DE19707156A1 - Warenschleuse für Selbstbedienungsläden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Warenschleuse für Selbstbedienungsläden.

In Selbstbedienungsgeschäften sind oft die einzelnen Waren (Gegenstände) mit einer Markierung versehen, die den Gegenstand identifiziert und die maschinell lesbar ist. Bekannt sind die Strichcode-Aufkleber, die gele­ gentlich auch schon auf die Gegenstände bzw. ihre Verpackung gedruckt sind. An der Kasse führt die kassierende Person den Strichcode über ein Lesegerät ("Scanner"), und mit dem Strichcode als Adresse wird aus einem Speicher der zugehörige Preis ausgelesen und in der Kasse aufaddiert. Bei anderen Systemen sind Preisetiketten an der Ware oder ihrer Verpackung angebracht, und die kassierende Person gibt diese Preise in die Kasse ein. Beide Systeme sind personalintensiv, die zugehörigen Kassen müssen eine platzraubende Sitzgelegenheit für das Personal vorsehen. Außerdem begünstigen diese Systeme eine bevorzugte Behandlung einzelner Kunden nach Belieben des Personals, indem "vergessen" wird, bestimmte Artikel zu verbuchen, oder dies nur zu einem niedrigeren Preis ge­ schieht.

In beiden Fällen kann ein Käufer außerdem zu betrügen versuchen, indem er ein Preisetikett (oder einen Strichcode-Aufkleber) von der Ware ab­ löst und durch ein Etikett bzw. einen Code-Aufkleber einer billigeren Ware ersetzt. Es kann zwar von der kassierenden Person festgestellt wer­ den, wenn Ware und Preis nicht zusammenpassen. Schwieriger ist es aller­ dings, einen Betrugsversuch nachzuweisen, wenn der Käufer lose Ware (Obst, Gemüse) selbst auswiegt, es sei denn, die kassierende Person kann an der Kasse nachwiegen. Zur praktischen Erfahrung läßt sich sagen, daß das Kassenpersonal sich in aller Regel darauf konzentriert, die ausge­ preisten Waren aufzuaddieren oder die auf einem Förderband wartenden Wa­ ren an einer Scanner-Einrichtung vorbeizuführen und die Aufgabe, die Plausibilität der Warenauszeichnung zu überprüfen, vernachlässigt.

Aus der Praxis ist eine Warenschleuse für Selbstbedienungsläden bekannt geworden, bei der der Kunde die von ihm eingekauften Waren selbst mit Hilfe des auf den Waren aufgedruckten Strichcodes über eine Scanner-Ein­ richtung erfaßt, während Bedienpersonal des Selbstbedienungsladens den Kunden bei der Arbeit beobachtet. Eine praktische Ausführung dieses Prinzips sieht beispielsweise so aus, daß Personal des Selbstbedienungs­ ladens zwischen zwei Scanner-Einrichtungen sitzt und links und rechts von ihr die Kunden beim Einscannen beobachtet. Derartige Selbstbedie­ nungs-Scannerkassen haben sich in der Praxis jedoch nicht durchgesetzt, da, bei einer mittleren Arbeitsgeschwindigkeit der Kunden, die etwa halb so hoch ist wie die einer routinierten Fachkraft, per saldo keine Perso­ naleinsparungen möglich sind, jedoch die Baubreite des Warenausgangsbe­ reichs eines Selbstbedienungsgeschäfts für die gleiche Leistung nahezu verdoppelt wird. Hinzu kommt ein psychologisches Motiv, daß zahlende Kunden ungern von scheinbar untätigen Mitarbeitern beobachtet werden. Schließlich kann auch hier vom Kunden betrogen werden.

Aus der DE-PS 35 24 231 ist ein Selbstbedienungssystem bekannt, bei dem der Kunde ohne Überwachung durch Kassenpersonal die eingekauften Gegen­ stände bzw. Waren selbst über ein Lesegerät führt und anschließend auf eine Fördereinrichtung legt, die eine Plausibilitätsprüfung durchführt, ob der verbuchte Gegenstand mit demjenigen übereinstimmt, den der Kunde mitzunehmen gedenkt. Das System weist eine Fördereinrichtung auf, die einen Auflagebereich, in dem der Kunde die von ihm zu bezahlenden Waren auf die Fördereinrichtung auflegt, und einen Entnahmebereich, an dem der Kunde die gekauften Waren entnimmt, miteinander verbindet. Eine Regi­ striereinrichtung, die gegen Zugriff des Kunden abgeschirmt ist, über­ prüft die eingekauften Gegenstände: jeder Gegenstand wird gewogen, jeder Gegenstand durchläuft ein Lichtschrankensystem, das seine Umrisse abta­ stet. Stimmen die gemessenen Daten mit den Vorgaben, die in einer Daten­ bank enthalten sein können, überein, wird die Ware in den Entnahmebe­ reich gefördert. Im anderen Falle wird die Förderrichtung der Förderein­ richtung umgekehrt, und der betreffende Gegenstand wird zurück in den Auflagebereich transportiert. Für diejenigen Waren, für die der Schleu­ sungsvorgang erfolgreich war, wird eine Rechnungssumme aus Kaufpreisen berechnet. Um eine sichere Erkennung der geprüften Waren zu gewährlei­ sten, ist durch eine Trigger-Einrichtung sichergestellt, daß jeweils nur ein Gegenstand auf einmal den abgeschirmten Registrierbereich betritt. Dies ist inbesondere auch deswegen erforderlich, da durch abgewiesene Waren eine etwaige Warteschlange von Gegenständen aufgrund der Umkehr der Fördereinrichtung durcheinandergebracht wird.

Das bekannte System hat sich in der Praxis nicht durchgesetzt, da insbe­ sondere seine Arbeitsgeschwindigkeit viel zu gering ist, um den Investi­ tionsaufwand zu rechtfertigen. Ferner neigt das bekannte System zu soge­ nannten Endlosschleifen, die vom Benutzer verursacht sein können oder auch systemimmanent sind. Hat sich beispielsweise in der Fördereinrich­ tung Verpackungsabfall gesammelt, so spricht die Registriereinrichtung darauf an und fördert diesen als nicht zugelassene Ware zurück in den Auflagebereich. Dies wird vom ungeübten Kunden nicht erkannt, so daß mit dem nächsten Gegenstand der Verpackungsabfall erneut in die Registrier­ einrichtung gefördert wird, erneut mit dem Ergebnis der Rückförderung. Dem Kunden müßte zugemutet werden, auf der Fördereinrichtung liegenden Abfall selber zu beseitigen, um die bekannte Vorrichtung wieder in be­ triebsbereiten Zustand zu versetzen. Dasselbe Problem tritt auf, wenn in der Datenbank Werte falsch gespeichert sind, ein Artikel mit dem fal­ schen Strichcode ausgezeichnet ist, oder aber aufgrund einer Beschädi­ gung des Gegenstands, so daß das Prüfungsergebnis immer negativ sein wird. Da diese Ware stets zurückgewiesen wird, ist sie unverkäuflich. Eine weitere Schwachstelle des Systems besteht darin, daß bei Einkauf von zwei gattungsgleichen Gegenständen, z. B. Weinflaschen, diese sich im Preis stark unterscheiden können, die aber in Gewicht und Außenkontur identisch sind, eine Manipulation ohne weiteres möglich ist. Insgesamt ist unter Berücksichtigung der geschilderten Umstände die effektive Ar­ beitsrate der bekannten Vorrichtung so niedrig bzw. langsam, daß es die Investitionskosten nicht verdient.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Warenschleu­ se für Selbstbedienungsläden zu schaffen, die mit höheren Durchsatz be­ treibbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 2.

Die Warenschleuse umfaßt eine Fördereinrichtung, die einen Auflagebe­ reich auf der einen Seite der Schleuse und einen Entnahmebereich auf der anderen Seite der Schleuse miteinander verknüpft. Diese Fördereinrich­ tung kann ein Förderband oder ein anderes bekanntes Fördersystem sein. Die von der Fördereinrichtung transportierten Waren werden von der Regi­ striereinrichtung erfaßt, wobei von der Bildverarbeitung Gebrauch ge­ macht wird, d. h., die Ware wird mittels mindestens einer Videokamera aufgenommen und ihr Bild oder von ihm abgeleitete Signale werden mit mindestens einem abgespeicherten Muster verglichen, wobei der Vergleich von der Bildverarbeitungsvorrichtung vorgenommen wird. Das gespeicherte Muster ist für jede Ware als Datensatz in der Speichereinheit abgelegt, wobei der Datensatz insbesondere auch den Preis und die Bezeichnung der Ware enthält. Wird ein Gegenstand als verkauft gebucht, kann in der Re­ chen- und Speichereinrichtung, deren Ausgabe sowohl auf Papier, ver­ gleichbar dem bekannten Kassenbon, als auch auf anderen Medien erfolgen kann, zumindest der Preis gespeichert und ein Betrag aufaddiert, der der Einkaufssumme entspricht. Voraussetzung für das erfolgreiche Passieren der Registriereinrichtung ist, daß die Komparatormittel, die die Daten aus dem Datensatz mit dem von der Bildverarbeitungseinrichtung für die erfaßten Waren gebildeten Merkmalssatz vergleichen, ein Bekannt-Signal ausgibt, was genau dann geschieht, wenn ein vorgegebenes Übereinstim­ mungsmaß, beispielsweise durch eine Schwelle definiert, mit dem Daten­ satz überschritten wird. Eine hierfür repräsentative Maßzahl kann bei­ spielsweise mit dem Datensatz abgespeichert sein. Der Vergleich ermög­ licht insbesondere, daß, selbst wenn einzelne Merkmale "Ausreißer" ge­ genüber den Sollwerten aufweisen, bei ansonsten guter Übereinstimmung die Ware die Schleuse erfolgreich passiert. Dies ist ein Aspekt, der ei­ ne Verbesserung gegenüber bekannten Systemen, die die Ergebnisse der Ab­ fragen einer "strengen" UND-Verknüpfung unterziehen, ermöglicht.

Ergibt der Vergleich jedoch, daß der Gegenstand als unbekannt eingestuft wird, so wird dieser vorteilhafterweise über geeignete Abzweigemittel in einen Zwischenablagebereich verbracht, der außerhalb vom Auflage- und Entnahmebereich und vorzugsweise vor dem Zugriff des Kunden geschützt angeordnet ist, so daß diese spezielle Ware (zunächst) weder verkauft noch dem Kunden für weitere Versuche zurückgegeben wird. Im Unterschied zu bekannten Systemen ermöglicht diese Vorrichtung in erfinderischer Weise einen Betrieb der Warenschleuse, bei dem ein Umkehren der gesamten Fördereinrichtung überflüssig wird, wodurch die Beanspruchung der Kompo­ nenten durch häufige Richtungsumkehr herabgesenkt wird. Hierdurch ist vorteilhaft sichergestellt, daß Verpackungsabfälle und dergleichen nicht unter Verursachung einer Endlosschleife den Arbeitsbetrieb der Waren­ schleuse blockieren, sondern in den Zwischenablagebereich ausgeschieden werden. Hierdurch ist ferner ermöglicht, daß bei Vorliegen eines unbe­ kannten Artikels die Fördereinrichtung nicht umgekehrt zu werden braucht, um diesen Artikel zurückzuführen, sondern die Warteschlange der zu registrierenden Waren weiter abgearbeitet werden kann. Hierdurch ist ermöglicht, daß die Warteschlange der Waren in dichter und schneller Folge bearbeitet werden kann. Da für die erfindungsgemäße Warenschleuse keine Aufsichtsperson unmittelbar am Förderband vorgesehen werden muß, kann der Ausgangsbereich z. B. eines Selbstbedienungsgeschäfts mit enger als bisher zusammenstehenden Warenschleusen ausgestattet werden, so daß auf dem Platz einer konventionellen Kasse zwei Warenschleusen Platz fin­ den.

Vorzugsweise ist im Auflagebereich der Fördereinrichtung ein Lesegerät vorgesehen, beispielsweise ein üblicher fest installierter Scanner, das eine die Ware identifizierende Markierung, beispielsweise einen Strich­ code, erfassen kann, so daß sich der von der Registriereinrichtung vor­ zunehmende Vergleich der Daten auf diesen aufgrund der Markierung adres­ sierbaren Datensatz beschränkt, was die für eine Vergleichsoperation er­ forderliche Zeitdauer um einen Faktor reduziert, der in der Größenord­ nung des Warensortiments liegt. Je nach Ausgestaltung der Warenschleuse kann vorgesehen sein, im Anschluß an die Überprüfung dieses speziellen Datensatzes eine Überprüfung mehrerer oder aller Datensätze vorzusehen.

Eine besondere Verbesserung der Zuverlässigkeit der Warenschleuse läßt sich erzielen, wenn die Registriereinrichtung ferner eine Waage umfaßt, die vorzugsweise als Bandwaage eines Förderbands ausgebildet sein kann und die vorzugsweise im Sichtfeld wenigstens einer der mindestens einen Videokamera angeordnet ist. Durch das dann erfolgende Wiegen der Ware werden zahlreiche Vorteile erzielt. Zum einen kann sichergestellt wer­ den, daß bei Waren, die voluminöse Umverpackungen aufweisen, nicht im "Huckepack"-Prinzip wertvolle Waren in den Umverpackungen billiger Waren erschlichen werden. Zum anderen läßt sich, insbesondere, wenn kein Lese­ gerät vorgesehen ist, der Vergleich der Merkmalssätze auf diejenigen Da­ tensätze beschränken, deren Gewichtsdaten innerhalb eines Bereichs um das gemessene Gewicht liegen. Hierdurch ist ein Vergleich lediglich mit einem Bruchteil der gespeicherten Datensätze notwendig, was zu einer deutlichen Beschleunigung des Vergleichs führt. Schließlich kann insbe­ sondere in Lebensmittelgeschäften, in denen der Kunde lose Ware wie Obst und Gemüse selbst abwiegt, eine Gewichtsprüfung im Verlauf der Förder­ strecke sinnvoll sein. Eine hierfür vorgesehene Waage kann aber auch zur Unterstützung der Plausibilitätsprüfung herangezogen werden, wenn neben den aus den Kameradaten abgeleiteten Mustersignalen auch das Gewicht der jeweiligen Ware einschließlich der Gewichtstoleranzen mit abgespeichert wird.

Besonders vorteilhaft ist eine Warenschleuse, die auch das Verbuchen von klaren ermöglicht, deren Stück-Gewicht nicht feststehen kann, z. B. Obst oder Gemüse, Wurst- und Käsewaren oder dergl. In einem ersten Schritt hat der Kunde z. B. selbst das Obst abgewogen, und eine externe Waage mit Drucker hat - ausgehend von der Eingabe des Kunden - ein Preis-Etikett ausgedruckt, das neben der Preisangabe auch den Artikeltyp wiedergibt. Da die genannte Waage im allgemeinen nicht den strengen Vorschriften an geeichte Waagen entspricht, darf sie kein Gewicht ausweisen. Der Kunde scannt vorzugsweise das Etikett im Auflagebereich der Warenschleuse. Aufgrund der Adresse kann aus dem zugehörigen Datensatz der Preis pro Gewichtseinheit ermittelt werden, und in Kenntnis des ausgewiesenen Preises das Sollgewicht. Dieses wird mit dem von einer Waage in der Wa­ renschleuse ermittelten Gewicht verglichen, so daß vorteilhafterweise sichergestellt ist, daß der Kunde sich nach dem ersten Auswiegen keinen "Nachschlag" genehmigt. Verwechslungen bei der Auswahl des Obsttyps sind auch nicht mehr möglich, da die Bilddatenverarbeitung zuverlässiger als das menschliche Auge Änderungen in der Farbe z. B. von Obst erkennt. Es ist sowohl möglich, diese Waren einzeln als auch in Gebinden, wie Netzen oder durchsichtigen Tüten, zu erfassen.

Die Fördereinrichtung kann aus Förderbändern bestehen, es ist aber auch möglich, andere Fördereinrichtungen vorzusehen, z. B. eine umlaufende Endlosfolge von herabhängenden Haken zum Aufhängen der Artikel, wobei die Haken eine Artikellöseeinrichtung aufweisen können und ferner um ei­ ne vertikale Achse drehbar sein können.

Dabei läßt es das System zu, daß mehrere Artikel gleichzeitig auf der Waage liegen und von der Videokamera erfaßt werden. Dieser Bereich der Förderstrecke ist dann zweckmäßig mit einer Beleuchtungseinrichtung ver­ sehen und gegen Fremdlicht abgeschirmt, um für die Videokamera gleich­ bleibende Verhältnisse zu schaffen.

Zweckmäßigerweise umfaßt die Fördereinrichtung ein Einlauf-Förderband, auf dem der Kunde die Waren plaziert und das die Waren der Bandwaage zu­ fördert. Die Bandwaage fördert auf ein Weichenförderband, das je nach dem Ergebnis der Plausibilitätsprüfung aus einer Normalposition, in der es die Waren in einer im wesentlichen horizontalen Ebene auf das Aus­ lauf-Förderband übergibt, in eine Ausscheidungsposition verlagerbar ist, in der als nicht-plausibel erfaßte, auszuscheidende Ware in einen Sam­ melraum gelangt, der für den Kunden unzugänglich bleibt.

Sinnvollerweise ist am Auslaufende des Auslauf-Förderbandes eine Sperre vorgesehen, die einen Stauraum begrenzt. Hier werden die Waren jedes Kunden aufgestaut, bis der Kunde signalisiert, daß er alle von ihm aus­ gewählten Waren auf der Fördereinrichtung abgelegt hat. Die Sperre wird dann freigegeben, und die Waren gelangen auf einen Packtisch, in einen Warenkorb, einen Warenwagen oder dergleichen. Dies ermöglicht, daß be­ reits der nächste Kunde beginnen kann, seine Waren einzugeben, während der vorhergehende noch einpackt.

Das Lesegerät kann direkt oder über den Rechner mit einem Addiergerät verbunden sein, das die Preise der identifizierten Waren aufaddiert und vorzugsweise je nach Bedarf des Kunden auf einem Kassenbon ausdruckt. Zur Kontrolle durch den Kunden können die Preise auf einem Bildschirm angezeigt werden. Das Addiergerät wird vorzugsweise erst nach bestande­ ner Plausibilitätsprüfung aktiviert; alternativ kann es schon bei Einle­ sen des Codes aktiviert werden, muß dann aber einen Stornovorgang vor­ nehmen, wenn sich nachträglich herausstellt, daß keine Plausibilität ge­ geben ist.

Es ist möglich, zwei Fördereinrichtungen unmittelbar nebeneinander anzu­ ordnen und ihnen gemeinsame Videokameras zuzuordnen; dies verringert den Platz- und Investitionsbedarf.

Die Warenschleuse gemäß der Erfindung ist vorzugsweise so eingerichtet, daß sie erst nach Eingabe eines Zahlungsmittels aktiviert werden kann; auf einem Bildschirm, z. B. des Addiergeräts, kann der Guthabenbetrag an­ gezeigt und dekrementiert werden. Als Zahlungsmittel kann natürlich auch eine Kreditkarte einsetzbar sein.

Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, die bei einem unbekannten Gegen­ stand rechtzeitig vor Betätigung der Abzweigemittel einer Überwachungs­ stelle einen Ausschnitt aus einem durch die Markierung adressierten Da­ tensatz und das von der Videokamera aufgenommene dazugehörige Bild über­ mitteln. Diese Überwachungsstelle kann zentral für mehrere Warenschleu­ sen angeordnet sein und wird in der Regel ein von einer Bedienungsperson besetzter Arbeitsplatz sein. Auf einem Bildschirm erkennt der Mitarbei­ ter den unbekannten Artikel und dessen angebliche Bezeichnung. Der Mit­ arbeiter ist in der Lage, die Registriereinrichtung zu "überstimmen", indem er beispielsweise durch Drücken eines Knopfes das Unbekannt-Signal durch ein Bekannt-Signal ersetzt, und damit sicherstellt, daß der Gegen­ stand nicht in den Zwischenablagebereich gelangt, sondern in den Entnah­ mebereich gefördert wird. Mit Hilfe von geeigneten Peripheriegeräten dann die Bedienungsperson ebenfalls Waren, für die falsche Daten abge­ speichert sind oder keine Daten abgespeichert sind, weil sie neu im Sor­ timent sind, eine Entscheidung treffen, wodurch eine erhebliche Verbes­ serung der Abfertigungsrate der Warenschleuse erzielt wird. Vorzugsweise kann die Bedienperson einen Lernschritt auslösen, damit eine unvollstän­ dige Datenbasis vervollständigt wird.

Wenn ein Artikel weder von der Bildverarbeitungseinrichtung noch von der Überwachungsstelle als bekannt identifiziert wird, wird vorzugsweise zu­ gleich mit der Aussonderung dieses Artikels eine Bedienperson alarmiert.

An der Warenschleuse ist vorzugsweise eine weitere Leseeinrichtung vor­ gesehen, die eine Identifikation der Bedienperson lesen kann. Die Funk­ tion dieser Leseeinrichtung kann auch durch das Lesegerät wahrgenommen werden. Ist die Identifikation der Bedienperson erfolgt, kann ein Arti­ kel (oder mehrere) ohne Überprüfung verkauft werden, wobei aufgrund der eingegebenen Identifikation stets ein BEKANNT-Signal abgegeben wird. Es kann vorgesehen werden, daß nicht mehr Artikel je Vorgang "frei" über die Warenschleuse verbucht werden dürfen, als Artikel ausgeschleust wur­ den. Es sind natürlich in einem solchen Fall nur diejenigen Teile der Warenschleuse in einer Art Bypaß-Betrieb übergehbar, die die Wiederer­ kennung des Artikels sicherstellen sollen. Entweder durch Scannen oder durch andere Eingaben über Peripheriegeräte wird der Artikel verbucht, und dem Kunden auch durch Aufaddieren berechnet.

Alternativ sind zwischen dem Zwischenablagebereich und dem Entnahmebe­ reich Weiterfördermittel vorgesehen, die es ermöglichen, einen in den Zwischenablagebereich gelangten Gegenstand unter Passieren der Regi­ striereinrichtung, damit der Gegenstand dem Kunden auch in Rechnung ge­ stellt wird, zu verkaufen.

Da die Bildverarbeitung insbesondere sicher bei einzelnen Gegenständen funktioniert, weniger gut jedoch bei Gruppen von Gegenständen, bei­ spielsweise mehreren zusammengestellten Packungen, können bei der För­ dereinrichtung Vereinzelungsmittel zwischen Auflagebereich und Regi­ striereinrichtung vorgesehen sein, die Gruppen von Gegenständen, die be­ nachbart auf der Fördereinrichtung angeordnet sind, voneinander trennt. Derartige Vereinzelungsmittel können sowohl starr sein als auch bewegli­ che Einrichtungen, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, daß die Ver­ einzelungsmittel die Waren in eine Position bewegen, z. B. drehen, die beispielsweise durch die Hauptachse bzw. mehrere Achsen der Warenge­ stalt definiert ist, wobei diese Position eine besonders zuverlässige Wiedererkennung durch die Registriereinrichtung ermöglicht. Eine weitge­ hende Vereinzelung der Artikel erfolgt bereits dadurch, wenn der Kunde diese Artikel selber einzeln scannt und in die Fördereinrichtung reicht.

Ein Schleusensystem mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen Waren­ schleusen ist vorzugsweise mit einer zentralen Speichereinheit ausge­ stattet, die die für jede Ware spezifischen Informationen als Datensatz enthält, so daß eine gleichmäßige Abfertigungsqualität an allen Schleu­ sen erzielt wird. Hierdurch ist auch der Aufwand für die Pflege des Da­ tensatzbestandes minimiert. Ein solches Schleusensystem umfaßt wenig­ stens eine Warenschleuse und kann darüber hinaus Hybridsysteme umfassen, bei denen Kassenterminals mit Bedienpersonal auf die Speichereinheit zu­ greifen.

Die Steuerung der erfindungsgemäßen Warenschleuse, und insbesondere der Abzweigemittel, erfolgt in Abhängigkeit von den BEKANNT- und UNBEKANNT- Signalen, die von den Komparatormitteln abgegeben werden.

Es ist bei einer erfindungsgemäßen Warenschleuse möglich, Schnittstellen vorzusehen, die eine Übernahme der Daten der verkauften Artikel in eine Bestandsdatenverwaltung ermöglichen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert, wobei

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Warenschleuse ist, die über ein Verifikationssystem zum Erkennen und Wiedererkennen von Gegenständen verfügt; und

Fig. 2 ein Blockdiagramm des Verifikationssystems aus Fig. 1 ist.

In Fig. 1 ist in schematisierter Darstellung eine Warenschleuse 1 darge­ stellt. Die Warenschleuse 1 soll anstelle einer konventionellen Kasse z. B. am Ausgang eines Selbstbedienungsladens eingesetzt werden. Der Be­ griff der Schleuse findet insoweit eine Rechtfertigung, daß im Idealfall vorgesehen ist, daß Artikel aus dem Sortiment des Ladens diesen nur durch eine derartige Warenschleuse verlassen sollen, die somit das Mate­ rial ausschleust. Diese Schleusenfunktion soll sicherstellen, daß die ausgeschleusten Artikel alle verbucht und bezahlt werden.

Wird demgemäß die Warenschleuse 1 am Ausgang eines Selbstbedienungsla­ dens aufgestellt, liegt der proximal angeordnete Auflagebereich 2 der Warenschleuse innerhalb der Verkaufsfläche des Ladens, und der distal angeordnete Entnahmebereich 3 der Warenschleuse in einem Bereich außer­ halb der Verkaufsfläche, den ein Kunde regelmäßig ohne weitere Kontrol­ len verlassen kann.

Die Warenschleuse 1 weist eine Fördereinrichtung auf, die aus hinterein­ ander angeordneten Endlosbändern gebildet ist. Der Auflagebereich 2 ist durch das Einlauf-Förderband 10 gebildet, an das sich (in Material­ flußrichtung gesehen) eine Bandwaage 12, ein Zwischenförderband 14, ein Weichenförderband 16, und ein auf den Entnahmebereich 3 hin förderndes Auslauf-Förderband 18 anschließen. Die Arbeitsweise und Vorteile der Förderbänder wird im folgenden noch erläutert werden. Anstelle der Förderbänder können auch angetriebene Rollen oder dergl. verwendet werden.

Im Auflagebereich 2 ist ferner ein Scanner 20 fest installiert, der Bar­ codes lesen kann, die auf den Artikeln des Warensortiments aufge­ druckt sind.

Im Bereich der Bandwaage 12 befindet sich eine Registriereinheit 22. Die Registriereinheit 22 weist eine kastenförmige Abschirmung 24 auf, in der 2 Videokameras 26 derart an zwei diametral gegenüberliegenden oberen Ecken angeordnet sind, daß sie den Raum oberhalb der Bandwaage 12 beobach­ ten. Die Abschirmung 24 schirmt den Bereich der Bandwaage 12 gegen Staub und dergl. ab, ferner aber auch gegen Fremdlicht, um Schwankungen in der Ausleuchtung dieses Bereichs zu verhindern.

Im Anschluß an die Abschirmung 24 ist eine gestrichelt dargestellte Hau­ be 28 vorgesehen, die ganz oder teilweise durchsichtig ist. Die Hau­ be 28 dient dazu, die gekaufte Ware des Kunden vor dem Zugriff unbe­ fugter Dritter zu schützen, während er im Auflagebereich 2 beschäftigt ist, wobei zugleich auch ein Zugriff des Kunden selbst verhindert ist.

Im Bereich der Haube 23 verläuft das Weichenförderband 16, das in Fig. 1 seine erste Endposition (Normalposition) einnimmt, und in Richtung des Pfeils 30 hin- und herschwenkbar ist. In seiner zweiten Endposition ist das Weichen-Förderband 16 derart mit seinem proximalen Ende nach oben verschwenkt angeordnet, daß alle (einer oder mehrere) daraufliegen­ den Artikel weiter in den Entnahmebereich 3 gefördert werden, aber eine Öffnung für den nächstfolgenden, auszusondernden Artikel freigegeben wird, damit dieser auszusondernde Artikel in einen Sammelraum 32 geför­ dert wird. Dieser Sammelraum ist unterhalb der Fördereinrichtung ange­ ordnet und bildet einen vom Kunden nicht zugänglichen und von Auflage­ bereich 2 und Entnahmebereich 3 abgetrennten Zwischenablagebereich. Der Sammelraum 32 ist jedoch vom Bedienpersonal des Geschäfts durch eine nicht dargestellte ansonsten verriegelte Tür zugänglich, um entweder dort hineingeförderte Artikel manuell zu entsorgen, oder mit Hilfe da­ für angepaßter Fördermittel in die Fördereinrichtung zurückzufördern.

Anstelle eines Weichen-Förderbands sind andere Abzweigemittel vorsehbar, beispielsweise Falltüren, Schieber, Querübergaben etc. Insbesondere ist es möglich, vor dem Weichenförderband 16 ein weiteres Zwischenförderband vorzusehen, das gleichzeitig mit seinem distalen Ende nach unten ver­ schwenkt wird, um den einen darauf liegenden Artikel in den Sammelraum 32 zu fördern, wodurch ein geteiltes Abzweigemittel resultiert. Dieses Zwischenförderband kann auch an die Stelle des Weichenförderbandes tre­ ten, wobei dann auf dem Zwischen-Förderband sich immer nur ein Artikel befinden darf; dies wird dadurch sichergestellt, daß das Zwischen-För­ derband 14 schneller läuft als die Bandwaage 12 und somit eine Verein­ zelung bewirkt, jedoch beim Aussondern eines Artikels stillgesetzt wird.

Das Weichenförderband 16 wird in Abhängigkeit von einem Signal gesteu­ ert, daß als Ergebnis einer im weiteren noch beschriebenen Vergleichs­ operation erzeugt ist. Vor dem Weichenförderer 16 ist eine Lichtschranke 34 angeordnet, die ein Signal zum Stoppen der warenstromaufwärts ange­ ordneten Förderbänder 10, 12, 14 abgibt, wenn sie einen nicht auszuson­ dernden Artikel erfaßt und der Weichenförderer 16 nicht seine Normalpo­ sition einnimmt.

Am Auslaufende der Fördereinrichtung befindet sich eine Sperre 38 in Form einer Klappe, die mit der Haube 28 abschließt. Das Auslauf-Förder­ band 18 bildet somit einen Stauraum 40 für die Waren eines einzelnen Käufers. Erst wenn dieser signalisiert, daß er alle Gegenstände auf dem Einlauf-Förderband 10 abgelegt hat, beginnt eine Zeitperiode, die ausreicht, auch den zuletzt abgelegten Artikel in den Stauraum 40 (oder ggfs. in den Sammelraum 32) zu fördern, und nach deren Ablauf die Sperre die Waren freigibt. Sie gelangen dann auf einen als Rutsche aus­ gebildeten Packtisch 42. Erst dann wird auch eine (nicht dargestellte) Personensperre freigegeben, die bis dahin den Kunden von dem Entnahme­ bereich 3 trennt. Eine Lichtschranke 38 dient zur Meldung, wenn der Stauraum 40 voll sein sollte.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 werden weitere Komponenten der Warenschleuse 1 erläutert. Mit 50 ist ein Rechner bezeichnet, der in einem Speicher 52 in einem Lernprozeß abgespeicherte Daten als Datensätze mit Informatio­ nen über die Artikel des Warensortiments enthält.

Dem Rechner 50 wird von dem Lesegerät 20 die Artikelidentifikation zuge­ führt, die als Adresse für die Daten im Speicher 52 fungiert. Ferner ist auch ein Zwischenspeicher 54 vorgesehen, in dem die Artikelidentifika­ tion ebenfalls abgelegt wird. Der Rechner 50 erhält Gewichtssignale von der Bandwaage 12 und sowie die Bilddaten der Videokameras 26, aufberei­ tet in einer Bilddatenverarbeitung 56, die vorliegend mit dem Rechner 50 integriert ist.

Der Rechner hat einen mit "+" bezeichneten Ausgang "BEKANNT". Wenn an ihm ein Signal erscheint, wird der Zwischenspeicher 54 in ein Addier- und Bondruckeinheit 60 ausgelesen, in der auch die zu den jeweiligen Artikel­ identifikationen gehörigen Preise abgespeichert sind. Es ist aber auch möglich, die Preise in dem Speicher 52 abzulegen, und dem Gerät 60 be­ reitzustellen.

Der Rechner hat ferner einen mit "-" bezeichneten Ausgang "UNBEKANNT". Wenn an diesem ein Signal erscheint, wird das Weichenförderband 16 für einen definierten Zeitraum zur Aussonderung unbekannter Artikel in seine zweite Endposition nach oben verschwenkt. In den Sammelraum 32 ausgeson­ derte Artikel werden natürlich bei der Berechnung des Kaufpreises stor­ niert, und entsprechende Befehle dem Gerät 60 übermittelt.

Die Realisierung von Rechner 50, Speicher 52, Zwischenspeicher 54 und Bilddatenverarbeitung 56 kann in einem gemeinsamen Rechner erfolgen.

Um unnötige und personalaufwendige Laufereien zu verhindern, ist es mög­ lich, bei einem Schleusensystem, welches beispielsweise ein Großteil der Kassen eines Supermarkts stellt, an einer zentralen Stelle mit einer Leitebene auszustatten, die beispielsweise mit einem Bildschirm versehen ist, der mit den Videokameras 26 in Verbindung steht und jeweils dann aktiviert wird, wenn ein Unbekannt-Signal vom Rechner 50 erzeugt wird, jedoch noch ausreichend Zeit bis zu einer Betätigung des Weichenförder­ bands 16 besteht. Eine Bedienperson kann dann in einer Einblendung von einigen Sekunden Dauer die als unbekannt angesehene Ware auf dem Bild­ schirm beobachten, wobei vorzugsweise eine Artikelbeschreibung, die in einem mit der Markierung adressierbaren Datensatz abgespeichert ist, auf dem Bildschirm eingeblendet wird, so daß die Bedienperson in einer Ja- Nein-Entscheidung beurteilen kann, ob der betrachtete Gegenstand als be­ kannt beurteilt werden soll. Nur wenn die Bedienperson ein entsprechen­ des Signal auslöst, wird das Unbekannt-Signal "überstimmt" und die Ware in den Stauraum 40 weiterbefördert. Es versteht sich, daß, wenn die Be­ dienperson keinen Befehl auslöst, das Unbekannt-Signal nicht verändert wird. Mit einer solchen zentralen Leitebene läßt sich bereits der größte Teil der von dem Verifikationssystem als unbekannt angesehenen Artikel dennoch verbuchen. Es ist ein besonderer Vorteil, der diese Warenschleu­ se auszeichnet, daß eine Überwachung durch den Menschen für den runden unbemerkt bleibt, nur wo sie benötigt ist auch aktiviert wird, und keine anderen Videokameras hierfür erforderlich sind als diejenigen, die zur Erfassung der Artikel verwendet werden.

Es ist möglich, zwischen dem Sammelraum 32 und der Fördereinrichtung ei­ nen weiteren verschwenkbaren Bandförderer vorzusehen, der es ermöglicht, ursprünglich abgelehnte Artikel in den Bereich des Auslauf-Förderbands 18 zurückzufördern, so daß diese Artikel in den Stauraum 40 gelangen. Diese Vorrichtung wird nur in seltenen Fällen benötigt werden, weshalb sie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht vorgesehen ist. Statt dessen kann eine Bedienperson, die den ausgesonderten Artikel aus dem Sammelraum 32 nimmt, sich durch eine Identifizierung (z. B. Pass­ wort. Karte) als autorisiert ausweisen, und das Verifikationssystem für jeweils einen Artikel stummsetzen, d. h. der Rechner gibt hierfür ein BE- KANNT-Signal ab, und die Bedienperson kann daher, sozusagen in letzter Instanz, das System überstimmen. Es kann vorgesehen werden, daß in die­ sem Fall zu Kontrollzwecken die Leitebene ebenfalls informiert wird, und den Artikel beobachten kann. Die Bedienperson wird immer dann gerufen, wenn ein Artikel ausgesondert wird. Dann wird mit dem Ende der Bearbei­ tung der Artikel in der Warenschleuse solange gewartet, bis auch die ur­ sprünglich ausgesonderten Artikel verbucht wurden. Es ist aber auch möglich, die Bedienperson nur auf Anforderung durch den Kunden, z. B. über eine Ruftaste, in Marsch zu setzen.

Es ist möglich, im Auflagebereich 2 um das Einlauf-Förderband 10 zusätz­ lich eine Kartenleseeinrichtung vorzusehen, die eine Kundenkarte, eine Kreditkarte, eine Scheckkarte oder eine andere, einem Zahlungsmittel gleichzusetzende Personenidentifikation liest und erst im Anschluß dar­ an eine Bedienung des Lesegeräts 20 zur Erfassung von Waren zuläßt. In einer einfacheren Variante ist diese Vorrichtung so ausgebildet, daß sie Münzen und Geldscheine annimmt, also anonym arbeitet. Diese verhältnis­ mäßig einfach zu realisierende Maßnahme beschleunigt die Abfertigung der Kunden, da sichergestellt ist, daß diese nicht wegen mangelnder Liquidi­ tät und/oder Bonität nicht bezahlte Ware zurückgeben müssen. Ferner er­ möglicht dies eine Automatisierung des Zahlungsvorgangs, so daß auch hier Bedienpersonal weitestgehend nicht mehr erforderlich ist. Im Falle einer Personenidentifikation lassen sich Hausverbote leichter überwachen und z. B. gute Kunden direkt ansprechen. Hierfür kann beispielsweise vor­ gesehen sein, daß ein interaktives System mit Werbedisplays oder der­ gleichen vorgesehen ist, das den Kunden begrüßt, wobei dieses gleichzei­ tig genutzt werden kann, um die erfaßten Waren und deren Preise anzuzei­ gen, und insbesondere den noch zur Verfügung stehenden Geldbetrag bzw. die bisherige Summe darzustellen, also wie ein Gerät 60. Dies eröffnet auch einen eleganten Weg, Daten über bestimmte Kunden zu erheben, bei­ spielsweise über ihre Ernährungsgewohnheiten und Vorlieben. Es ist dann auch möglich, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Zeit­ steuerung geöffnete Sperre 38 des Stauraums 40 in einigen Fällen an die Benutzung derselben Kundenkarte zu koppeln, die im Auflagebereich 2 be­ reits einmal verwendet wurde.

Kameras 26 und Bandwaage 12 sind Komponenten eines Verifikationssystems der Registriereinrichtung, das im Rahmen der Warenschleuse 1 zur Plausi­ bilitätsüberprüfung ein Verfahren zum Erkennen und Wiedererkennen von vom Kunden selbst gescannten Artikel durchführt. Nach dem Scan-Vorgang des Lesegeräts 20 werden die Artikel auf die Fördereinrichtung, die aus den geschilderten Förderbändern 10, 12, 14, 16, 18 besteht, abgelegt und in den Bereich der Abschirmung 24 gefördert.

Der Artikelcode, gegebenenfalls erweitert um das Sollgewicht der Ware, wird vom Lesegerät 20 mit ergänzenden Informationen über einen Kassen­ rechner 5 dem Verifikationssystem mitgeteilt. Im Gegensatz zu bekannten "Selfscanning"-Ansätzen ist die einzige Anforderung an die Artikelzufüh­ rung, daß die Artikel nacheinander (bedingt durch den Ausschleusungsme­ chanismus bei 16) mit minimalem Abstand auf dem Band 10 angeordnet sind. Auch eine begrenzte Vertauschung von Artikeln ist zulässig, wie noch ge­ schildert wird. Dies hat zum Vorteil, daß sich gleichzeitig mehrere Arti­ kel auf der Bandwaage 12 und somit im Sichtbereich der Kameras 26 befin­ den können.

Das Verifikationssystem ermittelt über die Bandwaage 12 das Artikelge­ wicht und mit Hilfe der Bilddatenverarbeitung 56 ausgehend von den von den Kameras 26 beobachteten Bildern eine Vielzahl von geometrischen und auf den Farbinformationen basierenden Kenngrößen. Das aktuelle Artikel­ gewicht und die optisch gewonnenen Kenngrößen werden mit den Sollgrößen in einer gespeicherten Datenbasis, abgelegt in Datensätzen, die unter dem zugehörigen Artikelcode adressierbar sind, verglichen.

Die Kameras 26 beobachten direkt oder über (nicht dargestellte) Spiegel aus unterschiedlichen Perspektiven den Bereich der Bandwaage 12, die so­ mit gleichzeitig als optischer Hintergrund dient. Der Bereich der Band­ waage 12 - einschließlich eines Teils des zuführenden Bandes 10 sowie des abgehenden Bandes 14 - sind gegen Störlicht und gegen Beeinflussung durch den Kunden abgeschirmt, hier z. B. in der Abschirmung 24 einge­ haust.

Als Kameras 26 kommen handelsübliche Farb-CCD-Kameras (Ein-Chip- oder Drei-Chip-Kameras) zum Einsatz. Aus Kostengründen werden Ein-Chip-Farb- CCD-Kameras eingesetzt. Prinzipiell ist auch die Verwendung von Farb- Zeilenkameras möglich.

Über die Bilddatenverarbeitung 56 wird ferner der Anfang und das Ende der Bandwaage 12 überwacht. Immer dann, wenn sich ein Artikel vollstän­ dig auf der Waage 12 befindet und gerade kein Artikel die Waage 12 ver­ läßt bzw. ein Artikel die Waage 12 vollständig verlassen hat und kein Artikel die Waage 12 betritt, kann ein Gewicht der auf der Waage liegen­ den Artikel ermittelt werden. Aus der Kenntnis des zuletzt ermittelten Gewichtes und der Anzahl und ggf. auch des Gewichtes der sich auf der Waage 12 befindlichen Artikel, können dann die Gewichte von unbekannten Artikeln, z. B. Artikeln ohne Stück-Gewicht in dem Datensatz, errechnet werden. Prinzipiell ist eine derartige Aufgabe auch mit Lichtschranken anstelle der Kamerasysteme 26 zu lösen. Nachteilig wirkt sich bei Ver­ wendung von Lichtschranken aus, daß diese flache und dünne Artikel nicht sicher detektieren können. Durch die oben geschilderten Schritte zum gleichzeitigen Wiegen einer quasi endlosen Folge unter Einsatz von Vi­ deo-Kameras und einer Bilddatenverarbeitung wird eine schnelle Verbu­ chung gekaufter Gegenstände ermöglicht, die gegenüber einzeln getrig­ gerten Systemen den Durchsatz um ein Vielfaches steigern.

Zur Charakterisierung eines Artikels werden Kombinationen von lokalen geometrischen und auf der Farbinformation basierenden Merkmalen genutzt. Die geometrischen Merkmale werden aus dem "Schwarz-Weiß-Bild" der Kame­ ras ermittelt und sind als charakteristische "Ecken und Kanten" eines Artikels zu interpretieren. Dabei wird nicht nur der äußere Umriß be­ rücksichtigt, sondern auch Strukturen auf der Oberfläche, die einen ent­ sprechend hohen Intensitätsunterschied aufweisen. Aus den Farbanteilen des Videobildes werben charakteristische Farb-Kanten-Übergänge ermit­ telt. Ein Farb-Kanten-Übergang beschreibt, welche Farben auf einem Arti­ kel direkt aneinandergrenzen. Die geometrischen Merkmale und die Farb- Kanten-Übergänge bilden je einen Merkmalsvektor. Die beiden Merkmalsvek­ toren werden anschließend verknüpft, wodurch sich ein resultierender Vektor ergibt, der die Inhalte beider Einzelvektoren miteinander ver­ knüpft, d. h. ein Farb-Kanten-Übergang ist jeweils mit der geometrischen Form bzw. dem Ort, an der er auftritt, verknüpft (topologisch codierte Farb-Kanten-Übergänge). Für einen Artikel kann der verwendete Merkmals­ vektor aus 200 Einzelmerkmalen oder mehr bestehen.

Die Gewichte und die obengenannten optischen Merkmale eines Artikels des Sortiments sind zunächst nicht bekannt. Das Verifikationssystem muß daher zunächst im Rahmen eines Lernvorgangs diese artikelspezifischen Größen erfassen und in einer Datenbasis als Datensatz ablegen. Bei im Geschäft abgewogenen Artikeln, z. B. Obst und Gemüse, erfaßt der Scanner den aus­ gewiesenen Preis, und das Verifikationssystem ermittelt das Sollge­ wicht, ausgehend von dem in der Datenbasis abgelegten Preis-kg. Damit können zum Abwiegen der Artikel auch nichtgeeichte Waagen, die keine Ge­ wichtsangaben ausdrucken dürfen, verwendet werden.

Im Lernmodus des Verifikationssystems werden zunächst in dem Verfahren zum Erkennen eines Artikels der Warenschleuse 1 Artikel in verschiedenen Perspektiven präsentiert. Zu jeder Ansicht werden die obengenannten Merkmale generiert und zwischengespeichert. Der anschließende Verknüp­ fungsschritt faßt die jeweils für eine Perspektive spezifischen Merkmale als Vektor zusammen und legt diese anschließend im eigentlichen Merk­ malsvektor als Merkmalssatz ab, der später dann für den Auswertebetrieb zur Verfügung steht.

Im einem Schleusensystem mit mehreren Warenschleusen 1 erfolgt die Merk­ malserfassung an den einzelnen Warenschleusen. Die Merkmale werden dann zur Durchführung der nächsten Schritte auf einen zentralen Server gege­ ben. Die im Rahmen des Lernverfahrens erstellte neue oder aktualisierte Datenbasis wird anschließend wieder an die einzelnen Warenschleusen wei­ tergegeben. Somit wird vorteilhaft sichergestellt, daß alle Kassen über eine identische Datenbasis verfügen.

Im laufenden Auswertebetrieb, also wenn Waren aus dem Sortiment wieder­ erkannt werden, erhält das Verifikationssystem von dem Lesegerät 20 den Artikelcode mit ergänzenden Informationen, wie Bon-Nummer, Bon-Zeilen­ nummer, Warengruppe, Artikeltext, Preis und ggf. Gewicht. Vom Verifika­ tionssystem werden die optischen Merkmale und das Gewicht wie oben er­ wähnt ermittelt. Bei Konsistenz des erfaßten Merkmals mit dem abgelegten Datensatz (XOR-Verknüpfung des ermittelten und des Vektors aus der Da­ tenbasis) wird der Artikel akzeptiert, indem ein bekannt-Signal er­ zeugt wird. Für den Fall von Inkonsistenzen - fehlerhaftes Gewicht, der ermittelte Merkmalssatz läßt sich nicht in ausreichendem Maße auf den Vektor der Datenbasis abbilden - wird ein unbekannt-Signal erzeugt, und ferner ein Videobild oder eine Videosequenz des Artikels mit den oben­ genannten ergänzenden Artikelinformationen einem menschlichen Supervi­ sor präsentiert. Überstimmt der Supervisor nicht das abweisende Si­ gnal, wird der Artikel ausgeschleust. Nicht gescannte Artikel, die auf das Förderband gelangen, werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel direkt ausgeschleust. Gegenüber der "strengen" UND-Verknüpfung der be­ kannten Verifikationssysteme hat die XOR-Verknüpfung den Vorteil, daß sie beim Auftauchen von ansonsten gut an den Datensatz anpaßbarer Merk­ malssätze eine bessere Toleranz gegenüber "Ausreißern" bewirkt.

Der Supervisor kann ferner die Durchführung eines Lernschritts wie oben beschrieben veranlassen so daß ein zuvor abgewiesener Artikel künftig angenommen wird. Es ergeben sich somit zwei Lernverfahren, ein "offli­ ne" und ein "online"-Lernverfahren. Im offline Verfahren wird die Wa­ renschleuse in einen Lernmodus versetzt und bislang unbekannte Artikel zugeführt, wobei die nicht benötigten Funktionen der Warenschleuse 1, wie Addieren, Ausschleusen etc. ausgestellt sind. Beim online Verfah­ ren werden im laufenden Wiedererkennungsbetrieb Artikelmerkmale erfaßt und ein zusätzlicher Lernschritt ausgelöst, wenn ein Artikel mehrfach von dem System als unbekannt bewertet, aber manuell als bekannt be­ stätigt wurde.

Es ist jedoch auch möglich, für nichtgescannte Artikel den Merkmalsatz mit allen in der Datenbasis vorhandenen Vektoren zu vergleichen und zu prüfen, ob es einen gibt, der in einem besonders hohen Maße in Überein­ stimmung mit dem erfaßten Merkmalsvektor zu bringen ist. Es ist möglich vorzusehen, daß dann der nichtgescannte Artikel dennoch verbucht wird, so daß keine "Bestrafung" des Kunden (und des Händlers) durch Nicht-Ver­ kauf eintritt, wenn er den Scanner nicht ordnungsgemäß bedient hat. Es leuchtet ein, daß dieses für einen nichtgescannten Artikel durchgeführte umfassende Vergleichs-Verfahren grundsätzlich für jeden Artikel durchge­ führt werden könnte, wodurch die Arbeitsgeschwindigkeit der Warenschleu­ se jedoch stark herabgesetzt werden würde. Eine derartige Ausgestaltung macht daher insbesondere in solchen Bereichen Sinn, wo ein kleines Wa­ rensortiment vorliegt, oder aber ausschließlich sehr unterschiedliche Gegenstände, die leicht auseinandergehalten werden können, so daß der Schwellenwert für die Wiedererkennung niedrig angesetzt werden kann, oder aber dort, wo schnelle Recheneinheiten zur Durchführung der Ver­ gleiche zur Verfügung stehen. Als Kompromißlösung ist möglich, nur den­ jenigen Bereich der Datenbasis zu Wiedererkennungsverfahren heranzuzie­ hen, der mit den von der Bandwaage 12 erfaßten Gewichtsdaten innerhalb gewisser Toleranzen übereinstimmt. In einem solchen Fall wäre es sinn­ voll, die Datenbasis nach Gewicht sortiert abzulegen, um einen raschen Zugriff zu gewährleisten.

Um eine Gesamtabfrage der Datenbasis zu vermeiden, da möglicherweise auf der Fördereinrichtung lediglich eine Vertauschung in der Reihenfolge der Artikel gegenüber der Reihenfolge beim Lesen der Strichcodes stattgefun­ den hat, ist vorgesehen, die von dem Lesegerät 20 erfaßten Artikelcodes in dem Zwischenspeicher 54 abzulegen. Stimmt in einer Folge von geprüf­ ten Waren ein Artikel nicht mit dem entsprechend erstfolgenden Code im Zwischenspeicher 54 überein, werden die zwischengespeicherten nachfol­ genden Codes überprüft, ob eine Übereinstimmung herstellbar ist. Ist dies der Fall, gilt der Artikel als bekannt, es wird aber der entspre­ chende Code aus dem Zwischenspeicher gelöscht, so daß im Endergebnis für diesen gelöschten Strichcode keine weiteren Plausibilitätsprüfungen mehr vorgenommen werden. Da Vertauschungen auf dem Band eine häufige Ursache für zurückgewiesene Artikel sind, bewirkt diese Variante des Wiederer­ kennungsverfahrens eine deutliche Verbesserung des Warendurchsatzes.

Ein bedeutender Aspekt bei der Bildverarbeitung im allgemeinen und bei der Steuerung einer Warenschleuse im besonderen besteht darin, daß gut geeignete Schwellenwerte zu ermitteln sind, die das Mindestmaß an Über­ einstimmung zum Ausdruck bringen, das erforderlich ist, um einen Artikel als bekannt einzustufen. Hierzu ist zu bemerken, daß in Selbstbedie­ nungsläden die überwiegende Mehrzahl der verkauften Artikel Markenarti­ kel sind, die mit ausgesprochen typischen Verpackungen versehen sind, also spezifische Farbgebung und Design zur Schaffung eines hohen Wieder­ erkennungswerts beim Kunden aufweisen. Andererseits sind jedoch auch Wa­ ren zu berücksichtigen, die ein zu anderen Waren sehr ähnliches Design aufweisen, oder aber in einem bestimmten Bereich streuen. Beispielsweise abgepackter Aufschnitt unterscheidet sich in seiner Erscheinung von Packung zu Packung, ebenso sind Obst- und Gemüsesorten oft mit verschiede­ nen Farbtönen, von Stück zu Stück unterschiedlich, durchsetzt. Für die geeignete Auswahl der Maßzahl ist demnach einerseits der Abstand zu Merkmalsvektoren anderer Waren zu berücksichtigen, andererseits die treubreite innerhalb ein- und derselben Ware. Da solche Angaben nicht absolut erfolgen können, da sich das Warensortiment und die Verpackungen von Waren aus dem bestehenden Sortiment ständig ändern können, kann vor­ gesehen werden, daß statistische Angaben zu jedem einzelnen bei der Ge­ nerierung des Merkmalsvektors zugrunde liegenden Bildes ermittelt werden und diese während des Lernvorgangs bei der Festlegung der Maßzahlen be­ rücksichtigt werden, weiterhin kann vorgesehen sein, daß für die inner­ halb der Datenbasis abgelegten Datensätze die Maßzahlen in Abhängigkeit zu dem Abstand zu den nächstliegenden Datensätzen beeinflußt werden.

Claims (42)

1. Warenschleuse für Selbstbedienungsläden, umfassend

• - eine Fördereinrichtung (10 - 18), die einen Auflagebereich (2) und einen Entnahmebereich (3) verknüpft;
• - eine Registriereinrichtung (22), die von der Förderein­ richtung geförderte Waren erfaßt;
• - eine Speichereinheit (52), die für jede Ware einen spezi­ fische Informationen umfassenden Datensatz enthält;
• - eine Rechen- und Speichereinrichtung (50) zur Speicherung eines Auszugs der Informationen des Datensatzes; und
• - Komparatormittel (50), die eingangsseitig mit der Regi­ striereinrichtung (22) und der Speichereinheit (52) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

daß die Registriereinrichtung (22) mindestens eine Videokamera (26) auf­ weist und mit einer Bildverarbeitungseinrichtung (56) verbunden ist, wo­ bei die mindestens eine Videokamera (26) für in ihrem Sichtfeld befind­ liche Waren repräsentative Signale an die Bildverarbeitungseinrichtung (56) liefert, und die Bildverarbeitungseinrichtung (56) für jede erfaßte Ware einen Merkmalssatz erstellt,
daß das Komparatormittel ein BEKANNT-Signal erzeugt, wenn der Merkmals­ satz ein vorgegebenes Übereinstimmungsmaß mit einem Datensatz über­ steigt, und ein UNBEKANNT-Signal sonst,
daß ein außerhalb von Auflagebereich (2) und Entnahmebereich (3) ange­ ordneter, von der Fördereinrichtung (10-18) abgehender Zwischenabla­ gebereich (32) vorgesehen ist, und
daß die Fördereinrichtung (10-18) ein Abzweigemittel (16) zum Ab­ fördern derjenigen Waren in den Zwischenablagebereich (32) aufweist, für die bis zum Erreichen des Abzweigmittels (16) kein BEKANNT-Signal vorliegt.

2. Warenschleuse für Selbstbedienungsläden, umfassend:

• - eine Fördereinrichtung (10-18) zum Fördern von Waren, die ein Kunde auf die Fördereinrichtung gelegt hat, zu einem Entnahmebereich (3),
• - ein Lesegerät (20) für einen die Ware identifizierenden, als Markierung dienenden Code, dem die Ware vom Kunden vor dem Auflegen auf die Fördereinrichtung präsentiert wird,
• - mindestens eine Videokamera (26), die auf der Fördereinrich­ tung plazierte Waren ablichtet und entsprechende Ausgangssignale er­ zeugt,
• - eine Bildverarbeitungseinrichtung (56), die mindestens ei­ nen, aus den Ausgangssignalen gewonnenen und für die Ware charakteristi­ schen Merkmalssatz einem Komparator (50) zuführt,
• - eine von dem Lesegerät adressierbare Speichereinheit, die für jede Ware einen Vergleichsdatensatz enthält und dem Komparator zu­ führt, welcher Komparator ein Ablehnungssignal erzeugt, wenn die Übereinstim­ mung der verglichenen Datensätze ein vorgegebenes Maß unterschreitet.

3. Warenschleuse nach Anspruch 2, bei dem eine von dem Ableh­ nungssignal steuerbares, als Warenweiche (16) ausgebildetes Abzweigemit­ tel vorgesehen ist.

4. Warenschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Auflagebereich (2) ein Lesegerät (20), das eine die Ware identifizieren­ de Markierung erfassen kann, angeordnet ist, und daß die Komparator­ mittel (50) den durch die Markierung adressierten Datensatz zum Ver­ gleich heranziehen.

5. Warenschleuse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Komparatormittel (50) den Merkmalssatz nur mit dem durch die Markierung adressierten Datensatz vergleichen.

5. Warenschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fördereinrichtung eine Waage (12) enthält.

7. Warenschleuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung Förderbänder (10, 12, 14, 16, 18) umfaßt, und die Waage als Bandwaage (12) ausgebildet ist.

8. Warenschleuse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage (12) im Sichtfeld wenigstens einer Videokamera (26) ange­ ordnet ist.

9. Warenschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der von der mindestens einen Videokamera (26) einge­ sehene Bereich der Fördereinrichtung eine Beleuchtungseinrichtung auf­ weist und gegen Fremdlicht abgeschirmt ist.

10. Warenschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fördereinrichtung einen stromab angeordneten Stau­ raum (40) umfaßt.

11. Warenschleuse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauraum durch eine steuerbare Sperre (38) von einem Stapeltisch ge­ rennt ist.

12. Warenschleuse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre (38) mittels eines vom Kunden ausgelösten Signals steuerbar ist.

13. Warenschleuse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauraum (40) durch eine steuerbare Sperre von einem Warenkorb ge­ trennt ist.

14. Warenschleuse nach Anspruch 13. dadurch gekennzeichnet, daß der Warenkorb fahrbar ist.

15. Warenschleuse nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Lichtschrankenanordnung (36) vorgesehen ist, die ein Signal abgibt, wenn durch einen Rückstau in dem Stauraum (40) ein Artikel länger als einen vorgegebenen Zeitraum erfaßt wird.

16. Warenschleuse nach einem der Ansprüche 2 bis 15, mit einem auf Ausgangssignale des Lesegeräts (20) ansprechenden Addiergerät (60).

17. Warenschleuse nach Anspruch 16, bei der das Addiergerät (60) einen Bildschirm zur Wiedergabe der aus der gelesenen Markierung abge­ leiteten Preise umfaßt.

18. Warenschleuse nach Anspruch 16 oder 17, bei der das Addierge­ rät (60) einen Kassenbon-Drucker umfaßt.

19. Warenschleuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der mindestens zwei benachbarten Schleusen (1) eine gemeinsame Videokamera (26) zugeordnet ist.

20. Warenschleuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, die erst nach Eingabe eines Zahlungsmittels in Betrieb setzbar ist.

21. Warenschleuse nach einem der vorangehenden Ansprüche mit mehr als einer Videokamera.

22. Warenschleuse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung in der Förderreihenfolge um­ faßt ein Einlauf-Förderband (10), eine Bandwaage (12), ein als Weichen­ förderband (16) ausgebildetes Abzweigemittel, und ein Auslauf-Förder­ band (18).

23. Warenschleuse nach Anspruch 22, bei dem das Weichenförderband (16) aus einer Normalstellung, in der es eintreffende Waren dem Auslauf- Förderband (18) zufördert, in eine Ablehnposition verlagerbar ist, so daß auszusondernde Waren in einen Zwischenablagebereich (32) gelangen.

24. Warenschleuse nach Anspruch 23, bei der das Weichenförderband (16) schwenkbar ist.

25. Warenschleuse nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei der zwi­ schen der Bandwaage (12) und dem Weichenförderband (16) noch minde­ stens ein Zwischen-Förderband (14) angeordnet ist.

26. Warenschleuse nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch ge­ kennzeichnet, daß vor dem Weichenförderband (16) eine Lichtschrankenan­ ordnung (34) vorgesehen ist, die ein Signal zum Stoppen der vor dem Wei­ chenförderband (16) angeordneten Fördereinrichtungen (10, 12, 14) abge­ ben kann, wenn das Weichenförderband (16) nicht seine Normalstellung einnimmt und ein nicht auszusondernder Artikel von der Lichtschrankenan­ ordnung (34) erfaßt wird.

27. Warenschleuse nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Weichenförderband (16) unter Freigabe einer Öffnung mit seinem proximalen Ende nach oben in seine Ablehnposition verschwenk­ bar ist.

28. Warenschleuse nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß ein vor dem Weichenförderband (16) angeordnetes Zwischenförderband zu­ gleich mit seinem distalen Ende nach unten verschwenkbar ist, und Mittel vorgesehen sind, um nur den auszusondernden Artikel auf dem Zwischenför­ derband anzuordnen.

29. Warenschleuse nach Anspruch 25 bei der zumindest das Zwi­ schen-Förderband (14) durch ein Ablehnungssignal stillsetzbar ist, und die Ablehnposition des Weichenförderbands (16) eine Förderrichtung zum Zwischenablagebereich aufweist.

30. Warenschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die bei Vorliegen eines die Ware verwerfenden Ausgangs-Signals des Komparators einen Auszug aus dem Datensatz und zumindest einen Bildausschnitt der Videokamera einer Über­ wachungsstelle übermitteln, die das Komparatorausgangs-Signal invertie­ ren kann.

31. Warenschleuse nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsstelle ein Arbeitsplatz einer Überwachungsperson mit geeig­ neten Peripheriegeräten ist.

32. Warenschleuse nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsstelle ein Prozessor mit Peripheriegeräten ist.

33. Warenschleuse nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 31, da­ durch gekennzeichnet, daß zusätzlich Weiterfördermittel vorgesehen sind, um Waren aus dem Zwischenablagebereich (32) in den Entnahmebereich (3) zu fördern.

34. Warenschleuse nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung der Weiterfördermittel die Rechen- und Speichereinrich­ tung entsprechende Signale erhält.

35. Warenschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch ge­ kennzeichnet, daß durch Eingabe eines Identifizierungscodes der Kompara­ tor (50) veranlaßt wird, für einen folgenden Artikel ein BEKANNT-Signal abzugeben.

36. Warenschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Vereinzelungsmittel zwischen dem Auflagebereich und dem Entnahmebereich angeordnet sind.

37. Warenschleuse nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinzelungsmittel in die Fördereinrichtung integrierte Mittel um­ fassen, die die Artikel gemäß ihren Haupt- und/oder Nebenachsen in eine Vorzugsorientierung verbringen.

38. Warenschleuse nach einem der Ansprüche 2 bis 37, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Markierung in verschlüsselter Form eine Angabe über den Preis enthält, und die Rechen- und Speichereinrichtung über im Datensatz gespeicherte Angaben zum Preis je Gewichtseinheit das Sollge­ wicht der Ware errechnet.

39. Schleusensystem mit mindestens einer Warenschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Warenschleu­ sen (1) eine zentrale Speichereinheit (52) vorgesehen ist.

40. Schleusensystem nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Warenschleusen eine zentrale Rechen- und Speichereinrichtung (50) vorgesehen ist.

41. Schleusensystem nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeich­ net, daß ein zentraler Server zur Versorgung der Warenschleusen mit ei­ ner aus den Datensätzen bestehenden Datenbasis vorgesehen ist.