältnisses 10 einen steilen Abfall bzw. eine Unstetigkeitsstelle. In diesem gewählten Beispiel kann mit dem Verfahren einer (reinen) zeilenweisen Grauwertanalyse da- her schnell eine Kante bzw. eine Außenkontur des Behältnisses 10 auf einem aufgenomme- nen Bild erkannt werden.

Problematisch ist allerdings bei lediglich geringen Abweichungen im Grauwert zwischen dem Etikett 12 und dem Hintergrundelement 20, etwa einem hauptsächlich weißen Etikett 12, was zu Ungenauigkeiten in der Erkennung der Außenkontur des Behältnisses 10 bei der Bildaus- wertung bei der Grauwertanalyse nach dem Stand der Technik führt.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Behältnisses 10, ausgestattet wiederum mit einem hier grauen Etikett 12, vor einem Hintergrundelement 20 entsprechend einer erfin- dungsgemäßen Ausführungsform aus der Perspektive einer Bildaufnahmeeinrichtung 30 bzw. ein von einer (ersten) Bildaufnahmeeinrichtung 30 aufgenommenes Bild. Dieses Hinter- grundelement 20 weist nun (anstatt eines monotonen Hintergrunds einen texturierten Hinter- grund) mit bekanntem bzw. vorgegebenem Muster auf. Dieses vorgegebene Muster weist im Wesentlichen abwechselnd eine Vielzahl heller Streifenelemente 22 und dunkle Streifenele- mente 24 auf. In Längsrichtung L des Behältnisses 10, d.h. in der Bildebene von unten nach oben, bzw. eine Richtung von dem Behältnisboden 14 zur Mündung des Behältnisses 10 weist das vorgegebene Muster eine Variation, hier die alternierenden hellen und dunklen Streifenelemente 22 und 24, auf. Das hier gezeigte Muster weist eine (hier periodische) Vari- ation lediglich in Längsrichtung L auf, nicht aber in der hierzu senkrechten Richtung auf. Denkbar ist aber auch eine Variation in beiden Richtungen.

Eine Bildauswertung basiert nun bevorzugt nicht auf lediglich einer Bildpunktzeile, sondern einem Bildfenster 62 (Zentrierfenster), beginnend von der Abbildung des Hintergrundelemen- tes 20 (beispielsweise beginnend von dem linken Bildrand, bevorzugt auf Höhe des Eti- ketts 12. Die Auswerterichtung A kann dabei bevorzugt entlang dem Hintergrundelement und senkrecht zur Längsrichtung L des Behältnisses 10 gewählt werden (was hier einer horizon- talen Richtung entspricht), hier also in der Figurenebene beispielsweise von links nach rechts. Die Behältnisse 10 werden in dem hier gezeigten Beispiel in der Bildebene der Fig. 2 etwa von links nach rechts transportiert. Die Auswerterichtung A wird bevorzugt parallel zur Transportrichtung der Behältnisse gewählt.

Zur Bildauswertung wird bevorzugt eine Korrelation beispielsweise der Grauwerte einer Pi- xelspalte aus dem Bildfenster 62 (entlang der Längsrichtung L) (durch ein geeignetes mathe- matisches Verfahren), etwa auch mit entsprechenden Grauwerten des vorgegebenen und in einer Speichereinrichtung abgelegten Musters und/oder untereinander, bestimmt, beginnend von einem (hier linken) Bildfensterrand. Dieses wird in Auswerterichtung A für weitere Pixel- spalten wiederholt und die erhaltenen Korrelationswerte untereinander und/oder mit einem vorgegebenen und/oder in einer Speichereinrichtung abgelegtem Wert verglichen. Während der für die Korrelation charakteristische Wert der Bildpunkte des abgebildeten Hintergrunde- lementes 20 (im Wesentlichen) konstant bleibt, wird sich dieser Wert bei Erreichen der Abbil- dung des Behältnisrandes bzw. der Außenkontur des Behältnisses 10 stark ändern (stark ab- fallen). Aus einem solchen Abfallen kann daher eine Auswerteeinrichtung 60 auf die Detek- tion einer Kante des Behältnisses 10 schließen. Zur Auswertung kann vorteilhaft die Position dieses Bildfensters 62 unabhängig vom Etikettenlayout gewählt werden.

Fig. 3 zeigt einen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einer bevorzugten Aus- führungsform. Die Bezugszeichen 30 kennzeichnen jeweils Bildaufnahmeeinrichtungen. Die in Fig. 3 in dem linken Seitenrand gezeigte, etwa untere der beiden Bildaufnahmeeinrichtun- gen 30 kann beispielsweise als erste Bildaufnahmeeinrichtung zur optischen Positionserken- nung bzw. zur Zentrierung verwendet werden. Gegenüber dieser (in Bezug auf den Trans- portpfad der von der Transporteinrichtung 40 vorgegeben wird) ist das Hintergrundele- ment 20 angeordnet, welches (hier nicht gezeigt) ein variierendes, vorgegebenes Muster auf- weisen kann. In dieses Hintergrundelement 20 können, wie dargestellt, zwei Bildaufnahme- einrichtungen 30 aufweisen. Die Vorrichtung 1 kann auch ein zweites Hintergrundelement 20 aufweisen, welches bevorzugt gegenüber dem ersten Hintergrundelement 20 angeordnet ist, und welches bevorzugt ebenfalls ein variierendes, vorgegebenes Muster aufweist. Dieses kann beispielsweise von einer der Bildaufnahmeeinrichtungen 30 im rechten Bildrand erfasst werden. Bevorzugt sind weiterhin mindestens vier Bildaufnahmeeinrichtungen 30 angeord- net, wobei deren Bildaufnahmerichtungen einen Winkel mit dem Transportpfad der Behält- nisse 10 einschließen, der etwa zwischen 30° und 50° liegt. Vier bzw. sechs Bildaufnahme- einrichtungen 30 können in zwei Ebenen (vertikal unterschiedliche Höhenlagen) angeordnet sein zur Inspektion eines oberen und eines unteren Bereichs der Behältnisse 10. Die Bildauf nahmeeinrichtungen 30 der zwei Ebenen können dabei jeweils eine Runduminspektion bzw. eine 360°-lnspektion des Behältnisses (bzw. dessen Ausstattungselemente wie Etikett 12) vornehmen. Hierzu kann die Auswerteeinrichtung 60 diesen Bildaufnahmeeinrichtungen 30 bzw. deren Auswerteeinrichtung zur Runduminspektion die von ihr ermittelte Position des Behältnisses 10 bzw. einen hierfür charakteristischen Positionswert übermitteln. Ferner kön- nen Beleuchtungseinrichtungen 50, hier vier und bevorzugt äquidistant um die Inspektions- position herum angeordnet, vorgesehen sein.

Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merk- male als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination ge- genüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteil- haft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur be- schriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteil- haft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombina- tion mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

10 Objekt, (Kunststoff-)Behältnis 12 Etikett

14 Behältnisboden

20 Hintergrundelement

22 helles Streifenelement 24 dunkles Streifenelement

30 Bildaufnahmeeinrichtung

40 Transporteinrichtung

50 Beleuchtungseinrichtung

60 Auswerteeinrichtung 62 Bildfenster

L Längsrichtung

A Auswerterichtung