本发明涉及用于对未贴标签的容器进行光学透射光检验的带有权利要求1或12的前序部分的特征的检验法和检验设备。
背景技术：
通常，检验法或检验设备在饮料填充设施中使用，以便识别出损坏的或不干净的容器并且将其捡出。容器可以例如是空的或被填充的瓶子，其在制造、清洁或填充后在缺陷、例如污物颗粒或损坏方面进行检验。为了尽可能全面的检验，容器从不同的观察方向利用发光屏照射，并且利用至少一个照相机以部段图像检测。随后，部段图像分别单个地借助图像处理在缺陷方面进行分析。
由ep0663069b1公知了用于瓶子的检验机器，其中，照明装置和图像拍摄装置用于侧壁检查。在此，瓶子的侧壁借助镜装置从不同的方向成像到照相机中。
在公知的检验法或检验设备中不利的是，所检测的容器的各个部段图像必须在一定的程度上重叠，因此缺陷可以可靠地识别出。为此，在检验设备中必须设置一定的例如在照相机的观察角或图像分辨率中的余量。此外，重叠区域必须分别双重地在两个相邻的部段图像中分析，以便在其中可靠地识别出缺陷。因此，公知的检验法或检验设备在光学系统和图像处理方面相应耗费地设计。
技术实现要素：
本发明的任务因此是提供一种用于对未贴标签的容器进行光学透射光检验的检验法，其在光学系统、照相机和图像处理方面是较少耗费的，并且由此是廉价的。
为了解决该任务，本发明提供了带有权利要求1的特征的用于对未贴标签的容器进行透射光检验的检验法。
有利的实施方式在从属权利要求中提到。
由于检测到的部段图像在分析前组合为单个全景图像数据集，从而部段图像的重叠区域在全景图像数据集中被拼合，所以重叠区域的信息分别从相邻的部段图像汇总并且仅单次地在全景图像数据集中保存。此外，分别仅部分在两个彼此相邻的部段图像中检测到的缺陷也在全景图像数据集中被拼合。由此，重叠区域可以与缺陷的大小无关地选择，并且光学系统以及照相机更有效地设计。此外，各个部段图像不再必须在重叠区域上双重地被分析，这在图像处理装置的使用的计算能力方面是特别有利的。因此，根据本发明的检验法是较少耗费的，并且因此是特别廉价的。
检验法可以在饮料处理设施中执行，例如在带有图像处理装置的检验设备中执行。检验法可以在满瓶子或空瓶子检验机器中使用。检验法可以后置于容器制造法、清洁法、填充法和/或封闭法。也可想到的是，检验法前置于贴标签法。此外，检验法可以用于检验收回的可重复使用的容器。
容器可以设置用于容纳饮料、食品、清洁物品、膏、化学产品、生物产品和/或制药产品。容器可以是塑料瓶、玻璃瓶、罐和/或管。塑料容器可以特殊地是pet、pen、hd-pe或pp容器或瓶子。其同样可以是可生物降解的容器或瓶子，其主要组成部分由可再生的原料，例如甘蔗、小麦或玉米组成。容器可以设有封闭件，例如瓶盖，旋拧封闭件、撕裂封闭件或类似装置。“未贴标签的容器”在此可以意味着的是，其是没有施加在上面的标签的容器。此外，容器的至少一个侧壁可以是透光的，其中优选地，容器的表面光滑地，即没有散射结构(streustruktur)地构造。
可想到的是，检验法用于容器在缺陷方面的侧壁检查和/或内容物检查。缺陷可以包括污物和/或容器的损坏和/或其内容物。
运输装置可以是线性传送器(直线式运转装置)或旋转件。运输装置可以利用容器容纳部来容纳容器并且将其朝检验位置运输，和/或运输走。线性传送器例如可以是传送带，容器站立在这种传送带上。“在发光屏与至少一个照相机之间的检验位置”在此可以意味着的是，容器在发光屏与照相机之间运输。可想到的是，容器在检验时要么连续地运输，要么单个地停止。发光屏或至少一个照相机可以布置在运输装置的不同的侧面上。
发光屏可以包括平面的光逸出面，其优选大于容器的侧视面。发光屏可以包括至少一个光源，例如白炽灯泡、日光灯管或led。优选地，发光屏可以包括由彼此平行地布置的led构成的矩阵。此外，发光屏可以包括用于均化由发光屏放射的光的扩散板，其尤其是构造为光逸出面。光逸出面优选可以方形地或矩形地构造。
至少一个照相机可以包括优选构造为矩阵的图像传感器(例如ccd或cmos传感器)、镜头、读取电子器件和/或数据接口。至少一个照相机可以构造用于将图像数据输出到图像处理装置上。可想到的是，图像处理装置整合到照相机中。至少一个照相机可以以其光轴对准发光屏的光逸出面。也可想到的是，多个照相机对准发光屏的相同的光逸出面，或者照相机的多个观察方向例如借助镜柜对准发光屏。
进行透射光检验在此可以表示的是，容器首先被发光屏的光穿过，并且随后利用至少一个照相机检测。
不同的观察方向可以分别相应于容器上的照相机视角。不同的观察方向同样可以分别相应于镜柜的路径。替选地，其中每个不同的观察方向可以分别相应于照相机的一个视角。换言之，也可以是多个照相机指向待检验的容器。也可想到的是，不同的观察方向通过多个照相机和镜柜检测。
图像处理在此可以表示的是，照相机图像、部段图像和/或全景图像数据集借助电子式数据处理例如利用电脑程序分析。部段图像分别可以包括带有像素的二维矩阵。多个部段图像可以是照相机图像的一部分，例如子图像，其分别通过镜柜的路径成像到照相机中。
可想到的是，部段图像的重叠区域在全景图像数据集中叠合地集中在一起。由此，全景图像数据集可以特别可靠地被分析，而不会双重地识别缺陷。另一方面，当部段图像在重叠区域中以0-4°，优选0-2°的公差重叠时，该方法也可以执行。公差可以与附属的观察方向围绕容器轴线的角度有关。换言之，这可以是观察方向沿容器表面，沿围绕容器轴线的方向的角度公差。全景图像数据集可以包括带有刚好一个由像素的二维矩阵构成的图像的图像数据。全景图像数据集可以包括容器表面的展开，尤其是容器表面的柱形区段的展开，优选全面的侧壁的展开。换言之，全景图像数据集可以是围绕容器纵轴线延伸的容器表面到二维矩阵的投影。在将检测到的部段图像组合后，其图像信息可以在全景图像数据集中按次序并立布置，其中，两个部段图像分别在重叠区域中重叠。也可想到的是，检测到的部段图像的图像信息不仅按次序并立布置，而且也矩阵式地相叠地布置。部段图像和/或单个全景图像数据集分别可以是标准图像格式(例如jpeg、tiff或类似格式)中的图像数据。
部段图像组合为全景图像数据集可以基于几何的系统校准执行。通过几何的系统校准，组合不仅基于重叠区域，而且也以对至少一个照相机和/或容器的认识来实现，由此，部段图像可以在重叠区域中特别好地叠合地拼合。此外，全景图像数据集中的图像视角由此可以得到矫正。借助几何的系统校准，容器表面和/或部段图像可以投影到用于分析的确定的投影面上，其中优选地，投影面与全景图像数据集相对应并且/或者通过该全景图像数据集成像。投影面例如可以是与容器纵轴线同中心的虚拟的柱形面，其具有比容器更大的直径。虚拟的柱形面例如可以展开，并且因此形成全景图像数据集的坐标系。此外可想到的是，发光屏包含在几何的系统校准中。
几何的系统校准可以包括利用至少一个照相机实现的不同的观察方向的参数值，尤其是至少一个照相机和/或镜柜的位置、取向和/或成像值。由此，可以给容器上或中的三维点分别配属部段图像的像素。因此可能的是，各自的照相机的图像视角在组合全景图像数据集时一起被考虑到。此外通过成像值可以实现的是，考虑到照相机和/或镜柜的畸变，并且由此计算出各自的部段图像的矫正。两个不同的观察方向例如可以利用各自的部段图像考虑作为立体记录，以便将附加的三维信息算入全景图像数据集中。
几何的系统校准可以包括针对被检测的容器的参数值，尤其是容器位置、容器直径、容器纵轴线、容器的轮廓曲线、容器的3d模型和/或容器表面的展开。由此可能的是，在组合全景图像数据集时考虑到被检测的容器的几何形状。借助容器表面的已知的展开和以对附属的照相机位置的认识，部段图像中的每个像素例如可以配属于展开的容器表面，并且进而配属于全景图像数据集的二维矩阵。容器位置可以例如通过检验设备的公知的cad数据集(电脑辅助设计)计算出。同样可能的是，容器位置借助传感器检测。容器直径、容器纵轴线、容器的轮廓曲线、容器的3d模型和/或容器表面的展开可以来自于cad数据集。同样可能的是，参数值从待检测的容器的3d扫描中已知。也可想到的是，3d模型借助输入照相机图像中的轮廓计算出。由此，照相机图像中的该轮廓(二维矩阵)可以回算到3d模型上，以便例如得到容器直径、容器纵轴线和/或轮廓曲线。
几何的系统校准可以包括运输装置的参数值，尤其是检验位置和/或容器引导装置的位置参数。由此例如可能的是，检测容器的动态定位并且因此将检测到的部段图像拼合为全景图像数据集。可想到的是，从检验设备的cad模型获知运输装置的几何形状以及照相机、镜柜和/或发光屏的布置。由编码器可以例如计算出容器的动态位置且进而计算出检验位置的准确的到达。而实际的检验位置可以在部段图像组合为单个全景图像数据集时被考虑到。“容器引导装置的位置参数”在此可以表示的是，容器除了运输运动以外还借助容器引导装置移行和/或转动。也可以通过编码器数据获知容器的准确的位置或转动。换言之，可以通过运输装置的参数值在部段图像组合为全景图像数据集时考虑到容器的准确的位置和/或转动方位。
校准体可以安装到检验位置上，并且因此确定几何的系统校准的参数值。换言之，可以利用校准体确定检验设备的实际的参数值，这是因为例如检验设备的实际的几何形状或照相机的成像参数被加载以制造公差，并且因此没有完全由cad数据集已知。此外可能的是，在完全没有检验设备的之前已知的cad数据的情况下获知几何的系统校准。校准体可以具有容器形状。此外，校准体可以设有和/或印有球、环或类似部，其借助图像处理可以特别容易地鉴别出。由此，在校准体上的各个位置可以准确地计算出，并且被考虑用于获知几何的系统校准。
被检测的容器的不同的表面侧的图像特征，尤其是缺陷可以借助几何的系统校准以如下方式处理，即，使图像特征取决于表面侧地不同地增强和/或分离。换言之，可以利用几何的系统校准计算出特定的图像特征是来自于容器的前侧还是后侧。例如因此，在前侧的缺陷在从一个部段图像变换到另一部段图像时，与该缺陷在后侧时会发生的情况相比，是不同地转移的。在此，前侧可以表示容器的在检测时面对照相机的侧壁。而后侧可以表示背对照相机的或者面对发光屏的侧壁。例如，可以通过借助两个不同的观察方向的立体记录计算出特定的图像特征位于哪个表面侧。图像特征可以配属于缺陷，例如污物或容器的损坏。换言之，图像特征可以是缺陷在部段图像和/或全景图像数据集中的映射。
可想到的是，从第一观察方向的图像坐标通过几何的系统校准计算出第二观察方向的图像坐标。由此，两个不同的观察方向或附属的部段图像的各自的图像坐标(像素)可以彼此配属，并且由此，在重叠区域中组合全景图像数据集特别准确地进行。
容器可以通过镜柜检测，从而不同的观察方中的至少两个，优选三个向利用照相机的图像传感器同时检测。由此，为了检测不同的观察方向仅需要一个照相机。
可想到的是，容器利用多个记录装置检测，其中，每个记录装置包括在运输装置的一侧的发光屏和在运输装置的另一侧的镜柜和/或至少一个照相机。可想到的是，利用其中每个记录装置，容器从两个，优选三个不同的观察方向分别利用附属的部段图像检测。如果容器利用镜柜从三个不同的观察方向被检测，那么不同的观察方向可以分别相对于容器纵轴线彼此扭转30度。相应地，容器的整个表面可以利用四个记录装置检测，其分别利用照相机记录三个不同的观察方向。
容器可以为了检测不同的观察方向借助容器引导装置围绕转动轴线转动，其中，转动轴线优选平行于容器纵轴线或者与之重合。由此，除了容器的初始的位置以外，在转动后可以检测至容器的另外的观察方向，并且可以实现容器的全面的检验。
容器例如可以分别利用至少一个第一照相机作为部段图像的第一部分检测，随后利用容器引导装置转动和/或运输，并且随后利用至少一个第二照相机作为部段图像的第二部分检测，其中，部段图像的第一和第二部分组合为单个全景图像数据集。换言之，容器可以在通过两个不同的照相机的记录之间转动优选30、45、60、90、120或180度。也可想到的是，容器首先利用两个相对于运输装置错开180度的记录单元检测，随后利用容器引导装置优选转动90度，并且随后借助两个另外的相对于运输装置错开180度的记录单元检测。由此可能的是，分别利用镜柜和照相机检测容器的总共四个包括至少90度的表面区域。容器例如在四个镜柜的情况下分别利用三个不同的观察方向从总共十二个不同的观察方向检测。由此可以实现容器表面的特别高的检测分辨率。
此外，本发明提供了带有权利要求12的特征的用于对未贴标签的容器进行光学透射光检验的检验设备。
有利的实施方式在从属权利要求中提到。
如在上面已经详细地实施的那样，利用检验设备的图像处理装置，检测到的部段图像在分析前首先组合为单个全景图像数据集。由此，重叠区域不再必须在各自的部段图像中双重地被分析，而是仅单次地在全景图像数据集中被分析。此外，光学系统和检验设备的照相机可以更有效地设计，这是因为部段图像的重叠区域可以变得更小。由此，检验设备是较少耗费的，并且进而是更廉价的。
图像处理装置可以包括微处理器、存储器和/或数据接口。图像处理装置可以布置在检验设备、照相机本身或外部电脑中。图像处理装置可以设置用于分析、隔离、探测和/或确定在全景图像数据集中映射为图像特征的缺陷。
检验设备可以包括镜柜，其布置在检验位置与照相机之间，以便利用照相机的图像传感器同时检测至少两个，优选三个不同的观察方向。由此，容器的各个表面区域尽可能垂直地被检测，并且需要更少的照相机。
检验设备可以包括容器引导装置，其构造用于使容器围绕转动轴线转动。例如，容器引导装置可以包括至少两个反向运动的皮带，或者固定的导轨和皮带，以便在侧面容纳和转动容器。由此，容器可以被转动，用以从不同的观察方向来检测。容器表面例如可以朝运输方向或朝其反方向指向，并且因此对于在特定的观察方向中的成像来说是特别不可到达的。如果容器现在发生转动，那么首先难于到达的表面可以转向照相机，并且更好地得到检验。
此外，检验设备可以单个地或以任意的组合地包括优选根据权利要求1-11中任一项的之前参考检验法所描述的特征。
附图说明
此外，本发明的另外的特征和优点在随后的实施例中更详细地描述。其中：
图1以流程图示出用于对未贴标签的容器进行光学透射光检验的检验法的实施例；和
图2以俯视图示出用于对未贴标签的容器进行光学透射光检验的检验设备的实施例。
具体实施方式
在图1中，对未贴标签的容器进行光学透射光检验的检验法100的实施例作为流程图示出。
首先，在步骤101中，未贴标签的容器被运输到发光屏与至少一个照相机之间。例如，容器以线性传送器连续运输，然而也可想到的是，容器分别为了检验停在检验位置中。
在步骤102中，容器以发光屏在检验位置上被照射。为此，发光屏的光逸出面优选大于容器的待检验的侧壁地构造。在照射时，光横向于纵轴线地穿过未贴标签的容器，并且随后到达至少一个照相机。
然后在步骤103中，容器从不同的观察方向利用照相机以部段图像进行检测。可想到的是，容器通过带有照相机的镜柜检测，从而以照相机图像记录不同的观察方向。照相机图像的随后作为部段图像分离的区域分别相应于镜柜的成像路径。同样可想到的是，不同的观察方向分别配属于分别从不同的方向检测容器的照相机。此外可想到的是，容器在步骤103中利用另外的由发光屏和至少一个照相机构成的布置照射，并且从不同的观察方向进行检测。为此，该布置可以分别包括带有一个照相机替选地带有多个照相机的镜柜。同样可想到的是，容器在步骤103中利用发光屏照射，并且由照相机检测，并且随后转动，并且利用相同的或另外的发光屏照射，并且利用相同的或另外的照相机检测。
然后在步骤104中，相应于不同的观察方向的各个部段图像组合成单个全景图像数据集，从而部段图像的重叠区域在全景图像数据集中叠合地拼合。换言之，全景图像数据集可以相应于容器表面的展开。此外可想到的是，部段图像基于几何的系统校准拼合为全景图像数据集。为此，照相机、容器和/或运输装置的几何布置是已知的，以便由此推断出至容器的不同的观察方向的布置。例如，在知道两个照相机相对于被检测的容器的布置的情况下，图像数据可以立体地得到分析。此外可想到的是，容器的不同的表面侧上的图像特征借助几何的系统校准分别取决于所检测的侧面地得到增强和/或分离。由此，例如在容器前侧或后侧的缺陷可以在进一步处理之前得到分离。
此外可想到的是，在单独的步骤中，将校准体预先安装到检验位置中，以便因此确定几何的系统校准的参数值。校准体例如可以具有容器形状，并且为了通过图像处理更好地识别表面点而包括标记、球或类似物。
如果组合出全景图像数据集，那么其在步骤105中借助公知的图像处理法分析。例如，容器的缺陷如污物和/或损坏通过适当的分析算法来识别和标记。
如果在容器中存在缺陷或者超过特定的缺陷大小和/或数量，那么容器被分析为不合格的。
不合格的容器可以在步骤106和108中被挑出，并且必要时被循环利用。如果容器相反地是正常的，那么其在步骤107中被运输至另外的处理站，例如随后的贴标签站和/或包装站。
在步骤109和101中，另外的容器被运输至检验位置，并且如之前描述的那样利用步骤102-105检验。
由于部段图像在分析前借助图像处理组合成单个全景图像数据集，从而使部段图像的重叠区域在全景图像数据集中优选叠合地拼合，所以分析基于单个图像进行。由此，在重叠区域的范围内，部段图像不再必须被双重地被分析。此外，重叠区域也可以更小地选择，这是因为大于重叠区域的缺陷在全景图像数据集中组合。因此，在该方法中，图像分析以及光学系统和照相机是较少耗费的且进而是廉价的。
在图2中以俯视图示出用于对未贴标签的容器2a-2e进行光学透射光检验的检验设备1的实施例。可看到的是运输装置3，其在此构造为线性传送器，并且沿运输方向r运输容器2a-2e。然而也可想到的是，运输装置3构造为旋转件。
此外可看到结构相同的记录单元a、b、c和d，它们分别包括照相机4a-4d、发光屏5a-5d和镜柜6a-6d。
随后，依据记录单元a更详细地示出其结构：发光屏5a具有多个以矩阵布置的led，它们彼此平行地布置并且将光朝扩散板的方向放射。扩散板平行于运输方向r地布置并且形成光逸出面，其将光朝镜柜6a的方向放射，镜柜与发光屏5a对置地布置在运输装置3上。这样被放射的光首先照射容器2a，并且随后到达镜柜6a，并且随后到达照相机4a，利用照相机检测不同的观察方向b1-b3作为照相机图像中的单个部段图像。
三个观察方向b1-b3分别彼此错开30°地布置，并且通过镜头成像到照相机4a中的图像传感器上。在利用记录单元a的透射光检验中，容器2a被照射，并且侧壁沿三个不同的观察方向b1-b3显现为照相机4a的照相机图像中的并立布置的部段图像。
替选地也可想到的是，针对每个观察方向b1-b3使用单独的照相机。
随后，容器2a沿运输方向r进一步运输，并且到达记录单元b的检验位置。在那里刚好看到容器2b，其被发光屏5b照射，并且沿相反的观察方向b4-b6利用照相机4b通过镜柜6b检测。换言之，利用记录单元b附加地检测至容器2b的三个另外的观察方向b4-b6。
随后，容器2b沿运输方向r进一步运输，并且借助容器引导装置7转动90°。为此例如设置了两个以不同的速度驱动的皮带7a、7b，其一方面运输容器2e，并且另一方面将其转动90°。可选地，容器2e在此通过单元8经受底部检验。
此外，在容器2e转动后看到结构相同的记录单元c和d，它们沿观察方向b7-b9或b10-b12以透射光检测容器2c和2d。因为容器2c、2d相对于容器2a、2b转动了90°，所以利用记录单元c和d的照射和检测相对于记录单元a和b扭转了90°。
总体上，利用记录单元a-d在部段图像中分别检测至容器2a-2e中的一个的12个观察方向b1-b12，部段图像沿容器周边方向地覆盖12×30°的格栅，即总体上覆盖360°。图像数据分别从照相机4a-4d通过数据线路进一步传导至图像处理装置9。
各个部段图像随后借助图像处理装置9和之前描述的尤其是根据权利要求1-11中任一项的检验法组合为单个全景图像数据集，从而部段图像的重叠区域在全景图像数据集中叠合地拼合。随后，全景图像数据集可以在缺陷方面利用公知的图像处理算法分析。
根据图2的实施例的检验设备1构造用于执行之前描述的尤其是根据权利要求1至11中任一项的和/或根据图1中示出的实施例的检验法。
因为不同的观察方向b1-b12的各个部段图像首先组合为单个全景图像数据集，所以进行图像处理用以在单个步骤中基于全景图像数据集找出缺陷。因此，重叠区域不再需要在两个部段图像中双重地被分析。由此，镜柜6a-6d或照相机4a-4d不再需要检测容器2a-2e的很大的周边区域，从而各个部段图像的重叠区域变得更小。因此，镜柜6a-6d可以更紧凑，并且检验设备1因此可以廉价地构建。此外，在分析全景图像数据集时的计算能力可以得到节约。
要理解的是，在之前描述的实施例中提到的特征并不局限于该组合，而是可以单个地或以任意的其他组合实现。