DE102011001127A1

DE102011001127A1 - Inspektionsvorrichtung für Leergut und Verfahren zur Inspektion von Leergut

Info

Publication number: DE102011001127A1
Application number: DE201110001127
Authority: DE
Inventors: Uwe Zöller
Original assignee: MIHO HOLDING GmbH; MIHO HOLDING-GMBH
Current assignee: MIHO HOLDING GmbH; MIHO HOLDING-GMBH
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2012-09-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Inspektionsvorrichtung (10) für Leergut, das mittels einer Transportvorrichtung (20) in einer Transportrichtung (x) transportiert wird. Die Inspektionsvorrichtung (10) weist eine Beleuchtungseinrichtung (15) zur Beleuchtung des Leerguts mit einem in einer Lichtebene liegenden Lichtfächer auf. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Bildaufnehmer (16, 17) mit flächigem Bildsensor und einer jeweiligen optischen Achse (161, 171) vorgesehen sind, wobei die Bildaufnehmer (16, 17) so angeordnet sind, dass sie unterschiedliche Blickrichtungen haben. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Inspektion von Leergut, auf das von einer Beleuchtungseinrichtung (15) eine Konturlinie (153) projiziert wird. Bei dem verfahren werden zeitgleich Bilder von mindestens zwei Bildaufnehmern (16, 17) aus unterschiedlichen Blickrichtungen aufgenommen. Die Bilder werden miteinander verglichen, um direkte Abbilder (153', 154') der Konturlinie (153) auf dem Leergut von indirekten Abbildern (153*, 154*) zu unterscheiden. Anschließend werden Daten zur dreidimensionalen Beschreibung der Oberfläche des Leerguts anhand der direkten Abbilder (153', 154') der Konturlinie (153) erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Inspektionsvorrichtung und ein Inspektionsverfahren für Leergut, insbesondere für transparentes Leergut, das mittels einer Transportvorrichtung in einer Transportrichtung transportiert wird, mit einer Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Leerguts mit einem in einer Lichtebene liegenden Lichtfächer.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Inspektion von derartigem Leergut. In verschiedenen Industriezweigen, wie beispielsweise in der Lebensmittelindustrie und hier insbesondere in der Getränkeindustrie ist es üblich, Leergut vom Verbraucher zurückzunehmen und nach Reinigung wieder zu befüllen (Mehrwegsystem). Typisches Leergut sind dabei Gefäße wie Flaschen, Dosen, Gläser oder dergleichen, die in Aufnahmebehältern wie Kästen, Trays, Kartons, Paletten oder dergleichen aufbewahrt und transportiert werden. Im Rahmen der Anmeldung umfasst der Begriff Leergut sowohl die Gefäße, als auch die dafür vorgesehenen Aufnahmebehälter.
Vor einer Wiederverwendung des Leerguts muss dieses in einer Inspektionsvorrichtung beispielsweise auf Sortenreinheit und Unversehrtheit überprüft werden. Insbesondere wegen der in den letzten Jahren erheblich zugenommenen Vielfalt an Gefäßen, zum Beispiel Flaschen, sind Aufnahmebehälter, zum Beispiel Kästen, die im Rahmen eines Mehrwegsystems zurückgegeben werden, in der Regel nicht sortenrein bestückt. Solche Flaschen müssen beispielsweise bei einem automatischen Auspacken des Kastens erkannt und aussortiert werden, so dass nur Flaschen des gewünschten Typs in einen Flaschenstrom gegeben werden, der eine Reinigung und eine nach einem nachfolgenden Abfüllen zugeführt wird. Zudem sind neben Fremdflaschen in den Kästen häufig Fremdkörper wie Papier oder Holzstücke vorhanden, die eine Entnahme der Flaschen behindern oder sogar verhindern.
Derartige Inspektionsvorrichtungen für Leergut werden häufig an einer Transportvorrichtung, die Leergut in einer Transportvorrichtung, beispielsweise über ein Transportband, transportiert, installiert. In der Regel wird das Leergut durch eine Lichtquelle beleuchtet, und mittels einer Kamera werden Bilder vom Leergut aufgenommen, die ein Bildverarbeitungsrechner auswertet, z. B. indem ein dreidimensionales (3D) Abbild des Leerguts ermittelt wird.
Eine weitere Anwendung finden Inspektionsvorrichtungen bei einer Überprüfung von Flaschen vor einem Befüllen. Hierbei werden zum Beispiel die Mündungen der Flaschen auf Unversehrtheit überprüft. Dies geschieht im Reflexionsverfahren, wobei Licht auf die Mündung gesendet wird und das reflektierte Licht mittels Kamera aufgenommen und mittels eines Bildverarbeitungsrechners ausgewertet wird.
Aus der Druckschrift EP 0 174 549 B1 ist eine Inspektionsvorrichtung bekannt, bei der die Lichtquelle einen geraden Lichtbalken in einer feststehenden Lichtebene aussendet. Die Druckschrift DE 103 59 781 B4 beschreibt eine Inspektionsvorrichtung mit einer Lichtquelle, die ebenfalls Licht in einer Lichtebene aussendet, wobei die Lichtebene jedoch nicht festliegt, sondern über eine Ablenkvorrichtung verschwenkt wird. Es wird eine Zeilenkamera als Bildsensor eingesetzt. In beiden Fällen kann aus einer Folge von aufgenommenen Bildern bei verschiedener Position des Leerguts in der Transportrichtung und/oder verschiedener Neigung der Lichtebene im Bildverarbeitungsrechner eine mehrdimensionale Abbildung des Leerguts anhand der aufgenommenen Lichtreflexe konstruiert werden. Die Beleuchtung mittels Lichtstrahlen, die nur innerhalb einer Lichtebene liegen, vereinfacht dabei die zur Konstruktion der dreidimensionalen Abbildung des Leerguts notwendigen Rechenschritte. Problematisch gestaltet sich die Rekonstruktion des Abbilds jedoch insbesondere bei Leergut, das ganz oder teilweise transparent ist. In einem solchen Fall weist ein einzelner Lichtstrahl nicht einen, sondern gegebenenfalls mehrere Reflexe auf, die nicht eindeutig einer Oberflächenkontur zugeordnet werden können.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Inspektionsvorrichtung und ein Verfahren zum Inspizieren von Leergut zu schaffen, die auf einfache und kostengünstige Art eine zuverlässige Inspektion, insbesondere von transparentem Leergut, ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Inspektionsvorrichtung und ein Verfahren zur Inspektion von Leergut mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Eine erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung für Leergut, das mittels einer Transportvorrichtung in einer Transportrichtung transportiert wird, weist eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Leerguts mit einem in einer Lichtebene liegenden Lichtfächer auf. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens zwei Bildaufnehmer mit flächigem Bildsensor und einer jeweiligen optischen Achse vorgesehen sind, wobei die Bildaufnehmer so angeordnet sind, dass sie unterschiedliche Blickrichtungen haben.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Inspektion von Leergut, das mittels einer Transportvorrichtung in einer Transportrichtung transportiert wird und auf das von einer Beleuchtungseinrichtung eine Konturlinie (153) projiziert wird, zeichnet sich dadurch aus, dass zeitgleich Bilder von mindestens zwei Bildaufnehmern aus unterschiedlichen Blickrichtungen aufgenommen werden. Die Bilder werden miteinander verglichen, um direkte Abbilder der Konturlinie auf dem Leergut von indirekten Abbildern zu unterscheiden. Dann werden Daten zur dreidimensionalen Beschreibung der Oberfläche des Leerguts anhand der direkten Abbilder der Konturlinie erzeugt.
Aufgrund der erfindungsgemäßen unterschiedlichen Blickrichtungen der Bildaufnehmer können direkte Abbilder der Konturlinie, also des von der Beleuchtungseinrichtung auf das Leergut projizierten Lichts, von indirekten Abbildern, zum Beispiel durch mehrfach reflektiertes Licht, unterschieden werden. Auf diese Weise kann der Verlauf der Oberflächen des Leerguts, insbesondere bei transparentem Leergut, bei dem Mehrfachreflexionen häufig auftreten, eindeutig ermittelt werden und es können verlässliche Daten zur dreidimensionalen Beschreibung der Oberfläche des Leerguts generiert werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit 16 Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische schematische Darstellung einer Inspektionsvorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel,
2, 3 vereinfachte Seitenansichten der Inspektionsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels,
4 eine vereinfachte Draufsicht auf die Inspektionsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels,
5 eine perspektivische Darstellung von Leergut während einer Inspektion,
6 eine schematische Darstellung einer Inspektionsvorrichtung für nichttransparentes Leergut nach dem Stand der Technik,
7 ein Kamerabild der Inspektionsvorrichtung für den in der 7 gezeigten Fall,
8 eine schematische Seitenansicht wesentlicher Komponenten der Inspektionsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels mit einem modellhaften transparenten Leergut,
9 eine perspektivische Darstellung der Inspektionsvorrichtung aus 8,
10 Kamerabilder der Inspektionsvorrichtung für den in den 8 und 9 gezeigten Fall,
11 eine schematische Seitenansicht wesentlicher Komponenten der Inspektionsvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels mit einem beispielhaften transparenten Leergut,
12 Kamerabilder der Inspektionsvorrichtung für den in der 11 gezeigten Fall,
13 eine schematische Seitenansicht wesentlicher Komponenten einer Inspektionsvorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
14 eine perspektivische Darstellung der Inspektionsvorrichtung aus 13,
15 eine schematische Seitenansicht wesentlicher Komponenten einer Inspektionsvorrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel und
16 eine perspektivische Darstellung der Inspektionsvorrichtung aus 15.
1 zeigt eine Inspektionsvorrichtung 10 in einem ersten Ausführungsbeispiel, die im Bereich einer an sich beliebigen Transporteinrichtung 20 für Leergut angeordnet ist. Die Transporteinrichtung 20 weist im vorliegenden Fall ein über Rollen 22 geführtes, endloses Förderband 21 auf, mit dem das Leergut in eine Transportrichtung x transportiert werden kann. Zur Erfassung der Transportbewegung ist ein Impulsgeber 23 an der Welle einer der Rollen 22 angekoppelt.
Beispielhaft ist als Leergut ein Aufnahmebehälter 1 in Form eines üblichen Getränkekastens dargestellt, der mit Gefäßen 2 in Form von üblichen Flaschen gefüllt ist. Richtungen und Ebenen werden im Folgenden gemäß dem in der Figur eingezeichneten Koordinatensystem angegeben. Die von dem Förderband 21 gebildete Transportebene, auf der das Leergut steht, liegt in der xy-Ebene. Die z-Richtung steht senkrecht nach oben auf dieser Transportebene. Diese Koordinatensystem wird auch im Zusammenhang mit den weiteren Figuren benutzt.
Die Inspektionsvorrichtung 10 ist oberhalb der Transporteinrichtung 20 angeordnet und an einem Gestell 11 montiert. Die Inspektionsvorrichtung 10 umfasst ein Bildverarbeitungssystem 12 mit einer Bedien- und Anzeigeeinheit 13 und eine Optikeinheit 14.
Die Optikeinheit 14 weist eine Beleuchtungseinrichtung 15 und zwei Bildaufnehmer 16, 17 auf. Die Beleuchtungseinrichtung 15 und die beiden Bildaufnehmer 16, 17 sind in der beispielhaften Ausführung zusammen in einem Gehäuse der Optikeinheit 14 untergebracht, das in der Figur aufgeschnitten gezeichnet ist, damit die Beleuchtungseinrichtung 15 und die Bildaufnehmer 16, 17 sichtbar sind. Das Gehäuse ist unten geöffnet oder mit einer Glas- oder Kunststoffscheibe versehen, damit Licht von der Beleuchtungseinrichtung 15 zu dem zu inspizierenden Leergut (hier Kasten mit Flaschen) und zurück zu den Bildaufnehmern 16, 17 gelangen kann.
Die Beleuchtungseinrichtung 15 produziert im Betrieb einen nach unten gerichteten und sich nach unten hin aufweitenden Lichtfächer, dessen Lichtstrahlen in einer Lichtebene liegen, die im gezeigten Ausführungsbeispiel in der yz-Ebene und damit senkrecht zur Transportrichtung x liegt. In 1 sind zur Darstellung des Lichtfächers beispielhaft ein zentraler Mittelpunktsstrahl 151 und zwei Randstrahlen 152 eingezeichnet. Die Beleuchtungseinrichtung 15 ist senkrecht über der Mitte des Förderbands 5 angeordnet, derart, dass der Mittelpunktsstrahl 151 mittig auf das Förderband 5 trifft.
Als Beleuchtungseinrichtung 15 ist im Ausführungsbeispiel der 1 ein Laser vorgesehen, dessen Strahl in einer Richtung aufgeweitet ist, beispielsweise durch eine Zylinderlinse. Die Beleuchtungseinrichtung 15 sendet somit Lichtstrahlen aus, die in einer Lichtebene liegen und die ausgehend von der Beleuchtungseinrichtung einen Lichtfächer bilden. Beim Auftreffen auf einen Gegenstand wird entsprechend ein linienförmiges Beleuchtungsmuster, auch Konturlinie genannt, gebildet. Die Beleuchtungseinrichtung 15 wird daher im Folgenden auch als Linienlaser 15 bezeichnet. Der Linienlaser 15 kann einen Lichtfächer im sichtbaren Wellenlängenbereich, z. B. einer Wellenlänge von 660 nm, ausstrahlen. Alternativ kann aber auch ein beispielsweise im Infrarotbereich abstrahlender Linienlaser 15 vorgesehen werden.
Der Linienlaser 15 kann dabei ein handelsübliches Standardbauteil sein, das bei hoher Lebensdauer rotes, blaues, grünes oder auch infrarotes Licht aussendet. Er weist z. B. eine Laserdiode mir entsprechender Ansteuerungselektronik, eine Linse zum Fokussieren des Lichtstrahles und eine Zylinderlinse zum Aufweiten des fokussierten Laserlichtes in der Lichtebene auf, wodurch der Lichtfächer gebildet wird.
Als Bildaufnahmeeinrichtungen 16, 17 sind im Ausführungsbeispiel der 1 CCD(Charge Coupled Device)-Kameras mit einem flächigen Bildsensor vorgesehen. Der einfacheren Beschreibung halber werden die Bildaufnahmeeinrichtungen 16, 17 im Folgenden auch als Kameras 16, 17, respektive als erste Kamera 16 und zweite Kamera 17 bezeichnet. In Transportrichtung x betrachtet ist die erste Kamera 16 vor und die zweite Kamera 17 hinter dem Linienlaser 15 angeordnet. Die Ausrichtung der Kameras 16 bzw. 17 ist in der Figur durch ihre jeweilige optische Achse 161 bzw. 171 strichpunktiert dargestellt. Die Richtung der optischen Achse 161, 171 im Raum wird im Folgenden auch als Blickrichtung der Kamera 16, 17 bezeichnet.
Zur weitgehenden Vermeidung von Störungen durch Fremdlicht kann vorgesehen sein, im Strahlengang der Kameras 16, 17, z. B. vor oder hinter einem Objektiv, ein z. B. als Interferenzfilter ausgebildetes optisches Filter anzuordnen. Dieses Filter ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in 1 nicht dargestellt, aber beispielsweise in den 2 und 3 wiedergegeben und dort mit dem Bezugszeichen 19 versehen. Die Lichtdurchlässigkeit des Filters ist auf die Wellenlänge des vom Linienlaser 15 ausgesendeten Lichts abgestimmt. Da Fremdlicht wie Sonnen- oder Lampenlicht eine Vielzahl von Wellenlängen enthält, das Filter aber bevorzugt nur für einen engen Wellenlängenbereich, hier z. B. um 660 nm, durchlässig ist, werden die außerhalb dieses Bereiches liegenden Wellenlängen des Fremdlichtes wirksam absorbiert, so dass nur ein sehr kleiner Teil des Fremdlichtes zu den Kameras 16, 17 gelangen kann.
Die 2 bis 4 zeigen weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung vereinfacht in verschiedenen Ansichten. 2 ist eine Seitenansicht mit Blick auf die xz-Ebene, 3 eine Seitenansicht mit Blick auf die yz-Ebene und 4 eine Draufsicht mit Blick auf die xy-Ebene. In allen Fällen sind Gefäße 2 (4), in fünf Reihen in Transportrichtung (2) und vier Reihen quer zur Transportrichtung (3) angeordnet.
Die Anordnung und Ausrichtung der Kameras 16, 17 im Bezug auf den Linienlaser 15 ist besonders gut in der Seitenansicht der 2 zu sehen. Die optischen Achsen 161, 171 verlaufen jeweils schräg zum Mittelpunktsstrahl 151 des Lichtfächers. Sie treffen den Lichtfächer in Schnittpunkten 163 bzw. 173. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kameras 16, 17 und ihre optischen Achsen 161, 171 im Bezug auf die Lichtebene spiegelsymmetrisch zueinander positioniert. Die optischen Achsen 161, 171 und der Mittelpunktsstrahl 151 liegen folglich in einer Ebene und die Schnittpunkte 163 und 173 fallen, von Justierungenauigkeiten abgesehen, zusammen. Dieser gemeinsame Schnittpunkt liegt hier etwas oberhalb der halben Gefäßhöhe.
Der zwischen der optischen Achse 161 der ersten Kamera 16 und dem Mittelpunktsstrahl 151 eingeschlossene Winkel wird im Folgenden als erster Blickwinkel α bezeichnet. Der zwischen der optischen Achse 171 der zweiten Kamera 17 und dem Mittelpunktsstrahl 151 eingeschlossene Winkel wird entsprechend als zweiter Blickwinkel β bezeichnet. Aufgrund der hier symmetrisch angeordneten Kameras 16, 17 sind die Blickwinkel α und β betragsmäßig gleich groß, sie weisen jedoch vom Mittelpunktsstrahl 151 aus betrachtet in unterschiedliche in unterschiedliche Richtungen. Entsprechend unterscheiden sich die Blickrichtungen der Kameras 16, 17. Wie im Zusammenhang mit den 8 bis 10 im Folgenden noch detaillierter ausgeführt wird, basiert das anmeldungsgemäße Inspektionsverfahren gerade auf einer simultanen Bildaufnahme aus zwei unterschiedlichen Blickrichtungen. Im gezeigten Beispiel ist der Betrag von α und β je 20°. Dieser Wert ist lediglich beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen. Eine anmeldungsgemäße Vorrichtung kann mit Blickwinkeln α und β im Bereich von 0 bis 90° und insbesondere im Bereich von 10° bis 30° umgesetzt werden.
Weiter zeigt 3, dass der Linienlaser 15 und die Kameras 16, 17 in y-Richtung mittig über dem Transportband 21 und damit über der Mitte des Aufnahmebehälters 1 angeordnet sind. Die Konturen des vom Linienlaser 15 ausgesendeten Lichtfächers sind durch die durch zwei Randstrahlen 152 angedeutet. Die Breite des Lichtfächers quer zur Transportrichtung ist mindestens so groß, dass er sich über die ganze Breite des Aufnahmebehälters 1 erstreckt. In 4 ist eine so von dem Linienlaser 15 auf den Aufnahmebehälter 1 projizierte Konturlinie 153 eingezeichnet.
Die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung ist so eingerichtet, dass die Kameras 16, 17 lediglich einen Bereich des Transportbandes 21 bzw. eines darauf stehenden Aufnahmebehälters 1 erfasst. 5 zeigt beispielhaft den Bildausschnitt einer der Kameras 16, 17. Zur einfacheren Darstellung sind die Gefäße 2 als nicht transparente Körper wiedergegeben. Das Bildfenster definiert somit den Inspektionsbereich.
Bei dem anmeldungsgemäßen Inspektionsverfahren werden Daten generiert, die eine dreidimensionale Beschreibung von mit ggf. transparenten Gefäßen 2 bestückten oder bestückbaren, oben offenen Aufnahmebehältern 1 ermöglichen. Zur Generierung der Daten ist ein Mittel zur Bestimmung der Position des Aufnahmebehälters 1 in der Transportrichtung vorteilhaft.
Bei der in den 1 bis 4 dargestellten Inspektionsvorrichtung ist ein solches Mittel durch den mit der Rolle 22 des Transportbands 21 gekoppelten Impulsgeber 23 gegeben. Wenn die Rolle 22 durch Ihre Drehung das Transportband 21 und damit auch den Aufnahmebehälter 1 um beispielsweise einen Meter bewegt, werden von dem Impulsgeber beispielsweise 1000 Impulse abgegeben, also ein Impuls pro mm. Die Impulse werden vom Impulsgeber 23 an das Bildverarbeitungssystem 12 übermittelt und dort erfasst. Das Bildverarbeitungssystem 12 hat somit Information darüber, wann sich der Aufnahmebehälter 1 um beispielsweise 1 mm weiterbewegt hat. Das Bildverarbeitungssystem 12 löst dann beispielsweise getaktet durch diese Impulse, Bildaufnahmen der Kameras 16, 17 aus. Wenn die Geschwindigkeit des Transportbandes 21 jedoch konstant, oder nahezu konstant, ist, so können auch periodisch Bilder aufgenommen werden. Das heißt beispielsweise jede Millisekunde ein Bild pro Kamera 16, 17, die eine entsprechend hohe Bildaufnahmerate aufweisen muss. Bei einer Geschwindigkeit des Aufnahmebehälters 1 von einem Meter pro Sekunde wird jeder Millimeter ein Bild von jeder Kamera 16, 17 aufgenommen, also eintausend Bilder pro Sekunde oder eintausend Bilder pro Meter Transportbandbewegung.
Um die Funktion der Vorrichtung zu beschreiben, wird zunächst mittels der 6 und 7 die Grundzüge eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zur Generierung von Daten, die eine dreidimensionale Beschreibung von nichttransparenten Körpern ermöglichen, mit Hilfe einer Kamera erläutert.
6 zeigt in dreidimensionaler Darstellung einen nicht transparenten Aufnahmebehälter 1, in dem sich ein nicht transparenter Kegelstumpf 6 als Musterbeispiel eines Gefäßes befindet. Der Aufnahmebehälter 1, im Folgenden auch Kasten 1 genannt, und der Kegelstumpf 6 stellen das Leergut dar. Oberhalb des Aufnahmebehälters 1 sind ein Linienlaser 15 und eine CCD-Kamera 16 mit Filter 19 angeordnet. Der Linienlaser 15 projiziert eine Konturlinie 153 auf das Leergut.
In 7 ist das von der Kamera 16 aufgenommene Bild dargestellt. Aufgrund der selektiven Beleuchtung durch den Lichtfächer und des Filters 19 ist das Bild im Wesentlichen auf ein Abbild 153' der Konturlinie 153 beschränkt. Bei bekannten geometrischen Anordnungen des Linienlasers 15 und der Kamera 16' lassen sich für die beleuchteten Bereiche die Orts-Informationen der Kastenoberfläche und des Kegelstumpfes bestimmen. So ist die Länge des Abschnitts 153a' des Abbilds 153' in 7 proportional zur Länge des sichtbaren Abschnitts 153a auf dem Kastenrand. Ebenso ist die Länge des Abschnitts 153b' in 7 proportional zur Kastenhöhe (Abschnitt 153b) im Inneren des Kastens 1 und die Länge des Abschnitts 153c' in 7 proportional zum Durchmesser der Deckfläche (Abschnitt 153c) des Kegelstumpfs 6.
Um Daten zu generieren, die eine dreidimensionale Beschreibung des nicht transparenten Kastens 1 mit dem nicht transparenten Kegelstumpf 6 zu ermöglichen, werden viele Bilder der Konturlinie 153 aufgenommen und gespeichert, wobei von Bild zu Bild der Kasten 1 mit dem Kegelstumpf 6 um ein definiertes Maß verschoben wird, z. B. mit Hilfe einer Transporteinrichtung 20 wie in 1 gezeigt. Die Bilddaten werden dann mit bekannten Triangulations-Methoden in dreidimensionale Koordinaten umgerechnet, aus denen ein 3D-Abbild generiert werden kann.
Das zuvor im Zusammenhang mit den 6 und 7 dargestellte Verfahren ist auch unter dem Namen Lichtschnittverfahren bekannt und wird auf vielfältige Weise zur Formbestimmung von nicht transparenten Körpern angewendet.
Soll statt der Form nichttransparenter Körper die Form transparenter Körper, z. B. Leergut aus Glas oder Kunststoff, bestimmt werden, so entstehen bei dem zuvor beschriebenen Lichtschnittverfahren wegen der Transparenz Vieldeutigkeiten, die zu einem nicht korrekten Ergebnis bei der Generierung der 3D-Abbilder führen können.
Die 8 und 9 zeigen schematisch eine Anordnung eines Linienlasers 15 und zweier Bildaufnahmevorrichtungen 16, 17 einer anmeldungsgemäßen Inspektionsvorrichtung, wobei zur verständlicheren Darstellung des Funktionsprinzips des anmeldungsgemäßen Inspektionsverfahrens ein transparentes Prisma 7 als Musterbeispiel eines transparenten Körpers gewählt ist. Die gezeigte Anordnung entspricht beispielsweise der des in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiels. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen daher in den 8 und 9 gleiche oder gleich wirkende Elemente wie in den 1 bis 4. 8 zeigt die Anordnung in einer Seitenansicht mit Blick auf die xz-Ebene und 9 in einer perspektivischen Darstellung.
Erfindungsgemäß werden die zwei Bildaufnehmer 16 und 17 eingesetzt, deren optische Achsen 161, 171 sich hier unter den Blickwinkeln a und b, die betragsmäßig gleich groß sind, spiegelbildlich bezüglich Lichtebene des Linienlasers 15 in einem gemeinsamen Schnittpunkt 163/173 schneiden.
Der Linienlaser 15 projiziert im gezeigten Fall eine Konturlinie 153 auf eine erste Seitenfläche des transparenten Prismas 7, wobei die Konturlinie 153 im dargestellten Fall durch den gemeinsamen Schnittpunkt 163/173 verläuft.
10A zeigt das Bild der Kamera 16 und 10B das der Kamera 17 für die in den 8 und 9 dargestellte Situation. Es wird angenommen, dass ein Teil des auf das Prisma 7 auftreffenden Lichtes diffus reflektiert wird. Ein solches Verhalten wird im realen Einsatz auch bei den Gläsern oder transparenten Kunststoffen, aus denen typischerweise Leergutgefäße hergestellt werden, beobachtet. Beide Kameras 16 und 17 „sehen” also die Konturlinie 153 und bilden sie als Linie 153' ab.
Große Teile des entlang der Konturlinie 153 auftreffenden Laserlichtes dringt jedoch in das transparente Prisma 7 ein und wird dabei gebrochen. An der auf dem Transportband 21 aufliegenden Bodenfläche des Prismas 7 wird das in das Prisma 7 eingedrungene Licht abermals reflektiert. Je nach Winkel ist dieses eine teilweise oder eine totale Reflexion; je nach Beschaffenheit des Untergrundes – hier der Oberfläche des Transportbandes 21 – kommen unter Umständen auch noch an dieser Oberfläche diffus reflektierte Komponenten hinzu. Das reflektierte Licht verlässt das transparente Prisma 7 dann wieder durch eine der ersten Seitenfläche gegenüberliegende zweite Seitenfläche, wobei es beim Lichtaustritt wiederum gebrochen wird. Nach der Mehrfachreflexion austretendes Licht (in der 8 gestrichelt dargestellt) wird ebenfalls von den Kameras 16 und 17 aufgenommen. Das mehrfach reflektierte Licht erreicht die Kamera 16 unter einem Winkel γ und die Kamera unter einem Winkel δ, wobei die Winkel γ, δ sich auf die jeweilige optische Achse 161, 171 beziehen.
Wie zu erkennen ist, unterscheiden sich die Winkel γ, δ deutlich voneinander. In den Bildern der Kamera (10A, 10B) ist entsprechend neben dem direkten Abbild 153' der Konturlinie 153 jeweils ein indirektes Abbild 153* der Konturlinie 153 sichtbar. „Indirekt” bedeutet im Rahmen der Anmeldung, dass Licht auf dem Weg von dem Linienlaser 15 zu einer der Kameras 16, 17 zumindest zwei Reflexionen erfahren hat.
Aufgrund der unterschiedlichen Blickwinkel α und β der beiden Kameras 16 und 17 sind in den Bildern die indirekten Abbilder 153* der Konturlinie 153 jedoch an unterschiedlichen Positionen zu beobachten. Dieses kann zur Unterscheidung von direkten und indirekten Abbildern der Konturlinie 153 herangezogen werden: Nur Linien (oder Bildpunkte), die auf den Bildern der Kameras 16, 17 in den gleichen Bildkoordinaten dargestellt werden, sind direkte Oberflächenreflexionen. Linien (Bildpunkte), die nur von einer der Kameras 16, 17 aufgenommen werden, sind keine direkten Oberflächenreflexionen.
Die 10C zeigt Bilddaten, die durch eine logische „Und”-Verknüpfung der Bilddaten beider Bilder aus den 10A und 10B entstehen. Diese Bilddaten geben folglich nur direkte Abbilder der Konturlinie 153 wieder.
Durch Verknüpfung der beiden Bilder aus 10A und 10B lässt sich die Linie, die eine direkte Oberflächenreflexion beschreibt, also eine für die dreidimensionale Beschreibung „wahre” Linie, ermitteln. Oberflächenreflexionen, also Linien die für eine Beschreibung des transparenten Körpers von Relevanz sind, werden bei beiden Kameras 16, 17 an der gleichen Bildposition dargestellt.
Die „Und”-Verknüpfung stellt eine Umsetzungsmöglichkeit dar, um nur relevante Bildpunkte, die direkte Abbilder der Konturlinie 153 wiedergeben, zur dreidimensionalen Beschreibung des Leergutes heranzuziehen.
Bildverarbeitungssysteme arbeiten heute weitestgehend mit digitalisierten Bildern. Das heißt, dass diese Bilder aus beispielsweise 512 horizontalen und 512 vertikalen Bildpunkten bestehen. Jeder Bildpunkt hat beispielsweise 256 (8 Bit) Helligkeitswerte. Daher ist es mittels eines Bildverarbeitungssystems, wie z. B. dem Bildverarbeitungssystem 12 aus 1, leicht, Bildpunkte zweier Bilder miteinander zu verknüpfen. Derartige Rechenoperationen sind Stand der Technik und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung.
Um eine dreidimensionale Beschreibung des Prismas 7 zu ermöglichen, wird eine Vielzahl von Bildern, bei unterschiedlichen Positionen des Prismas 7 aufgenommen. Dazu kann beispielsweise das Prisma 7 in der Transportrichtung x bewegt werden, wobei während des Durchlaufs beispielsweise einhundert Bilder je Kamera 16, 17 gespeichert werden, die vom Bildverarbeitungssystem 12 miteinander „und” – verknüpft werden, um direkte („wahre”) Abbilder der Konturlinie 153 zu erhalten.
Die Umwandlung der so „bereinigten” Bilddaten in Daten, die eine dreidimensionale Beschreibung von Leergut, beispielsweise in Form von mit transparenten Gefäßen bestückten oder bestückbaren, oben offenen Aufnahmebehältern, ermöglicht, wird wie bei bekannten Lichtschnittverfahren durchgeführt.
Bei transparenten Gefäßen mit realen Formen, z. B. Flaschen, sind die optischen Verhältnisse sehr viel komplexer und lassen sich daher schwerer beschreiben als bei dem zuvor dargestellten idealisierten Prisma 7. Beispielhaft wird deshalb im Folgenden nur der Mittelpunktsstrahl 151 eines Linienlasers betrachtet, um das anmeldungsgemäße Verfahren für eine Flasche als realen transparenten Leergut-Behälter zu erklären.
In 11 ist eine transparente Getränkeflasche 2, die sich in einem Behälter 1 befindet, vereinfacht im Schnitt dargestellt. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen wiederum gleiche oder gleich wirkende Elemente wie bei den vorangehenden Figuren.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Bildaufnehmer 16 und 17 und ein Linienlaser 15 vorgesehen, die so angeordnet sind, dass sich der Mittelpunktsstrahl 151 und die optischen Achsen 161, 171 der Kameras 16 und 17 wiederum in einem gemeinsamen Punkt 163/173 schneiden. Ein erster Reflexionspunkt des Mittelpunktsstrahls 151 liegt auf der Flaschenoberfläche. In Anlehnung an die Konturlinie, die der Lichtfächer des Linienlasers 15 auf der Flaschenoberfläche projiziert, wird dieser Reflexionspunkt im Folgenden als Konturpunkt bezeichnet und durch das Bezugszeichen 154 gekennzeichnet. Der Konturpunkt 154 ist ein „wahrer” Punkt, dessen Abbild eine Information bezüglich der Flaschenform an dieser Stelle trägt.
12A gibt das Kamerabild der Kamera 16 und 12B das Kamerabild der Kamera 17 für die in 11 dargestellte Situation wieder. Beide Bilder bilden den Konturpunkt 154 an der gleichen Bildposition als direktes Abbild 154' ab. Das direkte Abbild 154' zeichnet sich dadurch aus, dass das Licht des Linienlasers 15 auf seinem Weg vom Linienlaser zur Kamera 16, 17 nur einfach, hier diffus, reflektiert wird.
Durch Reflexion durch die Flaschenoberfläche bildet sich der Laserstrahl auch auf der Oberfläche der Kasteninnenseite an einem reflektierter Konturpunkt 155 ab. Der reflektierte Konturpunkt 155 wird in 12A, dem Bild von Kamera 16, oberhalb des Abbilds 154' des Konturpunktes 154 und in 12B, dem Bild der Kamera 17 unterhalb des direkten Abbilds 154' des Konturpunktes 154 als direktes Abbild 155' des reflektierten Konturpunktes 155 wiedergegeben. Das direkte Abbild 155' ist jedoch ein indirektes Abbild 154* des Konturpunktes 154. Das indirekte Abbild 154* ist bei den beiden Kamerabildern an ungleicher Position und ist daher kein wahrer Punkt, der die Flaschenoberfläche beschreibt.
Derartige indirekte Abbilder 154*, denen eine mehrfache Reflexion des Lichts des Linienlasers vorausgeht, entstehen bei transparenten Flaschen in sehr großer Anzahl. Da das Glas für Laserlicht teiltransparent ist, bilden sich auch beispielsweise Reflexionen am Flaschen- und am Kastenboden ab. Alle diese unwahren Punkte haben verschiedene Bildpositionen auf den Bildern der Kameras 16 und 17.
In der Praxis lassen sich nur mit erheblichem Aufwand zwei absolut deckungsgleiche Bilder der zwei Kameras 16, 17 herstellen. Beispielsweise ist eine Montage der Kameras 16 und 17 exakt spiegelbildlich zum Lichtfächer und in einer Ebene mit dem Linienlaser 15 praktisch nicht möglich. Falls – was grundsätzlich ebenfalls möglich ist – die beiden Blickrichtungen der Kameras 16, 17 mit Blickwinkeln α, β verbunden sind, die auch betragsmäßig unterschiedlich groß sind, werden nur Konturlinien, die auf einer Höhe eines gemeinsamen Schnittpunktes 161/171 des Mittelpunktstrahls 151 und der optischen Achsen liegen, in den Kamerabildern an der exakt gleichen Bildposition wiedergegeben. Aufgrund der unterschiedlichen Blickwinkel α, β der Kameras 16, 17 weichen die Abbilder von Konturlinien, die über oder unterhalb des Schnittpunktes 161/171 in ihrer Position bei den beiden Kameras 16, 17 bei einer solchen Anordnung der Kameras 16, 17 voneinander ab. Bei einer solchen unsymmetrischen Anordnung ist eine Kompensation der Bildpositionen durch das Bildverarbeitungssystem 12 vorgesehen. In der Praxis können zudem beide Fälle, die unbeabsichtigte Fehlstellung von Linienlaser 15 und Kameras 16, 17 zueinander und die bewusst unsymmetrische Anordnung, bei der Auswertung der Bilder dadurch berücksichtigt werden, dass keine „harte” Und-Verknüpfung durchgeführt wird, sondern auch Abbilder an leicht unterschiedlichen Bildpositionen bei den beiden Kameras 16, 17 als direktes („wahres”) Abbild der Konturlinie 153 angesehen werden. Mittels Suchalgorithmen, die heute zum Stand der Technik gehören, lassen sich Ausrichtungsfehler leicht kompensieren und weiche, nicht an feste Pixelpositionen geknüpfte Und-Verknüpfungen realisieren.
Dazu wird beispielsweise, wenn im Bild der Kamera 16 eine Linie gefunden ist, diese im Bild von Kamera 17 gesucht. Der Suchbereich beschränkt sich nicht exakt auf den Bildbereich der Linie von Kamera 16 sondern ist beispielsweise in alle Richtungen mittels eines frei wählbaren Toleranzwertes bestimmbar. Zudem kann zur Unterscheidung von direkten Abbildern 153' und indirekten Abbildern 153* auch dadurch erfolgen oder unterstützt werden, dass ein zunächst vorläufig erkanntes direktes Abbild 153' in einem nächsten Bildpaar von zeitgleich aufgenommenen Bildern nachverfolgt wird. Wenn es sich erwartungsgemäß und ggf. nur leicht verändert (der Form des Leergut folgend) in dem nächsten Bildpaar wieder ein direktes Abbild 153' zu sein scheint, kann es mit großer Wahrscheinlichkeit als ein solches angenommen werden. Aufgrund der Mehrfachreflexion ist sehr unwahrscheinlich, dass indirekte Abbilder über mehrere aufeinanderfolgende Bildpaare konsistent auftreten.
Mit Hilfe der dreidimensionalen Daten könnten bei Abweichungen von vorgewählten Eigenschaften des Aufnahmebehälters (z. B. Höhe, Breite, Länge, versehrt oder unversehrt (z. B. beschädigte Griffleiste) und/oder der Gefäße (Flaschenform, Flaschenhöhe) Signale zum Sortieren des Aufnahmebehälter generiert werden. Derartige Datenauswertungen sind auch Stand der Technik. Da ein kontinuierlicher Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich ist, dass heißt dass beispielsweise jeden Millimeter ein Höhenprofil aufgenommen wird, kann von der Vorrichtung auch der Anfang und das Ende eines Aufnahmebehälters bestimmt werden. Daher kann nach beendeter Prüfung (bei kontrollierter Bewegung) des Aufnahmebehälters, mittels eines Schieberegisters, das beispielsweise mittels des Impulsgebers 23 getaktet wird, ein Signal an ein Ausleitsystem gegeben werden, dass den Beginn des Ausleitvorganges bestimmt falls beispielsweise Fremdkörper die Auspackbarkeit behindern könnten.
Bei Vorrichtungen, die dem Stand der Technik entsprechenden, müssen Sensoren, meist Lichtschranken vorhanden sein, die den Beginn der Inspektion signalisieren. Diese können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung entfallen.
So besteht beispielsweise die Möglichkeit, mehr als zwei Bildaufnehmer (Kameras) zu verwenden. Je steiler die Bildaufnehmer angeordnet sind, also je kleiner die Blickwinkel α, β (vgl. z. B. 8) zwischen den optischen Achsen der Bildaufnehmer und dem Lichtfächer des Linienlasers sind, desto weniger sogenannte tote Bereiche entstehen. Tote Bereiche sind Oberflächen, die nicht vom Bildaufnehmer „gesehen” werden, weil der Blick von Körpern, hier z. B. Behältern, versperrt ist. Das heißt, dass die Konturlinie dann von einer der Kameras nicht sichtbar ist. Je größer die Winkel sind, desto genauer kann aber ein Höhenprofil bestimmt werden. So könnten zwei Bildaufnehmer mit kleinem Winkel, um möglicht wenige tote Bereiche zu haben, zwei mit größerem Winkel angeordnet werden, um zumindest in einigen Bereichen das dreidimensionale Höhenprofil möglichst genau zu bestimmen.
Für die Praxis kann es außerdem ausreichend sein, wenn die Daten zur dreidimensionale Beschreibung von mit (transparenten) Gefäßen bestückten oder bestückbaren, oben offenen Aufnahmebehältern lückenhaft sind. Da es sich bei Flaschen in der Regel um rotationssymmetrische Körper handelt, genügt es, Teilbereiche der Flasche zu erfassen. Diese geben ausreichen Auskunft bezüglich der Flaschenform.
Mit Hilfe der durch die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung aufgenommenen dreidimensionalen Daten von Leergut könnten auch Kontrollen zur Pfandberechnung durchgeführt werden. Hierzu könnte das zurückgenommene Leergut gezählt, dass heißt Pfandflaschen von Einwegflaschen unterschieden werden und so nur die Anzahl der Pfandflaschen vergütet werden.
Darüber hinaus können auch Kontrollen von sogenannten Trays z. B. Sixpacks, das sind in transparenter Schrumpffolie eingeschweißte, auf einem Kartonboden stehende Flaschen, nach der Herstellung vorgenommen werden. Hier kann es vorkommen, dass Flaschen fehlen oder die Folie beschädigt ist.
Ein weiterer Anwendungsbereich eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung liegt in der Überprüfung von Flaschenmündungen. Hierbei werden zum Beispiel Flaschen mit beschädigten Mündungen vor der Abfüllung aussortiert, oder es werden Mehrwegflaschen nach dem Reinigen mittels sogenannter Leerflascheninspektionsvorrichtungen auf Reinheit, also Sauberkeit und auf Unversehrtheit überprüft.
13 zeigt ein insbesondere zur Leerflascheninspektion geeignetes Ausführungsbeispiel der anmeldungsgemäßen Inspektionsvorrichtung in einer Seitenansicht mit Blick auf die xz-Ebene. Bei der Leerflascheninspektionsvorrichtung bewegen sich Flaschen 2 als Leergut, wie in den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen, ebenfalls kontinuierlich in der Transportrichtung x unter einer Optikeinheit 14 her. Die Optikeinheit 14 umfasst wie bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen einen Linienlaser 15, der einen Lichtfächer in der yz-Ebene emittiert, dessen Mittelpunktsstrahl 151 entlang der z-Achse verläuft, sowie zwei Kameras 16, 17, jeweils mit einer optischen Achse 161, 171.
14 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung, wobei eine von dem Linienlaser 15 auf eine Mündungsoberfläche 3 projizierte Konturlinie 153 mit dickerer Strichstärke dargestellt ist. Der von dem Linienlaser 15 generierte Lichtfächer ist durch den Mittelpunktsstrahl 151 sowie zwei randstrahlen 152 symbolisiert. Wie bei den zuvor beschriebenen Inspektionsvorrichtungen und -verfahren werden Bilder von zwei Kameras 16, 17 aus verschiedenen Blickrichtungen aufgenommen und vergleichend ausgewertet, um dreidimensionale Beschreibungsdaten der Oberfläche der Flaschenmündung zu erhalten. Eine Beschädigung 4 der Mündungsoberfläche 3 kann anhand der dreidimensionalen Beschreibungsdaten leicht identifiziert werden. Auch eine Überprüfung von Gewinden, die an der Flaschenmündungen zum Fixieren eines Flaschenverschlusses vorhanden sind, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgenommen werden.
Aus Marketinggründen werden heute Faschen, von einigen Herstellern, mit einem Schriftzug, z. B. „Reinheitsgebot” oder einem Markennamen oder Symbol versehen. Solche Schriftzüge können als erhabene oder vertiefende Prägung im Flaschenmaterial ausgeführt sein und werden „Embossing” genannt.
Die 15 und 16 zeigen in ähnlicher Weise wie die 8 und 9 bzw. 13 und 14 eine schematische Anordnung wesentlicher Komponenten einer Inspektionsvorrichtung zur Überprüfung solcher Embossings, einmal in einer Seitenansicht (15) und einmal in einer perspektivischen Darstellung (16).
Die Inspektionsvorrichtung weist wiederum eine Optikeinheit 14, umfassend einen Linienlaser 15 und zwei Kameras 16, 17, die auf eine sich in der Transportrichtung x bewegende Getränkeflasche 2 gerichtet sind. Im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Optikeinheit 14 hier nicht oberhalb des Leerguts, sondern seitlich davon angeordnet. Die Seitenansicht auf die Inspektionsvorrichtung in 15 stellt die Flasche 2 daher von oben dar (Blick auf die xy-Ebene). Die Flaschenmündung 3 wird hier durch zwei Kreise dargestellt. In 16 ist ein Embossing 5 der Flasche 2 zu erkennen.
Da es oft vorkommt, dass sich Flaschen gleicher Form und Farbe nur durch das Embossing 5 unterscheiden, ein Hersteller natürlich nicht sein Produkt, z. B. ein Bier, in eine Flasche des Mitbewerbers abfüllen möchte, müssen diese Embossings 5 erkannt und Flaschen mit falschem Embossing 5 aussortiert werden.
Die mittels des erfindungsgemäßen Inspektionsverfahrens erhaltene dreidimensionale Beschreibung der Behälteroberflächen liefert auch Informationen bezüglich des Aussehens des Embossings 5.
Bezugszeichenliste

1: Aufnahmebehälter (Kasten)
2: Gefäß (Flasche)
3: Flaschenmündung
4: Beschädigung
5: Embossing
6: nicht-transparentes Modell-Leergut (Kegelstumpf)
8: transparentes Modell-Leergut (Prisma)
10: Inspektionsvorrichtung
11: Gestell
12: Bildverarbeitungssystem
13: Bedien- und Anzeigeeinheit
14: Optikeinheit
15: Beleuchtungseinrichtung (Linienlaser)
151: Mittelpunktstrahl
152: RandstrahlBedien
153: Konturlinie
154: Konturpunkt
155: reflektierter Konturpunkt
16, 17: Bildaufnehmer (Kamera)
161, 171: Optische Achse
162, 172: Randstrahlen
163, 173: Schnittpunkt
18: Fenster
19: Filter
20: Transportvorrichtung
21: Transportband
22: Antriebsrolle
23: Impulsgeber
α, β: Blickwinkel
γ, δ: Reflexwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0174549 B1 [0006]
DE 10359781 B4 [0006]

Claims

Inspektionsvorrichtung (10) für Leergut, das mittels einer Transportvorrichtung (20) in einer Transportrichtung (x) transportiert wird, aufweisend eine Beleuchtungseinrichtung (15) zur Beleuchtung des Leerguts mit einem in einer Lichtebene liegenden Lichtfächer, dadurch gekennzeichnet, dass die Inspektionsvorrichtung (10) mindestens zwei Bildaufnehmer (16, 17) mit flächigem Bildsensor und einer jeweiligen optischen Achse (161, 171) aufweist, wobei die Bildaufnehmer (16, 17) so angeordnet sind, dass sie unterschiedliche Blickrichtungen haben.
Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Bildaufnehmer (16, 17) so ausgerichtet sind, dass ihre jeweilige optische Achse schräg zu der Lichtebene verläuft, in einem jeweiligen Blickwinkel (α, β), dessen Betrag größer als 0° und kleiner als 90° ist und bevorzugt zwischen 10 und 30° liegt.
Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der zwei Bildaufnehmer (16, 17) eingesetzt werden, die auf unterschiedlichen Seiten der Lichtebene angeordnet sind.
Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die beiden Bildaufnehmer (16, 17) spiegelbildlich im Bezug auf die Lichtebene angeordnet sind.
Inspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Lichtebene im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung (x) verläuft.
Inspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Bildaufnehmer (16, 17) CCD-Kameras sind.
Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die CCD-Kameras eine Bildaufnahmerate von mindestens 1000 Bilder/s haben.
Inspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der jeder Bildaufnehmer (16, 17) ein optisches Filter (19) aufweist, das durchlässig für einen Wellenlängenbereich ist, innerhalb dessen die Beleuchtungseinrichtung (15) emittiert.
Inspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Beleuchtungseinrichtung (15) ein Linienlaser ist.
Inspektionsvorrichtung nach Anspruch 9, bei der der Linienlaser einen Diodenlaser und eine zylindrische Linse aufweist.
Inspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend ein Bildverarbeitungssystem (12), das dazu eingerichtet ist, von den Bildaufnehmern (16, 17) zeitgleich aufgenommene Bilder miteinander zu vergleichen und anhand des Vergleichs eine dreidimensionale Beschreibung der Oberfläche des Leerguts zu erstellen.
Verfahren zur Inspektion von Leergut, das mittels einer Transportvorrichtung (20) in einer Transportrichtung (x) transportiert wird und auf das von einer Beleuchtungseinrichtung (15) eine Konturlinie (153) projiziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass – zeitgleich Bilder von mindestens zwei Bildaufnehmern (16, 17) aus unterschiedlichen Blickrichtungen aufgenommen werden, – die Bilder miteinander verglichen werden, um direkte Abbilder (153', 154') der Konturlinie (153) auf dem Leergut von indirekten Abbildern (153*, 154*) zu unterscheiden und – Daten zur dreidimensionalen Beschreibung der Oberfläche des Leerguts anhand der direkten Abbilder (153', 154') der Konturlinie (153) erzeugt werden.
Verfahren zur Inspektion von Leergut gemäß Anspruch 11, bei dem die Aufnahme der Bilder der Bildaufnehmer (16, 17) mit der Bewegung des Leerguts in der Transportrichtung (x) korreliert ist.
Verfahren zur Inspektion von Leergut gemäß Anspruch 11 oder 12, bei dem eine „Und”-Verknüpfung von Bildelementen an gleichen Bildpositionen der zwei zeitgleich aufgenommenen Bilder vorgenommen wird, um direkte Abbilder (153', 154') der Konturlinie (153) zu identifizieren.
Verfahren zur Inspektion von Leergut gemäß Anspruch 11 oder 12, bei dem ein Bildelemente-Suchverfahren zur Identifizierung von direkten Abbildern (153', 154') der Konturlinie (153) durchgeführt wird.
Verfahren zur Inspektion von Leergut gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem eine Sequenz mehrerer zeitgleich aufgenommenen Bilder der zwei Bildaufnehmer (16, 17) aufgenommen wird und bei dem direkte Abbilder (153', 154') der Konturlinie (153) dann als identifiziert gelten, wenn sie über die Sequenz verfolgt werden können.
Verwendung einer Inspektionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 oder eines Inspektionsverfahrens gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15 zur Inspektion von ganz oder teilweise transparentem Leergut.