Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erkennungsvorrichtung für eine Erkennung von Leer-Wannen bei einer Fördervorrichtung, eine Fördervorrichtung mit einer solchen Erkennungsvorrichtung sowie ein Erkennungsverfahren für die Durchführung an einer solchen Erkennungsvorrichtung.

Es ist bekannt, dass Fördervorrichtungen verwendet werden, um Wannen zum Transport von Objekten zu Fördern. Eine beispielhafte Anwendung hierfür sind Handgepäckscanner an der Sicherheitsschleuse von Flughäfen. Dort werden Objekte in Form von Handgepäckstücken, Jacken, Kleidungsstücken, Schuhen oder Ähnlichem in Wannen platziert, um mit der Fördervorrichtung durch Scannervorrichtungen hindurchtransportiert zu werden. Da die Wannen nach der Entleerung, also nach der Entnahme der Objekte durch den Passagier, wieder zu Beginn der Fördervorrichtung zurückgefördert werden müssen, ist üblicherweise eine Rückfördermöglichkeit gegeben sein. Diese ist häufig in eine solche Scannervorrichtung integriert und führt beispielsweise unterhalb des Förderbandes vom Ende wieder zum Beginn des Förderbandes zurück. Da die Platzverhältnisse innerhalb des Gehäuses einer solchen Scannervorrichtung üblicherweise sehr begrenzt sind, sind solcher Rückförderungsmöglichkeiten sehr schmal und ist es von hoher Bedeutung, dass ausschließlich vollständig geleerte Wannen in diesen Rückführkanal eingebracht werden. Andernfalls besteht das Risiko eines Verklemmens oder eines Sperrens von nicht vollständig geleerten Wannen in einer solchen Rückführung.

Bei bekannten Vorrichtungen führt dies dazu, dass teilweise eine manuelle Kontrolle durchgeführt werden muss, ob tatsächlich nur leere Wannen am Ende in diese Rückfördermöglichkeit eingebracht werden. Zwar ist es bisher möglich, Objekte in Wannen über Bilderkennungsverfahren zu erkennen, jedoch bezieht sich dies insbesondere darauf, spezifische Objekte als solche erkennen. Dabei ist es insbesondere nicht möglich, ein Fehlen von Objekten zu erkennen. Insbesondere dann, wenn manche Objekte sehr kleinteilig sind, bei dem beschriebenen Beispiel eines Handgepäckscanners es sich zum Beispiel um eine Bordkarte handelt, sind diese häufig von Bilderkennungsverfahren nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand als Objekte erkennbar. Eine Objekterkennung mit bildgebendem Verfahren ist darüber hinaus sehr teuer, da ein hoher Rechenaufwand notwendig ist, um die bildhaften Informationen entsprechend auszuwerten. Wie bereits erläutert, sind jedoch nicht alle Objekte als solche auch tatsächlich erkennbar, sodass nicht mit absoluter Sicherheit das Erkennen von einem Fehlen jeglicher Objekte durchgeführt werden kann.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondre ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise Leer-Wannen für eine Fördervorrichtung mit hoher Wahrscheinlichkeit zu erkennen.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst, durch eine Erkennungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eine Fördervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und ein Erkennungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung und dem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.

Erfindungsgemäß wird eine Erkennungsvorrichtung eingesetzt für eine Erkennung von Leer-Wannen bei einer Fördervorrichtung für Wannen zum Transport von Objekten. Eine solche Erkennungsvorrichtung weist eine Prüf-Lichtquelle zur Erzeugung von Prüf-Lichtstrahlen mit einem Prüf-Lichtspektrum auf. Diese Prüf- Lichtquelle ist mit einem Prüf-Polarisierungsfilter mit einem ersten Polarisationswinkel ausgestattet. Weiter weist die Prüf-Lichtquelle eine Führungsvorrichtung zum Führen der Prüf-Lichtstrahlen durch den Prüf- Polarisierungsfilter in einen Prüfbereich auf. Die Erkennungsvorrichtung ist darüber hinaus mit einer Erfassungsvorrichtung ausgestattet, zum Erfassen von aus dem Prüfbereich reflektierten Reflexions-Lichtstrahlen mit einem Reflexions- Polarisierungsfilter mit einem zweiten Polarisationswinkel, welcher sich von dem ersten Polarisationswinkel unterscheidet. Weiter ist noch eine Bestimmungsvorrichtung vorgesehen, zum Bestimmen von Objekten im Prüfbereich auf Basis von durch den Reflexions-Polarisierungsfilter gelangten polarisierten Reflexions-Lichtstrahlen.

Die Führungsvorrichtung kann beispielsweise Reflektorelemente aufweisen, um eine senkrechte Konzentrierung der Prüf-Lichtstrahlen durch den Prüf-Polarisierungsfilter hindurch in den Prüfbereich zu erreichen. Damit kann eine verbesserte Ausnutzung der Lichtleistung erzielt werden. Auch andere optische Beeinflussungsmittel, beispielsweise Linsenelemente und/oder Blendenelemente können als Teil der Führungsvorrichtung vorgesehen sein.

Erfindungsgemäß dient die Erkennungsvorrichtung dazu, das Fehlen von Objekten in Wannen in einer Fördervorrichtung zu erkennen. Hierfür wird ein Prüfbereich definiert, welcher beispielsweise einen Teil der Fördervorrichtung darstellen kann. Beispielsweise kann eine solche Erkennungsvorrichtung einen Prüfbereich am Ende einer Fördervorrichtung eines bereits erläuterten Handgepäckscanners darstellen. Bevor eine Rückforderung durch einen engen Rückführkanal stattfindet, kann die Erkennungsvorrichtung, vorzugsweise automatisiert, Leer-Wannen mit hoher Sicherheit erkennen.

Um das Fehlen von Objekten im Rahmen der vorliegenden Erfindung, im Gegensatz zum spezifischen Erkennen von Objekten innerhalb einer Wanne, mit hoher Sicherheit zu gewährleisten, wird ein definierter Lichtstrahlengang zur Verfügung gestellt, welcher nachfolgend näher erläutert wird.

Erreicht eine Wanne einen Prüfabschnitt der Fördervorrichtung, so wird mithilfe der Prüf-Lichtquelle eine Vielzahl von Prüf-Lichtstrahlen erzeugt. Die Prüf-Lichtstrahlen breiten sich um die Prüf-Lichtquelle herum aus und weisen ein definiertes Prüf- Lichtspektrum auf. Um nun die Prüf-Lichtstrahlen in den Prüfbereich zu lenken ist wenigstens eine Führungsvorrichtung vorgesehen, welche beispielsweise Reflexionsabschnitte der bereits weiter oben erläuterten Reflektorelemente aufweisen kann. Dies dient dazu, insbesondere einen definierten Strahlengang zur Verfügung zu stellen, um die Prüf-Lichtstrahlen von der Prüf-Lichtquelle in Richtung des Prüfbereichs auszusenden. Auf dem Weg von der Prüf-Lichtquelle zum Prüfbereich durchqueren alle Prüf-Lichtstrahlen zusätzlich noch den Prüf- Polarisierungsfilter. Dies führt dazu, dass ausschließlich polarisierte Prüf- Lichtstrahlen in den Prüfbereich gelangen. Mit anderen Worten wird der Prüfbereich nun mit einem Prüflicht in Form der Prüf-Lichtstrahlen bestrahlt, welches zum einen ein definiertes Prüf-Lichtspektrum und zum anderen eine definierte Polarisierung gemäß dem ersten Polarisationswinkel des Prüf-Polarisierungsfilters aufweist.

Vorzugsweise ist Prüf-Lichtquelle als Flächenlicht ausgebildet und kann eine Vielzahl von flächig angeordneten Leuchtmitteln aufweisen. Beispielsweise sind LED- Leuchtmittel, insbesondere Infrarot-Leuchtmittel vorgesehen, welche das Prüflicht als Infrarot-Prüflicht erzeugen. Dadurch wird ein auf die Wanne konzentriertes Flächenlicht mit einer gleichmäßigen Ausleuchtung erzeugt und im Vergleich zu einer Punktelampe das Risiko einer störenden Reflektion reduziert oder sogar vermieden. Auch erfolgt durch die flächige Ausbildung eine flächige Verteilung der elektrischen Leistung, so dass auch die Wärmeentwicklung beim Betrieb der Prüf-Lichtquelle eine flächige Verteilung aufweist. Punktuelle Überhitzungen können auf diese Weise vermieden werden.

Sobald das entsprechend polarisierte Prüflicht nun die Wanne erreicht, müssen zwei unterschiedliche Situationen unterschieden werden. Handelt es sich bei der Wanne um eine Leer-Wanne, so trifft sämtliches Prüflicht ausschließlich auf den leeren Bodenabschnitt der Wanne im Prüfabschnitt. Dies führt dazu, dass eine definierte und exakte Reflexion an diesem Bodenabschnitt stattfindet, welche insbesondere die Polarisation des Prüflichtes nicht oder nur in einem sehr geringen Maße ändert. Durch die Reflexion entstehen Reflexions-Lichtstrahlen, welche den Prüfbereich wieder verlassen und von einer Erfassungsvorrichtung der Erkennungsvorrichtung aufgenommen werden können. Um jedoch zur Erfassungsvorrichtung zu gelangen, müssen die Reflexions-Lichtstrahlen noch den Reflexions-Polarisierungsfilter überwinden. Der Reflexions-Polarisierungsfilter weist einen zweiten Polarisationswinkel auf, welcher sich von dem ersten Polarisationswinkel des Prüf- Polarisierungsfilters unterscheidet. Dies führt dazu, dass nun bei der exakten Polarisierung der Prüf-Lichtstrahlen durch die entsprechende Reflexion, ausschließlich am Boden der leeren Wanne, diese ihre Polarisierung gemäß dem ersten Polarisationswinkel beibehalten haben. Dies führt weiter dazu, dass diese mit der gleichbleibenden Polarisierung versehenen Reflexions-Lichtstrahlen den Reflexions-Polarisierungsfilter nicht oder nur in sehr geringer Weise durchdringen können, da der zweite Polarisationswinkel mit einer anderen Ausbildung als der erste Polarisationswinkel dies verhindert. Hier ist gut zu erkennen, dass also bei einer leeren Wanne das Prüflicht in einer Weise als Reflexions-Licht wieder zur Erfassungsvorrichtung reflektiert wird, dass es von dieser nicht oder nur in sehr geringer Weise erfasst werden kann, da es an einem Eindringen in die Erfassungsvorrichtung durch den Reflexions-Polarisierungsfilter gehindert wird. In diesem Fall erscheint also das von der Erfassungsvorrichtung wahrgenommene Bild dunkel oder vollständig geschwärzt, sodass von einer leeren Wanne ausgegangen werden kann.

Wird im Gegensatz zu der voranstehenden Erläuterung in der Wanne ein Objekt transportiert, so erreichen Prüf-Lichtstrahlen dieses Objekt in gleicher Weise, sobald es sich im Prüfbereich befindet. An diesem Objekt werden die Prüf-Lichtstrahlen nun in anderer Weise reflektiert, als dies an dem Boden der Wanne der Fall ist. Insbesondere erfolgt bei dieser, vorzugsweise diffusen, Reflexion eine Änderung der Polarisierung der eintreffenden Prüf-Lichtstrahlen, sodass entsprechend die entstehenden Reflexions-Lichtstrahlen eine andere Polarisierung, als die Prüf- Lichtstrahlen aufweisen. Dadurch, dass solche, vom Objekt reflektierten Reflexions- Lichtstrahlen, nun eine im Vergleich zu den Prüf-Lichtstrahlen geänderte Polarisierung aufweisen, können diese, zumindest teilweise, durch den Reflexions- Polarisierungsfilter hindurchtreten und damit von der Erfassungsvorrichtung wahrgenommen werden. Das von der Erfassungsvorrichtung wahrgenommene Bild zeigt also ausschließlich solche Reflexions-Lichtstrahlen, welche durch Reflexion an Objekten eine Polarisierungsänderung erfahren haben. Dies führt dazu, dass das von der Erfassungsvorrichtung aufgenommene Bild, ausschließlich in den Bereichen Linien und Konturen zeigt, welche durch die geänderte Polarisation zu einem Objekt, insbesondere einer Objektkante oder einer Objektkontur, gehören. Damit werden Konturen der Objekte erkannt, sodass ausschließlich bei solchen Objekten Reflexions-Lichtstrahlen den Reflexions-Polarisierungsfilter durchdringen und von der Erfassungsvorrichtung wahrgenommen werden können.

Auf Basis der voranstehenden Erläuterung der leeren und der mit einem Objekt versehenen Wanne, ist gut zu erkennen, wie abschließend die Bestimmungsvorrichtung nun diese beiden unterschiedlichen Erfassungssituationen in sehr einfacher und vor allem rechenarmer Weise zum Bestimmen eines Fehlens jeglicher Objekte im Prüfbereich verwenden kann. Es ist also davon auszugehen, dass ausschließlich dann, wenn Reflexions-Lichtstrahlen in der Lage waren, den Reflexions-Polarisierungsfilter zu durchdringen, ein Objekt in der Wanne vorhanden sein kann. Im Gegensatz dazu, ist ein vollständig dunkles Bild von der Bestimmungsvorrichtung so zu interpretieren, dass kein Objekt im Prüfbereich erkannt worden ist, da keine diffuse Reflexion mit anderen Reflexionswinkeln innerhalb des Prüfbereichs zu einer Änderung der Polarisierung der Prüf- Lichtstrahlen geführt hat. Auf die tatsächliche Form oder Art der Objekte und der entsprechenden Form der Konturen kommt es bei dieser Auswertung nicht an, so dass mit hoher Sicherheit und mit wehr wenig rechenaufwand das Fehlen von Objekten erkannt werden kann.

Aufgrund der voranstehenden Erläuterung wird ersichtlich, dass in sehr kostengünstiger und einfacher Weise nun nicht mehr eine Bildauswertung zur Suche nach Objekten stattfinden muss, sondern vielmehr das Bestimmungsergebnis direkt das Fehlen von Objekten, bei einem schwarzen oder im Wesentlichen schwarzen Abbild, durch die Erkennungsvorrichtung ausgegeben werden kann. Aufwendige und rechenintensive Bildauswertungen sind hier insbesondere nicht mehr notwendig. Neben der Reduktion der Rechenkosten und der damit einhergehenden Rechenzeit führt dies besonders zu dem Vorteil einer starken Kostenreduktion. Die Verwendung von Prüf-Lichtquellen und entsprechend einfach ausgestaltbaren Erfassungsvorrichtungen führt dazu, dass auch die konstruktive Hardware, welche die Daten für die Bestimmungsvorrichtung liefert, klein und kostengünstig, insbesondere aber auch sehr robust, ausgebildet sein kann. Darüber hinaus wird durch die reine Konturerkennung und die Polarisationskorrelation zwischen Prüf- Lichtquelle und Erfassungsvorrichtung eine hohe Toleranz für unterschiedlichste Objektarten und/oder Objektlagen möglich. Mit anderen Worten wird mit sehr großer Robustheit und hoher Sicherheit jedes Objekt innerhalb der Wanne unspezifisch erkannt und im Umkehrschluss auch das Fehlen jeglicher, auch sehr kleiner unspezifischer Objekte, ebenfalls erkennbar.

Es kann Vorteile mit sich bringen, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung der erste Polarisationswinkel und der zweite Polarisationswinkel zueinander 90° oder im Wesentlichen 90° ausgerichtet sind. Diese im Wesentlichen komplementäre Ausrichtung der beiden unterschiedlichen Polarisationswinkel verstärkt die bereits erläuterte Wirkung weiter. Insbesondere wird sichergestellt, dass eine möglichst vollständige Filterung von nicht diffus reflektierten Prüf-Lichtstrahlen herauskommt, sodass die Unterscheidung zwischen Konturen durch diffus reflektierte Reflexionsstrahlen zu nicht diffus reflektierten Reflexionsstrahlen verstärkt wird. Dies führt zu einer verbesserten Unterscheidung und damit zu einer weiter verbesserten Erkennung fehlender Objekte in der jeweiligen Wanne im Prüfbereich.

Von Vorteil ist es weiter, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung die Prüf-Lichtquelle die Prüf-Lichtstrahlen in einem Prüf-Lichtspektrum im für das menschliche Auge nicht sichtbaren Bereich, insbesondere im Infrarotbereich, erzeugt. Die Wellenlänge liegt hier beispielsweise bei ca. 804nm und ist damit im Spektrum des Umgebungslichtes eher geringer enthalten. Dadurch wird der Einfluss bzw. die Störung durch das Umgebungslicht auf die Erfassungsvorrichtung reduziert bzw. vermieden. Durch eine entsprechen starke Beleuchtung mit dieser Wellenlänge (beispielsweise ca. 804nm) und dem sich ergebenden Abstand zu dem in dem Umgebungslicht gering enthaltenen Lichtanteil dieser Wellenlänge werden Störungen und Einfluss des Umgebungslichtes stark verringert und es kann dadurch eine sichere Leererkennung bis 20.000lux Umgebungslicht erreicht werden. Das verwendete Prüf-Licht lieg beispielsweise mit ca. 804nm noch am Anfang des Infrarotbereiches (noch sichtbarer Anteil) und ist damit sehr kostengünstig durch preiswerte IR-LEDs im Vergleich zu reinen Infrarot LED erhältlich. Dadurch kann die Beleuchtung sehr kostengünstig realisiert werden. Eine Beleuchtung im komplett sichtbaren Wellenlängenbereich wäre sehr hell und störend in der Anwendung im Passagierbereich. Die Verwendung eines Infrarotbereichs führt daher dazu, dass insbesondere eine sehr kostengünstige Prüf-Lichtquelle in Form von IR-LEDs im sichtbaren Wellenlängenbereich eingesetzt werden kann. Darüber hinaus unterscheidet sich damit das Prüf-Lichtspektrum zum größten Teil vom Umgebungslicht vor allem dann, wenn es sich im Inneren eines Gebäudes um reines Kunstlicht handelt. Dies führt darüber hinaus dazu, dass neben der Korrelation der unterschiedlichen Polarisierungen nun auch aus spektraler Sicht das Prüf- Lichtspektrum sich von dem ansonsten vorhandenen Umgebungslicht besser unterscheiden lässt. Das Prüf-Lichtspektrum ist dabei vorzugsweise sehr nahe, aber nicht oder nur zum Teil in dem für das menschliche Auge sichtbaren Bereich angeordnet. Dies führt zu einer weiteren Kostenreduktion, da entsprechend kostengünstige Prüf-Lichtquellen und Erfassungsvorrichtungen einsetzbar sind. Um darüber hinaus die erfindungsgemäße Funktionalität noch weiter zu verstärken, ist das Prüf-Lichtspektrum mit einer sehr geringen Breite ausgestattet, weist also eine schmale Ausgestaltung auf. Eine mögliche Breite für das Prüf-Lichtspektrum liegt beispielsweise bei circa 10 Nanometern. Dies führt zu einer weiteren starken Reduzierung des störenden Einflusses des Umgebungslichts. Weitere Vorteile sind erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung die Prüf-Lichtquelle eine Vielzahl von einzelnen Prüf- Leuchtmitteln aufweist, welche insbesondere gleichgerichtete oder im Wesentlichen gleichgerichtete Strahlungsrichtungen aufweisen. Selbstverständlich ist auch ein einziges starkes Prüf-Leuchtmittel denkbar. Das Verwenden von mehreren Prüf- Leuchtmitteln, welche insbesondere gleichgerichtete, vorzugsweise parallele oder im Wesentlichen parallele Strahlungsrichtungen aufweisen, kann jedoch Vorteile mit sich bringen. Eine parallele Ausstrahlung von mehreren Prüf-Leuchtmitteln erlaubt beispielsweise eine besonders gleichmäßige Verteilung der Prüf-Lichtstrahlen über einen großen Prüfbereich. Die Bestrahlung und damit das Aussenden von den Prüf- Leuchtmitteln entlang der Strahlungsrichtungen erfolgt vorzugsweise von oben auf den Prüfbereich herab, wie dies mit Bezug auf die Fördervorrichtung später noch näher erläutert wird. Insbesondere ist hierfür die Prüf-Lichtquelle als Flächenlichtquelle ausgebildet, wie sie weiter oben bereits beschrieben ist.

Von Vorteil ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung die Prüf-Lichtquelle die Prüf-Lichtstrahlen mit einer Helligkeit oberhalb der Helligkeit des Umgebungslichts erzeugt. Mit anderen Worten überstrahlen die Prüf-Lichtstrahlen der Prüf-Lichtquelle das Umgebungslicht, um dessen Einfluss bei der Erfassungsvorrichtung noch weiter zu reduzieren. Dies kann automatisch vorgegeben sein, manuell durch das Eingeben von Lichtparametern für das Umgebungslicht erfolgen oder aber mithilfe eines Umgebungslichtsensors auch in kontrollierter Weise durchgeführt werden. Auch kann es Vorteile mit sich bringen, wenn die Wellenlänge des Umgebungslichts bekannt ist und entsprechend nicht nur die Intensität, sondern wie bereits erläutert, auch die Spektrumsbreite sich von diesem definierten Umgebungslicht unterscheiden lässt.

Weitere Vorteile sind erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung im Strahlengang vor der Erfassungsvorrichtung ein Reflexions-Spektralfilter angeordnet ist, mit einem Durchlassspektrum, welches dem Prüf-Lichtspektrum entspricht oder im Wesentlichen entspricht. Ein solcher Reflexions-Spektralfilter führt also dazu, dass Wellenlängenbereiche, welche nicht im Durchlassspektrum und damit auch nicht im Prüf-Lichtspektrum liegen, vom Erreichen der Erfassungsvorrichtung ausgeschlossen sind. Dies verstärkt die Sicherheit in der erfindungsgemäßen Erfassung, da zwar Umgebungslicht mit unterschiedlichen Polarisierungsrichtungen zum Teil den Reflexions- Polarisierungsfilter durchdringen kann, aber durch das zusätzlich dahinter geschaltete Durchlassspektrum den Reflexions-Spektralfilter nicht mehr durchdringen können. Mit anderen Worten wird es so möglich, zum einen diffus polarisiertes Umgebungslicht aufgrund des Spektrums herauszufiltern und zum anderen die Polarisierungsunterschiede für die Erkennungsfunktionalität in der beschriebenen Weise zu verwenden. Andere Lichteinflüsse oder Blendwirkungen durch das Umgebungslicht können auf diese Weise reduziert oder sogar zum größten Teil ausgeschlossen werden.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung diese den Prüfbereich für eine temporäre Aufnahme von Wannen der Fördervorrichtung aufweist, insbesondere der Prüfbereich einen Abschnitt der Fördervorrichtung ausbildet. Weist die Fördervorrichtung beispielsweise ein Förderband oder Förderrollen auf, so sind diese auch im Prüfbereich angeordnet und dienen dazu, die Wannen in den Prüfbereich hinein und bei der Erkennung als Leer-Wannen auch aus diesem wieder hinaus zu transportieren. Dies ist insbesondere in den bereits mehrfach erläuterten Handgepäckscanner integriert.

Weiter von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung zwischen der Prüf-Lichtquelle und der Erfassungsvorrichtung auf der einen Seite und dem Prüfbereich auf der anderen Seite ein Prüfabstand ausgebildet ist. Dieser ist insbesondere als fester Prüfabstand ausgebildet und größer als die üblicherweise vorhandenen Handgepäckstücke in solchen Wannen. Auch ist er vorzugsweise groß genug, um ein Körperteil eines Menschen in die Wanne hineingelangen zu lassen, um insbesondere eine Entnahme eines Objektes aus einer Objekt-Wanne zu ermöglichen.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung der Prüfbereich einen Positionssensor für die Erkennung einer mittels der Fördervorrichtung in den Prüfbereich geförderten Wanne aufweist. Dies erlaubt es, das später noch erläuterte Erkennungsverfahren nicht nur im Stillstand der Wanne, sondern auch zumindest teilweise während einer Bewegung der Wanne durchzuführen. Dabei kann ein streifenweises Erkennen und/oder ein vollständiges Erkennen der gesamten Wanne erfolgen. Durch die Anwendung auf bewegte Wannen kann die Erkennungsvorrichtung noch flexibler an Sicherheitsschleusen angeordnet werden, insbesondere beliebig im Verlauf einer Fördervorrichtung und nicht zwingend am Ende der Fördervorrichtung. Auch wird der Durchlauf von kontrollierten Wannen beschleunigt, da kein Zeitverlust durch die Erkennung von stehenden Wannen in Kauf genommen werden muss. Mithilfe des Positionssensors, beispielsweise in Form einer Lichtschranke, eines mechanischen Schalters, eines magnetischen Schalters oder auch einer optischen Erkennung, ist dann insbesondere eine zeitliche Synchronisation des Erkennungsverfahrens mit der Bewegung der Wanne auf der Fördervorrichtung möglich. Im einfachsten Fall startet das Erkennungsverfahren durch ein Positionssignal des Positionssensors, wenn eine Wanne in die gewünschte Position bewegt worden ist.

Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung die Prüf-Lichtquelle und die Erfassungsvorrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse zur Anordnung oberhalb des Prüfbereichs angeordnet sind. Die Integration in ein gemeinsames Gehäuse führt zu gleichen Abständen und zu gleichen Ausrichtungen zum Prüfbereich, sodass insbesondere in der anschließenden Auswertung noch einfacher und schneller die Auswertung durchgeführt werden kann. Darüber hinaus sind Strahlungsrichtung und Erkennungsrichtung auf diese Weise gleichgeschaltet und die Kompaktheit einer solchen Erkennungsvorrichtung wird weiter verstärkt.

Vorteilhaft ist es bei einer solchen Erkennungsvorrichtung gemäß dem voranstehenden Absatz, wenn in dem gemeinsamen Gehäuse die Prüf-Lichtquelle optisch gegen die Erfassungsvorrichtung abgedichtet ist. Hierfür können Reflexionselemente, Absorptionselemente oder Ähnliches eingesetzt werden. Mit anderen Worten wird ein optischer Kurzschluss zwischen der Prüf-Lichtquelle und der Erfassungsvorrichtung sicher vermieden.

Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung die Prüf-Lichtquelle als Infrarotlichtquelle und die Erfassungsvorrichtung als Infrarotkamera ausgebildet ist. Wie bereits an mehreren Stellen erläutert worden ist, bringt die Ausbildung im Infrarotbereich für die Prüf- Lichtquelle und die Erfassungsvorrichtung große Vorteile in der Funktionssicherheit und gleichzeitig hinsichtlich einer Kostenreduktion mit sich. Auch wird es auf diese Weise möglich, sich von sichtbarem Licht, insbesondere dem Umgebungslicht, einfach zu unterscheiden. Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Fördervorrichtung zur Förderung von Wannen zum Transport von Objekten, insbesondere in Form von Handgepäckobjekten, aufweisend wenigstens eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung. Damit bringt eine erfindungsgemäße Fördervorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung erläutert worden sind.

Bei einer erfindungsgemäßen Fördervorrichtung und bei einem Einsatz einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung werden insbesondere spezielle Wannen eingesetzt. Diese können zur Vermeidung von Lichtreflexionen durch natürliches und/oder künstliches Umgebungslicht Oberflächen mit erhöhter Rauheit aufweisen. Auf diese Weise kann an solchen Oberflächen eine diffuse Reflexion anstelle einer punktuellen Reflexion erfolgen, so dass optische Störungen vermieden werden können.

Darüber hinaus ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Erkennungsverfahren für eine Erkennung von Leer-Wannen bei einer solchen Fördervorrichtung, für Wannen zum Transport von Objekten, aufweisend die folgenden Schritte:

- Erzeugen von Prüf-Lichtstrahlen mit einem Prüf-Lichtspektrum,

- Polarisieren der Prüf-Lichtstrahlen mit einem Prüf-Polarisierungsfilter mit einem ersten Polarisationswinkel,

- Führen der polarisierten Prüf-Lichtstrahlen in einen Prüfbereich,

- Erfassen von aus dem Prüfbereich reflektierten Reflexions-Lichtstrahlen mittels einer Erfassungsvorrichtung hinter einem Reflexions- Polarisierungsfilter mit einem zweiten Polarisationswinkel, welcher sich von dem ersten Polarisationswinkel unterscheidet,

- Bestimmen von Objekten im Prüfbereich auf Basis von durch den Reflexions-Polarisierungsfilter gelangten polarisierten Reflexions- Lichtstrahlen.

Ein erfindungsgemäßes Erkennungsverfahren bringt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung erläutert worden sind. Bei der Bestimmung von Objekten können die erfassten Bilder zum Beispiel punktweise oder zeilenweise abgetastet werden. Dies führt zu der bereits mehrfach erläuterten Konturerkennung oder Umfangserkennung von Objekten, also insbesondere einer rein zweidimensionalen Abbildung des erfassten Bildes. Gleichzeitig ist mit hoher Sicherheit das Erkennen eines Fehlens jeglicher Objekte und damit der Definition einer Leer-Wanne möglich.

Wie bereits erläutert worden ist können die Prüf-Lichtstrahlen insbesondere in flächiger Weise als Flächenlicht erzeugt und/oder geführt werden. Dies führt in der bereits beschriebenen Weise zu einer gleichmäßigeren Ausleuchtung und zu einer Reduktion und/oder einem Vermeiden von optischen Störungen wie Reflexionen.

Weiter ist bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren auch der Einsatz von Spektralfiltern möglich, die ein Durchlassspektrum aufweisen, welches dem Prüf- Lichtspektrum entspricht oder im Wesentlichen entspricht. Auf diese Weise kann störendes Umgebungslicht für die Erfassungsvorrichtung ausgeblendet werden.

Es kann Vorteile mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren für das Bestimmen von Objekten bekannte, insbesondere konstante, Konturen abgezogen werden. Beispielsweise können Wannen Strukturen aufweisen, welche bei jeder Wanne identisch sind. Auch sind Bedruckungen möglich, die durch ihre Oberflächenstruktur von der Erfassungsvorrichtung durch den Reflexions-Polarisierungsfilter wahrgenommen werden können. Hier wird es möglich, diese konstanten und damit bekannten Konturen in optischer Weise einfach im bildgebenden Verfahren von dem aufgenommenen Bild abzuziehen und damit der weiteren Bestimmung unzugänglich zu machen, sodass in gleicher einfacher, kostengünstiger und schneller Weise die Erkennung von Leer-Wannen durchgeführt werden kann.

Weitere Vorteile bringt es mit sich, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren bei dem Bestimmen von Objekten wenigstens ein Grenzwert, insbesondere hinsichtlich der Größe der Objekte und/oder der Helligkeit der Objekte, berücksichtigt wird. So wird es möglich, Falschsignalisierungen bei sehr kleinen Objekten oder bei Reflexionen, die nicht von Objekten herrühren, mit hoher Sicherheit zu vermeiden. Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren bei erfolgter Bestimmung wenigstens eines Objekts ein Objektsignal und/oder bei Fehlen jeglichen Objekts ein Fehlsignal erzeugt wird. Dies ist insbesondere unspezifisch für Objekte und kann ein reines Signalausgeben bedeuten. Jedoch können solche Signale auch als Kontrollinformationen für die Fördervorrichtung weitergegeben werden. Damit ist es beispielsweise möglich, dass eine Wanne nur als Leer-Wanne den Prüfbereich wieder verlässt. Auch eine bildhafte Signalausgebe, zum Beispiel korreliert mit einem Farbsignal in rot oder grün, kann eine Unterscheidung zwischen Leer-Wannen und Objekt-Wannen in einfacher und schneller Weise ermöglichen.

Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einem solchen Erkennungsverfahren für jede Wanne wenigstens eine Bildaufnahme mit der Erkennungsvorrichtung erfolgt. Es wird also insbesondere ein und insbesondere genau ein Erkennungsfoto pro Wanne durchgeführt, sodass einfach und kostengünstig mit wenig Rechenaufwand die Erkennungsschritte erfolgen können. Auch sind Serienfotos beim Einfahren und damit beim Nachzeichnen der Bewegung der Wanne denkbar. Die Taktung für solche Fotos kann beispielsweise im Bereich von 0,5 Sekunden liegen.

Auch kann es Vorteile mit sich bringen, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren ein Schritt einer Bestimmung von Kanten von Objekten und/oder von Wannen erfolgt. Auf diese Weise lassen sich Objekte anhand ihrer Kontur erkennen und sogar definieren. Die Erkennung von Kanten der Wanne kann einer definierten Ausrichtungsinformation zugrunde gelegt werden. Insbesondere dann, wenn die Wannen nicht in einer definierten Führung in die Erkennungsvorrichtung gefördert werden, kann eine solche Erkennung der Ausrichtung über Kantenerkennung eine qualitative Verbesserung des Erkennungsverfahrens mit sich bringen. Für Erkennung der Wannenkanten ist beispielsweise eine Bildauswertung denkbar, welche in einem ersten Schritt von einem Startpunkt innerhalb der Wannengrenzen nach Außen nach einer Kante in Form entsprechender optischer Informationen sucht. Dies erfolgt insbesondere in zwei, beispielsweise beliebige, Richtungen, so dass zwei voneinander beabstandete Punkte der Wannenkante erkannte werden können. Diese Kantenpunkte der Wannenkante können nun ein Ausgangspunkt sein, um der Wannenkante beim Auswerteverfahren zu folgen, so dass ein Nachzeichnen der Wannenkante die Folge ist. Diese Auswertung erfolgt insbesondere unter der Verwendung von Vektoren, die an den jeweiligen Punkten als Startpunkte angesetzt werden und für den Auswertealgorithmus als Richtung und Länge definiert werden. Auf diese Weise muss nicht mehr das komplette aufgenommene Bild nach Kanten abgesucht werden. Vielmehr werden gezielt Kantenpunkte gesucht, von welchen die Kanten direkt erfasst werden können. Der Rechenaufwand für diese Art der Auswertung sinkt deutlich im Vergleich zu normaler Bildauswertung der gesamten Bildfläche. Ähnliche Verfahren, insbesondere vektorbasiert sind auch für die Kantenerkennung von anderen Objekten in der Wanne oder separat von dieser denkbar. Die beschriebenen Startvektoren können dabei eine vordefinierte Länge und/oder Richtung aufweisen. Auch ist die vordefinierte Vorgabe eines Startpunktes denkbar, um das Verfahren noch weiter zu vereinfachen.

Auch von Vorteil ist es, wenn bei einem erfindungsgemäßen Erkennungsverfahren die Schritte des Erzeugens, des Polarisierens, des Führens, des Erfassens und des Bestimmens, wenigstens teilweise an einer mit der Fördervorrichtung durch den Prüfbereich bewegten Wanne durchgeführt werden. So kann beispielsweise mit einem bereits erläuterten Positionssensor ein Eintritt einer Wanne in den Prüfbereich erkannt werden. Dies kann die Durchführung des Erkennungsverfahrens starten, so dass die Erkennung insbesondere solange durchgeführt wird, bis der identische oder ein anderer Positionssensor eine Positionssignal ausgibt, welches die Bewegung der Wanne aus dem Prüfbereich hinaus anzeigt. Damit kann das Erkennungsverfahren mit der Bewegung der Wannen durch eine Fördervorrichtung synchronisiert werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Darstellung einer Leer-Wanne,

Fig. 3 eine Darstellung einer Objekt-Wanne,

Fig. 4 ein Vergleich unterschiedlicher Spektren, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung.

In Figur 1 ist schematisch eine Fördervorrichtung 10, beispielsweise am Ende einer Handgepäckscannanlage, dargestellt. Die Erkennungsvorrichtung 10 ist hier mit einem Prüfbereich PB ausgestattet, in welchem hier in seitlicher Darstellung eine Wanne W eingefahren ist. Um nun in die Wanne W hineinzublicken, ist oberhalb des Prüfbereich PB in einem gemeinsamen Gehäuse 50 die Erkennungsvorrichtung 10 angeordnet. Diese ist mit einem definierten Prüfabstand PA vom Prüfbereich PB angeordnet, sodass beim Erkennen von Objekten 0, diese problemlos aus der Wanne W entnommen werden können.

Für die Durchführung der Erkennung ist nun in der Erkennungsvorrichtung 10 eine Lichtquelle 20 mit einem Prüf-Leuchtmittel 26 vorgesehen. Diese erlaubt es, Prüf- Lichtstrahlen PL, Figur 1 zeigt schematisch einen Lichtstrahl, zu erzeugen. Mithilfe von hier als Reflektoren ausgestalteten Führungsvorrichtungen 24 werden alle Prüf- Lichtstrahlen PL durch den Prüf-Polarisierungsfilter 22 hindurch in Richtung des Prüfbereichs PB geleitet. Die Prüf-Lichtstrahlen PL weisen also ein definiertes Prüf- Lichtspektrum PS und eine definierte Polarisierung gemäß dem ersten Polarisationswinkel PW1 auf. Je nach Reflexionssituation, also am leeren Wannenboden der Wanne W oder diffus an Objekten O innerhalb der Wanne W, wird das Reflexions-Licht RL mit identischem Spektrum, wie das Prüf-Lichtspektrum PS, aber in Abhängigkeit der Reflexionsart unterschiedlicher Polarisierung, nun zurückgeworfen in Richtung der Erfassungsvorrichtung 30. Nur dann, wenn sich die Polarisierung von dem ersten Polarisationswinkel PW1 durch eine diffuse Reflexion für den Reflexions-Lichtstrahl RL geändert hat, kann dieser zumindest teilweise durch den Reflexions-Polarisierungsfilter 32 entsprechend dem zweiten Polarisationswinkel PW2 hindurchtreten. Ist dies der Fall, so beruht dies ausschließlich auf einer diffusen Reflexion an einem Objekt und wird dann, und auch nur dann, von der Erfassungsvorrichtung 30 wahrgenommen. Die Bestimmungsvorrichtung 40 ist nun in der Lage, auf Basis der hindurchgetretenen Reflexions-Lichtstrahlen RL, die Kontur von beliebigen Objekten zu erkennen, beziehungsweise auf Basis eines Fehlens jeglicher hindurchgetretener Reflexions- Lichtstrahlen RL auf das Fehlen jeglicher Objekte O in der Wanne W zu schließen. Auf diese Weise wird es möglich, sehr einfach, schnell und rechenarm Leer-Wannen LW von Objekt-Wannen OW zu unterscheiden ohne eine spezifische Objekterkennung durchführen zu müssen.

Anhand der Figuren 2 und 3 wird diese Auswertung näher erläutert. In beiden Fällen handelt es sich um eine Ausführungsform gemäß der Figur 1 . Hier ist gut zu erkennen, dass der erste Polarisationswinkel PW1 sich um 90° gedreht von dem zweiten Polarisationswinkel PW2 unterscheidet. Dies führt dazu, dass bei einer leeren Wanne, als Leer-Wanne LW gemäß der Figur 2, ausschließlich Konturen der Wanne W wahrgenommen werden. Kann nun in optischer Weise diese erwartbare konstante Kontur der Wanne W abgezogen werden, führt dies dazu, dass die Bestimmungsvorrichtung 40 die Leer-Wanne LW als solche erkennt und ein Fehlsignal FS ausgibt. Im Gegensatz dazu, ist in der Wanne W in Figur 3 ein Objekt 0, beispielsweise eine Bordkarte, enthalten. Dies führt dazu, dass zumindest an den Kanten dieses flachen Objekts 0 die Prüf-Lichtstrahlen PL so reflektiert werden, so dass sich ihre Polarisation ändert und sie damit in der Lage sind, zumindest teilweise den Reflexions-Polarisierungsfilter 32 zu durchdringen. Die Erfassungsvorrichtung 30 gibt also ein Bild wieder, wie dies die Figur 3 zeigt, mit den Konturen des erkannten Objekts 0, gemäß der hindurchgedrungenen Reflexions-Lichtstrahlen RL. Auch hier ist es möglich, die ebenfalls wieder konstanten und bekannten Konturen der Wanne W abzuziehen, sodass ausschließlich die Kontur des Objektes 0 verbleibt. Auf dieser Basis gibt nun die Bestimmungsvorrichtung 40 das Objektsignal OS aus.

In Figur 4 ist noch dargestellt, wie die einzelnen Spektren relativ zueinander ausgebildet sein können. So ist beispielsweise ein Umgebungs-Lichtspektrum US mit einem breiten Peak im sichtbaren Bereich versehen. Das Prüf-Lichtspektrum PS ist vorzugsweise im Infrarotbereich sehr schmalbandig, beispielsweise mit einer Peakbreite von 10 Nanometern, ausgebildet. Auch ist bei dieser Variante gut zu erkennen, dass die Intensität des Prüfspektrums PS oberhalb des Umgebungslichtes als Umgebungsspektrum US liegt, dieses also überstrahlt.

Die Figur 5 zeigt eine Weiterbildung der Ausführungsform der Erkennungsvorrichtung 10. Diese weist nun in der Prüf-Lichtquelle 20 eine Vielzahl von Prüf-Leuchtmitteln 26 auf. Diese sind links und rechts um eine zentrale Erfassungsvorrichtung 30 angeordnet. Die Erfassungsvorrichtung 30 ist hier optisch abgedichtet gegen die Prüf-Lichtquelle 20. Darüber hinaus sind alle Prüf-Leuchtmittel 26 mit einer gleichgerichteten Strahlungsrichtung SR versehen, die hier entgegen einer Erkennungsrichtung als Strahlungsrichtung SR für die Erfassungsvorrichtung 30 ausgerichtet sind. Es erfolgt also ein gleichgerichtetes und gleichmäßiges Bestrahlen des hier nicht dargestellten Prüfbereichs und eine zentrale Erkennung in der Erfassungsvorrichtung 30. Um eine weitere Verbesserung in der Erkennung durchzuführen, ist hier im Strahlengang nach dem Reflexions-Polarisierungsfilter 32 noch ein Reflexions-Spektralfilter 36 angeordnet. Dieser dient dazu, Umgebungslicht herauszufiltern, indem sein Durchlassspektrum im Wesentlichen dem Prüf- Lichtspektrum PS entspricht.

Die voranstehende Erläuterung beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

10 Erkennungsvorrichtung

20 Prüf-Lichtquelle

22 Prüf-Polarisierungsfilter

24 Führungsvorrichtung

26 Prüf-Leuchtmittel

30 Erfassungsvorrichtung

32 Reflexions-Polarisierungsfilter

36 Reflexions-Spektralfilter

40 Bestimmungsvorrichtung

50 Gehäuse

100 Fördervorrichtung

PL Prüf-Lichtstrahlen

PS Prüf-Lichtspektrum

US Umgebungs-Lichtspektrum

PW1 erster Polarisationswinkel

PW2 zweiter Polarisationswinkel

PB Prüfbereich

PA Prüfabstand

RL Reflexions-Lichtstrahlen

SR Strahlungsrichtung

W Wanne

O Objekt

LW Leer-Wanne

OW Objekt-Wanne

OS Objektsignal

FS Fehlsignal