СПОСОБ, УСТРОЙСТВО И ЛИНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ГЕОМЕТРИИ КОЛЬЦЕВОЙ ПОВЕРХНОСТИ КОНТЕЙНЕРА

1. Способ определения трехмерной геометрии фактической кольцевой поверхности (16) контейнера (14), при этом кольцевая поверхность имеет теоретическую планарную кольцевую или круговую геометрию вокруг теоретической центральной оси (A1), включающий
освещение фактической кольцевой поверхности (16) контейнера сверху с использованием первого периферийного падающего светового пучка, содержащего первые падающие радиальные световые лучи, заключенные в радиальных плоскостях, содержащих теоретическую центральную ось (A1) и распределенных в пределах угла 360 градусов вокруг оси (A’1) установки, при этом указанные первые падающие радиальные световые лучи направлены к теоретической центральной оси (A1), и некоторые из первых падающих радиальных световых лучей из указанного первого падающего светового пучка зеркально отражаются кольцевой поверхностью (16) в виде отраженных лучей (RR1);
формирование, с использованием указанных отраженных лучей и через первую оптическую систему (24, 261), первого планарного оптического изображения кольцевой поверхности контейнера на первом двумерном фотоэлектрическом датчике (18), способном передавать первое полное цифровое изображение;
при этом этап, содержащий формирование первого планарного оптического изображения, включает в себя наблюдение кольцевой поверхности (16), сверху, посредством первой оптической системы (24, 261), в соответствии с первым периферийным наблюдательным полем, которое наблюдает кольцевую поверхность (16) в соответствии с первыми радиальными наблюдательными лучами, заключенными в радиальных плоскостях, содержащих теоретическую центральную ось (A1) и распределенных в пределах угла 360 градусов вокруг теоретической центральной оси (A1), причем первое периферийное наблюдательное поле имеет первый наблюдательный угол возвышения (1) относительно плоскости, перпендикулярной теоретической центральной оси (A1), чтобы собирать на первом двумерном фотоэлектрическом датчике, в первой кольцевой области датчика, отраженные лучи, с тем, чтобы формировать первое двумерное цифровое изображение (I161) в первой области изображения (ZI1) первого полного цифрового изображения, передаваемого первым датчиком;
отличающийся тем, что формируют, посредством второй оптической системы (24', 262), второе планарное оптическое изображение кольцевой поверхности контейнера, отличное от первого планарного изображения, на втором двумерном фотоэлектрическом датчике (18, 18'), способном передавать второе полное цифровое изображение, посредством наблюдения кольцевой поверхности (16), сверху, с использованием второй оптической системы (24', 262), в соответствии со вторым периферийным наблюдательным полем, симметричным относительно вращения вокруг теоретической центральной оси (A1), причем указанное поле наблюдает кольцо (16) в соответствии со вторыми радиальными наблюдательными лучами, заключенными в радиальных плоскостях, содержащих теоретическую центральную ось (A1) и распределенных в пределах угла 360 вокруг теоретической центральной оси (A1), указанное второе периферийное наблюдательное поле имеет второй наблюдательный угол возвышения (2) относительно плоскости, перпендикулярной теоретической центральной оси (A1), отличный от первого наблюдательного угла возвышения (1), чтобы собирать на втором двумерном фотоэлектрическом датчике, во второй кольцевой области указанного датчика, отраженные лучи, с тем чтобы формировать второе двумерное цифровое изображение (I162) кольцевой поверхности во второй области изображения (ZI2) второго полного цифрового изображения, передаваемого вторым датчиком;
определяют для числа N анализируемых направлений (Di), исходящих из базовой точки рассматриваемого цифрового изображения и смещенных по углу одно относительно другого вокруг базовой точки:
первую точку изображения указанного первого двумерного цифрового изображения кольцевой поверхности (16) на анализируемом направлении и первую величину, представляющую расстояние от этой первой точки изображения до базовой точки на первом цифровом изображении;
вторую точку изображения указанного второго цифрового изображения кольцевой поверхности (16) на анализируемом направлении и величину, представляющую расстояние от этой второй точки изображения до базовой точки на втором цифровом изображении;
и получают для N анализируемых направлений, посредством геометрического соотношения с использованием N первых величин, N вторых величин, первого наблюдательного угла возвышения (1) и второго наблюдательного угла возвышения (2), по меньшей мере одну величину, характеризующую осевое положение в направлении теоретической центральной оси (A1), для каждой из N точек фактической кольцевой поверхности (16), изображения которых, полученные посредством первой оптической системы (24) и второй оптической системы (24'), представляют собой соответственно N первых точек изображения и N вторых точек изображения.
2. Способ определения по п. 1, отличающий тем, что
одновременно наблюдают кольцевую поверхность (16) посредством первой оптической системы (24, 261) в соответствии с первым периферийным наблюдательным полем и посредством второй оптической системы (24, 262) в соответствии со вторым периферийным наблюдательным полем;
одновременно формируют из отраженных лучей, собранных в соответствии с первым и вторым периферийными наблюдательными полями через первую и вторую оптические системы (24, 261, 262), первое и второе двумерное изображение кольцевой поверхности контейнера, одновременно в двух областях – в первой области изображения (ZI1), соответствующей наблюдению согласно первому периферийному наблюдательному полю (1), и во второй области изображения (ZI2), соответствующей наблюдению согласно второму периферийному наблюдательному полю (2).
3. Способ определения по п. 1 или 2, отличающийся тем, что первая оптическая система (24) содержит первую первичную отражательную поверхность (261) и вторая оптическая система (24', 262) содержит вторую первичную отражательную поверхность (262), указанные две первичные отражательные поверхности (261, 262) представляют собой поверхности вращения в форме усеченного конуса, каждая из которых сформирована путем вращения отрезка прямой линии вокруг теоретической центральной оси (A1), обращена в сторону теоретической центральной оси (A1) и расположена для прямого или непрямого отражения световых лучей, приходящих от фактической кольцевой поверхности под соответствующим наблюдательным углом возвышения, в направлении ассоциированного датчика.
4. Способ определения по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что формирование первого и второго планарного оптического изображения включает для каждого из них оптическое формирование полного и непрерывного двумерного изображения фактической кольцевой поверхности (16).
5. Способ определения по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что первый периферийный падающий световой пучок содержит в одной и той же радиальной плоскости непараллельные падающие радиальные световые лучи.
6. Способ определения по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что первый падающий пучок освещает кольцевую поверхность при падении таким образом, что в точке отражения первого падающего луча, который после отражения от фактической кольцевой поверхности (16) виден первому датчику в соответствии с первым периферийным наблюдательным полем, нормаль ("n") к кольцевой поверхности (16) образует угол меньше 30 градусов относительно направления теоретической центральной оси (A1).
7. Способ определения по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что второй падающий пучок освещает кольцевую поверхность таким образом, что в точке отражения второго падающего луча, который после отражения от фактической кольцевой поверхности (16) виден второму датчику в соответствии со вторым периферийным наблюдательным полем, нормаль ("n") к кольцевой поверхности (16) образует угол меньше 30 градусов относительно направления теоретической центральной оси (A1).
8. Способ определения по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что первый наблюдательный угол возвышения (1) меньше или равен 45 градусов, предпочтительно меньше 25 градусов.
9. Способ определения по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что разница между двумя наблюдательными углами возвышения (1, 2) меньше или равна 20 градусов.
10. Способ определения по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что второй наблюдательный угол возвышения (2) больше 65 градусов, предпочтительно, больше или равен 75 градусов.
11. Способ определения по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что для N направлений Di, способ определяет для каждого направления, посредством соотношения геометрической триангуляции с использованием расстояния от первой точки изображения до базовой точки на первом двумерном цифровом изображении, расстояния от второй точки изображения до базовой точки на втором двумерном цифровом изображении, первого наблюдательного угла возвышения (1)  и второго наблюдательного угла возвышения (2), по меньшей мере одну величину, представляющую осевой сдвиг, в соответствии с направлением теоретической центральной оси (A1), между фактической кольцевой поверхностью (16) и теоретической кольцевой поверхностью.
12. Способ определения по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что для N направлений Di:
первая величина, представляющая расстояние от первой точки изображения до базовой точки на первом двумерном цифровом изображении, представляет собой величину первого радиального сдвига изображения (dR1i) между линией (I161), представляющей первое изображение кольцевой поверхности (16), и теоретической линией (I161t), представляющей изображение теоретической кольцевой поверхности на первом изображении;
вторая величина, представляющая расстояние от второй точки изображения до базовой точки на втором двумерном цифровом изображении, представляет собой величину второго радиального сдвига изображения (dR2i) между линией (I162), представляющей изображение кольцевой поверхности (16), и теоретической линией (I162t), представляющей изображение теоретической кольцевой поверхности на втором изображении;
и для каждого направления определяют, посредством соотношения геометрической триангуляции с использованием первого радиального сдвига, второго радиального сдвига, первого наблюдательного угла возвышения (1)  и второго наблюдательного угла возвышения (2), по меньшей мере одну величину, представляющую осевой сдвиг, в соответствии с направлением теоретической центральной оси (A1), между фактической кольцевой поверхностью (16) и теоретической кольцевой поверхностью.
13. Способ определения по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что линия (I161, I162), представляющая изображение кольцевой поверхности, является изображением отражения соответствующего падающего пучка от кольцевой поверхности (16), сформированным соответствующей оптической системой (24) на ассоциированном датчике (18).
14. Способ определения по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что первый и второй двумерные фотоэлектрические датчики объединены в одном и том же двумерном фотоэлектрическом датчике (18), передающем общее полное цифровое изображение, где первая область изображения (ZI1) и вторая область изображения (ZI2) разъединены на общем полном цифровом изображении.
15. Устройство для определения трехмерной геометрии фактической кольцевой поверхности (16) контейнера (14), указанная кольцевая поверхность имеет теоретическую планарную кольцевую или круговую геометрию вокруг теоретической центральной оси (A1), указанное устройство (10) имеет область (E) для установки контейнера и указанная область установки имеет ось (A'1) установки, содержащее
первую осветительную систему (28, 140), содержащую первый источник света (28), который имеет ось (A'1) установки в качестве своей оси, имеет диаметр больше диаметра кольцевой поверхности (16) и выполнен с возможностью создавать первый периферийный падающий световой пучок, содержащий первые падающие радиальные световые лучи, заключенные в радиальных плоскостях, содержащих ось (A'1) установки и распределенных в пределах угла 360 градусов вокруг оси (A'1) установки, указанные первые падающие радиальные световые лучи направлены к оси (A’1) установки;
первый двумерный фотоэлектрический датчик (18), соединенный с модулем анализа изображения;
первую оптическую систему (24, 261), расположенную между областью установки контейнера и первым датчиком (18) и выполненную с возможностью формировать на датчике (18) первое изображение (I161) кольцевой поверхности (16) контейнера (14), помещенного в область установки;
при этом первая оптическая система (24, 261) содержит по меньшей мере одну первую первичную отражательную поверхность (261), расположенную в «выходной» части поля зрения первого датчика, причем первая первичная отражательная поверхность (261) представляет собой поверхность вращения в форме усеченного конуса, образованную посредством вращения отрезка прямой линии вокруг оси (A’1) установки, обращенную к оси установки, и расположена она для отражения, прямо или непрямо, в направлении первого датчика (18), первых световых лучей, приходящих из указанной области установки в соответствии с радиальными плоскостями, содержащими ось (A’1) установки, в соответствии с первым периферийным наблюдательным полем, имеющим первый наблюдательный угол возвышения (1) относительно плоскости, перпендикулярной оси (A’1) установки, определяя, таким образом, первое периферийное наблюдательное поле, которое наблюдает кольцевую поверхность (16) в соответствии с первыми радиальными наблюдательными лучами, которые заключены в радиальной плоскости, содержащей ось (A’1) установки, распределены по углу 360 градусов вокруг теоретической центральной оси (A1) и образуют с плоскостью, перпендикулярной оси (A’1) установки, первый наблюдательный угол возвышения;
первая осветительная система (28, 140), первый датчик (18) и первая оптическая система (24, 261) расположены над указанной областью установки;
отличающееся тем, что устройство содержит вторую оптическую систему (24, 262), расположенную между указанной областью установки контейнера и вторым двумерным фотоэлектрическим датчиком (18) и выполненную с возможностью формировать на датчике (18) второе изображение (I162) кольцевой поверхности (16) контейнера (14), помещенного в указанную область установки;
второй датчик (18) и вторая оптическая система (24, 262) расположены над областью установки;
вторая оптическая система (24, 262) выполнена с возможностью передачи, прямо или непрямо, в направлении второго датчика (18), вторых световых лучей, приходящих от области установки, в соответствии с радиальными плоскостями, содержащими ось (A’1) установки, и в соответствии со вторым периферийным наблюдательным полем, имеющим второй наблюдательный угол возвышения (2) относительно плоскости, перпендикулярной оси (A’1) установки, определяя, таким образом, второе периферийное наблюдательное поле, которое наблюдает кольцевую поверхность (16) в соответствии со вторыми радиальными наблюдательными лучами, которые заключены в радиальной плоскости, содержащей ось (A’1) установки, распределены в пределах угла 360 градусов вокруг теоретической центральной оси (A1) и образуют относительно плоскости, перпендикулярной оси (A’1) установки, второй наблюдательный угол возвышения (2), причем указанный второй наблюдательный угол возвышения (2)отличается от первого наблюдательного угла возвышения (1);
при этом первая оптическая система и вторая оптическая система определяют для первого датчика и для второго датчика соответственно первую «входную» часть поля зрения и вторую «входную» часть поля зрения, которые перекрываются в области установки в объеме, соответствующем используемому контролируемому объему (VUI), который является объемом вращения вокруг оси (A’1) установки и таким, что любая точка объекта, помещенного в используемый объем и освещаемого по меньшей мере первым источником света, отображается в виде первой точки изображения на первом изображении, сформированном первой оптической системой на первом датчике, и также отображается в виде второй точки изображения на втором изображении, сформированном второй оптической системой на втором датчике.
16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что в первой «входной» части поля зрения, определяемой первой оптической системой для первого датчика, первые радиальные наблюдательные лучи, определяемые первой оптической системой, после выхода из используемого контролируемого объема (VUI) являются центростремительными, распространяющимися в направлении оси установки, затем они пересекают ось установки и становятся центробежными, распространяющимися от оси в направлении первой оптической системы (24, 261).
17. Устройство по п. 15 или 16, отличающееся тем, что формирует два полных раздельных и непрерывных оптических изображения (I161, I162) фактической кольцевой поверхности (16) на ассоциированном двумерном фотоэлектрическом датчике (18).
18. Устройство по любому из пп. 15-17, отличающееся тем, что первая первичная отражательная поверхность (261) непрямо отражает световые лучи в направлении датчика (18), при этом между первой первичной отражательной поверхностью (261) и первым датчиком (18) указанное устройство содержит по меньшей мере одну вторичную отражательную поверхность (132).
19. Устройство по любому из пп. 15-18, отличающееся тем, что вторая оптическая система содержит по меньшей мере одну вторую первичную отражательную поверхность (262) в «выходной» части поля зрения второго датчика (18), указанная вторая первичная отражательная поверхность представляет собой поверхность вращения в форме усеченного конуса, образованного вращением отрезка прямой линии вокруг оси установки, обращенную к оси установки и расположенную для прямого или непрямого отражения в направлении датчика (18) световых лучей, приходящих из области установки, в соответствии с радиальными плоскостями, содержащими ось (A’1) установки и в соответствии со вторым периферийным наблюдательным полем, имеющим второй наблюдательный угол возвышения (2) относительно плоскости, перпендикулярной оси (A’1) установки.
20. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что первая первичная отражательная поверхность (261) и вторая первичная отражательная поверхность (262) непрямо отражают световые лучи в направлении датчика (18), при этом указанное устройство содержит между, с одной стороны, первой первичной отражательной поверхностью (261) и второй первичной отражательной поверхностью (262) и, с другой стороны, общим датчиком (18), по меньшей мере одну вторичную отражательную поверхность (132) вращения вокруг оси (A’1) установки.
21. Устройство по п. 19 или 20, отличающееся тем, что первая первичная отражательная поверхность (261) и вторая первичная отражательная поверхность (262) представляют собой, каждая, поверхность вращения в форме усеченного конуса, обращенную к оси (A’1) установки и имеющую малый диаметр и большой диаметр, которые, оба эти диаметра, больше наибольшего диаметра теоретической кольцевой поверхности, с тем, чтобы возвращать в направлении оси (A’1) установки световые лучи, приходящие от фактической кольцевой поверхности (16) под соответствующим наблюдательным углом возвышения (1, 2), указанные лучи затем перехватываются возвращающей отражательной поверхностью (132), представляющей собой поверхность вращения в форме усеченного конуса (132), обращенного от оси (A’1) установки, чтобы возвращать лучи в направлении ассоциированного датчика (18).
22. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что траектории лучей между двумя первичными отражательными поверхностями (261, 262) и возвращающей отражательной поверхностью (132) перпендикулярны оси (A’1) установки.
23. Устройство по п. 21 или 22, отличающееся тем, что первая первичная отражательная поверхность (261) и вторая первичная отражательная поверхность (262), каждая, представляет собой вогнутую поверхность в форме усеченного конуса и имеет половинный угол (a1, a2) при вершине, равный половине наблюдательного угла возвышения (1, 2)а также имеет малый диаметр и большой диаметр, которые больше наименьшего диаметра теоретической кольцевой поверхности.
24. Устройство по любому из пп. 15-23, отличающееся тем, что первый наблюдательный угол возвышения (1)  меньше или равен 45 градусов, предпочтительно меньше 25 градусов.
25. Устройство по любому из пп. 15-24, отличающееся тем, что разница между двумя наблюдательными углами возвышения (1,2) составляет меньше 20 градусов.
26. Устройство по любому из пп. 15-25, отличающееся тем, что во второй «входной» части поля зрения, определяемой второй оптической системой для второго датчика, вторые радиальные наблюдательные лучи, определяемые посредством второй оптической системы, после выхода из используемого контролируемого объема (VUI), являясь центростремительными в направлении оси установки, затем пересекают ось установки и становятся центробежными, в направлении второй оптической системы (24', 262).
27. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что вторая первичная отражательная поверхность (262) прямо отражает световые лучи в направлении второго датчика (18), без вторичной отражательной поверхности вращения.
28. Устройство по п. 27, отличающееся тем, что во второй «входной» части поля зрения, определяемой указанной второй оптической системой для второго датчика, вторые радиальные наблюдательные лучи, определяемые посредством второй оптической системы, после выхода из используемого контролируемого объема (VUI) являются центробежными, в направлении второй первичной отражательной поверхности (262).
29. Устройство по любому из пп. 15-18, отличающееся тем, что во второй «входной» части поля зрения, определяемой второй оптической системой для второго датчика, вторые радиальные наблюдательные лучи, определяемые посредством второй оптической системы, после выхода из используемого контролируемого объема (VUI) являются параллельными оси установки или центростремительными в направлении оси установки, но без пересечения оси (A’1) установки вплоть до второй оптической системы.
30. Устройство по п. 29, отличающееся тем, что вторая оптическая система не имеет отражательных поверхностей вращения.
31. Устройство по любому из пп. 15-18 или 29-30, отличающееся тем, что второй наблюдательный угол возвышения (2) больше 65 градусов, предпочтительно, больше или равен 75 градусов.
32. Устройство по п. 31, отличающееся тем, что первый наблюдательный угол возвышения (1) меньше или равен 45 градусов, предпочтительно, меньше 25 градусов.
33. Устройство по любому из пп. 15-32, отличающееся тем, что первая оптическая система содержит телецентрическую оптическую систему (20).
34. Устройство по любому из пп. 15-33, отличающееся тем, что вторая оптическая система содержит телецентрическую оптическую систему (20).
35. Устройство по любому из пп. 15-34, отличающееся тем, что первый и второй двумерные фотоэлектрические датчики объединены в одном и том же общем двумерном фотоэлектрическом датчике (18), первая первичная отражательная поверхность (261) и вторая первичная отражательная поверхность (262) находятся в раздельных участках «выходного» поля зрения датчика.
36. Устройство по любому из пп. 15-35, отличающееся тем, что первый источник света (28) представляет собой кольцевой источник в виде тела вращения, ось которого является осью (A’1) установки.
37. Линия технического контроля (200) контейнеров (14) с кольцевой поверхностью (16), в которой контейнеры (14) перемещаются вдоль линии транспортировки с помощью конвейера (210), который транспортирует контейнеры (14) в горизонтальном направлении перемещения перпендикулярно теоретической центральной оси (A1) контейнеров (14), так что кольцевая поверхность (16) контейнеров лежит в горизонтальной плоскости, обращенной вверх, отличающаяся тем, что указанное оборудование включает в себя устройство (10) по любому из пп. 15-36, которое расположено в оборудовании таким образом, что ось (A’1) установки находится в вертикальном положении, так что наблюдательные поля и падающие световые пучки направлены вниз, в сторону области (E) установки, находящуюся между указанным устройством и транспортным компонентом (212) конвейера.
38. Линия технического контроля (200) по п. 37, отличающаяся тем, что конвейер (210) подает контейнеры таким образом, чтобы их теоретическая центральная ось (A1) совпадала с указанной осью (A’1) установки, и во время этого совпадения получают по меньшей мере одно изображение посредством указанного устройства (10), без контакта устройства (10) с контейнером (14).