DE4421910A1 - Einrichtung und Verfahren zum Lesen von Codes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Lesen von Codes, die außen im unteren Bereich eines durchsichtigen Behälters, insbesondere einer Flasche oder eines Glases, in Form von erhabenen Code-Zeichen, insbesondere Balken oder Punkten, aufgebracht sind, wobei eine Videokamera durch die Öffnung des Behälters hindurch auf den unteren Bereich gerichtet ist, eine Beleuchtungseinrichtung den Behälter von unten beleuchtet und von einer an die Videokamera angeschlossenen Bildverarbeitungseinrichtung Bildelemente, die sich innerhalb einer ringförmigen Maske befinden, auf Code-Zeichen hin untersucht werden.

Zum Lesen von Codes, welche auf durchsichtigen Behältern aufgebracht sind, ist eine Vielzahl von Einrichtungen bekanntgeworden. Darunter befinden sich auch Einrichtungen, bei denen eine Videokamera durch einen Flaschenhals hindurch auf den unteren Teil der Flasche gerichtet ist. Dabei können Code-Zeichen auf dem Flaschenboden angeordnet sein (DE 29 43 811 A1) oder an der Flaschenwand oberhalb des Bodens (DE 36 37 210 A1). Ferner ist durch EP 0 465 775 A2 ein Code-Leseverfahren bekanntgeworden, bei welchem eine Videokamera ebenfalls durch den Flaschenhals auf den unteren Bereich der Flasche gerichtet ist und die Flasche von unten beleuchtet wird. Dabei hängen die Flaschen in einer Sternscheibe, welche die Flaschen im Halsbereich zentriert.

Bei dieser bekannten Art des Transports der Flaschen in das Gesichtsfeld der Videokamera und bei anderen Transportarten ist eine Abweichung des unteren Bereichs der Flasche von der Soll-Lage im Moment der Aufnahme nicht ausgeschlossen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Lesen von Codes, die außen im unteren Bereich eines durchsichtigen Behälters in Form von erhabenen Code-Zeichen aufgebracht sind, sicher zu ermöglichen, auch wenn sich die Behälter nicht in einer exakten zuvor festgelegten Lage befinden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor ein Signal abgibt, wenn die Öffnung des Behälters eine Aufnahmeposition erreicht hat, daß eine Meßeinrichtung auf den unteren Bereich des Behälters gerichtet ist, welche die Position des unteren Bereichs des Behälters mißt, wenn sich der Behälter in der vom Sensor signalisierten Aufnahmeposition befindet, und daß die Position der Maske an die Position des unteren Bereichs des Behälters angepaßt wird.

Einen besonders schnellen und zuverlässigen Transport der Flaschen ermöglicht eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung dadurch, daß zwei den Behälter an entgegengesetzten Seiten berührende Endlosförderer zum Transport der Behälter vorgesehen sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Meßeinrichtung zwei zueinander senkrecht gerichtete Größen mißt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Meßeinrichtung im wesentlichen von zwei zu einander senkrecht gerichteten Vielfachlichtschranken gebildet ist.

Eine andere Ausführungsform der Meßeinrichtung ist von zwei zueinander senkrecht gerichteten Zeilenkameras gebildet. Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Meßeinrichtung von einer quer zur Bewegungsrichtung ausgerichteten Zeilenkamera gebildet ist, wobei als Maß für die Lage des Behälters quer zur Bewegungsrichtung die Breite der Abbildung des Behälters und als Maß für die Lage des Behälters in Bewegungsrichtung die Lage der Abbildung des Behälters auf einem in der Zeilenkamera befindlichen Zeilensensor ausgewertet wird.

Die Erkennung des auf dem Behälter aufgebrachten Codes wird wesentlich gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung dadurch erleichtert, daß zur Kennzeichnung des ersten und des letzten Code-Zeichens eines Codes zwischen diesen in Umfangsrichtung gemessen jeweils ein größerer Abstand als zwischen den übrigen Code-Zeichen vorgesehen ist. Für den Fall, daß sich in diesem Bereich des Behälters ein Klarschriftfeld befindet, kann eine Störung der Erkennung der Code-Zeichen dadurch vermieden werden, daß der Abstand zwischen dem ersten und dem letzten Code-Zeichen derart groß ist, daß zwischen einem gegebenenfalls vorhandenen Klarschriftzeichen und dem ersten Code-Zeichen einerseits und dem letzten Code-Zeichen andererseits jeweils ein größerer Abstand als zwischen den übrigen Code-Zeichen vorhanden ist.

Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß die Meßeinrichtung von der Videokamera und der Bildverarbeitungseinrichtung gebildet wird, daß die Videokamera außer den Code-Zeichen eine am Rand des Bodens des Behälters verlaufende Riffelung aufnimmt und daß die Position des Bildes der Riffelung innerhalb des Bildfeldes der Videokamera mit Hilfe der Bildverarbeitungseinrichtung gemessen und zur Anpassung der Position der Maske verwendet wird.

Diese Weiterbildung hat den Vorteil, daß für die Messung der Position des unteren Teils des Behälters keine zusätzlichen Einrichtungen erforderlich sind. Es genügen die ohnehin vorhandenen zur Erkennung der Code-Zeichen erforderlichen Einrichtungen, insbesondere die Videokamera und die Bildverarbeitungseinrichtung. Es ist allerdings das Vorhandensein einer Riffelung am Boden des Behälters erforderlich.

Bei dieser Weiterbildung ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Position des Bildes der Riffelung innerhalb des Bildfeldes der Kamera dadurch gemessen wird, daß am Umfang des Bildes einer kreisförmigen Riffelung verteilt mehrere Meßlinien, vorzugsweise von innen, an das Bild der Riffelung herangeführt werden und daß die Position aus den Positionen derjenigen Meßlinien gemittelt wird, die eine bestimmte mittlere Helligkeitsänderung aufweisen und mit der Anwesenheit des Bildes der Riffelung korrelieren.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Lesen von Codes, die außen im unteren Bereich eines durchsichtigen Behälters, insbesondere einer Flasche oder eines Glases, in Form von erhabenen Code-Zeichen, insbesondere Balken oder Punkten, aufgebracht sind, wobei eine Videokamera durch die Öffnung des Behälters hindurch auf den unteren Bereich gerichtet ist, eine Beleuchtungseinrichtung den Behälter von unten beleuchtet und von einer an die Videokamera angeschlossenen Bildverarbeitungseinrichtung Bildelemente, die sich innerhalb einer ringförmigen Maske befinden, auf Code-Zeichen hin untersucht werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor ein Signal abgibt, wenn die Öffnung des Behälters eine Aufnahmeposition erreicht hat, daß die Videokamera außer den Code-Zeichen eine am Rand des Bodens des Behälters verlaufende Riffelung aufnimmt, daß die Position des Bildes der Riffelung innerhalb des Bildfeldes der Videokamera mit Hilfe der Bildverarbeitungseinrichtung gemessen wird und daß die gemessene Position der Riffelung zur Anpassung der Position der Maske verwendet wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung in zwei Ansichten,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines aufgenommenen Bildes,

Fig. 3 eine Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines aufgenommenen Bildes bei einem weiteren Ausführungsbeispiel und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Ermittlung der Position einer am Behälterboden befindlichen Riffelung mit Mitteln der Bildverarbeitung.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Mit Hilfe von zwei Endlosförderern 1, 2 wird eine Flasche 3 in Richtung des Pfeils bewegt. Befindet sie sich in einer Aufnahmeposition, in welcher die Flaschenöffnung 4 mit dem Objektiv 5 einer Videokamera 6 fluchtet, wird von einem Sensor 7 ein Signal erzeugt, das einem Steuerrechner 8 zugeführt wird. Dieser veranlaßt eine Beleuchtungseinrichtung 9 einen Lichtblitz zu erzeugen und das dadurch in der Videokamera erzeugte Bildsignal in einer Bildverarbeitungseinrichtung 10 zwischenzuspeichern.

Neben möglicherweise vorhandenen anderen Bildbestandteilen zeigt das Bild Code-Zeichen 11, die in an sich bekannter Weise mit Hilfe einer Bildverarbeitungseinrichtung 10 ausgewertet werden können. Mit Hilfe einer elektronisch erzeugten Maske 13 werden die Bilder 12 der Code-Zeichen 11 aus anderen möglicherweise vorhandenen Bildbestandteilen herausgelöst.

Beim Transport des Behälters 3 mit Hilfe der Endlosförderer 1, 2 ist eine Ablage bzw. Schrägstellung des Behälters 3 nicht ausgeschlossen. Dadurch geraten die Abbildungen der Code-Zeichen 12 möglicherweise außerhalb der Maske und werden nicht mehr erfaßt.

Zu einer Verschiebung der Maske 13 entsprechend der Abweichung von der Soll-Lage ist eine Meßeinrichtung vorgesehen, die aus zwei Vielfachlichtschranken besteht. Die eine Vielfachlichtschranke besteht aus zeilenförmig angeordneten Leuchtdioden, die jeweils in Pfeilrichtung gebündeltes Licht aussenden, das je nach Lage des Behälters 3 von einzelnen Fotodioden einer Zeile 15 empfangen wird. In entsprechender Weise ist senkrecht dazu eine weitere Vielfachlichtschranke vorgesehen, die aus einer Zeile Leuchtdioden 16 und einer Zeile Fotodioden 17 besteht. Die Signale der Zeilen 16, 17 werden im Steuerrechner 8 verarbeitet. Die vom Steuerrechner 8 abgeleiteten Meßsignale, welche die Position des unteren Bereichs des Behälters 3 darstellen, werden dann in der Bildverarbeitungseinrichtung 10 zur Lagekorrektur der Maske 13 zugeführt.

Die Code-Zeichen sind am Umfang des Behälters 3 derart angeordnet, daß zwischen einem ersten Code-Zeichen 12′ und einem letzten Code-Zeichen 12′′ ein wesentlich größerer Abstand als zwischen den übrigen Code-Zeichen besteht. Daraus kann die Bildverarbeitungseinrichtung das erste Code-Zeichen bzw. den Beginn des Codes ermitteln. Diese Maßnahme verhindert auch, daß ein im Bereich der Maske 13 gegenüber dem Code aufgenommenes Klarschriftfeld eine Störung der Code-Erkennung bewirkt.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Abstand zwischen dem ersten 12′ und dem letzten Code-Zeichen 12′′ derart groß ist, daß zwischen einem gegebenenfalls vorhandenen Klarschriftzeichen und dem ersten Code-Zeichen 12′ einerseits und dem letzten Code-Zeichen 12′′ andererseits jeweils ein größerer Abstand als zwischen den übrigen Code-Zeichen 12 vorhanden ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist eine seitlich quer zur Bewegungsrichtung auf den Behälter 3 gerichtete Zeilenkamera schematisch durch einen Zeilensensor 21 und eine Linse 22 dargestellt. Die Zeilenkamera nimmt den Behälter 3 unter einem gestrichelt dargestellten Winkel auf. Die Ausgangssignale des Zeilensensors 21 werden in nicht dargestellter Weise einer Auswerteschaltung zugeführt, die Teil der Bildverarbeitungseinrichtung sein kann. Die Größe der Abbildung ist ein Maß für die Lage des Behälters 3 quer zur Bewegungsrichtung, während die Lage der Abbildung der Lage des Behälters 3 in Bewegungsrichtung entspricht.

Bei dem anhand der Fig. 4 und 5 erläuterten Ausführungsbeispiel wird die Position des unteren Teils des Behälters mit Hilfe eines Bildes 23 der bei den meisten Behältern, insbesondere Flaschen, am Rand des Bodens vorhandenen Riffelung gemessen. Die Einrichtung als solche gleicht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 1a, wobei jedoch keine Photodiodenzeilen 15 und Leuchtdiodenzeilen 16 erforderlich sind. Die Bildverarbeitungseinrichtung 10 ist zusätzlich mit einem Programm zur Ermittlung der Position des Bildes 23 der Riffelung ausgestattet.

Fig. 4 zeigt die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 erläuterten Code-Zeichen 12, 12′, 12′′ und die Maske 13, wobei von einer mittleren Position des unteren Behälterteils ausgegangen ist. Weicht diese Position jedoch von der dargestellten ab, so fallen die Code-Zeichen 12, 12′ und 12′′ nicht mehr oder nicht vollständig in die Maske 13.

Um dieses zu korrigieren, wird vor der Auswertung der Code-Zeichen die Position des Bildes 23 der Riffelung bestimmt. Dieses kann beispielsweise mit dem in Fig. 5 veranschaulichten Verfahren erfolgen. Dazu werden an vorgegebenen Positionen Meßlinien 24 bis 27 erzeugt, die nacheinander in Pfeilrichtung von innen nach außen verschoben werden. Sobald eine der Meßlinien 24 bis 27 mit dem Rand des Bildes 23 der Riffelung korreliert, wird dort ein Signal festgestellt, das eine bestimmte mittlere Helligkeitsänderung aufweist. Die Positionen (Koordinaten) jeweils gegenüberliegender Meßlinien 25, 27 bzw. 24, 26 werden dann gemittelt und stellen die Position des Bildes 23 der Riffelung dar. Entsprechend dieser Position wird dann die Maske 13 (Fig. 4) ausgerichtet.

Die Bestimmung der Position des Bildes der Riffelung kann auch mit anderen Verfahren der Bildverarbeitung durchgeführt werden. So kann beispielsweise ein Abtastkreis über den das Bild der Riffelung enthaltenen Bildbereich bewegt werden und dessen Position als Position der Riffelung angenommen werden, an der eine bestimmte Anzahl von Grauwertsprüngen oder eine bestimmte Histogrammverteilung vorliegt.

Claims (11)

1. Einrichtung zum Lesen von Codes, die außen im unteren Bereich eines durchsichtigen Behälters, insbesondere einer Flasche oder eines Glases, in Form von erhabenen Code-Zeichen, insbesondere Balken oder Punkten, aufgebracht sind, wobei eine Videokamera durch die Öffnung des Behälters hindurch auf den unteren Bereich gerichtet ist, eine Beleuchtungseinrichtung den Behälter von unten beleuchtet und von einer an die Videokamera angeschlossenen Bildverarbeitungseinrichtung Bildelemente, die sich innerhalb einer ringförmigen Maske befinden, auf Code-Zeichen hin untersucht werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (7) ein Signal abgibt, wenn die Öffnung (4) des Behälters (3) eine Aufnahmeposition erreicht hat, und daß eine Meßeinrichtung (14 bis 17; 21, 22; 6, 10) auf den unteren Bereich des Behälters (3) gerichtet ist, welche die Position des unteren Bereichs des Behälters (3) mißt, wenn sich der Behälter (3) in der vom Sensor (7) signalisierten Aufnahmeposition befindet, und daß die Position der Maske (13) an die Position des unteren Bereichs des Behälters (3) angepaßt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei den Behälter (3) an entgegengesetzten Seiten berührende Endlosförderer (1, 2) zum Transport der Behälter (3) vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (14 bis 17) zwei zueinander senkrecht gerichtete Größen mißt.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung im wesentlichen von zwei zu einander senkrecht gerichteten Vielfachlichtschranken (14, 15; 16, 17) gebildet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung von zwei zueinander senkrecht gerichteten Zeilenkameras gebildet ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung von einer quer zur Bewegungsrichtung ausgerichteten Zeilenkamera (21, 22) gebildet ist, wobei als Maß für die Lage des Behälters (3) quer zur Bewegungsrichtung die Breite der Abbildung des Behälters (3) und als Maß für die Lage des Behälters (3) in Bewegungsrichtung die Lage der Abbildung des Behälters (3) auf einem in der Zeilenkamera befindlichen Zeilensensor (21) ausgewertet wird.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kennzeichnung des ersten (12′) und des letzten (12′′) Code-Zeichens eines Codes zwischen diesen in Umfangsrichtung gemessen jeweils ein größerer Abstand als zwischen den übrigen Code-Zeichen vorgesehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem ersten (12′) und dem letzten (12′′) Code-Zeichen derart groß ist, daß zwischen einem gegebenenfalls vorhandenen Klarschriftzeichen und dem ersten Code-Zeichen (12′) einerseits und dem letzten Code-Zeichen (12′′) andererseits jeweils ein größerer Abstand als zwischen den übrigen Code-Zeichen (12) vorhanden ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung von der Videokamera (6) und der Bildverarbeitungseinrichtung (10) gebildet wird, daß die Videokamera (6) außer den Code-Zeichen (11) eine am Rand des Bodens des Behälters (3) verlaufende Riffelung aufnimmt und daß die Position des Bildes (23) der Riffelung innerhalb des Bildfeldes der Videokamera (6) mit Hilfe der Bildverarbeitungseinrichtung (10) gemessen und zur Anpassung der Position der Maske (13) verwendet wird.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Bildes der Riffelung innerhalb des Bildfeldes der Kamera dadurch gemessen wird, daß am Umfang des Bildes einer kreisförmigen Riffelung verteilt mehrere Meßlinien, vorzugsweise von innen, an das Bild der Riffelung herangeführt werden und daß die Position aus den Positionen derjenigen Meßlinien gemittelt wird, die eine bestimmte mittlere Helligkeitsänderung aufweisen und mit der Anwesenheit des Bildes der Riffelung korrelieren.

11. Verfahren zum Lesen von Codes, die außen im unteren Bereich eines durchsichtigen Behälters, insbesondere einer Flasche oder eines Glases, in Form von erhabenen Code-Zeichen, insbesondere Balken oder Punkten, aufgebracht sind, wobei eine Videokamera durch die Öffnung des Behälters hindurch auf den unteren Bereich gerichtet ist, eine Beleuchtungseinrichtung den Behälter von unten beleuchtet und von einer an die Videokamera angeschlossenen Bildverarbeitungseinrichtung Bildelemente, die sich innerhalb einer ringförmigen Maske befinden, auf Code-Zeichen hin untersucht werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor ein Signal abgibt, wenn die Öffnung des Behälters eine Aufnahmeposition erreicht hat, daß die Videokamera außer den Code-Zeichen eine am Rand des Bodens des Behälters verlaufende Riffelung aufnimmt, daß die Position des Bildes der Riffelung innerhalb des Bildfeldes der Videokamera mit Hilfe der Bildverarbeitungseinrichtung gemessen wird und daß die gemessene Position der Riffelung zur Anpassung der Position der Maske verwendet wird.