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Die Erfindung betrifft eine Leseeinrichtung für flächenhafte Kodierungen, welche auf den Oberflächen z. B. von Post- und Frachtstücken, Geräten, Gütern, Verpackungen und vielem mehr z. B. direkt aufgedruckt oder indirekt mit vorgedruckten Etiketten angebracht sind. In solchen Kodeaufdrucken können z. B. Herkunfts-, Beschaffenheits- bzw. Inhaltsangaben zum jeweiligen Produkt, Cargenkennungen, Herstellungs- bzw. Verfallsdaten, Gefahrenhinweise, Absender- bzw. Zustelladressen, Kosten-, Gebühren- bzw. Portodaten und vieles mehr verschlüsselt sein. Beispiele fur derartige Oberflächenmarkierungen sind z. B. Beschriftungen mit Hilfe eines Bar Codes oder einer Data Matrix Kodierung.
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Zur Vermeidung von Fehlern bei der Abtastung und Dekodierung von flächenhaften Kodeaufdrucken und von Folgefehlern aus hieraus abgeleiteten, unerwünschten bzw. unterbliebenen, erwünschten Folgehandlungen ist es notwendig sicherzustellen, dass derartige Flächenkodierungen über eine gewisse Güte verfugen. So muss der Aufdruck z. B. ein gewisses Kontrastverhältnis aufweisen und darf von vorgegebenen, erwarteten Rasterstrukturen, welche vielfach orthogonal orientiert sind, nicht wesentlich abweichen. So wird nach der Aufbringung von Markierungen auf Oberflächen, welche flächenhafte Kodierungen von Daten repräsentieren, häufig mittels einer Verifikation sichergestellt, dass die Markierungen ausreichend korrekt aufgebracht wurden.
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Hierzu können Leseeinrichtungen eingesetzt werden, welche zumindest mit einer Optik und einer Verarbeitungseinheit ausgestattet sind, um eine flächenhafte Kodemarkierung rückzulesen und auszuwerten, z. B. unmittelbar nach deren Erstellung. Bei einer solchen Leseeinrichtung handelt es sich in der Regel um einen Kodeleser, welcher zusätzlich zu den Auswertemitteln, welche zur Dekodierung eines erfassten Kodeaufdrucks dienen, mit zusätzlichen Verifikationsmitteln ausgestattet ist. Hiermit kann nicht nur festgestellt werden, ob ein Rücklesen erfolgreich ist, also die ursprünglichen Daten fehlerfrei reproduziert werden können. Vielmehr können die Verifikationsmittel die Qualität einer Markierung erfassen und rechtzeitig Maßnahmen zur Durchführung von Korrekturen an einer Markierungsvorrichtung einleiten, bevor eventuell zukünftige Markierungsergebnisse auf den Oberflächen von weiteren Objekten nicht mehr brauchbar sind. Hierzu können die Verifikationsmittel einen Kodeaufdruck auswerten und diesem einen Wert aus einer Markierungsqualitätsskala zuordnen, z. B. einen Gütegrad in einem Wertebereich von 4 bis 0. Diese Grade können von der Leseeinrichtung dann z. B. an eine Zentraleinheit ubermittelt werden. Es konnen dann entweder automatisch oder durch einen Bediener zu einem geeigneten Zeitpunkt Maßnahmen zur vorbeugenden Wartung an der Markierungseinrichtung ausgelöst werden, z. B. die Erneuerung einer Tonerpatrone in einem Markierungsdrucker. Natürlich können auch andere, nicht nur als Verifizierer eingesetzte Leseeinrichtungen Güteinformationen erzeugen und auf ausgewählte Weise, z. B. über einen Datenbus, per Funk, Messaging Methoden, wie z. B. e-Mail, SMS, und dergleichen das Erreichen einer minimalen Güteschwelle einer flächigen Kodemarkierung an einen Ausgangsort melden, so dass rechtzeitig u. U. automatische Korrekturmaßnahmen zur Wiedererstellung einer ausreichenden Markierungsqualität für die zukünftige Markierung weiterer Objektoberflächen eingeleitet werden können.
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Falls allerdings die Verifikationsmittel der Leseeinrichtung den aktuellen Gütewert einer Markierung aus einem nur unvollkommenen Abbild der tatsächlichen Markierung bestimmen müssen, so besteht die Gefahr, dass tendenziell zu schlechte Gütewerte ermittelt werden, obwohl die tatsächliche Qualität der Markierung besser ist. Dies hat in der Praxis zur Folge, dass eine derartige Leseeinrichtung zu häufig Wartungsmaßnahmen an der Markierungseinrichtung anfordert. Dies kann bei schnell laufenden Markierungsvorrichtungen, welche eine große Anzahl zu markierender Gegenstände mit einem hohen Durchsatz bearbeiten, z. B. Frankierungs- bzw. Fertigungsmaschinen, zur nicht vollständigen Ausnutzung von Wartungsintervallen und somit zu enormen Mehrkosten führen.
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Aus der Druckschrift
DE 195 81 529 T1 – Tedesco „On-Line Strichcode Überprüfungssystem” ist eine Anordnung bekannt, bei der Etiketten, die Strichcodes (Barcodes) enthalten, hinsichtlich ihrer Druck-Qualität automatisch überprüft werden können, wobei das Überprüfungsergebnis mittels einer Datenschnittstelle bereitgestellt wird.
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Die Druckschrift
DE 103 02 634 B4 – Schorb „Verfahren und Vorrichtung zur Identifikation und Kompensation einer perspektivischen Verzerrung” zeigt eine Anordnung und ein Verfahren, mit dessen Hilfe sich Bilder von flächenhaften Kodierungen, die aus einer perspektivischen, nicht-orthogonalen Richtung aufgenommen wurden, perspektivisch korrigieren lassen, bevor diese weiterverarbeitet werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Leseeinrichtung der oben angegebenen Art derart weiter auszubilden, dass diese das Vorliegen einer Markierung mit zu geringer Güte erst dann signalisiert, wenn der reale Kodeaufdruck tatsächlich die Grenze der fehlerfreien Auswertbarkeit erreicht hat.
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Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Leseeinrichtung gelöst. Vorteilhafte weitere Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Leseeinrichtung bietet den besonderen Vorteil, dass diese einen Kodeaufdruck selbst dann korrekt verifiziert kann, wenn der Verifizierer ein von der Optik unter nicht optimalen Bedienungen aufgenommenes Bild eines Kodeaufdrucks auswertet. Besonders beim industriellen Einsatz lässt es sich nicht vermeiden, dass die Optik einer Leseeinrichtung z. B. einen nur geringen Abstand zu Objektoberflächen, welche mit zu verifizierenden zweidimensionalen Kodemarkierungen versehen sind, aufweist bzw. dazu nicht optimal orthogonal ausgerichtet ist. Ein unter solchen Bedienungen aufgenommenes Bild einer flächenhaften Kodierung weist optische Verzerrungen auf. Diese sind in der Regel durch den Aufbau und die Platzierung des Sensors der Optik der Leseeinrichtung und gegebenenfalls durch zusätzliche Fehler bei der Bearbeitung hieraus abgeleiteter digitaler Daten bedingt. Es handelt sich dabei also um eine Art von Messfehler, welcher nicht auf einer tatsächlichen reduzierten Qualität der realen Markierung beruhen.
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Zum Ausgleich derartiger Messfehler werden in der Verarbeitungseinheit der erfindungsgemäßen Leseeinrichtung Auswertemittel verwaltet, womit in einem ersten Schritt ein erfasster Kodeaufdruck dekodiert wird. Weiterhin werden Korrekturmittel zur Bildung eines entzerrten Kodeaufdrucks verwaltet, bei dem insbesondere von der Optik der Leseeinrichtung hervorgerufene Verzerrungen des erfassten Kodeaufdrucks korrigiert werden können. Erst die um Messfehler bereinigte Daten dieses entzerrten Kodeaufdrucks, werden den Verifikationsmitteln zum Vergleich mit der Markierungsqualitätsskala zugeführt. Es ist somit eine erheblich präzisere Bestimmung des tatsächlichen Wertes der aktuellen Markierungsqualität eines Kodeaufdrucks möglich. Mit Meldemitteln können unzulässig große Abweichungen durch Generierung einer vorteilhaft telegrammartigen Meldung z. B. über einen Datenbus an ein übergeordnetes Bedien- und Beobachtungssystem signalisiert werden. Hiermit können Justagearbeiten an der Optik der Leseeinrichtung und eine verfrühte Auslösung von Wartungsarbeiten z. B. an Markungsdruckern vermieden werden. Die Inbetriebnahme von Verifizierern wird vereinfacht und kann vom Personal ohne Fachwissen durchgeführt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Leseeinrichtung wird in den Korrekturmitteln ein Parametervektor zur Bildung des entzerrten Kodeaufdrucks eingesetzt. Dabei wird der Parametervektor durch einen Vergleich eines dekodierten realen Kodeaufdrucks mit den gespeicherten geometrischen Parametern einer idealen flächenhaften Kodierung gebildet.
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Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass die optimalen Entzerrungsparameter in Form des Parametervektors automatisch ermittelt werden. Hierzu können alle Pixel in einem Echtbild einer Transformation mit den Parametern des Parametervektors unterzogen werden, welche die Abweichung der tatsächlichen Koordinaten einer erfassten, realen Kodeaufdrucks von den idealen Koordinaten der gesamten flächenhaften Kodierung angeben.
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Die jeweiligen Werte der Parameter einer solchen Transformation sind vorher zu ermitteln und in Form des Parametervektors zu sichern. Zur Bestimmung des Parametervektors kann von der Leseeinrichtung z. B. in einer Parametrierungsphase ein Hilfsbild optisch erfasst und ausgewertet werden. Von dem Hilfsbild sind die idealen Koordinaten zumindest ausgewählter Pixel bekannt und können in die Verarbeitungseinheit z. B. vorher in Form einer Liste geladen werden. Vorteilhaft kann hierzu ein Hilfsbild eingesetzt werden, auf dem ein Raster dargestellt ist. Mit Hilfe eines Algorithmus werden von der Leseeinrichtung nun die tatsächlichen Koordinaten zumindest von ausgewählten Pixeln des Hilfsbildes im Echtbild lokalisiert. Es können dann die aktuellen Parameter der Verzerrung berechnet werden, also der Abweichungen der gemessenen Koordinaten der ausgewählten Pixel des Hilfsbildes von den bekannten, tatsächlichen Koordinaten. Gegebenenfalls können Zwischenwerte zwischen den ausgewählten Pixeln und deren Abweichungskoordinaten durch Interpolation ergänzt werden. Diese Menge an Korrekturparametern steht in Form des Parametervektors nachfolgend im laufenden Betrieb der Leseeinrichtung zur Entzerrung zur Verfügung.
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Wird gemäß einer besonders vorteilhaften, weiteren Ausführung der Erfindung eine zweidimensionale Kodierung als flächenhafte Kodierung eingesetzt, z. B. eine Datamatrixkodierung, dann ist es ausreichend, als geometrische Parameter der Kodierung zur Bildung bzw. Aktualisierung des Parametervektors zumindest vier Koordinatenpaare der zweidimensionalen Kodierung heranzuziehen. Diese können z. B. die Eckpunkte der zweidimensionalen Kodierung darstellen.
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Diese Ausführung der Erfindung wird dadurch ermöglicht, dass bei einem zweidimensionalen Kodeaufdruck, wie z. B. einer Datamatrixkodierung, die Teilelemente eines Kodeaufdrucks in der Regel bereits ein vorbekanntes, fixes orthogonales Raster einnehmen. Dessen ideale geometrische Gestaltung, Abmessungen und Unterteilungen sind bekannt und können in den Korrekturmitteln vorparametriert werden. Um den Parametervektor zu ermitteln sind zumindest drei Koordinatenpaare ausreichend, z. B. Eckpunktekoordinaten. Die Durchführung einer vorausgehenden Parametrierung unter Verwendung eines Hilfsbildes ist bei dieser Ausführung der Erfindung nicht erforderlich. Es werden also in diesem Falle von einem erfassten Kodeaufdruck die Koordinaten der Eckpunkte, welche das Netz der dazwischen liegenden flächenhaften, orthogonal strukturierten Kodierung aufspannen, erfasst und mit den gespeicherten idealen Werten z. B. einer regelmäßigen Datamatrixkodierung verglichen werden. Sobald das Echtbild z. B. einer Data Matrix Markierung gelesen ist, können sofort die Verzerrungs- und Entzerrungsparameter genau bestimmt werden, da die Abmessungen, die Anzahl von Zeilen und Spalten und deren Abstände bei einer rasterartigen Data Matrix bekannt sind. Es ist dann möglich die aktuell vorliegenden Koordinatenabweichungen auch aller im Inneren der flächenhaften Kodierung liegenden ausgewählten Pixel durch Interpolation genau zu bestimmen und somit den Parametervektor festzulegen.
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Diese Ausführung der Erfindung bietet den besonderen Vorteil, dass der Parametervektor prinzipiell nach einer jeden Erfassung und Dekodierung des Kodeaufdrucks auf der Oberfläche eines Objektes neu berechnet und damit aktualisiert werden kann. Damit ist diese Ausführung der Erfindung dynamisch und gegenüber z. B. Verschiebungen bzw. Winkellageänderungen der bedruckten Oberflächen oder auch Variationen der Kameraposition der Leseeinrichtung resistent.