DE3212432C2

DE3212432C2 -

Info

Publication number: DE3212432C2
Application number: DE3212432A
Authority: DE
Inventors: John J. Santa Barbara Calif. Us Peyton; Robert L. Corona Del Mar Calif. Us Thomason; Hubert W. Tustin Calif. Us Evinger
Original assignee: INDUSTRIAL AUTOMATION CORP GOLETA CALIF US
Current assignee: INDUSTRIAL AUTOMATION CORP GOLETA CALIF US
Priority date: 1981-04-03
Filing date: 1982-04-02
Publication date: 1991-07-11
Also published as: DE3212432A1; CA1183598A; US4414566A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Inspektionseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Inspizieren von Gegenständen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 18.

Automatische oder halbautomatische Inspektions- und Sortier einrichtungen, insbesondere solche für Flaschen, sind aus den US-PS′n 28 00 226, 33 58 552, 34 11 625, 34 30 766 und 35 85 513 bekannt.

Aus der US-PS 40 74 130 ist eine Inspektionseinrichtung mit einer Videokamera bekannt, die zum Orientieren von mit Etiketten versehenen Behältern, insbesondere Flaschen dient. Das Licht wird aus mehreren optischen Strahlengängen auf eine Videokamera gerichtet, und die Behälter werden so gedreht, daß ein vorgegebenes Muster entsteht und alle zu einer Packung zusammengefaßten Behälter in eine gemeinsame Richtung weisende Etiketten haben.

Aus der US-PS 39 55 179 ist ferner ein Inspektionssystem bekannt, das Flaschen bei deren Vorbeilauf mit Mehrfachlichtsensoren abtastet. Alle Sensorsignale werden an eine Computer schaltung angelegt, die die abgetasteten Signale mit vorgege benen Vergleichssignalen vergleicht. Die Computerschaltung kann in Anpassung an verschiedene Inspektionsaufgaben programmiert werden; die Fühler selbst sind stellungsveränderlich, so daß das System verschiedenen Flaschengrößen und -formen ange paßt werden kann.

Gemäß der US-PS 40 02 823 werden Gegenstände im Zuge ihrer Herstellung einer Videoinspektion unterzogen. Dabei wird eine halbdiffuse Lichtquelle verwendet, die mit optischem Abstand auf einer Seite von dem zu inspizierenden Gegenstand angeordnet ist. Eine Videokamera ist auf der der diffusen Lichtquelle entgegengesetzten Seite des Gegenstandes angeordnet und tastet den beleuchteten Gegenstand ab. Das Videosignal zeigt die Brechungseigenschaften des Gegenstandes und damit im Glas vorhandene Fehler an. Die Art der Fehler werden in einem nach geschalteten Spitzendetektor festgestellt.

Aus der DE-OS 29 09 061 ist eine Anordnung zum Prüfen von bewegten Gegenständen mit einer Videokamera und einer Strobo- Lichtquelle bekannt. Die Strobo-Lichtquelle wirft kurze Licht blitze auf die zu prüfenden und von der Videokamera aufgenommenen Gegenstände, wenn sie in einer von der Fernsehkamera erfaßten Stellung sind. Diese Anordnung dient u. a. zur Prüfung von Flaschenböden auf Reinheit und Unversehrtheit.

In der DE-OS 30 13 833 sind eine Inspektionseinrichtung und ein Verfahren der erfindungsgemäßen Gattung beschrieben. Bei der bekannten Inspektionseinrichtung wird das gesamte Bild des inspizierten Gegenstandes im Speicher abgelegt. Nachschlagetabellen der gewünschten Bilder enthalten ebenfalls die vollständigen Bilddaten. Die Bilddaten werden dann in Segmente unterteilt, wobei jedes Segment das vollständige, gerade in spizierte Teilbild enthält und mit den gesamten Bilddaten für das entsprechende Segment des Nachschlagtabellenbildes verglichen werden muß. Daher muß bei dieser bekannten Inspektionseinrichtung die Korrelation an den gesamten Bilddaten zwischen aufgenommenem Bild und gespeichertem Bild vorgenommen werden, und zwar Segment für Segment. Dies bedeutet eine äußerst zeitraubende Pixel-Zu-Pixel-Korrelation, die außerdem relativ aufwendige Systemkomponenten erforderlich macht.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den baulichen Aufwand der gattungsgemäßen Inspektionseinrichtung und die Inspektionszeiten bei der Durchführung des Verfahrens wesentlich zu verringern.

Ausgehend von der Inspektionseinrichtung der gattungsgemäßen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Verfahrensmäßig besteht die Lösung der Erfindungsaufgabe in den Merkmalen des Patentanspruchs 18.

Bei der Erfindung wird nicht das gesamte Bild des abgetasteten Bereichs eines zu inspizierenden Gegenstandes gespeichert und analysiert, sondern statt dessen wird in einer Digitalumsetzer- und Synchronisationsschaltung eine Anzahl von Digitalsignalen entwickelt, welche die charakteristischen Merkmale des ent sprechenden Abschnitts der Rasterabtastung des Gegenstandes nur zusammenfassen.

In bevorzugter Anwendung besteht die Zusammenfassung charak teristischer Merkmale in der Anzahl von Hell-Dunkel- oder Dunkel-Hell-Übergängen entlang einer oder mehrerer Rasterab tastzeilen, wobei die Bilddaten von der Digitalumsetzer- und Synchronisationsschaltung einfach in eine Digitalzahl umge setzt werden. In ähnlicher Weise beschränkt sich die in der Speicheranordnung zu speichernde Information auf eine summarische Information in digitaler Form über die charakteristischen Merkmale eines entsprechenden Abschnitts des Rasterabtastbildes eines vorgegebenen Gegenstandes. Es ist die gezielte Aus wahl, Komprimierung und Vereinfachung der jeweils für die Korrelation vorgesehenen Elemente, die bei der Erfindung zu einer wesentlich vereinfachten Informationsverarbeitung, -analyse und nicht zuletzt -speicherung von wiederzugewinnenden Informationen führt. Die Folge ist eine extrem hohe Opera tionsgeschwindigkeit bei einem als Ganzes kostengünstigen Inspektionssystem.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden werden Beispiele der Erfindung anhand der Zeich nung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Inspektionseinrichtung in Zuordnung zu einer Flaschensortiermaschine;

Fig. 3 eine Seitenansicht entlang der Schnittlinie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5 eine Ansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 4;

Fig. 6 ein Blockschaltbild zur Darstellung der Organisation eines Digitalumsetzers und andere Komponenten des Ausführungsbeispiels der Inspektionsein richtung;

Fig. 7 ein Schaltbild des Digitalumsetzers;

Fig. 8 ein Schaltbild einer Synchronisationsschaltung;

Fig. 9 ein Schaltbild einer Eingabe/Ausgabe-Logik;

Fig. 10 ein Blockschaltbild eines Korrelators;

Fig. 11 ein Blockschaltbild eines Tabellenspeichers;

Fig. 12 ein Blockschaltbild eines Überlappungszählge nerators;

Fig. 13 ein genaues Blockschaltbild des Überlappungs zählgenerators;

Fig. 14a und b linke und rechte Teilschaltungen, welche gemeinsam einen Teil der Korrelatorlogik bil den;

Fig. 15a bis g und

Fig. 16a bis d Schaltbilder der restlichen Teile des Korrelators;

Fig. 17a ein Blockschaltbild, in welchem die Organisation des Bibliothektabellenspeichers veranschaulicht ist;

Fig. 17b ein Schaltbild eines typischen Bibliothektabellen speichers;

Fig. 18 bis 20 Wiedergaben des bei Verwendung unter schiedlicher Flaschen eines Fassungsvermögens von einem Liter gewonnenen Monitorbildes;

Fig. 21 bis 23 die Hauptabschnitte der Signalaufnahmen bei Abtastung der Flaschen gemäß Fig. 18 bis 20;

Fig. 24 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführung der Schaltung des Digitalumsetzers;
und

Fig. 25 eine schematische Ansicht der Frontplatte der beschriebenen Inspektionseinrichtung.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel ist auf eine automatische Sortierung von Mehrwegflaschen für alkoholfreie Getränke gerichtet, die anfangs unsortiert einem Förderer aufgegeben werden. Derartige Flaschen haben bereits eine Vorsortierung erfahren, so daß große und kleine Flaschen nicht vermischt sind, aber im Strom von Flaschen angenähert der gleichen Größe eine An zahl verschiedener Flaschentypen vorhanden sind, von denen einige jedoch ziemlich verschiedene Formen haben. Die mit Hilfe des be schriebenen Ausführungsbeispiels zu sortierenden Flaschen haben daher visuell identifizierbare Unterschiede, die von einer Seite sichtbar sind.

Bei dem hier im einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Flaschen-Transportsystem vorgesehen, das die ihm zugeführten Flaschen über einen Aufgabeförderer aufnimmt, einzeln erfaßt und an einem Sternrad entlang einer Kreisbahn transportiert. Eine Anzahl von Ausgabe förderern sind an verschiedenen Punkten um die kreis förmige Transportbahn des Sternrads angeordnet, so daß eine Flasche bei Freigabe von dem Sternradsystem neben einem der Ausgabeförderer in dessen Bewegungsbahn ein läuft und über den Ausgabeförderer abgeführt wird. Daher wird eine Flasche nach der Identifizierung von dem Stern radsystem neben dem für diesen Flaschentyp vorgegebenen Ausgabeförderer freigesetzt und von diesem sortiert abge führt.

Für die Zwecke der Identifizierung der Flaschen auf dem Sternradsystem und der Bestimmung des richtigen Frei gabepunkts für jede Flasche ist eine Videokamera auf der dem Aufgabe- bzw. Zuführförderer benachbarten Seite des Sternrads in solcher Anordnung vorgesehen, daß die Seite jeder Flasche unmittelbar nach deren Aufnahme durch das Sternrad im Sichtfeld der Videokamera liegt. Die Kamera ist auf das Schrift- bzw. Etikettenfeld jeder Flasche gerichtet, während die Flasche entlang ihrer Transportbahn an einem speziellen Inspektionspunkt vorbei läuft. Wegen des begrenzten Abstandes zwischen den inspizierten Flaschen und der Videokamera bzw. dem dieser zu geordneten Linsensystem reicht das Kamera-Sichtfeld nicht ganz über 180° des Flaschenumfangs und erfaßt daher nicht das gesamte Schrift- bzw. Etikettenfeld bei bestimmten Schrift- bzw. Etikettengrößen und raschen Orientierungen. Außerdem führt die Krümmung der Flasche zu einer Bild kompression des Etiketts bzw. Schriftfeldes, insbesondere im Bereich der Bildränder der Videokamera. Da die Flaschen bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel keine feste Winkelorientierung haben, sind die Bereiche des Schrift- bzw. Etikettenfeldes, welche bildseitig komprimiert werden, im wesentlichen willkürlich, obwohl das beschriebene System praktisch unempfindlich gegenüber derartigen Kompressionen bzw. Bildstauchungen ist, wie die nachfolgende Beschreibung zeigen wird. Bei einem sehr schnellen System dient ein Strobolichtbündel oder ein Strobolichtbündelpaar zum Ab tasten der Flasche beim Erreichen des Inspektionspunktes, um ein besseres und rascheres Ansprechen der Videokamera zu erreichen. Wegen der Flaschenkrümmung und des einzelnen oder der beschränkten Anzahl von Strobolichtstrahlen haben verschiedene Teile des Schrift- bzw. Etikettenbildes, wie es von der Videokamera aufgenommen wird, unterschiedliche Intensitäten. Die nachfolgende Beschreibung wird zeigen, daß das beschriebene System gegenüber derartigen Intensitäts schwankungen nur minimal empfindlich ist.

Die bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendete Videokamera ist eine Standard-US-Videokamera mit Zeilen sprungabtastung, einer Vertikalfrequenz von 60 Hz (d. h. Entwicklung von 60 Halbbildern pro Sekunde) und einer Bild frequenz von 30 Hz. Wenn eine Flasche den Inspektionspunkt erreicht, was durch einen Fühler am Transportsystem ange zeigt wird, und die Abtastung ausgelöst wird, so wird jede Zeile aus 240 Zeilen in einem Feld digitalisiert, um eine 4-Bit-Binärzahl für jede Zeile zu entwickeln, welche die Anzahl von Hell-Dunkel-Übergängen in dieser Bildzeile dar stellt. Daher ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Maximum von 15 solcher Übergänge pro Zeile zulässig, und es hat sich gezeigt, daß diese Anzahl vollständig ausreicht, um Flaschen- Kennzeichnungsfelder lesen zu können. Da das Digitalsignal für jede Zeile nur die Anzahl von Übergängen (bei einem vorgegebenen Schwellenwert) in der entsprechenden Bildzeile anzeigt und gegen die Lage eines Übergangs ent lang der Zeile unempfindlich ist, ist die digitalisierte Information für jede Zeile relativ unempfindlich gegen Änderungen der Winkelorientierung der Flasche und eine horizontale Kompression des Bildes des Kennzeichnungsfeldes entlang dessen Rändern.

Die digitalisierte Information für jedes Feld wird in einem Speicher zwischengespeichert, dessen Kapazität zur Speicherung von 63 weiteren digitalisierten Bildern ausreicht. Der zu inspizierende Gegenstand wird im folgenden als "Targetflasche" und das entsprechende digitalisierte Bild der Targetflasche als "Targetbild", "Targetdaten" oder - in Tabellenform - als "Targettabelle" bezeichnet. Die anderen digitalen Bilder, die in den restlichen 63 Speicher blöcken gespeichert sind, werden als "Bibliotheksbilder", "Bibliotheksdaten" oder "Bibliothekstabelle" bezeichnet, da diese Daten voraufgezeichnete Daten für verschiedene zu sortierende Flaschentypen darstellen, mit denen die Targetdaten zur Bestimmung und Sortierung der jeweils am In spektionspunkt befindlichen Flasche verglichen werden.

Insbesondere wird ein Hochgeschwindigkeitskorrelator zur Durchführung einer Form von Korrelation zwischen der Targettabelle und jeder der Bibliothekstabellen auf einer zeilenweisen Basis verwendet, um zu bestimmen, welche der Bibliothekstabellen am weitesten mit der Targettabelle übereinstimmt. Die bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendete Form der Korrelation ist nicht eine echte Korrelation, sondern eine modifizierte Art von Korrelation, die wegen ihrer einfachen Rechenoperation (d. h. der Mög lichkeit hoher Operationsgeschwindigkeit) und angemessenen Genauigkeit des Ergebnisses ausgewählt wurde. Insbesondere wird in jeder Zeile der Targetdaten und in der entsprechenden Zeile einer der Bibliothekstabellen die 4-Bit-Binärzahl einer Targetdatenzeile mit einer 4-Bit-Zahl der Bibliotheks tabellen-Datenzeile verglichen, wobei die niedrigere der beiden Zahlen einem ersten laufenden Gesamtwert für diese Korrelation hinzuaddiert wird. Außerdem werden die 240 4-Bit-Binärzahlen für die Targettabelle akkumuliert, um eine zweite laufende Summe zu bilden, und die 240 4-Bit-Binärzahlen der Bibliothekstabelle werden zur Bildung einer dritten laufenden Summe akkumuliert. Der Korrelationsfaktor zwischen der Targettabelle und der besonders in Betracht kommenden Bibliothekstabelle ist gleich der ersten laufenden Summe, geteilt durch die höhere der zweiten und dritten laufenden Summen. In Gleichungsform kann der Korrelationskoeffizient wie folgt ausgedrückt werden:

wobei
CC = Korrelationskoeffizient
T_tn = Zahl der Übergänge in Zeile n der Targettabelle
T_ln = Zahl der Übergänge in Zeile n der betrachteten Bibliothekstabelle

Die obengenannte Gleichung basiert auf dem Folgenden:
Wenn die Zahl der Übergänge in einer Tabelle (Target oder Bibliothek) als Stabdiagramm aufgetragen wird, indem die Zeilennummer entlang einer Achse und ein Stab einheitlicher Breite für jede Zeilennummer in der Richtung einer zweiten Achse aufgetragen werden, wobei der Stab eine der Anzahl von Übergängen in dieser Zeile der Tabelle pro portionale Länge hat, so ergibt sich eine besondere Kurven charakteristik für diese spezielle Tabelle. In den Zonen über und unter der entsprechenden Kennzeichnungsfeldposition auf der Flasche kann die Zahl der Übergänge Null sein, während in unterschiedlichen Kennzeichnungsfeldsegmenten verschiedene Anzahlen von Übergängen erfaßt werden, die zu besonderen Kurven außerhalb der Null-Abschnitte führen. Wenn man eine ähnlich gestaltete Tabelle für eine andere Flaschenart darüberlegt, so ergäbe sich naturgemäß ein anderer Kurvenverlauf, der für die andere Flaschenart gemäß einer zweiten Tabelle spezifisch ist. Teile der Zonen unter den beiden Stabdiagrammen können einander überlappen (ob wohl dies nicht notwendig ist); jedoch sind generell Größe und Form der Zonen für jeden Flaschentyp anders.

Zurückkommend auf die oben genannte Gleichung zur Berech nung des Korrelationskoeffizienten ist zu sehen, daß die gesamte Summe aller Zeilen der Übergangszahlen jeder Zeile der betrachteten Bibliothekstabelle (die zweite laufende Summe) nur die gesamte Zone unter der Stab diagrammkurve für die jeweilige Bibliothekstabelle darstellt. In ähnlicher Weise stellt die Gesamtsumme für alle Zeilen der Anzahlen von Übergängen in jeder Zeile der Targetdaten (dritte laufende Summe) nur die Zone unter der Stabdiagrammkurve für die Targettabelle dar. Daher stellt der Nenner der obengenannten Gleichung des Korrelationskoeffizienten nur die Zone unter der Stab diagrammkurve für die Targettabelle oder die betreffende Bibliothekstabelle dar, welche jeweils größer ist. Der Zähler vergleicht dagegen jede Zeile der Targettabelle mit einer entsprechenden Zeile der Bibliothekstabelle, und durch Benutzung des niedrigeren der beiden Werte wird effektiv nur die Überlappung der entsprechenden Zone der beiden Kurven betrachtet. Durch Summierung der Überlappungen für jede Zeile wird die gesamte Über lappungszone gewonnen. Daher läßt sich die obengenannte Gleichung für den Korrelationskoeffizienten tatsächlich wie folgt ausdrücken:

Aus der vorhergehenden Gleichung ist zu sehen, daß dann, wenn die Targettabelle mit der besonderen betrachteten Bibliothekstabelle identisch ist, die beiden Stabdiagrammkurven identisch sind, d. h. einander genau überlappen und beide dieselbe Gesamtzone, insbesondere eine Zone gleich der Überlappungszone überspannen. Daher ist der Korrelations koeffizient so gewählt, daß er die bestmögliche Korrelation zwischen den beiden Tabellen schafft. Wenn andererseits die Targettabelle und die Bibliothekstabelle überwiegend Zeilen ohne Übergänge haben und die Zeilen der Targettabelle mit Übergängen von den entsprechenden Zeilen in der Bibliothekstabelle abweichen, so ist der gesamte Überlappungsbereich Null, so daß auch der Korrelationskoeffizient Null ist. Dies zeigt den Bereich des Korrelationskoeffizienten zwischen Null und Eins und ist ebenfalls eine Einführung in einen anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung. Ins besondere sind aus ästhetischen Gründen die Flaschen- Kennzeichnungsfelder generell in der Horizontalen ziemlich genau, d. h. ohne wesentliche Neigung, ausgerichtet, können jedoch in der Höhe um etwa ± 0,32 cm oder mehr verschoben sein, da Höhenschwankungen des gesamten Kennzeichnungs feldes visuell nicht zu beanstanden sind. Wenn daher theoretisch die Bibliothekstabelle und die Targettabelle zum gleichen Flaschentyp gehören, jedoch erhebliche Höhen differenzen zwischen dem Kennzeichnungsfeld für die Bibliothekstabelle und demjenigen auf der Targetflasche bestehen, so ist der unter Verwendung der obengenannten Gleichung entwickelte Korrelationskoeffizient kleiner als Eins, und zwar um einen Wert, der von dem speziellen Kennzeichnungsfeld und den genauen Höhendifferenzen ab hängig ist. Offenbar könnte eine bessere Korrelation ge wonnen werden, wenn die Tabelle für die Flasche mit einem weiter unten gelegenen Kennzeichnungsfeld "angehoben" werden könnte, oder aber die Tabelle für denselben Flaschentyp mit höher gelegenem Kennzeichnungsfeld "abgesenkt" werden könnte. Dieser Effekt kann wesentlich sein, da einige Flaschen Kennzeichnungsfelder haben, welche bis auf kleine Abschnitte identisch sind, so daß Korrelationsfehler aufgrund von Vertikalverschiebungen zu einer Fehlidentifizierung des Flaschentyps führen können. Um dies zu vermeiden, wird die obengenannte Korrelation nicht nur durch Vergleich jeder Zeile der Targettabelle mit der entsprechenden Zeile einer betrachteten Bibliothekstabelle verglichen, sondern es werden für jede Bibliothekstabelle 15 andere Zählerberechnungen durchgeführt, wobei diese Berechnungen eine Abwärtsverschiebung der Bibliothekstabelle mit Bezug auf die Targettabelle und danach eine Abwärtsverschiebung der Targettabelle mit Bezug auf die Bibliothekstabelle darstellen. Ein Diagramm, das die entsprechende Verschiebung zwischen den Target- und Bibliothekszeilen bei den sechzehn Berechnungen (0 bis 15) zeigt, ist unten angegeben.

Es ist zu sehen, daß Durchlauf bzw. Abtastung 0 und Abtastung 8 identisch sind, so daß eine von ihnen überflüssig ist. Wie in der nachfolgenden Beschreibung zu sehen ist, ist der Hochgeschwindigkeitskorrelator so ausgebildet, daß er den in sechzehn Durchläufen gewonnenen höchsten Zähler (der die beste Korrelation darstellt) festhält, so daß der letzte Korrelationskoeffizient zwischen der Targettabelle und einer besonderen Bibliothekstabelle der während eines der sechzehn Durchläufe für diese Tabelle ermittelte Höchstkorrelationskoeffizient ist. Dies wird selbstverständlich für jede der 63 potentiellen Bibliothekstabellen (d. h. insgesamt 1008 mal) wiederholt, um 63 Korrelations koeffizienten zu gewinnen, von denen jeder der Korrelation zwischen der Targettabelle und einer zugehörigen Bibliothekstabelle entspricht.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf Fig. 1 Einzelheiten der generellen Organisation der neuen Erfindung beschrieben. Das Transportsystem 30 kann durch einen einzigen Aufgabe- bzw. Zuführförderer 32 und mehrere Abgabe- bzw. Abführ förderer 34 bis 39 gekennzeichnet sein, von denen jeder in Abhängigkeit von auf das Transportsystem 30 durch eine Torsteuerung 40 wirkenden Steuerbefehlen eine Flasche aus dem Aufgabeförderer 32 aufnehmen kann. Eine Videokamera 42 erfaßt fortgesetzt eine feste Position im Transportsystem und liefert ein zusammengesetztes Videosignal an eine Digitalumsetzer- und Synchronisations schaltung 44. Das zusammengesetzte Videosignal ent hält natürlich nicht nur die Videoinformation, sondern auch die horizontalen und vertikalen Synchronisations signale, so daß die Digitalumsetzer- und Synchronisationsschaltung 44 sich selbst mit dem zusammengesetzten Videosignal synchronisieren und ihre Synchronisation zwischen der Targetdateneingabe aufrechterhalten kann.

Wenn eine Flasche, wie die Flasche 46 die richtige Position im Sichtfeld der Kamera 42 erreicht hat, so liefert ein geeigneter Fühler am Transportsystem ein Auslösesignal an die Digitalumsetzer- und Synchronisationsschaltung 44. Letztere löst den Strobostrahl aus, digitalisiert 240 Videosignalzeilen und liefert die digitalisierten Daten Zeile für Zeile an einen S-100 Bus 48. Der S-100 Bus ist eine Hundertstift-Sammelleitung, die für Mikrocomputersysteme zu einer Standard-Busausbildung gehört.

Ein in die Schaltung einbezogener TV-Monitor 52 kann dazu verwendet werden, das von der Kamera 42 erfaßte Bild zur Anzeige zu bringen. Generell wird ein Monitor wahrscheinlich nur für das Aufstellen und/oder bei der Fehlersuche verwendet, da sein Vorhandensein für den Normalbetrieb des Systems nicht erforderlich ist. Die Digitalumsetzer- und Synchronisationsschaltung 44 enthält eine zusätzliche Schaltung, welche das zusammengesetzte Videosignal so modifiziert, daß der Monitor 52 nicht nur das von der Kamera gesehene Bild der Flasche, sondern auch eine Form von Stabdiagramm entsprechend der vorstehenden Beschreibung zur Anzeige bringen kann. Insbesondere zählt die Schaltung 44 die Anzahl von Hell-Dunkel-Übergängen in jeder einzelnen der 240 Zeilen des Flaschenbildes und entwickelt eine 4-Bit-Binärzahl, welche die Zahl der Übergänge (0 bis 15) in dieser Zeile darstellt. Die Digitalumsetzer- und Synchronisationsschaltung 44 enthält eine Zeitgabe- und Steuerschaltung derart, daß während eines Teils jeder der 240 Horizontalzeilenabtastung das Flaschenbild, wie oben gesagt, digitalisiert wird, daß jedoch während des restlichen Teils jeder Horizontalabtastung ein den digitalisierten Wert dieser Zeile enthaltender Zähler mit einer vorgegebenen Taktgeschwindigkeit auf Null getaktet wird, wobei das zusammen gesetzte Videosignal auf einem weißen Pegel gehalten wird.

Das Nettoergebnis besteht darin, daß das Bild des Videomonitors 52 auf der linken Seite des Schirms die Flasche mit Kennzeichnungsfeld und auf der rechten Seite des Schirms das oben angegebene Stabdiagramm zeigt, das mit dem Flaschenbild höhenmäßig ausgerichtet ist.

Ebenfalls verbunden mit dem S-100 Bus ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Speicher 54, der vorzugsweise als Speicher mit direktem Zugriff (RAM) ausgebildet ist. Die Bibliothekstabellen können jedoch auch in einem ROM oder einem anderen nicht-flüchtigen Speicher gespeichert werden. Der Speicher 54 dient zum Speichern der digitalisierten Targettabelle und der zuvor gespeicherten 63 Bibliothekstabellen, und ein Hochge schwindigkeitskorrelator 56 dient zum Berechnen der Über lappungszone als Teil der Berechnung der Korrelations koeffizienten. Die Zentraleinheit (CPU) 50 benutzt natürlich entweder einen Teil des Speichers 54 oder einen anderen über den S-100 Bus angeschlossenen separaten Speicher für die eigene Zwischenspeicherung bei der Aus führung der Rechenfunktionen für die Steuerung und zu anderen Zwecken. Schließlich ist ein Nur-Lese-Speicher 55 (ROM) zur Speicherung eines bleibenden Systemprogramms vorgesehen.

Im folgenden wird auf die Fig. 2 bis 5 Bezug genommen, in denen verschiedene Einzelheiten des bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendeten Transportsystems gezeigt sind. Wie in Fig. 1 zeigt auch die Draufsicht auf das Transportsystem 30 gemäß Fig. 2 den Aufgabeförderer 32 und mehrere Abgabe- bzw. Abführförderer 34 bis 39. Der Aufgabeförderer liefert Flaschen zu einem Sternradsystem mit einem oberen Sternrad 58 und einem unteren Sternrad 60 (Fig. 3 und 5), die auf einer um eine Achse drehbaren Welle 62 befestigt und von einem Antriebsmotor 64 getrieben sind. Der Motor 64 wird generell von einem oder mehreren Fühlern, z. B. dem Fühler 66, gesteuert, wobei die Fühler anzeigen, ob genügend Flaschen dem Aufgabeförderer aufgegeben sind, um das Sternrad-Transportsystem einzuschalten.

Das Sternradsystem enthält eine Vakuumkammer 68 in einem Gehäuse 70 (Fig. 5), die über eine Drehkupplung (nicht gezeigt), mit einer Vakuum quelle verbunden ist. Zwischen dem oberen Sternrad 58 und dem unteren Sternrad 60 und ausgerichtet mit jeder Gruppe von Flaschenmulden in der Sternradanordnung befindet sich ein Vakuumgreifer mit einem Gummisaugnapf 72, der von einem rohrförmigen Bauteil 74 getragen wird. Das rohrförmige Bauteil 74 steht mit einer Anordnung in Verbindung, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 76 bezeichnet ist. Die Ventilanordnung, welche den Unterdruck in jedem Saugnapf 72 steuert, wird selbst von einem Ventilschieber 78 gesteuert, der bei einem von zwei Halteringen 82 begrenzten Hub vertikal verschieblich gelagert ist. O-Ringe 80 auf dem Schieber sorgen für eine Abdichtung und damit für eine Reibwirkung auf den Ventilschieber, so daß jeder Schieber in einer eingestellten Position solange bleibt, bis er in eine andere Position verstellt wird. Jeder Ventilschieber ist so ausgebildet und angeordnet, daß er in der dargestellten unteren Stellung den zugehörigen Saugnapf 72 mit der Saugkammer 68 verbindet und damit ein Vakuum zum Ansaugen der Flasche in ihrem Sitz in den Flaschenmulden der Sternräder 58 und 60 angelegt. Wenn sich der Ventilschieber 78 in der oberen Stellung befindet, so ist die Vakuumkammer 68 nicht mehr mit dem Saugnapf 72 in Verbindung; statt dessen sind das Bauteil 74 und der Saugnapf 72 zur Umgebungsatmosphäre über den unteren Abschnitt des Schiebers 78 belüftet. Wenn sich daher ein Ventilschieber 78 in der oberen Stellung befindet, so werden die Flaschen erfaßt und in Anlage am Sternrad solange festgehalten, bis der Ventilschieber wieder nach unten verschoben wird und damit die Flasche freigibt. Gewöhnlich ist ein fester Nocken zur Bewegung jedes Ventil schiebers in Aufwärtsrichtung an dem Flaschenaufnahmepunkt vorgesehen, wobei Solenoid-betätigte Luftzylinder 84 in geeigneter Lage nahe den Ausgabeförderern angeordnet sind, um einzelne Ventilschieber zwecks Freigabe der Flaschen an diesem Punkt nach geeigneter Betätigung aufgrund der Identifizierung der Flaschen aufwärts zu bewegen. Gegebenenfalls kann ein Nocken am letzten Ausgabeförderer vorgesehen sein, um sicherzustellen, daß alle Flaschen freigegeben worden sind, bevor diese Flaschenmuldengruppe zur Flaschenaufnahmestelle nahe des Aufgabeförderers zurück kehrt, und um auf diese Weise einen Bruch der Flaschen und Beschädigungen der Maschine bei einer Fehlfunktion zu verhindern. Wie oben erwähnt, ist diese Art von Transportsystem hier nur beispielsweise angegeben und als solches im Stande der Technik bekannt. Es wird daher hier nicht näher beschrieben, es sei denn in solchen Einzelheiten, die für den Betrieb des Gesamtsystems von Bedeutung sind.

Generell sind die Flaschen auf dem Aufgabeförderer 32 und auf den verschiedenen Ausgabeförderern 34 bis 39 durch seitliche Führungsschienen 86 geführt, so daß die Videokamera 42 ein praktisch ungehindertes Sicht feld auf die Seite der Flasche hat. Generell ist die Videokamera durch eine geeignete Trägervorrichtung 88 gehaltert und vorzugsweise auf das Transportsystem physikalisch bezogen, jedoch derart an der Trägervorrichtung verstellbar, daß die Höhe, das Sichtfeld usw. für unterschiedliche Flaschengrößen einstellbar sind.

Im folgenden wird auf die Fig. 6 bis 9 Bezug genommen, welche Einzelheiten der Video-Digitalisierungsschaltung und zugehöriger Schaltungskomponenten zeigen. Fig. 6 ist ein allgemeines Blockschaltbild der Schaltung nach den Fig. 7 bis 9, wobei die Fig. 7 bis 9 Einzelschaltungen des Blockschaltbilds darstellen. Das zusammengesetzte Videosignal aus der Kamera 42 wird über eine Leitung 90 (Fig. 7) an einen NE 592 Video-Differenzverstärker angelegt, der als Differenziereinrichtung geschaltet ist und dessen Ausgänge mit einem Hochgeschwindigkeitskomparator verbunden sind. Letzterer liefert bei jedem im Videosignal festgestellten Übergang einen Ausgangsimpuls auf die Leitung 92. Die Kombination aus Digitalumsetzer und Hochgeschwindigkeitskomparator gemäß Fig. 7 erfüllt im wesentlichen die Funktion des Digitalumsetzers gemäß Fig. 6, wobei eine Differenzierstufe anstelle eines Pegeldetektors verwendet wird, da die Differenzierstufe weniger empfindlich in Bezug auf die Bildidentität ist. Insbesondere wäre ein einfacher Pegeldetektor empfindlich gegen Schwankungen in der Abtastposition und -intensität, gegen die Kameraempfindlichkeit usw., während die Differenziereinrichtung in erster Linie auf das Vorhandensein von Übergängen unabhängig von der mittleren Intensität des Bildes in dem zusammengesetzten Videosignal anspricht. Wie oben ausgeführt, können Teile des Bildes besser beleuchtet sein als andere Teile des Bildes. Jedoch sind die Übergänge zwischen solchen Zonen nicht einmal annähernd so steil wie bei einem Hell-Dunkel (oder Dunkel-Hell-) Übergang aufgrund einer Kennzeichnung auf der Flasche. Daher kann die Schaltung relativ unempfindlich gegen graduelle Schwankungen der Lichintensität über die gesamte Breite des Flaschenbildes gemacht werden, indem die Charakteristiken der Differenzierstufe geeignet gewählt werden. Ein Verstärker 94, der als Komparator geschaltet ist, dient zur Entwicklung eines Video-Auslösesignals auf der Leitung 96, das anzeigt, daß wenigstens ein Signal mit minimaler Intensität empfangen wird.

Außerdem wird das zusammengesetzte Videosignal bzw. BAS- Signal auf der Leitung 90 zu einem Amplitudensieb 98 übertragen. Das Amplitudensieb 98 weist eine Bipolar transistor-Chlipperschaltung auf, deren Ausgangssignal auf der Leitung 100 das Vorhandensein des den Horizontal rücklauf darstellenden horizontalen Synchronsignals anzeigt. (Das horizontale Synchronsignal ist in dem BAS-Signal ein "schwärzer als schwarz" -Signal, das den Strahl austastet und das Rücksetzen der Horizontalablenkschaltung in der Videokamera signalisiert). Das Signal auf der Leitung 100 wird einem wiederholt triggerbaren monostabilen Multivibrator 102 zugeführt, dessen Ausgangssignal auf der Leitung 104 an ein NAND-Gatter 106 angelegt wird. Das Ausgangssignal des NAND-Gatters wird an den Aufwärtszähleingang eines Zählers 108 angelegt, dessen 4-Bit-Ausgang mit der Leitung D0 bis D3 verbunden ist und vom NAND-Gatter 110 zur Entwicklung eines vierten Eingangssignals für das NAND-Gatter 106 einer NAND- Operation unterzogen wird. Im wesentlichen digitalisieren die Differenzierstufe und der Hochgeschwindigkeitskomparator konstant das zusammengesetzte Videosignal (BAS-Signal) auf der Leitung 90 und entwickeln einen Impuls in Abhängigkeit von diesem Videosignal auf der Leitung 92, der als ein Eingangssignal an das NAND-Gatter 106 angelegt wird. Ein zweites Eingangssignal wird dem NAND-Gatter durch das Video- bzw. Bildauslösesignal auf der Leitung 96 zugeführt, das das NAND-Gatter 106 während des Horizontalrücklaufs abschaltet (da zu diesem Zeitpunkt das "schwärzer als schwarz"-Signal ansteht); dasselbe geschieht während einer Periode, in welcher die Bildintensität generell zu niedrig ist, um eine gültige Information zu erhalten. Der triggerbare monostabile Multivibrator 102, der mit dem Amplitudensieb verbunden ist, hat eine vorgegebene Zeitkonstante, so daß das Signal auf der Leitung 104, das ein weiteres Eingangssignal für das NAND-Gatter 106 bildet, während der horizontalen Rücklaufphase (angenähert 5 µs) und über etwa die Hälfte der Horizontalkippzeit von 58,5 µs, d. h. angenähert 30 µs, ein Freigabesignal darstellt. Daher bildet die Kombination aus dem Videoauslösesignal auf der Leitung 96 und dem Phase 1 (PH1) Signal auf der Leitung 104 Freigabesignale für das NAND- Gatter 106, die dieses Gatter bei Beginn jeder Horizontal ablenkung für angenähert die Hälfte der Kippbewegung freigeben. Schließlich bildet das vierte Eingangssignal zum NAND-Gatter 106, das vom NAND-Gatter 110 geliefert wird, ein Abschaltsignal für das NAND-Gatter 106, das getastet wird, wenn die Ausgänge D0 bis D3 des Zählers 108 zeigen, daß ein Zählwert von 15 erreicht worden ist. Daher wird der Zähler 108 für eine Aufwärtszählung der Videosignalübergänge während des Anfangsabschnitts jeder Horizontalablenkung einschaltet und etwa auf der Hälfte jeder Horizontalablenkung abgeschaltet, wenn er nicht aufgrund der Erreichung des Zählwerts von 15 bereits früher abgeschaltet wird.

Während dieses Anfangsabschnitts jeder Horizontalablenkung ist das PH1-Signal auf der Leitung 104 auf einem hohen Pegel, so daß das Phase 2-Signal auf den Leitungen 112 auf einem niedrigen Pegel ist. Dadurch wird die Leitung 114 auf einem niedrigen Pegel gehalten, wodurch der Transistor 116 ge sperrt gehalten wird. Am Ende dieser Anfangsperiode, wenn das Signal auf der Leitung 104 auf den niedrigen Wert ab fällt, wird das Signal auf der Leitung 112 auf den hohen Wert angehoben. Wenn keine Übergänge während der Anfangs periode dieser Horizontalablenkung festgestellt wurden, ruft die Kombination aus Invertern 118 und einem NAND- Gatter 120 ein Signal auf einem niedrigen Pegel (L-Signal) auf der Leitung 122 hervor, welches das NAND-Gatter 124 abschaltet und außerdem die Leitung 114 über die Diode zwischen den Leitungen 114 und 122 auf einem L-Wert hält. Wenn andererseits Übergänge während des Anfangsabschnitts der Horizontalablenkung festgestellt wurden, so kommt die Leitung 122 während des restlichen Abschnitts der Horizontal ablenkung auf einen H-Wert (wie die Leitung 112) wodurch der Transistor 116 über den Widerstand 124 offen gesteuert wird. Gleichzeitig liefern monostabile Multivibratoren 126 und 128, die als ein relativ hochfrequenter Oszillator geschaltet sind, ein Abwärtstaktsignal über die Leitung 130 an das NAND-Gatter 124. Da die anderen drei Signale zum NAND-Gatter jetzt in einem Freigabezustand sind, zählt der Zähler 108 jetzt von irgendeinem in ihm während des An fangsabschnitts der Horizontalablenkung gespeicherten digitalisierten Wert aus abwärts, wobei der Transistor 116 offen gesteuert bleibt. Dies zieht die BAS-Signalleitung 90 auf einen H-Wert oder einen hellen Zustand, wodurch ein Stab (ein Teil des oben beschriebenen Stabdiagramms) auf der rechten Seite der Monitoranzeige gebildet wird, dessen Länge dem während des Anfangsabschnitts der Horizontalablenkung ge speicherten Zählwert proportional ist. Wenn der Zähler 108 wieder bis auf Null abwärts zählt, so erkennt die Kombination aus den Invertern 118 und dem NAND-Gatter 120 den Zählwert Null und schaltet das NAND-Gatter 124 dadurch ab, daß die Leitung 122 auf einen L-Wert getrieben wird, der ebenfalls den Transistor 116 sperrt. Daher wird das BAS-Signal während der Anfangsphase jeder Horizontalab lenkung digitalisiert und gespeichert, um ein digitalisiertes 4-Bit-Ausgangssignal D0 bis D3 zu entwickeln. Das digitalisierte Signal wird während des restlichen Abschnitts der Horizontalablenkung auf Null abwärts gezählt, um das BAS- Signal durch die Erzeugung eines Signals zu ändern, das einen Abschnitt eines Stabdiagramms entsprechend der Digital umsetzung des entsprechenden Abschnitts des Bildes des Flaschenkennzeichnungsfeldes darstellt. Dies ist in Fig. 6 gezeigt, bei der torgesteuerte Taktgeber in Verbindung mit dem Amplitudensieb eine Abwärtszählung für den Aufwärts- Abwärts-Zähler hervorruft und gleichzeitig den Stabgenerator treibt, der das BAS-Signal auf der Leitung 90 ändert.

Im folgenden wird auf Fig. 8 (in Verbindung mit Fig. 6) Bezug genommen, in der weitere Einzelheiten der Anordnung zum Digitalisieren und Ankoppeln des Videosignals an den S-100 Bus gezeigt wird. Das PH1-Signal auf der Leitung 104 wird an einen monostabilen Multivibrator 132 angelegt, der als Vertikalsynchrondetektor wirkt und einen Zähler 134 bei Feststellung des vertikalen Synchronsignals im BAS-Signal rücksetzt. Der monostabile Multivibrator 132 hat eine Rücksetzzeit die etwa gleich der 1½fachen Zeit der Horizontalabtastzeit ist, so daß er immer gesetzt bleibt, mit Ausnahme des Vertikalrücklaufs. Der Zähler 134 erhält andererseits das horizontale Synchronsignal auf der Leitung 104, so daß er bei Rücksetzen 12 nichtsichtbare Zeilen des nachfolgenden Halbbildes (gerades oder ungerades Halbbild) auszählt, worauf das Löschsignal am Flipflop 136 entfernt wird. Das Flipflop 136 hält auch das horizontale Synchronsignal auf der Leitung 104 als Taktsignal und ist so geschaltet, daß es eine "geteilt durch 2"-Funktion erfüllt, um auf der Leitung 138 ein Ausgangssignal zu entwickeln, das eine gerade Abtastzeile im Halbbild (ungerade oder gerade) anzeigt. Das Ausgangssignal des "geteilt durch 12"-Teilers 134 liefert einen Stabimpuls, der, wie nachfolgend zu sehen ist, an den Computer angelegt wird, um einen Beginn des Teilbildsynchronisationssignals hervorzurufen. Der Vertikal synchrondetektor (monostabiler Multivibrator 132) ist ferner mit einem Zähler 140 verbunden, der eine "geteilt durch 6"- Funktion hat, um eine 10 Hz Impulsfrequenz auf die Leitung 142 zu legen, deren Funktion nachfolgend beschrieben wird.

Wenn eine Flasche die Targetposition erreicht, so wird ein Targetschaltsignal auf der Leitung 144 erzeugt, das entsprechend der Darstellung in Fig. 8 mit dem geraden Signal auf der Leitung 138 kombiniert wird, um ein DFLSH-Signal auf der Leitung 146 zu entwickeln. Dieses "bestimme Blitz"- Signal treibt den Strobe nicht aktiv, sondern ist statt dessen mit dem Stift 93 des S-100 Bus über Verriegelungs schaltungen 148 und 3-Zustands-Puffer 150 (Fig. 9) gekoppelt. Das Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung 148, das dem DFLSH-Signal entspricht, wird als S Kennzeichen bezeichnet, das mit dem horizontalen Synchronsignal vom Flipflop 152 kombiniert wird, um auf der Leitung 154 das Strobe-Signal auszulösen. Gleichzeitig wird die anfangs durch das Target signal gesetzte Verriegelungsschaltung 156 rückgesetzt und eine entsprechende Verriegelungsschaltung 158 rückgesetzt, deren Funktion nachfolgend beschrieben werden wird. Da es eine Kombination aus dem Targetsignal und dem "geraden" Signal, d. h. dem geraden Zeilenabtastsignal, ist, die das DFLSH-Signal hervorruft und da das Strobe-Signal im wesentlichen durch die Kombination aus dem DFLSH-Signal und dem Horizontalsynchronsignal getrieben wird, ist zu sehen, daß die Anordnung tatsächlich während des Horizontalrücklaufs der ersten geraden Zeilenabtastung ausgelöst wird und endet, nachdem das Targetsignal eingeht. Da der Strobe-Blitz sehr schnell ist, ist der Blitz beendet, bevor die nächst (un gerade) Abtastzeile beginnt, so daß Daten auf den Leitungen D0 bis D3 mit Beginn der nächsten ungeraden Zeilenabtastung in den Computer eingetastet werden können. Die Leitungen D0 bis D3 sind ebenso wie das Startsignal STR mit dem S-100 Bus über die Verriegelungsschaltung 148 und Puffer 150 verbunden. Daher kann der Strobo- bzw. Stroboskopblitz während des Horizontalrücklaufs nach irgendeiner geraden Zeilenabtastung in entweder einem geraden oder ungeraden Halbbild gezündet werden, worauf alle 240 digitalisierten Halbbildzeilen über den S-100 Bus in den Speicher eingelesen werden.

Offensichtlich werden generell die 240 Zeilen in jedem Halbbild (gerade oder ungerade) vertikal um eine Zeile im Vergleich mit dem anderen Halbbild verschoben, was bei einem 15,24 cm Sichtfeld eine Vertikalverschiebung von etwa 0,635 mm bedeutet. Da der Stroboskopblitz nach jeder geraden Horizontalablenkung in einem Halbbild auftreten kann, kommt ein erster Teil der eingelesenen Zeilen von einem Halbbild und der Rest vom nächsten oder entgegenge setzten Halbbild. Dies kann natürlich dadurch vermieden werden, das der Strobo- bzw. Stroboskopblitz nur während des Vertikalrücklaufs ausgelöst wird (vor dem Zeitpunkt kann sich die Targetflasche in einem Hochgeschwindigkeitssystem beträchtlich bewegen), oder daß die Datenaufnahme auf Halbbilder einer Art (entweder ungerade oder gerade) beschränkt werden könnte, obwohl dies eine Kamera hoher Nachleuchtdauer (oder spezieller Konstruktion mit Abtastung nur eines Halbbildes) erforderlich machen würde, wenn nicht die Strobo-Auslösung ähnlich verzögert würde. Es kann jedoch angenommen werden, daß das zuvor beschriebene Schema, bei dem der Strobe im wesentlichen unmittelbar ausgelöst wird und Daten sofort eingelesen werden, obwohl jeweils Teile von verschiedenen Halbbildern kommen können, vorzu ziehen ist, da dieses Schema besser zum Hochgeschwindigkeits betrieb paßt und die Verwendung einer herkömmlichen Video kamera ermöglicht. Da außerdem die Kennzeichnungsfeldniveaus auf Flaschen eines vorgegebenen Typs in ihrer Höhenlage stark schwanken können, fällt die im Vergleich hierzu relativ geringe Verschiebung von ± einer Zeile von Halbbild zu Halbbild nur sehr wenig ins Gewicht und stellt tatsächlich nur 50% eines der Verschiebungs schritte dar, die entsprechend der vorstehenden Beschreibung dazu verwendet werden, den Höhenunterschieden zwischen einer Bibliothekstabelle und einer Targettabelle entgegen zuwirken. (Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Daten stets eingelesen mit Beginn auf einer ungeraden Zeilenabtastung, da die Daten tatsächlich im Speicher als zwei 4-Bit-Binärzahlen gespeichert sind, die ein 8-Bit-Daten byte ergeben, d. h. Speicherung von zwei Abtastzeilen von Daten pro Speicheradresse.)

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 werden im folgenden andere Aspekte der dort gezeigten Schaltung beschrieben. Wie oben angegeben, ist das Signal auf der Leitung 144 das Targetschaltsignal (MSCAN), das von einem ein Trigger signal über einen Optoisolator entwickelnden geeigneten Fühler erzeugt wird, wenn eine im Transportsystem befindliche Flasche die Targetposition erreicht. Zusätzlich können jedoch äquivalente Signale von zwei anderen Quellen abgeleitet werden. Insbesondere kann ein externer 3-Stellungsschalter 160 dazu verwendet werden, Leitungen 162 und 164, die normalerweise von den dargestellten Anhebewiderständen auf dem H-Pegel gehalten werden, zu erden. Wenn die Leitung 162 auf den L-Pegel gezogen wird, wird das NAND-Gatter 166 freigegeben, so daß das 10 Impulse pro Sekunde-Signal auf der Leitung 142 über das NAND-Gatter 166 und das NOR-Gatter 168 an das Flipflop 158 angelegt wird, welche das XFLSH-Signal auf der Leitung 154 zum Treiben des Strobe entwickelt. Im Ergebnis wird diese Schalterstellung als Testposition benutzt, d. h. durch Einsetzen einer Flasche an der Targetposition und Bewegen des Schalters 160 in diejenige Stellung, bei der die Leitung 162 geerdet ist, zeigt der Monitor 52 (Fig. 1) fort laufend das Bild der Flasche im linken Sichtschirmteil und das entsprechende Stabdiagramm auf der rechten Seite an.

Eine perfekte Positionierung der Flasche in der Targetposition ist nicht erforderlich, da derjenige Teile jeder horizontalen Abtastzeile, der der Digitalumsetzung des Flaschen-Kennzeich nungsfeldes dient, im Gegensatz zu der Stabdiagrammerzeugung nach dem Bild auf dem Monitor beträchtlich breiter als eine Flasche in der Targetposition ist. Wenn der Schalter 160 andereseits in derjenigen Stellung ist, bei der die Leitung 164 geerdet ist, wird das NAND-Gatter 170 freigegeben, so daß ein Bilbliotheks-Abtastsignal LSCAN über das NAND- Gatter 170 und NOR-Gatter 168 zum Triggern des Flipflops 158 angelegt wird, wobei auch das XFLSH-Signal zur Ansteuerung des Strobe auf der Leitung 154 entwickelt wird. (Das LSCAN-Signal ist, wie nachfolgend gezeigt wird, ein computer erzeugtes Signal, das während des Vorgangs der Erzeugung und Speicherung der Bibliothekstabelle verwendet wird. Da der Computer der Rasterabtastung gegerell folgt, kann das LSCAN- Signal mit jedem Halbbild so synchronisiert werden, daß das festgestellte Blitzsignal DFLSH auf der Leitung 46 mit dem Startimpuls zum Computer STR auf der Leitung 172 synchronisiert ist).

In Fig. 9, auf die im folgenden Bezug genommen wird, ist das Schaltbild der Eingabe/Ausgabe-Logik der Digitalisier einrichtung gezeigt. In dieser Figur sind verschiedene Stiftzahlen angegeben, ebenso wie eine Identifizierung des Signals auf der entsprechenden Leitung. So sind bei spielsweise die Eingänge zu dem 6-Bit-Komparator 174 mit A2 bis A7 bezeichnet; die Signale auf diesen Eingängen stellen die oberen sechs Bits einer 8-Bit-Adresse dar. Diese Signale sind ebenfalls durch Stift- oder Anschluß nummern 81, 31, 30, 29, 82 bzw. 83 identifiziert. Diese Anschlußnummern und die Adressensignale A2 bis A4 sind Standard S-100 Stiftbezeichnungen. In ähnlicher Weise sind die zwei niedriger bewerteten Bits A0 und A1 der 8-Bit- Adresse an die S-100 Bus Anschlüsse 79 und 80 angelegt.

Die Signale PDBIN, SINP, PWR und SOUT sind ebenfalls Standard S-100-Bussignale. PDBIN ist das Befehls/Steuersignal, das im H-Zustand Daten auf dem DI-Bus aus dem gerade adressierten Speicher oder Eingabe/Ausgabe-Gerät anfordert. SINP ist ein Status-Ausgabesignal, das im H-Zustand anzeigt, daß der Adressenbus die Adresse eines Eingangsbauelements enthält und die Eingangs- bzw. Ein gabedaten auf den Datenbus gegeben werden sollten, wenn PDBIN aktiv ist. PWR ist das Befehls/Steuersignal-Aus, das in einem niedrigen Zustand das Vorhandensein gültiger Daten auf dem Datenausgabebus für Speicher-Einschreiben oder Eingabe/Ausgabe-Bauelement-Ausgabe anzeigt. SOUT ist ein Status-Ausgangssignal, das im H-Zustand anzeigt, daß der Adressenbus die Adresse eines Ausgangsbauelements und der Datenbus die Ausgangsdaten enthält, wenn PWR aktiv ist. Ebenfalls in Fig. 9 sind die Verbindungen für DO0, DO4 bis DO7 und DI0 bis DI7 gezeigt, wobei die DO-Signale Datenausgabesignale und die DI-Signale Dateneingabesignale darstellen. (Die Worte "Eingabe" und "Ausgabe" beziehen sich bei dieser Konvention auf Computersignale, die Aus gabesignale DO0 und DO4 bis DO7 stellen Computer-Ausgabe signale oder Eingabesignale für die I/O-Logik nach Fig. 9 dar, und die Dateneingabesignale DI0 bis DI7 stellen Ausgabesignale der Schaltung nach Fig. 9 dar, welche für den Computer Eingabesignale sind.)

Der 6-Bit-Komparator 174 stellt in der angegebenen Schaltung die Dezimaladressen 32 bis 35 fest, die Adressenleitungen A0 bis A1 sind getrennt und dienen der Adressenergänzung. Insbesondere stellen NAND-Gatter 176 und 178 Adressen 32 und 33 fest, und ihre Ausgangssignale fallen stets dann auf einen niedrigen Pegel, wenn die niedrig bewerteten acht Adressen-Busleitungen einen Zählwert von 32 oder 33 enthalten. Da der vollständige Adressenbus aus 16 Leitungen oder 16 Bits besteht, werden die dekodierten Ausgangssignale bei jedem von 252 Segmenten des gesamten 64 K-Adressenbereichs aktiv. Jedes oder alle dieser Segmente kann oder können während der Programmausführung adressiert werden. Bei einem I/O-Anschluß-Zugriff werden nur acht Bits der Adresse gebraucht, und die Adresse wird auf den oberen und unteren Hälften des Adressenbus dupliziert. Dies geschieht zur besseren Verteilung der Adressenbusbelastung in Systemen mit vielen I/O-Bauelementen.

Die beiden Statussignale SINP und SOUT definieren, wann der Adressenbus I/O-Adressen enthält. SINP zeigen eine Eingangs (inport-) Adresse und SOUT zeigt eine Ausgangs- (outport-) Adresse. Zusätzlich definieren zwei Prozessorsignale, wann Daten gültig sind; insbesondere zeigt PDBIN an, daß die Inport-Adresse die Dateneingangsleitung ansteuern soll, und PWR zeigt, daß die Daten auf den Datenausgangslei tungen zu einem Ausgang (outport) gültig sind. NAND- Gatter 180 und 182 lösen die zugehörigen Funktionspaare und erzeugen die Signale IN und OUT. Diese Signale sind generell und treten bei jeder Eingangs- oder Ausgangs befehlsausführung unabhängig von der Adresse auf. NAND- Gatter 184, 186 und 188 entwickeln die speziellen Steuer signale für die Anschlüsse 32 IN, 33 IN und 33 OUT.

Das obengenannte Flipflop 148 wird unmittelbar vor Beginn der Video-Abwärtszählung von der Vorderflanke des Phase 2- Signals getaktet. Die Ausgänge D0 bis D3 stellen den akkumulierten Videozählwert für die laufende TV-Abtastung dar, wie oben beschrieben wurde. DFLSH zeigt an, daß das Stroboskoplicht während der nächsten Horizontalsynchronzeit blitzt. An der Ausgangsseite wird SFLAG gesetzt und zeigt dem Prozessor an, das das nächste Datenbyte den ersten gültigen Wert zur Entwicklung einer Targettabelle darstellt. STR zeigt den Beginn eines TV-Halbbildes an und ist ausgangsseitig mit FFLAG bezeichnet; es ermöglicht dem Prozessor die Synchronisation einer Zeilenzählung mit der TV-Kamera. Für synchronisierte Abtastungen (10PPS oder LSCAN entsprechend den Erläuterungen in bezug auf Fig. 8) er scheinen die S und F Kennzeichen in demselben Byte.

Hex Bustreiber 150, 190 und 192 werden von den Eingangs ports zur Ansteuerung der Datenleitungen verwendet. Diese Bauelemente sind in Vierfach- und Dualgruppen mit jeweils eigenem Steuereingang verteilt. Die beiden Vierfachgruppen 150 und 190 treiben die Videowörter auf den Dateneingabe bus. 33IN ist ein Steuersignal, das die Treiber freigibt, wenn es auf niedrigem Pegel ist. 33IN ist auch mit dem CLR-Anschluß von Flipflop 194 verbunden. Dieses Flipflop wird durch Phase 2 gesetzt, wenn ein neues Byte in das Hex D Flipflop 148 geladen wird. Sein Q-Ausgang dient als aktives L-Zustandsbit, das auf die Dateneingabeleitung DI0 gegeben wird, wenn 32IN auf einem L-Pegel ist. Das Statusbit wird aktiv, wenn ein neues Datenbyte zur Verfügung steht, und es wird gelöscht, wenn das Datenbyte vom Prozessor eingelesen wird. Inport 32 ist ein gemeinsamer Statusport bzw. -eingang auch für andere Bits, der zur Verwendung durch andere Systemelemente als Antwort auf einen Inport 32, gelesen vom Prozessor, zur Verfügung steht.

Ein zweites Hex D Flipflop 194 dient zur Registrierung der Daten für Outport 33. DO0 ist das LSCAN-Signal und DO4 bis DO7 ist die 4-Bit-Tornummer für die letzte Korrelation. Die Tornummer-Bits sind von Optoisolatoren 196 getrennt und geben eine isolierte 4-Bit-Binärzahl zum Transportsystem, um sechzehn Tor- bzw. Gateauswahlen für die Sortierung von bis sechzehn unterschiedlichen Arten von Flaschen zu dekodieren. Wenn auch das System in der Lage ist, sogar noch mehr unterschiedliche Flaschen zu sortieren, ist sechzehn mehr als genug für praktisch alle Anwendungsfälle, da die meisten mechanischen Flaschenhandhabungssysteme auf weit weniger unterschied liche Flaschen beschränkt sind. Obwohl das System die Möglichkeit bietet, bis zu 63 Bibliothekstabellen zu speichern, sieht die bevorzugte Art der Verwendung des Systems vor, daß zwei Ansichten jedes Typs einer zu erkennenden Flasche in der Bibliothek gespeichert sind, insbesondere eine "0°-" Ansicht und eine "90°-" Ansicht. Daher würde die 63 Bibliothekstabellen-Kapazität in solch einem Fall auf eine 31-Flaschen-Kapazität reduziert und kann noch weiter reduziert werden, wenn zusätzliche An sichten der Flasche verwendet werden.

Aus Fig. 1, auf die kurz zurückgekommen wird, ist zu sehen, daß der Korrelator 56 sowie die Zentraleinheit 50 und der direkte zugreifbare Speicher 54 alle mit dem S-100 Bus in Verbindung stehen. Da der Nenner des Korrela tionskoeffizientenbruchs der größte Gesamtzählwert aus den Gesamtsummenwerten für die Targettabelle und die Bibliothekstabelle ist, werden die Gesamtsummenzählwerte durch summieren aller Zeilenabtastwerte für eine Tabelle be rechnet. Diese Zählwerte werden vom Computer jedesmal dann erzeugt, wenn eine Flaschenansicht digitalisiert ist, da offenbar die gesamte benötigte Information über den S-100 Bus zur Verfügung steht. Die Überlappungs zählung wird jedoch durch die Überlappungszähllogik auf der Korrelatorplatte 56 gesetzt, welche den höchsten Über lappungswert der sechzehn Durchläufe bildet. Dieser höchste Zählwert wird danach über den S-100 Bus zum Pro zessor übertragen, der den Überlappungszählwert danach durch den größeren Summenzählwert dividiert, um den Korrelationskoeffizienten zu bilden. Dieses Verfahren wird für 63 Bibliothekstabellen wiederholt, wobei der höchste der 63 Korrelationskoeffizienten die "selektierte" Flasche bestimmt. Wenn zwei Ansichten derselben Art von Flasche als getrennte Bibliothekstabellen gespeichert wurden, so identifiziert der Computer eine dieser Bibliothekstabellen, die für diese Flasche selektiert wurde oder, genauer gesagt, es wird die Steuerung für den dieser Flasche zugehörigen Abgabeförderer selektiert. Wie oben beschrieben, wird das die selektierte Flasche darstellende Ausgangssignal auf den Ausgangsleitungen DO4 bis DO7 (vgl. Fig. 9) auf den S-100 Bus zur Dekodierung und Steuerung des Transport systems gegeben. In dem hier für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschriebenen Transportsystem wird eine Flasche an der Targetposition identifiziert, während deren Freigabe je nach Identifizierung der Flasche und Lage des zugehörigen Abgabeförderers eine gewisse Zeit später stattfindet. Demgemäß kann entweder der Prozessor so programmiert sein, daß er das die Flasche identifizierende Ausgangssignal für eine vorgegebene Anzahl von Targetschalt signalen MSCAN verzögert (bevorzugte Methode), oder es kann eine gewisse Verzögerung an der Ausgabetorsteuerung vor gesehen werden.

Bei einem langsamen System könnte die Funktion des Korrelators unter Programmsteuerung durch den Prozessor 50 erfüllt werden. Wegen der Zahl der durchzuführenden Rechenoperationen wird bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel jedoch die Korrelatorkarte verwendet, welche diese Berechnungen mit extrem hoher Geschwindigkeit durchführt, so daß eine sehr hohe Operationsgeschwindigkeit des Flaschensortierers möglich ist. Insbesondere ist das Prototypkamera-Elektronik system in der Lage, die Flaschen mit einer Geschwindigkeit von 600 pro Minute zu sortieren, wobei nur geringfügige Abwandlungen zu 1200 Flaschen pro Minute führen könnten, wenn man ein mechanisches Flaschenhandhabungssystem für solche Betriebsgeschwindigkeiten bauen könnte.

Es ist vielleicht am besten, in Blockschaltbildform die Überlappungszählerlogik des Korrelators zu beschreiben und gleichzeitig dessen Einzelschaltungen anzugeben. Die Fig. 10 bis 13 zeigen die generellen Blockschaltbilder und die Organisation des Korrelators, während die Fig. 14 bis 17 dessen Detailschaltungen zeigen. In Fig. 10 ist ein allgemeines Blockschaltbild des Korrelators zu sehen. Ein 8K×8 Speicher 198 mit direktem Zugriff ist über Empfänger 200 und Treiber 202 derart mit dem S-100 Bus verbunden, daß Daten von und zu dem Bus ausgetauscht werden können. Bei dem beschriebenen Aus führungsbeispiel sind die einzelnen Speicherkomponenten AM9124s, wie typischerweise in Fig. 17 gezeigt ist. Auch zeigt Fig. 17 die allgemeinen Anschlüsse des AM9124s zur Gewinnung einer 8K-Byte-Speicherkapazität. Die Empfänger 200 sind in Fig. 17 ebenso wie die Treiber 202 zu sehen. Der Speicher ist ebenfalls mit dem Überlappungszähl generator 204 (Fig. 10) gekoppelt, um Daten zur Berechnung einer Überlappungszählung anzulegen. Das Ausgangs signal des Überlappungszählers ist seinerseits an die beiden I/O-Anschlüsse (ports) angeschaltet, die zur Über tragung jeder Überlappungszählung über eine Standard anschlußschnittstelle dienen. Der Überlappungszähl generator 204 kann auch Daten direkt vom S-100 Bus auf nehmen, und zwar über Empfänger 200. Die Speicheradresse wird an den S-100 Bus über Empfänger 208 angelegt, die von einer Adressensteuerung 210 gesteuert sind. Der 8K- Bytespeicher 198 sorgt für die Speicherung von 64 Tabellen mit jeweils 128 Bytes, wobei jede Tabelle 240 Abtast zählungen mit jeweils 4 Bits enthält. Die Abtastzählungen sind zwei pro Byte gepackt und erfordern daher 120 Bytes für jede Tabelle. Die restlichen 8 Bytes jeder Tabelle halten den Gesamtwert, die Flaschen- und Tornummer. Es gibt selbstverständlich noch einen zusätzlichen Speicher mit direktem Zugriff für allgemeinen Gebrauch durch den Prozessor, der in Fig. 10 nicht gezeigt ist.

Die generelle Speicherorganisation des Speichers 198 gemäß Fig. 10 ist dem Blockschaltbild gemäß Fig. 11 und den Einzelschaltungen der Fig. 14 bis 17 zu entnehmen. Der S-100 Bus liefert siebzehn Adressenleitungen, acht Dateneingabeleitungen, acht Datenausgabeleitungen und einige Steuerfunktionen. Zusätzlich zu dem 8K-Speicher auf der Korrelatorplatte sind sieben andere 8K-Byte-Speicher ähnlicher Organisation irgendwo angeordnet. A0 bis A12 adressieren einen der 8K-Speicherplätze in jedem 8K-Speicher (die Dekodierung erfolgt auf dem Chip), wobei A13 bis A15 zum Dekodierer 212 gekoppelt sind, um ein voll dekodiertes 1-aus-8-Ausgangssignal zu schaffen. Der Dekodierer 212 ist auf jeder Speicherkarte anders angeschlossen, so daß nur ein 8K-Speicher zu jeder Zeit ansteuerbar ist, d. h. Adressenbits A13 bis A15 bilden die 8K-Speicheransteuerbits. Es ist ferner aus Fig. 14 zu sehen, daß Adressenbits A10 bis A12 die Chipauswahl innerhalb eines 8K-Speichers bewirken, während Speicheradressenbits MA0 bis MA9 eines aus den 1024 4-Bit-Wörtern in jeder Zeile des angesteuerten Speichers auswählen. Ferner ist ein 8-Bit-Datenbus MD0 bis MD7 vorgesehen, der den Datenweg für jede Lese- oder Schreiboperation des Speichers aufgrund einer Schreibsteuerleitung zu jeder Zeile bildet. Der Datenbus ist zum Überlappungswertgenerator gezogen und der Adressenbus ist vom Adressensteuerabschnitt 210 gemäß Fig. 10 ansteuerbar. Die Funktion FB verhindert den gleichzeitigen Zugriff zum Speicher, d. h. wenn FB=1, kann nur der Z80 Prozessor mit dem Speicher in Verbindung treten, während bei FB=0 nur die internen Funktionen mit dem Speicher kommunizieren können.

Fig. 12 (ebenso wie Fig. 15 und 16) zeigt die Elemente des Adressensteuerabschnitts. Drei Zähler sind vorgesehen, nämlich der Abtastzähler 214 (K0 bis K7), der Präzeßzähler 216 (P0 bis P3) und der Tabellenzähler 218 (K8 bis K15).

Ein 8-Bit-Addierer 220 ist vorgesehen, der die Addition der Verschiebung (oben beschrieben) zum Abtastzähler ermöglicht. Selektoren 222 und 224 sind vorgesehen, um (a) die umgeänderte Abtastzählung oder die Präzessionsabtastzählung; und (b) die Targettabelle (Tabelle 0) oder die Bibliothekstabelle auszuwählen. Diese Selektoren treiben den Speicheradressenbus (MA00 bis MA12).

Die Tabellen- und Präzessionsauswahl wird von den Signalen K0 und P3 gesteuert. Um die einzelnen Abtastzeilen zu vergleichen, muß der Abtastzeilenzählwert sowohl einer Targettabelle als auch einer Bibliothekstabelle zum Überlappungszählgenerator übertragen werden. Dies geschieht durch zwei Zugriffe zum Tabellenspeicher. Bei einem Zyklus (K0=0) wird ein Abtastzählwert von einer der Tabellen für die Übertragung zum Überlappungszählgenerator adressiert. Bei dem anderen Zyklus (K0=1) wird ein Abtastzählwert aus der Präzessionstabelle zum Überlappungszählgenerator übertragen. Die Durchlaufnummer, die in der Tabelle unten gezeigt ist, ist gleich dem Wert des Präzessionszählers 216. Bei den ersten acht Durchläufen (P3=0) wird der Präzessionszählwert zu den Bibliothekstabellen hinzugefügt, und bei den zweiten acht Durchläufen (P3=1) wird der Präzessionszählwert der Targettabelle hinzuaddiert. Die folgende Tabelle zeigt die Auswahl von Tabellen und Präzessionsadditionen als Funktion von K0 und P3.

Die Abtastzeilenadresse wird von K1 bis K7 erzeugt. Die Abtastzeilen werden in Folge adressiert, bis das Ausgangssignal des Addierers 220 auf 120 kommt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Operationen im Überlappungszählgenerator für diesen Durchlauf abgeschlossen, und die Präzessionszählung des Präzessionszählers 216 wird um Eins weitergeschaltet. Nach Beendigung von sechzehn Durchläufen wird der Präzessionszähler auf Null rückgesetzt und Eins zum Tabellenzähler (K8 bis K15) addiert. Gleichzeitig überträgt der Überlappungszählgenerator einen ausgewählten Überlappungszählwert zum Z80. Der Vorgang wird danach für die nächste Bibliothekstabelle wiederholt und automatisch bis zur Bibliothekstabellennummer 63 fortgeführt; dann wird der Prozeß angehalten und so lange nicht wiederaufgenommen, bis er vom Z80 Programm wieder initiiert wird.

Zwei Steuerflipflops 226 (FA) und 228 (FB) dienen als System-Zeitgeber. Zusätzlich liefern drei externe Signale (i) ein vier mHz Taktsignal XCL, (ii) ein Rücksetzsignal XRS und (iii) ein Startsignal XST. Das Rücksetzsignal XRS setzt FB und setzt die Zählerstufen K7 bis K15 rück. Ist FB gesetzt, setzt es seinerseits FA und setzt K0 bis K7, P0 bis P3, AC0 bis AC11 und OR0 bis OR11 zurück. Diese Bedingung bleibt bis zum Empfang des ersten XST, das FB rücksetzt. Dies macht für K0 bis K7 den Beginn der Zählung möglich und leitet sechzehn Durchläufe ein, bei denen jeweils eine Überlappungszählung zwischen Tabelle 0 (der Targettabelle) und Tabelle 1 (der ersten Bibliothekstabelle) berechnet wird. Am Ende des sechzehnten Durchlaufs überträgt ein Signal LDP den Inhalt des Überlappungszählregisters zu zwei 8-Bit-Ausgangsanschlüssen bzw. -ports. Gleichzeitig wird FB gesetzt und sperrt eine weitere Verarbeitung. Sobald Z80 die Überlappungszählung hat und zu einer benötigten Information aus den Tabellen zugegriffen hat, gibt er ein zweites XST Signal aus. Diese Folge wird fortgesetzt, bis die Targettabelle mit allen 63 Bibliothekstabellen verglichen ist. Daher setzt der Startimpuls XST FB rück, das den Zähler K0 bis K7 freigibt. FA wird mit einer abfallenden Flanke des ersten K0 Impulses gesetzt. FA dient zur Erzeugung von ACL (dem Akkumulatortakt), der teilweise akkumulierte Zählwerte zu AC0 bis AC11 addiert. Ein Gatter 230 (Fig. 12) stellt ein Ausgangssignal des Addierers 220 von 120 fest, und am Ende dieses Zyklus wird FB eingeschaltet.

Der letzte ACL Takt beim Zählwert 120 addiert zum Akkumulator die letzte partielle Zählung, die während der ersten Hälfte des Zählwerts 120 erzeugt worden ist. Danach werden der Akkumulator und der Überlappungszählwert verglichen, und wenn der Akkumulator größer ist, wird dessen Wert in den Überlappungszähler mit der Vorderflanke von FA eingeführt. Wenn der Zählwert vom Addierer den Wert 124 erreicht, wird die Funktion PCL erzeugt. PCL dient zum Rücksetzen von K0 bis K7, addiert Eins zum Präzessionszähler und setzt den Akkumulator zurück. Dies löst den zweiten Durchlauf aus. Bezüglich der Beziehung von K0 und ACL: Während des Zählwerts Null lädt die Vorderflanke von K0 das unmodifizierte Register RB0 bis RB7. An der Rückflanke von K0 wird das Präzessionsregister RA0 bis RA7 geladen. Ein Taktimpuls (250 Nanosekunden) später lädt die erste ACL-Takt-Flanke den ersten partiellen Zählwert in den Akkumulator.

Die Zeitgabe für den letzten der sechzehn Durchläufe ist ähnlich der Zeitgabe für die ersten Durchläufe, mit wenigen Ausnahmen. Bei Beginn zeigt der Addiererzählwert den Präzessionswert von 7, da der Präzessionszähler sich bei dem Zählwert von 15 befindet. Am Ende des Durchlaufs bewirkt LDT (die Ausführungsfunktion des Präzessionszählers), daß der Inhalt des Überlappungszählers zu den zwei 8-Bit-I/O-Ports übertragen wird. LDP gibt auch FB frei zum Setzen durch die Rückflanke von PCL. Sobald FB gesetzt ist, wird der Prozeß angehalten.

Das 63. XST initiiert die letzte Folge von sechzehn Durchläufen. Der von K8 bis K15 dargestellte Tabellenzählwert wird auf den Zählwert 64 an der Vorderflanke von LDP fortgeschaltet. Der Ausgang K14 wird auf das hochbewertete Bit des zweiten IO-Ports gebracht und zeigt dem Computer an, daß alle 63 Überlappungszählungen erzeugt worden sind.

Das Blockdiagramm gemäß Fig. 13 und die Detailschaltung gemäß Fig. 15 zeigen die Komponenten des Überlappungszählgenerators.

Zwei 8-Bit-Tabellenregister 232 sind vorgesehen, von denen eines zum Halten eines Speicherworts aus der Präzessionstabelle und das andere zum Halten eines Speicherworts aus der unmodifizierten Tabelle dient, wobei natürlich jedes Speicherwort zwei 4-Bit-Abtastzeilenzählungen enthält.

Diese Register sind mit zwei 4-Bit-Komparatoren 234 und 236 gekoppelt, von denen einer die Größe der beiden geradzahligen Abtastzeilenzählwerte (d. h. Komparator 236) und der andere (Komparator 234) die beiden ungeradzahligen Abtastzeilenzählungen vergleicht. Der Komparator 236 steuert einen Selektor 238, und der Komparator 234 steuert einen Selektor 240, wobei jeder der Selektoren zur Auswahl der niedrigeren Zählwerte verwendet wird. Der niedrigere Zählwert der beiden geradzahligen Abtastzeilenzählungen und der niedrigere Zählwert der beiden ungeradzahligen Abtastzeilenzählungen werden zu einem 4-Bit-Addierer 242 übertragen, wo ein partiell akkumulierter Zählwert erzeugt wird.

Während eines einzelnen Durchlaufs zwischen der Targettabelle und der Bibliothekstabelle können bis zu 120 partielle Zählungen erzeugt werden. Diese partiellen Zählungen werden von dem 12-Bit-Addierer 244 als Signale S0 bis S11 und von dem 12-Bit-Akkumulator 246 als Signale AC0 bis AC11 akkumuliert. Am Ende jedes Durchlaufs wird der vom Akkumulator 246 gehaltene Wert mit dem im Überlappungszählregister 248 enthaltenen Wert von einem 12-Bit-Komparator 250 verglichen. Wenn der Akkumulatorwert höher ist, wird er zum Überlappungszählregister 248 übertragen. Bei Beginn jedes Durchlaufs wird der Akkumulator 246 auf Null rückgesetzt. Am Ende einer vollständigen 16-Durchlauf-Folge wird der Inhalt des Überlappungsregisters 248 zum Z80 über die beiden I/O-Ports übertragen, und danach wird das Register auf Null rückgesetzt, bevor die nächste Folge beginnt.

Nachdem im Vorstehenden der Betrieb des Systems nach der Schaffung der Bibliothekstabellen beschrieben worden ist, wird im folgenden auf die Programmierung des Systems eingegangen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die elektronischen Schaltungen und der Computer in einem Standardchassis gehaltert, das entweder ein eigenes separates Gehäuse haben kann oder als Einschub ausgebildet ist. Eine Frontplatte für einen typischen Einschub kann die in Fig. 25 gezeigte Ausbildung haben. Die Frontplatte ist durch eine Vielzahl von Schaltern bzw. Tasten, Leuchtanzeigen sowohl zum Überwachen als auch zum Steuern des Systems charakterisiert. Zum Beginn der Programmierung des Systems wird der Betriebsstrom für alle Systemkomponenten, insbesondere für den Computer, die Kamera und die Digitalumsetzschaltung eingeschaltet. Ferner ist es zweckmäßig, den Videomonitor 52 (Fig. 1) zu benutzen, damit man das, was vom System digitalisiert und gespeichert wird, auf dem Videoschirm sehen kann. Bei Anschaltung in einem Produktionssystem tritt das System automatisch in das Programm PRCOG ein, obwohl bei einer realisierten Programmfolge der Eintritt in PRCOG durch Abfragen der Adresse AOOOH und Drücken der Run-Taste 315 erfolgt. Unter diesen Bedingungen leuchtet das CMD-Betriebs-Licht 300 auf, wodurch angezeigt wird, daß das System im Befehlsbetrieb ist; entsprechendes gilt für die "bereit"- Anzeige 302. Gleichzeitig löscht das System unter Programmsteuerung den Tabellenspeicher, so daß unbenutzte Tabellen gelöscht sind, anstatt einen beliebigen Inhalt zu haben. Dies gewährleistet, daß keine willkürlichen Daten im Speicher vorhanden sind, welche das Programm und dessen Ablauf stören könnten.

Der dem EXT-Schalter im linken unteren Bereich der Fig. 8 entsprechende Schalter 304 wird danach auf die zehn PPS Position eingestellt, die gemäß obiger Erläuterungen einen Strobo-Blitz mit kontinuierlicher Frequenz von zehn Impulsen pro Sekunde tastet. Wenn die Videokamera eine einigermaßen richtige Stellung hat, so sollte der Monitor 52 (Fig. 1) die Flasche in der Targetposition auf der linken Schirmseite und ein Stabdiagramm auf der rechten Schirmseite zeigen, wie oben erläutert wurde. Vorzugsweise wird ein Strobo-Blitz mit einstellbarer Intensität verwendet, damit die Strobo-Intensität, die Kameraposition, die Blende und die Scharfeinstellung zur Gewinnung eines scharfen Flaschenbildes von angemessener Größe und ausreichendem Kontrast im linken Teil des Schirms gewonnen wird. Fig. 18, 19 und 20 zeigen Beispiele der Monitoranzeige für 1-Liter-Flaschen, und zwar eine 7UP-Flasche, eine Diet 7UP-Flasche und eine Sprite-Flasche jeweils an der Targetposition. Zu beachten ist, daß unmittelbar rechts von jedem der Flaschenbilder die entsprechenden Stabdiagramme des digitalisierten Kennzeichnungsfeldes angezeigt werden. Insbesondere ist zu beachten, daß die Zahl der Hell-Dunkel-Übergänge beim Abtasten der Wörter "money back bottle" auf den 7Up-Flaschen generell den Maximalzählwert von 15 bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel übersteigt, während andere Teile des Kennzeichnungsfeldes, z. B. die Abtastung des oberen Bereichs des "P" bei den 7UP-Flaschen nur einen oder sehr wenige Übergänge ergibt. Wie ebenfalls in diesen Figuren gezeigt ist, ergeben Flaschenbereiche außerhalb des Kennzeichnungsfeldes generell keine Stabanzeigen auf dem Stabdiagramm (d. h. ein Diagramm von Null entsteht in diesen Bereichen), wodurch erkennbar gemacht wird, daß keine Hell-Dunkel-Übergänge abgetastet wurden. Sobald die Kamera und die Strobo-Einrichtung geeignet eingestellt sind, wird der Digitalisierschalter aus der zehn PPS-Position in die LSCAN-Position umgeschaltet, wodurch das System für die Entwicklung der Bibliothekstabellen in Bereitstellung gebracht wird.

Alle PRGOC-Befehle werden unter Verwendung eines Miniaturkippschalters entlang des unteren Teils der Frontplatte gegeben. Es ist unter Bezugnahme auf Fig. 25 zu sehen, daß es eine Doppelreihe von Hinweisschildern unter beiden Schaltern gibt. Beispielsweise ist der NEXT-Schalter in der unteren Reihe bzw. Zeile auch mit F2 bezeichnet. Dies bedeutet, daß der NEXT-Schalter auch dem Zweck dient, die zweite Funktion der anderen Schalter freizugeben. (In den meisten Fällen gewährt dieses einen Schutz dagegen, daß eine Bedienungsperson ungewollt falsche Dinge in den Tabellenspeicher einführt; indem die zweite Funktion nur durch Betätigen des NEXT-Schalters freigegeben werden kann.)

Alle Befehle, welche den Tabellenspeicher berühren, sind auf der linken Seite der Fronttafel unter dem Oberbegriff "TABLE EDIT" gruppiert. Der erste dieser Befehle ist der CREATE-Befehl, der zur Erzeugung der Bibliothekstabellen dient. Dieser Befehl erfordert auch die Verwendung der vier LABEL INPUT-Schalter 306 an der oberen linken Seite der Frontplatte. Diese Schalter ermöglichen die Identifizierung der Tabelle mit der Tabellennummer (die linken beiden Ziffern), der Tornummer (die dritte Ziffer) und der Flaschennummer (die vierte Ziffer). Die Tabellennummer bestimmt den Tabellenplatz im Tabellenspeicher, während die Tornummer die Maschinenspur bestimmt, in die eine dieser Tabelle zugeordnete und als solche identifizierte Flasche gerichtet wird, d. h. welcher Ausgabeförderer diese Flasche aufzunehmen hat. Generell sollte man normalerweise mehr als eine Ansicht jeder Flasche, vorzugsweise eine direkte Frontansicht auf das Kennzeichnungsfeld und eine 90° gegenüber dieser ersten Position verdrehte Ansicht einspeichern. Daher unterscheidet die Flaschennummer auch Logeingaben für Tabellen, welche dieselbe Tornummer haben, d. h. entweder verschiedene Ansichten derselben Flasche oder verschiedene Ansichten einer oder mehrerer anderer Flaschen, selbst in dem Falle, daß mehr als ein Flaschentyp über einen besonderen Ausgabeförderer abzuführen ist.

Um eine Tabelle herzustellen, sollte man über ein Logblatt zum katalogisieren der Tabellen-, Tor- und Flaschennummern verfügen, da die Bibliothekstabellen gebildet werden, um einen zweckmäßigen Bezug zu dieser Information zu haben, die wenigstens teilweise durch die Kenntnis der gewünschten Tor- und Flaschenkombination vorgegeben ist, um die einlaufende Mischung von Flaschen zu sortieren und die sortierten Flaschen zu den richtigen Ausgabeförderern zu leiten. Sobald das Logbuch hergestellt ist, werden die LABEL INPUT-Schalter so eingestellt, daß sie mit der ersten Logeingabe übereinstimmen. Die entsprechende Targetflasche wird in die Targetposition gebracht, der NEXT-Schalter wird gedrückt, und unter Drücken des NEXT-Schalters wird der CREATE-Schalter betätigt. Dies läßt das Strobo-Licht vierzehnmal blitzen, wobei die sechzehn Bilder digitalisiert, gemittelt und in den Tabellenspeicher an der entsprechenden Stelle für diese Logeingabe eingespeichert werden. Gleichzeitig wird die Flaschennummer und die Tornummer entsprechend der Einstellung durch die LABEL-Eingabeschalter gespeichert und der gesamte Zählwert berechnet und ebenfalls eingespeichert als Ergänzung zur Tabelle. (Jeder Tabellenspeicher hat 128 Bytes, während nur 120 Bytes zur Speicherung der 240 digitalisierten Abtastzeilen jeder Tabelle erforderlich sind.) Wenn bereits eine aktive Tabelle mit derselben Tabellennummer vorhanden ist, erzeugt das System einen Piepton über den Alarmgeber 208 auf der Fronttafel, so daß die aktive Tabelle nicht überdeckt wird. Wenn andererseits diese Stelle überdeckt bzw. überschrieben werden soll, kann der NEXT-Schalter wiederum betätigt werden, und der Befehl wird beendet, d. h. die Tabelle wird überschrieben. Wenn jedoch der anfängliche Versuch zum Überschreiten der aktiven Tabelle nach der Alarmgabe als Fehler erkannt worden ist, kann dieser Versuch durch Niederdrücken des ESCAPE-Schalters abgebrochen werden, um das System wieder in die Bereitschaftsstellung zurückzuführen, ohne die Tabelleneingabe zu beenden.

Verschiedene Fehler führen zu einem Piepton und der Anzeige des roten ERROR-Lichts, insbesondere des Lichts 310 auf der Fronttafel gemäß Fig. 25. Diese stellen Bedingungen dar, welche die Bedienungsperson zwangsläufig erreichen, um das Logbuch zu korrigieren. Diese Bedingung wird als ERROR TRAP bezeichnet und kann nur mit Hilfe des ESCAPE-Schalters 310 ausgelöst werden. Diese Kennzeichnungsfeld- Eingabefehler treten auf, wenn man versucht, unzulässige Tabellennummern einzugeben. Beispielsweise ist die Eingabe einer Tabellennummer 0 unzulässig, da die Tabellennummer 0 der Targettabelle im RUN Betrieb vorbehalten ist und nicht als Bibliothekstabellen-Speicherstelle verwendet werden kann. In ähnlicher Weise ist eine Targettabellennummer oberhalb von 63 unzulässig bei diesem Ausführungsbeispiel, da der Tabellenspeicher nicht über die Tabelle 63 hinausgeht. Während die Schalter 306 die Tornummern und Flaschennummern von 0 zulassen, gilt dasselbe nicht für die System-Software, so daß ein Versuch zur Verwendung der Tornummer 0 oder der Flaschennummer 0 ebenso wie ein Kennzeichnungsfeld-Eingabefehler zu einem Piepton führt.

Der KILL-Befehl des Schalters 314 entfernt eine spezielle Tabelle aus der Bibliothek durch Füllen dieses Speicherabschnitts des Tabellenspeichers mit Nullen. Er macht daher nur Gebrauch von dem Tabellennummernteil der Kennzeichnungsfeld- Eingabeschalter, so daß die Tornummer- und Flaschennummer-Eingaben ignoriert werden. Der KILL- Befehl wird einfach dadurch ausgeführt, daß die NEXT- Taste 316 und die KILL-Taste 314 gedrückt werden. Der CLEAR-Befehl ist ähnlich, obwohl er die gesamte Bibliothek durch Füllen des gesamten Tabellenspeichers mit Nullen löscht. Er wird durch Niederdrücken des NEXT-Schalters 316 und des CLEAR-Schalters 318 ausgeführt.

Der HOLD-Befehl dient zum Entfernen einer Bibliothekstabelle aus dem Korrelationsprozeß während des RUN- Betriebs, d. h. eine Tabelle auf HOLD wird im RUN-Betrieb ignoriert. Der Inhalt der Tabelle wird jedoch nicht zerstört und kann von HOLD zu einem späteren Zeitpunkt entfernt werden. Der HOLD-Befehl wird dadurch ausgeführt, daß die Tabellennummernschalter für diejenige Tabelle, die auf HOLD gesetzt werden soll, betätigt werden und danach der HOLD-Schalter 314 gedrückt wird (zu beachten ist in diesem Zusammenhang, daß der NEXT-Schalter 316 nicht gedrückt wird, so daß die obere Funktion von 314 ausgeführt wird. Wenn in der Bibliothek keine solche Tabelle vorhanden ist, oder wenn die Tabelle bereits auf HOLD steht, so wird ein ERROR TRAP eingeführt. In diesem Falle sollte man das Logbuch doppelt prüfen, worauf die Bedingung durch Drücken des ESCAPE-Schalters 312 (die obere Funktion des Schalters 312) ausgelöst wird. Der RESTORE-Befehl dient zur Rückführung einer auf HOLD befindlichen Tabelle zur aktiven Korrelation. Wiederum werden die Tabellennummernschalter auf die auf HOLD befindliche Tabelle eingestellt, welche wiederhergestellt werden soll, und die RESTORE- Taste 320 wird gedrückt. Wenn es keine solche Tabelle gibt oder wenn sie bereits aktiv ist, so wird ein ERROR TRAP eingeführt, der anzeigt, daß das Logbuch geprüft werden sollte, wobei die Bedingung durch Niederdrücken des ESCAPE- Schalters 312 ausgelöst wird.

Ein LIST-Befehl wird zu zwei Zwecken vorgesehen. Einerseits zum Auflisten der Bibliothekstabellen zum Verifizieren des Logbuchs und andererseits zur Bestimmung des Grundes eines Fehlerfalls (ERROR TRAP). Zum Verifizieren des Logbuchs werden die Tabellennummernschalter auf die aufzulistende erste Tabelle eingestellt, und der LIST-Schalter 322 wird niedergedrückt. Der Betrieb wechselt auf LIST über (d. h. Licht 324 wird eingeschaltet, und die Kennzeichnungsfeld- Tabellendaten werden auf der Wähl/Listen- Alphanumerischen-Zeichenanzeige 326 auf der Fronttafel zur Anzeige gebracht). Das Auflisten kann über die Bibliothek dadurch weitergeschaltet werden, daß der NEXT-Schalter nacheinander betätigt wird, wobei der Auflistungsvorgang entweder durch Betätigen des ESCAPE-Schalters oder automatisch nach dem Auflisten der Tabelle 63 beendet wird. Zu jedem Zeitpunkt, bei dem eine inaktive Tabelle berücksichtigt wird, einschließlich dem Zeitpunkt der Eingabe, wird ein Pieptonalarm gegeben. Wenn die Tabelle niemals gebildet oder gelöscht worden ist, so erscheint auf dem Tor- und Flaschenanzeigeabschnitt der Anzeige 326 eine "00". Wenn sich die Tabelle auf HOLD befindet, zeigt der Tor- und Flaschenanzeigeabschnitt normale Zahlen.

Ein RUN-Befehl wird zur Auflösung des Operationsbetriebs verwendet, bei dem Flaschen identifiziert werden. Dies geschieht durch Niederdrücken des RUN-Schalters, der bewirkt, daß Betriebszustandslampen das RUN-Licht 328 einschalten. Wenn die Flaschen-Handhabungsmaschine nicht aktiv ist, so bleibt das READY-Licht 302 ständig an, wodurch angezeigt wird, daß PRCOG auf Targetschaltsignale wartet. Wenn die Handhabungsmaschine eingeschaltet ist, d. h. wenn Targetschaltsignale empfangen werden, oder die Handhabungsmaschine danach eingeschaltet wird, so flackert das READY-Licht, was anzeigt, daß Korrelationen ausgeführt werden. Das Ergebnis jeder Korrelation ist dreifacher Art. Erstens wird das Kennzeichnungsfeld der Tabelle mit dem höchsten Korrelationsfaktor auf der SELECT/LIST- Anzeige 326 angezeigt, wobei der Tornummernteil der Information zur Torsteuerung an die Flaschen-Handhabungsmaschine geleitet wird. Zweitens wird das Kennzeichnungsfeld der Tabelle mit dem nächstkommenden Korrelationsfaktor, jedoch mit einer verschiedenen Tornummer in der REJECT-Anzeige 330 gezeigt. Zu beachten ist, daß diese Tabelle nicht notwendigerweise diejenige mit dem nächsthöchsten Korrelationsfaktor zu sein braucht, da die Tabelle mit dem nächsthöchsten Korrelationsfaktor einer anderen Ansicht derselben Flasche oder sogar einem anderen Flaschentyp mit derselben Tornummer bei Abführung mehrerer Flaschentypen über den gleichen Ausgabeförderer zugeordnet sein kann. Daher sind die Tabellendaten, welche auf der REJECT- Anzeige zur Anzeige gebracht werden, diejenigen, welche dem Fall am nächsten kommen, daß durch Einleiten der Targetflasche in die falsche Spur ein Fehler gemacht wird. Drittens wird der Unterschied zwischen den Korrelationsfaktoren für die Wähl- und Zurückweisungstabellen auf der MARGIN-Anzeige 322 anzeigt, und zwar als Dezimalprozent. Der Rand ist eine brauchbare Zahl, da mit größer werdendem Rand wahrscheinlich die Sicherheit der Genauigkeit der Identifizierung zunimmt. Fortgesetzte Korrelationen eines stationären Target können gegebenenfalls ebenfalls durchgeführt werden, um die Einflüsse einer Flaschendrehung usw. festzustellen. Dies geschieht durch Einsetzen einer Flasche in die Targetposition bei abgeschalteter Maschine und durch Einstellen des EXT-Schalters in die zehn PPS-Position über eine so lange Zeit, wie die kontinuierlichen Korrelationen gewünscht werden. Für eine Einzelkorrelation wird das System in den RUN-Betrieb, der Digitalumsetzer auf LSCAN eingestellt und der NEXT-Schalter kurzzeitig gedrückt. Die Korrelation wird bei Freigabe des Schalters durchgeführt; in diesem Falle ist die Targetabtastung synchronisiert, d. h. Strobe der Oberseite des Feldes.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Bibliothekstabellen im Speicher mit direktem Zugriff gespeichert und gehen daher bei Ausfall der Betriebsspannung verloren, sofern sie nicht durch ein Hilfsbatteriesystem gehalten werden. Der Vorteil liegt natürlich darin, daß das System "lernfähig" ist, da die gewünschten Bibliothekstabellen vom Benutzer eingegeben werden können und nicht zum Zeitpunkt der Herstellung der Anlage fest vorgegeben werden müssen. Selbstverständlich können auch vorgegebene Tabellen beispielsweise in einem Nur-Lese-Speicher gespeichert werden, mit dessen Hilfe ein Datenverlust bei Abfall der Betriebsspannung vermieden werden kann. In jedem Falle sind bei dem beschriebenen System Vorkehrungen für SCHREIBE Bibliothek- und LESE Bibliothek-Bandbefehle getroffen. Der WRITE- Befehl macht eine Kassettenaufzeichnung der Bibliothekstabellen zur bleibenden Speicherung und nimmt keinen Einfluß auf den Inhalt der Bibliothekstabellen selbst. Dabei wird die Kassette in den Kassettenrecorder eingelegt, und der Recorder wird mit der Rückplatte des Computers verbunden. Die Steuerungen des Kassettenrecorders sind auf Aufnahme und Pause eingestellt. Die NEXT- und WRITE- Schalter 316 und 322 werden niedergedrückt und die Pause rasch freigegeben, damit die Bandbewegung eingeleitet wird. Eine automatische Kopfinformation wird geschrieben und ein Piepton gesendet, wenn die Aufzeichnung erledigt ist. Um das Band in den Tabellenspeicher zurückzulesen, ist der Recorder natürlich in die PLAY BACK-Position zu bringen, und während des Abspielens der Kopfinformation werden die NEXT- und READ-Schalter 316 und 318 gedrückt. Ein Piepton erscheint, wenn die Leseoperation abgeschlossen ist. Sowohl bei den Lese- als auch bei den Schreib-Funktionen gibt die MARGIN-Anzeige 322 eine Betriebsanzeige während des Vorgangs selbst. Außerdem ist das beschriebene System in der Lage, Stabdiagramme entsprechend den gespeicherten Bibliothekstabellen (anders als bei der Targetflasche) anzuzeigen und diese Stabdiagramme gegebenenfalls auszudrucken. Angezeigt werden 80 Stäbe bzw. Striche von einer Datentabelle auf dem Monitor. Dies wird dadurch erreicht, daß die Tor- und Flaschenkennzeichnungsfeld-Eingabeschalter 306 auf eine 2-Ziffern-Zahl eingestellt werden, welche die Verschiebung gegenüber dem Beginn der Tabelle bestimmt; d. h. "00" f 14550 00070 552 001000280000000200012000285911443900040 0002003212432 00004 14431ührt zu einer Anzeige von 80 Stäben, während 88 die letzten 80 Stäbe aus einer Tabelle anzeigt. Da zwei Zeilen jeder Speicheradresse gespeichert sind, stellt die Verschiebung zwei Tabellenwerte (digitalisierte Zeilen) pro Schritt dar. Wenn der Tabellennummernteil der Kennzeichnungsfeldeingabe 306 auf die gewünschte Tabellennummer eingestellt ist, werden die NEXT- und CHART-Schalter 316 und 312 betätigt, um die 80 Zeilen der Tabelle anzuzeigen.

Um ein vollständiges Stabdiagramm auszudrücken, wird ein Drucker mit dem Druckanschluß auf der Rückwand des Rechners verbunden, und nach Einstellung wird das Stabdiagramm für die von den Eingabeschaltern 306 identifizierte Bibliothekstabelle durch Betätigen der NEXT- und PRINT-Schalter 316 und 315 ausgedruckt.

Im folgenden wird erneut auf die Fig. 18 bis 20 Bezug genommen, aus denen Charakteristiken der Stabdiagramme erkennbar sind. Die Hauptteile der Stabdiagramme selbst aus den Fig. 18 bis 20 sind in den Fig. 21 bis 23 in angenäherter Ausrichtung wiedergegeben, so daß die Ähnlichkeiten und Unterschiede dieser Diagramme besser erkennbar sind. Fig. 18 und 19 (mit den zugehörigen Fig. 21 und 22) zeigen Ähnlichkeiten in den Kennzeichnungsfeldern für 7UP und und Diet 7UP und die entsprechenden Ähnlichkeiten in den Stabdiagrammen. Es ist aus Fig. 18 zu erkennen, daß die reguläre 7UP-Flasche die Worte "Easy Open" relativ hoch auf dem Flaschenhals trägt, während die Diet 7UP-Flasche diese Worte nicht trägt. Außerdem ist das 7Up-Zeichen der regulären 7UP-Flasche kleiner und etwas niedriger auf der Diet 7UP-Flasche, wobei darüber das Wort "Diet" erscheint. Während diese Unterschiede für Stabdiagramme mit gewissen unterschiedlichen Eigenschaften sorgen, ist insbesondere aus den Fig. 21 und 22 zu sehen, daß die gemeinsamen Bereiche nicht notwendigerweise in jedem Falle gleich gelesen werden. Die akkumulierten Unterschiede in den gemeinsamen Bereichen können mehr bewirken als eine Verschiebung der schmaleren Bereiche, wodurch sich eine Fehlidentifizierung einer 7UP-Flasche als Diet 7UP-Flasche oder umgekehrt ergeben kann. Offenbar hat auch eine Flaschendrehung einen gewissen Einfluß auf jedes der Stabdiagramme, und da die Flaschen nicht in irgendeiner vorgegebenen Winkelorientierung bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgerichtet sind, ist beim Sortieren von Flaschen mit so engen Unterscheidungsmerkmalen wie bei 7UP und Diet 7UP-Flaschen mit einem Fehler zu rechnen, wenn die oben beschriebene Korrelationsmethode verwendet wird. Es ist jedoch bei Vergleich des Sprite-Flaschen-Stabdiagramms mit den Stabdiagrammen der 7UP-Flaschen klar, daß Flaschen mit deutlich verschiedenem Erscheinungsbild in dem Kennzeichnungsfeld klar und genau unter Verwendung der oben beschriebenen Korrelationsmethode unterschieden werden können.

Um bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mögliche Fehler aus den o. g. Gründen zu vermeiden, ist ein Programm vorgesehen, das alle o. g . Operationen durchführt und außerdem Befehle zum Testen des Randes bzw. Abstandes zwischen der besten Korrelation und der nächstbesten Korrelation einer anderen Tournummern gemäß Anzeige 332 in Fig. 25 geben kann. Wenn dieser Abstand oder Rand kleiner als ein vorgegebener und geeigneter Wert ist (10% bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel), so wird eine zweite Korrelation unter Programmsteuerung unter den zwei Hauptkonkurrenten durchgeführt, um abschließend festzustellen, welche der Bibliothekstabellen tatsächlich der Targetflasche entspricht. Diese zweite Korrelation macht von der Tatsache Gebrauch, daß auch ohne abschließende Entscheidung bei dem Ergebnis der ersten Korrelation gewisse Fakten durch jene Korrelation festgestellt worden sind. Insbesondere wurden die beiden vor allem konkurrierenden Flaschentypen (Bibliothekstabellennummern) identifiziert. Während 16 Korrelationen für jede dieser beiden Bibliothekstabellen mit der Targettabelle unter Verwendung der 15 verschiedenen Präzessionswerten durchgeführt wurden, wurden die die besten Korrelationen ergebenden Präzessionswerte (Verschiebungen) zurückgehalten und sind jetzt für die Zwecke der zweiten Korrelation verfügbar.

Bei der ersten Korrelation werden die Ähnlichkeiten in den Flaschen-Kennzeichnungsfeldern betont, so daß eine rasche und genaue Unterscheidung zwischen den Kennzeichnungsfeldern mit wenig Ähnlichkeiten getroffen werden kann. Bei dem Versuch der Unterscheidung von Flaschen mit wesentlichen Ähnlichkeiten, z. B. 7UP und Diet 7UP, können die geringen Differenzen bei der Feststellung der Ähnlichkeitsbereiche wegen der Qualität des Zeichenaufdrucks, des Flaschenwinkels usw. derart akkumulieren, daß sie den Effekt kleiner Bereiche mit großen Unterschieden abdecken. Daher ist die zweite Korrelation so gewählt, daß sie die Unterschiede in den Kennzeichnungsfeldern und nicht die Ähnlichkeiten hervorhebt. Insbesondere führt die zweite Korrelation unter Verwendung der während der ersten Korrelation bestimmten Verschiebungen einen zeilenweisen Neuvergleich der Targettabelle mit der "gewählten" Bibliothekstabelle und einen zeilenweisen Neuvergleich der Targettabelle mit der "zurückgewiesenen" Bibliothekstabelle durch, um in jedem Falle eine Koinzidenz von Nicht-Null-Daten zu ermitteln. Ein Zählwert wird erhöht, wenn beide Zeilen Daten haben, bleibt ungeändert, wenn keine Zeile Daten hat, und wird vermindert, wenn nur eine Zeile Daten hat. Der Effekt dieser Korrelation besteht darin, die Ähnlichkeiten des Datenplatzes (oder deren Fehlen) festzustellen, wodurch eine Unterscheidung gegenüber Kennzeichnungsfeldelementen vorgenommen werden kann, die nur in einer Tabelle auftreten. Offenbar kann diese zweite Korrelation ganz rasch selbst unter Programmsteuerung durchgeführt werden, da der Algorithmus sehr einfach ist und nur ein Durchlauf für jede der beiden Tabellen erforderlich ist. Die beiden Ergebnisse werden verglichen, und die Tabelle, das Tor und die Flasche werden nach dem höheren der beiden gewonnenen Zählwerte identifiziert, d. h. nach dem höheren Korrelationsergebnis.

Die hier im einzelnen beschriebene Einrichtung ist ein Schwarz-Weiß-System unter Verwendung einer Horizontalabtastung. Wenn erwünscht oder für andere Anwendungsfälle besser geeignet, könnte die Videokamera um 90° gedreht werden, um ein Vertikalabtastsystem oder eine Aufnahme unter einem anderen Winkel zu schaffen. Außerdem könnten gewisse Farbmerkmale durch Farbfilterung des im wesentlichen weißen Lichts vom Stroboskop oder durch Einschaltung eines geeigneten Filters vor der Kameralinse hervorgehoben werden. Wenn für eine besondere Anwendung eine volle Farbaufnahme erwünscht ist, könnte ein rotierendes Farbfiltersystem über das Kameraobjektiv gesetzt werden, um aufeinanderfolgend drei korrespondierende Primärfarbbilder für getrennte Analysen zu schaffen (in diesem Falle könnte eine gewisse Programmänderung entsprechend der vorgegebenen Basis für die Entscheidungen bezüglich der Korrelationen aus den drei Farbbildern erforderlich werden). Bei einem mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden System dieser Art können vielleicht drei aufeinanderfolgende Aufnahmen einer Flasche oder eines anderen Gegenstandes in der Targetposition gemacht werden, bevor die Flasche oder das Objekt aus dem Kamerafeld ausgerückt wird. Bei einem schnelleren System könnte das Target momentan angehalten oder verlangsamt werden, damit die drei Aufnahmen gemacht werden können, oder es könnte ein rotierendes Prisma oder ein anderer Mechanismus verwendet werden, um ein stationäres Bild von dem bewegten Target über eine ausreichende Dauer zur Kamera zu übertragen. In anderen Fällen können nur zwei Farbfilter oder Kombinationen von ungefilterten oder einfach oder mehrfach gefilterten Bildern verwendet werden.

Die Erfindung wurde mit Bezug auf eine Flaschensortieranlage entsprechend der Funktion des bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, daß viele andere Funktionen mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erreicht werden können, so z. B. Inspektionsfunktionen. So können insbesondere die Bibliothekstabellen anstelle der Ladung mit den Flaschenbildern mit Daten geladen werden, die den Bildern von akzeptablen und nichtakzeptablen Charakteristiken entsprechen, um automatisch eine Annahme-Zurückweisungsfunktion zu schaffen. Ein besonderes Beispiel ist ein Kennzeichnungsfeldinspektor zur Prüfung der Kennzeichnungsfelder auf entlang eines Förderers bewegten Behältern, wobei festgestellt wird, ob die Kennzeichnungsfelder bzw. Etiketten auf dem Behälter gerade sind, keine umgeklappten Ecken haben o. dgl.; außerdem können auch die Kennzeichnungsfelder gelesen und gegebenenfalls auch der Behälter identifiziert werden, um sicherzugehen, daß das richtige Etikett oder das richtige Kennzeichnungsfeld auf den Behälter aufgebracht worden ist.

Zu beachten ist, daß die Form von Digitalumsetzer bzw. Digitalisierer, wie sie vorstehend beschrieben worden ist und im Rahmen des Erfindungsgedankens zur anfänglichen Echtzeit-Datenkompaktierung dient, nicht die einzige Ausführungsform eines Digitalisierers ist. Beispielsweise zeigt Fig. 24 ein vereinfachtes schematisches Schaltbild einer anderen Form von Digitalisierung, die bei der oben beschriebenen Flaschensortiermaschine verwendet werden kann und einige Eigenschaften hat, welche sie für andere Anwendungen besonders vorteilhaft machen. In Fig. 7 wurde das Videosignal auf der Leitung 90 verstärkt und durch den NE 592 Videoverstärker bei jedem Hell-Dunkel-Übergang differenziert, wodurch sich ein Impuls-Ausgangssignal des AT 20-Hochgeschwindigkeitskomparators für die Zählung durch den Zähler 108 über NAND-Gatter 106 bei jeder Horizontalablenkung des Flaschenbildes ergab. In Fig. 24 wird das Videosignal von einem nur als Verstärker, nicht aber als Differenzierstufe geschalteten Videoverstärker verstärkt und an einen Hochgeschwindigkeitskomparator 402 angelegt. Die Schaltung kann sehr ähnlich derjenigen des entsprechenden Schaltungsteils gemäß Fig. 7 sein, mit der Ausnahme, daß der NE 592 Videoverstärker nicht als Differenzierstufe geschaltet ist. Das Ausgangssignal des Komparators 402 ist über einen Schalter 404 (vorzugsweise ein elektronischer Schalter) und über ein zusätzliches UND-Gatter 406 an das NAND-Gatter 106 angekoppelt, wodurch das UND-Gatter ein Freigabesignal erhält. Der andere Eingang des UND-Gatters 406 ist mit einem HF-Takt 408 beaufschlagt, so daß das entsprechende Eingangssignal zum NAND-Gatter 106 ein torgesteuertes HF-Signal ist, im Gegensatz zu die Übergänge in der Rasterabtastsignalintensität darstellenden Impulsen. Der Schalter 404 ermöglicht die Umschaltung zwischen dem direkten Ausgang des Komparators 402 und dessen Ausgang nach Inversion durch einen Inverter 410, so daß das Torsteuersignal zum UND-Gatter 406 so eingestellt werden kann, daß es entweder einen vorgegebenen Helligkeitsgrad oder einen vorgegebenen Dunkelheitsgrad der entsprechenden Zone des Videobildes darstellt. Das torgesteuerte Taktfrequenzausgangssignal des NAND-Gatters 106 wird von einem Zähler 412 im wesentlichen in der gleichen Weise gezählt wie beim Zähler 104 in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7, wenn auch aus nachfolgend angegebenen Gründen ein größerer Zähler vorzuziehen ist.

Das Konzept und die Operationsweise der Schaltung gemäß Fig. 24 sind wie folgt: Es sei beispielsweise angenommen, daß der der Schaltung gemäß Fig. 24 entsprechende Schaltungsteil der Fig. 7 durch die Schaltung gemäß Fig. 24 ersetzt ist und daß das modifizierte System bei der oben beschriebenen Flaschensortiereinrichtung für 7UP-Flaschen nach Fig. 18 an der Targetposition Verwendung findet. Es sei ferner angenommen, daß der Schalter 404 so eingestellt ist, daß das HF-Signal zum Zähler 412 immer dann durchgelassen wird, wenn das Raster die hellen Zonen des Flaschenbildes abtastet. Da die Hochfrequenz während des Abtastens der hellen Zonen zum Zähler durchgesteuert wird, ist der Summenzählwert des Zählers für eine Horizontalablenkung des Bildes proportional zur Gesamtlänge der hellen Zonen dieser Horizontalablenkung. Beispielsweise mit Bezug auf die große Horizontale P im unteren Bereich des Bildes gemäß Fig. 18 wird das Hochfrequenzsignal zu einem beträchtlichen Teil der Ablenkung bzw. Abtastung durchgesteuert, so daß ein Stabdiagramm von beträchtlicher Höhe im Gegensatz zu einem einzigen Hell-Dunkel-Übergang bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel entsteht. Die als HF-Takt verwendete besondere Frequenz bestimmt die Minimalbreite einer abtastbaren Lichtzone. Diese kann in der Größenordnung von 1% der Länge jeder Bildabtastzeile gewählt werden. Daher kann die Frequenz des HF-Taktgebers 408 so gewählt werden, daß während jeder Zeilenabtastung des Targetbildes in der Größenordnung von 100 Impulsen oder mehr entwickelt werden. Wenn ein 4-Bit-Zähler als Zähler 412 verwendet würde, so wäre die Zählung bei 15 beendet. In den meisten Anwendungsfällen wäre es jedoch besser, einen größeren Zähler zu verwenden und das 4-Bit- Ausgangssignal aus diesem Zähler bei jeder Zeilenabtastung als die 4 am höchsten bewerteten Bits des Summenzählwerts zu nehmen. Auf diese Weise tragen kleine Lichtzonen auch zum Summenzählwert bei, obwohl ihre Bewertung kleiner als 1 Bit des Ausgangssignals vom Zähler bei der Bildung der Signale D0 bis D3 ist. Durch die Verwendung einer noch höheren Frequenz kann ein 8-Bit-Zähler als Zähler 412 verwendet werden, um eine Abtastempfindlichkeit von einem Teil in 256 zu schaffen, obwohl das Endergebnis auf einen Teil in 16 begrenzt ist.

Claims

1. Inspektionseinrichtung mit einer Videokamera (42) zur Aufnahme eines Bildes von wenigstens einem Bereich eines zu inspizierenden Gegenstandes (46), der innerhalb des Sichtfeldes der Videokamera liegt, und zur Entwicklung eines Rasterabtast- Videosignals in Abhängigkeit von der Bildaufnahme, mit einer Speicheranordnung (54, 55), in der erste Digitalsignale gespeichert sind und mit einem Korrelator (56) zum Vergleich von aus dem Rasterabtast-Videosignal abgeleiteten zweiten Digitalsignalen mit den gespeicherten ersten Digitalsignalen,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jedem der gespeicherten ersten Digitalsignale charakteristische Merkmale eines entsprechenden Abschnitts der Rasterabtastung eines vorgegebenen Gegenstandes zusammengefaßt sind;
daß der Videokamera (42) eine Digitalumsetzer- und Synchronisationsschaltung (44) nachgeschaltet ist, die aus dem Rasterabtast-Videosignal die zweiten Digitalsignale derart entwickelt,
daß diese nur die charakteristischen Merkmale des entsprechenden Abschitts der Rasterabtastung des Bildes des zu inspizierenden Gegenstandes zusammengefaßt enthalten.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalumsetzer- und Synchronisationsschaltung (44) so ausgebildet ist, daß sie die zweiten Digitalsignale während der Rasterabtastung des Bildes des inspizierten Gegenstandes entwickelt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Digitalsignale binär kodierte Digitalsignale sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrelator (56) so ausgebildet ist, daß er die Korrelation zwischen den ersten und zweiten Digitalsignalen herstellt, nachdem alle zweiten Digitalsignale des inspizierten Gegenstandes (46) von der Digitalumsetzer- und Synchronisationsschaltung (44) erfaßt sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrelator (56) eine Präzessionseinrichtung zur Herstellung einer Korrelation der ersten und zweiten Digitalsignale mit verschiedenen Präzessionswerten aufweist, um Lagedifferenzen zwischen dem inspizierten Gegenstand (46) und einem vorgegebenen Gegenstand auszugleichen.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transportvorrichtung zum aufeinanderfolgenden Überführen von zu inspizierenden Gegenständen (46) in das Sichtfeld der Videokamera (42) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung (54, 55) so ausgebildet ist, daß sie die ersten Digitalsignale speichert, wobei jedes der ersten Digitalsignale in digitaler Form zu inspizierende Charakteristiken zusammenfaßt, und daß eine in Abhängigkeit von dem Korrelator (56) gesteuerte Vorrichtung zur Lagebestimmung des zu inspizierenden Gegenstandes (46) vorgesehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung zur Speicherung der ersten Digitalsignale bei Einführung von vorgegebenen Gegenständen in das Sichtfeld der Videokamera (42) vorgesehen ist, so daß die zu inspizierenden speziellen Charakteristiken änderbar sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausführung für eine Flaschensortiereinrichtung die Digitalumsetzer- und Synchronisationsschaltung (44) so ausgebildet ist, daß sie die charakteristischen Merkmale eines Bereichs des Bildes einer Targetflasche (46) zusammenfaßt und daß in der Speicheranordnung (54, 55) mehrere zweite Digitalsignale gespeichert sind, die jeweils die charakteristischen Merkmale eines entsprechenden Flaschenbereiches von verschiedenen zu sortierenden Flaschen zusammenfassen.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beleuchtung einer in Targetposition befindlichen Targetflasche (46) eine Strobo-Lichtquelle vorgesehen ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auslöseschaltung zum Auslösen der Strobo-Blitze vorgesehen ist, die dann wirksam wird, wenn eine Flasche (46) die Targetposition erreicht.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseschaltung so ausgebildet und angeordnet ist, daß sie auch zur Auslösung der Digitalumsetzer- und Synchronisationsschaltung (44) dient, so daß ein neu aufgenommenes Bild für die Korrelation digitalisierbar ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein polarisierendes Filter über dem Objektiv der Videokamera (42) angeordnet ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein polarisierendes Filter über der Strobo-Einrichtung angeordnet ist, welches das Licht zur Beleuchtung der Targetflasche (46) polarisiert.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die polarisierenden Filter zur Minimierung von Reflexionen des Strobo-Lichts in dem von der Videokamera (42) aufgenommenen Bild zueinander ausgerichtet sind.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalumsetzer- und Synchronisationsschaltung (44) so ausgebildet ist, daß sie Übergänge in der Bildintensität bei der Rasterabtastung der Videokamera (42) zählt und als jeweils entsprechendes Digitalsignal ein Ausgangssignal entwickelt, das von der Anzahl der Übergänge in einem vorgegebenen Abschnitt der Rasterabtastung abhängig ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Abstandes der Korrelationen zwischen derjenigen Korrelation, die zwischen einer Targetflasche (46) und einem ersten vorgegebenen Flaschentyp gewonnen wird, mit dem die Digitalsignale am weitesten übereinstimmen, und der Korrelation zwischen der Targetflasche (46) und einem zweiten vorgegebenen Flaschentyp, mit dem die digitalisierten Signale in der nächstbesten Korrelation stehen, und durch einen zweiten Korrelator, in dem die zweiten Digitalsignale mit jedem der ersten Digitalsignale für die ersten und zweiten vorgegebenen Flaschentypen in Korrelation gebracht werden, wobei die Korrelationsmethode des zweiten Korrelators von derjenigen des ersten abweicht, wenn der Korrelationsabstand kleiner als ein vorgegebener Wert ist.

18. Verfahren zum Inspizieren von Gegenständen, wobei ein vorgegebener Teil einer Rasterabtastung in einer Anzahl von ersten Digitalsignalen gespeichert wird, der zu inspizierende Gegenstand in das Sichtfeld einer Videokamera gebracht wird, um ein Rasterabtast-Videosignal in Abhängigkeit von dem Bild wenigstens eines Teils des zu inspizierenden Gegenstandes zu gewinnen, aus dem Videosignal ein Digitalsignal gemacht und mit der Anzahl von ersten Digitalsignalen korreliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzahl von ersten Digitalsignalen jeweils nur eine Zusammenfassung von charakteristischen Merkmalen der Rasterabtastung eines vorgegebenen Gegenstandes gespeichert wird, daß die Anzahl von zweiten Digitalsignalen aus einer Zusammenfassung von Merkmalen des zu inspizierenden Gegenstandes entsprechend einem Abschnitt der Rasterabtastung besteht und daß die Anzahlen der ersten und zweiten Digitalsignale zur Feststellung von Ähnlichkeiten in Korrelation gebracht werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als erste und zweite Digitalsignale binärkodierte Digitalsignale verwendet werden.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrelationsabstand zwischen dem inspizierten Gegenstand und (i) dem Merkmal, mit dem die Digitalsignale des Gegenstandes am weitesten übereinstimmen, und (ii) dem Merkmal, mit dem die Digitalsignale des Gegenstandes am zweitbesten übereinstimmen, bestimmt wird, und daß eine zusätzliche und andere Korrelation unter Verwendung der Digitalsignale für die den Abstand bestimmenden Merkmale durchgeführt wird, wenn der Abstand kleiner als ein vorgegebener Wert ist.