DE102020100153A1

DE102020100153A1 - Verfahren und Lagerfacheinrichtung zur Erkennung von Eingriffen in ein Lagerfach

Info

Publication number: DE102020100153A1
Application number: DE102020100153.3A
Authority: DE
Inventors: Bernd Grohmann; Stefan Kappel
Original assignee: EQ 3 HOLDING GmbH; EQ-3 HOLDING GmbH
Current assignee: EQ 3 HOLDING GmbH; EQ-3 HOLDING GmbH
Priority date: 2020-01-07
Filing date: 2020-01-07
Publication date: 2021-07-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Eingriffen in ein Lagerfach (1) mit einer auf das Lagerfach (1) ausgerichteten Kamera (7) zur Erfassung von Bildern im Bereich des Lagerfachs (1). Die Erfindung betrifft weiterhin eine Lagerfacheinrichtung mit einem Lagerfach (1) und einer auf das Lagerfach (1) ausgerichteten Kamera (7) zur Erkennung von Eingriffen in das Lagerfach (1), wobei die Kamera (7) zur Erfassung von Bildern im Bereich des Lagerfachs (1) eingerichtet ist. Eingriffe in ein Lagerfach (1) sind sicher und unkompliziert erkennbar, indem an oder in dem Lagerfach (1) ein optisch lesbarer Code (4, 6) angeordnet ist und eine elektronische Auswertung (c) von Bildbereichen der erfassten Bilder zur Erfassung des optisch lesbaren Codes (4, 6) des zugeordneten Lagerfachs (1) erfolgt. Ein Eingriff in das Lagerfach (1) wird in Abhängigkeit von der Erfassung des optisch lesbaren Codes (4, 6) des Lagerfachs (1) festgestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Eingriffen in ein Lagerfach mit einer auf das Lagerfach ausgerichteten Kamera zur zeitlich aufeinanderfolgenden Erfassung von Bildern im Bereich des Lagerfachs, wobei an und/oder in dem Lagerfach ein optisch lesbarer Code angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Lagerfacheinrichtung mit einem Lagerfach und einer auf das Lagerfach ausgerichteten Kamera zur Erkennung von Eingriffen in das Lagerfach, wobei die Kamera zur zeitlich aufeinanderfolgenden Erfassung von Bildern im Bereich des Lagerfachs eingerichtet ist, wobei an und/oder in dem Lagerfach ein optisch lesbarer Code angeordnet ist.
Beispielsweise bei der Kommissionierung werden Artikel aus einem Sortiment aufgrund von Aufträgen zusammengestellt. Eine Kommissionierperson oder ein Kommissionierautomat entnimmt die Artikel hierbei einem Quellbereich und führt diese einem Zielbereich zu. Die Quell- und/oder Zielbereiche können beispielsweise teilweise umschlossene Behälter wie etwa Boxen, Kisten oder Kartons sein. Bei den Quell- und Zielbereichen kann sich jedoch auch um offene Lagerplätze wie beispielsweise Regal- oder Rollwagenflächen handeln. Insbesondere kann ein Quell- oder Zielbereich eines Kommissioniersystems als Lagerfach ausgebildet sein.
Ein Lagerfach im Sinne der vorliegenden Erfindung kann ein Behälter, wie beispielsweise ein Sichtlagerkasten oder ein Stapelbehälter, ein Regalfach oder ein sonstiger definierter Platz zur Positionierung von Objekten sein. Bei einem Lagerfach handelt es sich beispielsweise um einen Abschnitt eines zumindest frontseitig offenen Regals, um einen oberseitig und gegebenenfalls teilweise frontseitig geöffneten Vorratsbehälter, um ein teilweise oder vollständig umschlossenes Behältnis oder um einen einseitig offenen Behälter. Das Lagerfach kann gegenüber benachbarten Lagerfächern abgegrenzt sein, beispielsweise durch Seitenwände, Freiräume, Gitter oder optische Markierungen.
Eine aktiv hervorgerufene Zustandsänderung in dem Lagerfach wird als Eingriff bezeichnet. Eine solche Zustandsänderung kann beispielsweise eine Änderung von Artikelpositionen oder Artikelmengen in dem Lagerfach sein, beispielsweise durch Entnahme eines Artikels oder durch Bestückung des Lagerfachs mit Artikeln.
Das Lagerfach kann eine vorgegebene Eingriffsöffnung aufweisen, durch die der Eingriff erfolgt. Der Eingriff kann beispielsweise händisch, aber auch mithilfe von Werkzeugen vorgenommen werden.
Eingriffe in ein Lagerfach können aus verschiedenen Anlässen erfolgen. Beispielsweise erfolgen bei der Kommissionierung die Eingriffe planmäßig zur Ausführung eines Auftrags. Um die planmäßige und korrekte Durchführung der Eingriffe zu gewährleisten, wurden verschiedene Assistenzsysteme wie beispielsweise Pick-by-Light-Fachanzeigen entwickelt, bei denen vorzunehmende Eingriffe visuell an dem Lagerfach angezeigt werden.
Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf Kommissionierungsanwendungen beschränkt. Die Erfindung ist auch für andere Anwendungsbereiche geeignet, beispielsweise zur Schließfachüberwachung im Bereich der Sicherheitstechnik.
Bei vielen Anwendungen besteht der Bedarf, Eingriffe in ein Lagerfach zu erkennen. Überdies besteht bei vielen Anwendungen der Bedarf, Fehleingriffe in ein Lagerfach zu erkennen. Hierbei kann es sich beispielsweise um vorsätzliche oder versehentliche Eingriffe in ein Lagerfach handeln, die nicht vorgesehen oder nicht autorisiert sind.
Zu diesem Zweck kann der Zustand des Lagerfachs überwacht werden, beispielsweise durch eine integrierte Waage zur Feststellung von Gewichtsänderungen oder durch eine Kameraüberwachung des Lagerfachinnenraumes.
Die DE 10 2015 216 062 A1 offenbart eine Sensorvorrichtung zur Erfassung eines manuellen Eingriffs in einen Vorratsbehälter. Die Sensorvorrichtung umfasst ein optisches System mit einer Kamera und Mittel zur Bildverarbeitung. Die Kamera ist auf den Innenraum des Vorratsbehälters ausgerichtet und soll insbesondere Bewegungen innerhalb des Vorratsbehälters, beispielsweise die Bewegung einer Hand oder eines Werkzeugs detektieren. Auch kann eine Füllstandsüberwachung des Vorratsbehälters mit der Kamera vorgesehen sein.
Die DE 10 2013 212 333 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Teileentnahme aus einem Teilebereitstellungssystem. Hierbei kann der Teileentnahmeort durch Erfassen einer Handposition einer Bedienperson ermittelt werden. Die Handposition wird bevorzugt durch eine Kamera ermittelt. Durch Erfassung mehrerer aufeinanderfolgender Handpositionen kann eine Bewegungstrajektorie ermittelt werden, aus der auf eine voraussichtliche End-Handposition sowie einen daraus folgenden Teileentnahmeort oder Teileablageort geschlossen werden kann.
Die DE 10 2015 211 761 A1 offenbart ein Überwachungssystem für einen Kommissionierarbeitsplatz und ein Verfahren zum Kommissionieren. Das Überwachungssystem hat eine Sensoranordnung, bevorzugt in Form einer Kamera, zum Erkennen der Konfiguration aus Quell- und Zielbehältern des Kommissionierarbeitsplatzes. Zur Erkennung der Quell- und Zielbehälter können diese mit maschinenlesbaren Identifikationsdaten, beispielsweise einem Barcode, QR-Code oder RFID-Tag versehen sein. Mit der Kamera werden die Aktivitäten der Kommissionierperson in Verbindung mit der erkannten Behälterkonfiguration überwacht.
Bei den bekannten Lösungen zur Erkennung von Eingriffen in ein Lagerfach kann es beispielsweise durch äußere Störfaktoren zu Fehlerkennungen kommen. Zudem handelt es sich vorwiegend um sehr komplexe und kostenintensive Systeme.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein einfaches und zuverlässiges Verfahren sowie eine dazugehörige Lagerfacheinrichtung zu schaffen, mit dem Eingriffe in ein Lagerfach sicher und unkompliziert erkennbar sind.
Die Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch die Lagerfacheinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Hinsichtlich des Verfahrens zur Erkennung von Eingriffen in ein Lagerfach mit einer auf das Lagerfach ausgerichteten Kamera zur Erfassung von Bildern im Bereich des Lagerfachs, wobei an und/oder in dem Lagerfach ein optisch lesbarer Code angeordnet ist, wird eine elektronische Auswertung von Bildbereichen der erfassten Bilder zur Erfassung eines optisch lesbaren Codes des zugeordneten Lagerfachs und ein Feststellen eines Eingriffs in das Lagerfach in Abhängigkeit von der Erfassung des optisch lesbaren Codes vorgeschlagen.
Ein optisch lesbarer Code kann beispielsweise ein zweidimensionaler Code sein, wie z.B. ein Code mit Zeichenfolgen, ein Barcode oder ein OCR-Code. Denkbar sind auch dreidimensionale optisch lesbare Codes, wie z.B. Hologramme.
Durch die Fokussierung der Auswertung auf einen dem Lagerfach jeweils zugeordneten optisch lesbaren Code kann nicht nur ein Eingriff erkannt werden, z.B. wenn der Code nicht mehr identifizierbar ist, sondern auch eine Zuordnung des Eingriffs zu dem Lagerfach erfolgen, welches dem optisch lesbaren Code zugeordnet ist.
Der überwachte Bildbereich kann zur Feststellung von Lagerfacheingriffen auf Bildabschnitte konzentriert werden, in denen ein optischer Code des Lagerfachs abgebildet ist. Durch diese auswertungstechnische Fokussierung können Änderungen in anderen Bildabschnitten unberücksichtigt bleiben oder mit verringertem Aufwand ausgewertet werden, sodass weniger Störfaktoren die Bildauswertung beeinflussen und das Risiko einer Fehlerkennung eines Eingriffes reduziert wird. Die Bildanalyse wird im Vergleich zu den im Stand der Technik offenbarten Lösungen wesentlich vereinfacht, da beispielsweise keine Handbewegungen identifiziert oder antizipiert werden müssen.
Bei einer zeitlich aufeinanderfolgenden Erfassung von Bildern im Bereich des Lagerfachs können Änderungen in dem Bildbereich des optisch lesbaren Codes ausgewertet werden. Als mögliche Änderung in dem Bildbereich des Codes kann beispielsweise eine teilweise oder vollständige Verdeckung des Codes erfassbar sein, indem etwa in einem Bild weniger Codemerkmale oder Codezeichen enthalten sind als in einem zeitlich vorherigen Bild der erfassten Bildfolge. Es können sich auch zwei- oder dreidimensionale Formen, Konturen oder auch Farben in dem den Code enthaltenden Bildbereich ändern, wenn während der Bilderfassung beispielsweise eine Hand oder ein anderes Körperteil einer Person oder ein Gegenstand in den Bildbereich des Codes verlagert wird.
Die elektronische Auswertung von Bildbereichen kann von einer geeigneten Recheneinheit bzw. Steuer- und Bildverarbeitungseinheit, beispielsweise von einem lokalen Computer oder einem Remote Server durchgeführt werden. Hierbei können entsprechende Computerprogramme, insbesondere Steuer- und Bildverarbeitungssoftware, zur Anwendung kommen. Die Bilder werden bevorzugt maschinell verarbeitet, ohne dass eine Sichtung der Bilder durch Personen erforderlich ist.
Unter einer auf das Lagerfach ausgerichteten Kamera wird eine foto- oder videotechnische Apparatur mit einem Bildsensor verstanden, deren erfasster Bildbereich ein Abbild des Lagerfaches enthält. Die Kamera befindet sich somit im Wesentlichen gegenüberliegend zum Lagerfach und erfasst das Lagerfach von derjenigen Seite, von der ein Eingriff erfolgen kann. Beispielsweise enthält der von der Kamera erfasste Bildbereich eine Eingriffsöffnung des Lagerfaches. Die Kamera muss nicht zwangsläufig frontal auf das Lagerfach ausgerichtet sein, auch wenn eine solche Ausrichtung Vorteile hinsichtlich der Größe des Bildbereiches aufweist, den das Lagerfach in den frontal erfassten Bildern des Lagerfaches einnimmt. Es ist ebenso denkbar, dass die Kamera perspektivische Aufnahmen des Lagerfaches erzeugt.
Im Zusammenhang mit dieser Anmeldung sind die Wörter „ein/eine“ nicht als Zahlwort zu verstehen, sondern als unbestimmter Artikel mit dem Wortsinn von „mindestens ein/eine“, sodass beispielsweise auch mehrere optische Codes an einem Lagerfach vorgesehen sein können, um die Fehlerrate bei der Erkennung von Eingriffen zu reduzieren.
Das Feststellen eines Eingriffs in das Lagerfach kann erfolgen, wenn sich die optoelektronische Identifizierbarkeit des Codes ändert. Bei der Identifizierbarkeit wird überprüft, ob der Code lesbar ist, wobei unter einer optoelektronischen Identifizierbarkeit eine Maschinenlesbarkeit ohne Humanunterstützung verstanden wird, bei der der Code optisch erfasst wird und ihm elektronisch eindeutig eine vorgegebene Information wie eine ID oder Bezeichnung zugeordnet werden kann. Hierdurch wird ein eindeutiges Kriterium zur Feststellung eines Eingriffs in das Lagerfach bereitgestellt. Für eine Änderung der optoelektronischen Identifizierbarkeit muss insbesondere eine Mindestverdeckung des Codes durch ein zwischen der Kamera und dem Code befindliches Objekt vorliegen, sodass geringfügige Bildänderungen wie beispielsweise eine Verschmutzung oder ein Insekt im Bildbereich des Codes keine Fehlerkennung eines Eingriffs auslösen. In einer Ausführungsform kann die elektronische Auswertung beispielsweise die Überprüfung jedes erfassten Bildes einer Bildfolge auf die Anzahl identifizierter enthaltener Codes umfassen und etwa bei einer Verringerung der Anzahl identifizierter Codes auf einen Eingriff schließen.
Die Auswertung der Codes hat den Vorteil, dass mit dem Code auch eine direkte Zuordnung auf das zugeordnete Lagerfach möglich ist. Wenn ein Code durch einen Zugriff auf das Lagerfach verdeckt ist, kann über die nunmehr fehlende Identifikation des zugehörigen Codes auf den Zugriff geschlossen werden. Damit ist nur eine wiederholte Prüfung erforderlich, ob die den Lagerfächern zugeordneten Codes identifizierbar sind oder nicht.
Die Feststellung von Änderungen in dem Bildbereich des Codes kann auf vielfältige Weise erfolgen. Vorteilhaft ist es, wenn Differenzbilder aus den Bildern einer erfassten Bildfolge erstellt werden. Hierbei werden Bildwerte einzelner Bildbereiche, beispielsweise einzelner Bildpixel, von aufeinanderfolgenden Bildern voneinander abgezogen. Durch die Differenzbildung heben sich gleiche Bildwerte in einem Bildbereich in dem Differenzbild gegenseitig auf, während unterschiedliche Bildwerte nicht zu einer Aufhebung, sondern zu einem geänderten Bildwert führen. Auf diese Weise sind in Differenzbildern Bildbereiche vereinfacht erkennbar, die sich von einem Bild zu einem zeitlich nachfolgenden Bild verändert haben. Somit wird das elektronisch auszuwertende Bild auf geänderte Bildbereiche reduziert und die sich anschließende Bildverarbeitung vereinfacht, sodass sich die für die elektronische Auswertung erforderliche Rechenleistung verringert.
Alternativ kann die Feststellung von Änderungen in dem Bildbereich des Codes auch beispielsweise mittels Histogrammanalysen erfolgen, mit denen Aussagen über vorkommende Grau- oder Farbwerte oder andere Bildwerte wie Kontrastumfang oder Helligkeit des den Code enthaltenden Bildbereiches getroffen werden können.
Die erfasste Bildfolge kann zweidimensionale Bilder umfassen. Somit erfasst die Kamera zweidimensionale Bilder und die elektronische Auswertung ist auf die Auswertung zweidimensionaler Bilder abgestimmt. Für die Erfassung der Bildfolge können einfache und kostengünstige Kameras eingesetzt werden. Die Bildverarbeitung ist aufgrund der Zweidimensionalität, bei der eine Auswertung von Bildflächen erfolgt, unkompliziert und bereits mit geringen Rechenleistungen möglich.
Die erfasste Bildfolge kann aber auch dreidimensionale Bilder umfassen. Somit erfasst die Kamera dreidimensionale Bilder und die elektronische Auswertung ist auf die Auswertung dreidimensionaler Bilder abgestimmt. Die erfassten Bilder enthalten zusätzlich zu den abgebildeten Bildflächen eine Tiefeninformation, sodass ein körperliches Abbild des Sichtbereiches der Kamera entsteht. Bei der Bildverarbeitung dreidimensionaler Bilder können beispielsweise perspektivische Verzerrungen in der Auswertung berücksichtigt werden, sodass beispielsweise ein an einem schräg zu der Kamera ausgerichteten Lagerfach angebrachter optischer Code trotz optischer Verzerrungen optoelektronisch identifizierbar ist. Durch die Tiefeninformation kann zudem überprüft werden, ob eine Verdeckung des Codes in dem den Code enthaltenden Bildbereich nah an dem Code erfolgt und somit ein Indiz für einen erfolgten Eingriff ist oder ob eine weiter von dem Code entfernte Verdeckung vorliegt, beispielsweise durch ein nah an der Kamera befindliches Objekt. Auf diese Weise kann das Risiko von Eingriff-Fehlerkennungen weiter reduziert werden.
Ein Sichtfeld der Kamera kann mehrere Lagerfächer umfassen, wobei an den Lagerfächern jeweils ein optisch lesbarer Code angeordnet ist. In diesem Fall erfolgt eine elektronische Auswertung von Bildbereichen einer erfassten Bildfolge zur Erfassung von Änderungen in dem Bildbereich jedes Codes. Ein Feststellen eines Eingriffs in eines der Lagerfächer erfolgt dann bei Änderungen in dem Bildbereich des dem von dem Eingriff betroffenen Lagerfach zugeordneten Codes.
Die Kamera ist somit auf mehrere Lagerfächer ausgerichtet, sodass nur eine Kamera zur Überwachung mehrerer Lagerfächer auf einen Eingriff hin benötigt wird. Auf diese Weise kann die Komplexität der Erkennung eines Eingriffes weiter reduziert sowie die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhöht werden. Da jedem Lagerfach ein eigener und eindeutiger Code zugeordnet ist, ist die Zuordnung eines Eingriffs zu einem bestimmten Lagerfach gegenüber bekannten Lösungen aus dem Stand der Technik erleichtert.
Bei einer Ausrichtung der Kamera auf mehrere Lagerfächer kann ein elektronisches Segmentieren des von der Kamera erfassten Gesamtbildes der Lagerfächer vorgesehen sein, wobei ein Segment dem Umriss eines Lagerfaches entspricht. Bei der elektronischen Auswertung von Bildbereichen einer erfassten Bildfolge kann somit die Bildposition des einem Lagerfach zugeordneten Segments als zusätzliches Auswertungskriterium herangezogen werden. Beispielsweise kann anhand der Segmente eine Plausibilitätsprüfung erfolgen. Durch die jeweils einem Lagerfach zugeordneten Codes ist jedes Lagerfach eindeutig identifizierbar. Es kann zusätzlich mithilfe der Segmente überprüft werden, ob auch jeder Code und somit auch jedes Lagerfach elektronisch registriert ist. Wird beispielsweise bei der elektronischen Auswertung eine voneinander abweichende Anzahl von Codes und Segmenten erkannt, kann eine Fehlermeldung ausgegeben werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das von einem Eingriff betroffene Lagerfach über den dem Lagerfach zugeordneten optischen Code und den Bildbereich des dem Lagerfach zugeordneten Segments identifiziert werden. Beispielsweise kann ein Eingriff im Sinne einer Zweifaktoren-Abhängigkeit erst dann festgestellt werden, wenn die Lagerfachzuordnungen aufgrund einer Änderung in dem Bildbereich des dem Lagerfach zugeordneten Codes und aufgrund der Bildposition des dem Lagerfach zugeordneten Segments übereinstimmen.
Die Segmentierung kann mittels bekannter Bildverarbeitungsmechanismen vorgenommen werden. Weisen die Lagerfächer beispielsweise optische oder strukturelle Begrenzungen auf, können die Begrenzungen etwa durch Vergleich mit in einer Datenbank hinterlegten Begrenzungsmustern identifiziert und als Umriss eines Lagerfaches festgelegt werden.
Ein Sichtfeld der Kamera kann mehrere Lagerfächer umfassen, wobei an den Lagerfächern jeweils ein optischer Code angeordnet ist, die in einem von der Kamera erfassten Bild ein gemeinsames zweidimensionales optisches Muster ergeben. Ein Eingriff in ein Lagerfach wird dann anhand einer festgestellten partiellen Musteränderung in aufeinanderfolgenden Bildern festgestellt. Bei dieser Ausführungsform wird nicht jeder einem Lagerfach zugeordnete Code separat erfasst und auf geänderte Bildbereiche in aufeinanderfolgenden Bildern überprüft, sondern mehrere oder alle in einem Bild abgebildeten Codes werden zu einem charakteristischen Bildmuster zusammengefasst. Die Bildverarbeitung kann auf das charakteristische Bildmuster reduziert werden und die Position einer zeitlichen Bildänderung innerhalb des charakteristischen Bildmusters kann als Auswertungskriterium herangezogen werden. Vorteilhafterweise kann ein Differenzbild der bereits auf das Bildmuster reduzierten Bilder erzeugt werden, um das auszuwertende Bild auf geänderte Bildbereiche zu reduzieren. Zur Erzeugung bzw. Festlegung des charakteristischen Bildmusters können Bildbereiche der erfassten Bilder auf vordefinierte Codemerkmale hin analysiert werden, beispielsweise Barcodes anhand vergleichbarer, in einer Datenbank abgelegter Codemuster identifiziert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt eine Erfassung von Änderungen in dem Bildbereich eines Codes eines Lagerfachs, für das ein Eingriff aktuell vorgesehen ist, und Feststellen der Erledigung dieses vorgesehenen Eingriffs in das vorgegebene Lagerfach, wenn eine Änderung in dem Bildbereich des Codes für das Lagerfach erfasst wurde. Bei dieser Ausführungsform wird bei der elektronischen Auswertung eine weitere Information in Form einer Eingriffsabsicht oder Eingriffsanweisung berücksichtigt. Die Ausführungsform eignet sich insbesondere für die Überwachung mehrerer Lagerfächer auf einen Eingriff hin. Hierbei kann die elektronische Auswertung auf das für den Eingriff vorgesehene Lagerfach konzentriert oder reduziert werden, sodass die Bildverarbeitung bei einer Eingriffsüberwachung für mehrere Lagerfächer vereinfacht wird. Weiterhin wird der Quittierungsschritt von der elektronischen Auswertung übernommen, sodass der Arbeitsaufwand beispielsweise für eine Kommissionierperson verringert wird.
Auf ein Feststellen eines Eingriffs in ein Lagerfach kann eine Identifizierung des von dem Eingriff betroffenen Lagerfaches erfolgen und es kann ein Vergleich des identifizierten Lagerfaches mit einem für den Eingriff vorgesehenen Lagerfach erfolgen. Bei dieser Ausführungsform wird bei der elektronischen Auswertung eine weitere Information in Form einer Eingriffsabsicht oder Eingriffsanweisung im Zusammenhang mit einem spezifischen Lagerfach berücksichtigt. Bei dem Vergleich des identifizierten Lagerfaches mit einem für den Eingriff vorgesehenen Lagerfach, bei dem beispielsweise der Identifikator (ID) des vom Eingriff betroffenen Lagerfaches mit der ID des zum Eingriff vorgesehenen Lagerfaches verglichen wird, kann es zu einer Übereinstimmung oder Nichtübereinstimmung der verglichenen Werte kommen. Bei einer Übereinstimmung kann ein Quittierungsschritt erfolgen, der beispielsweise das Feststellen der Erledigung des vorgesehenen Eingriffs, eine Bestätigungsanzeige an dem Lagerfach oder einen Eintrag in ein elektronisches Protokoll beinhaltet. Bei einer Nichtübereinstimmung kann beispielsweise eine optische, akustische oder haptische Warnung an eine Kommissionierperson oder eine elektronische Meldung an eine übergeordnete Zentral- oder Überwachungseinheit erfolgen. Durch die Identifizierung des von dem Eingriff betroffenen Lagerfaches und durch den Vergleich des identifizierten Lagerfaches mit einem für den Eingriff vorgesehenen Lagerfach kann eine Unterscheidung eines Eingriffes von einem Fehleingriff ermöglicht werden.
In einer günstigen Ausführungsform des Verfahrens wird der an dem Lagerfach angeordnete optisch lesbare Code temporär auf einem Display erzeugt. Somit muss der optische Code nicht dauerhaft oder durchgängig an einem Lagerfach angeordnet sein, sondern kann bedarfsweise ein- oder ausgeblendet werden. Dies ist insbesondere günstig, wenn mehrere Lagerfächer gleichzeitig auf einen Eingriff überwacht werden, also beispielsweise ein Sichtfeld der Kamera mehrere Lagerfächer umfasst. Durch die temporäre Code-Anzeige kann beispielsweise ein für den Eingriff vorgesehenes Fach gekennzeichnet werden, sodass in Anlehnung an bekannte visuelle Assistenzsysteme eine „Pick-by-Code“-Anwendung bereitgestellt wird. Darüber hinaus wird durch eine temporäre Code-Anzeige die elektronische Auswertung von Bildbereichen zur Erfassung von Änderungen in dem Bildbereich des Codes erleichtert, da beispielsweise bei mehreren Lagerfächern nur ein aktuell angezeigter Code erkannt werden muss oder das für einen Eingriff vorgesehene Lagerfach leichter identifizierbar ist. Ein Quittierungsschritt durch Feststellen der Erledigung eines vorgesehenen Eingriffs kann auf einfache Weise aufgrund einer Änderung in dem Bildbereich des Codes vorgenommen werden. Durch die temporäre Code-Erzeugung auf einem Display wird die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Eingriffserkennung deutlich erhöht, da Fehlerkennungen durch unbeabsichtigte Verdeckungen dauerhaft sichtbarer Codes vermieden werden.
Es können mindestens zwei Kameras zur zeitlich aufeinanderfolgenden Erfassung von Bildern im Bereich des Lagerfachs oder der Lagerfächer vorgesehen sein und die von den Kameras erfassten Bilder können einer gemeinsamen elektronischen Auswertung zugeführt werden. Eine gemeinsame elektronische Auswertung kann beispielsweise eine Überlagerung oder einen Vergleich der von den Kameras erzeugten Bilder beinhalten. Hierbei können die Kameras simultan Bilder des Lagerfaches erfassen. Es ist jedoch auch denkbar, dass nur eine Kamera kontinuierlich Bilder erfasst, während weitere Kameras nur bei Feststellen eines Eingriffs zur Verifizierung aktiviert werden. Die Kameras können frontal auf das Lagerfach ausgerichtet sein. Die Kameras können jedoch auch unter unterschiedlichen Winkeln auf das Lagerfach ausgerichtet sein. Hierdurch können Auswertungsschwierigkeiten und Fehlerkennungen von Eingriffen aufgrund perspektivischer Verzerrungen oder Verdeckungen verringert werden. Die Detektionsgenauigkeit eines tatsächlichen Eingriffs wird hingegen erhöht.
Bei der elektronischen Auswertung von Bildbereichen einer erfassten Bildfolge kann die Zeitdauer erfasster Änderungen in Bildbereichen berücksichtigt werden. Auf diese Weise können kurzzeitige, dynamische Änderungen von langzeitigen, statischen Änderungen unterschieden werden. Beispielsweise kann eine kurzzeitige Änderung in dem Bildbereich des Codes als Eingriff identifiziert werden, während eine langzeitige Änderung zu einer Warnung oder Fehlermeldung führen kann, weil beispielsweise ein statisches oder quasi-statisches Objekt in einen Bereich zwischen Kamera und Code verlagert wurde. Als kurzzeitig können beispielsweise Änderungen identifiziert werden, die je nach für diesen Lagerfachtyp üblichen Eingriffszeiten innerhalb von wenigen Sekunden erfolgen oder innerhalb einer vordefinierten Anzahl von aufeinanderfolgenden Bildern erfolgen, die einer Zeitspanne von wenigen Sekunden entspricht. Langzeitige Änderungen können hingegen beispielsweise ab einem Änderungszeitraum von einer Minute gemeldet werden. Hierbei ist ein Änderungszeitraum beispielsweise eine Zeitspanne, die ab einer erfassten Änderung in dem Bildbereich des Codes bis zu einer erneuten Änderung in dem Bildbereich des Codes verläuft. Es kann sich auch um eine Zeitspanne handeln, in der ein zuvor optoelektronisch identifizierbarer Code als nicht mehr identifizierbar erfasst wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein optischer Tracker an einem Körperteil einer den Eingriff vornehmenden Person angeordnet, wobei die Bildposition des Trackers in der elektronischen Auswertung von Bildbereichen einer erfassten Bildfolge berücksichtigt wird. Ein solcher optischer Tracker kann beispielsweise ein weiterer optischer Code oder eine LED sein. Der optische Tracker kann beispielsweise für eine Verifizierung eines festgestellten Eingriffes herangezogen werden. So kann beispielsweise eine Kommissionierperson ein Kleidungsstück wie etwa einen Handschuh tragen, das mit einem optischen Code bedruckt oder mit einer oder mehreren LEDs versehen ist. Auf diese Weise kann der optische Tracker eine Handposition der den Eingriff vornehmenden Person anzeigen. So kann der Tracker beispielsweise im Falle einer vorbeschriebenen Segmentierung des von der Kamera erfassten Gesamtbildes einem Segment zugeordnet werden, vor dem sich der weitere Code räumlich aktuell befindet, sodass eine Verifizierung eines Eingriffs anhand des Trackers vornehmbar ist. Auch kann eine Überlagerung eines einem Lagerfach zugeordneten Codes durch einen weiteren, der Person zugeordneten optischen Code als Eingriffskriterium dienen. Hierbei kann eine versehentliche Verdeckung eines einem Lagerfach zugeordneten Codes durch andere Körperteile der Person oder durch Gegenstände bei der elektronischen Auswertung unberücksichtigt bleiben.
Im Zusammenhang mit dieser Anmeldung ist unter einem Code eine Abbildungsvorschrift zu verstehen, die jedem Zeichen eines Zeichenvorrats eindeutig ein Zeichen oder eine Zeichenfolge aus einem möglicherweise anderen Zeichenvorrat zuordnet. Mit anderen Worten verweist ein Code stets auf eine Information, die anhand der einzelnen Codezeichen oder Codemerkmale eindeutig identifizierbar ist. Codes gibt es in verschiedenen Formen, beispielsweise auch als Tonfolgencode wie beim Morsecode. In dieser Anmeldung werden jedoch nur optische Codes betrachtet, die mit einer Kamera in bildlicher Form erfassbar sind. In einer besonders einfachen Ausführungsform kann es sich bei dem optischen Code um einen schriftbildlichen Text handeln, der bei der elektronischen Auswertung als solcher erkannt und beispielsweise mittels einer OCR-Funktion (Optical Character Recognition) identifiziert wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der an dem Lagerfach angeordnete zweidimensionale optische Code ein Barcode, ein gestapelter Code, ein Matrix-Code, ein Punktcode oder ein Composite-Code. Hierbei handelt es sich um vergleichsweise simple und bewährte optische Code-Formen, die zuverlässig maschinell lesbar und von anderen optischen Erscheinungsformen unterscheidbar sind. Beispiele sind Codablock-Codes für gestapelte Codes, QR-Codes für Matrix-Codes und Snowflake-Codes für Punktcodes. Ein Composite-Code, auch Doppelcode-Symbol genannt, setzt sich zusammen aus einem linearen Barcode und einem darüber angeordneten zweidimensionalen Code.
In einer günstigen Ausgestaltung ist der in und/oder an dem Lagerfach angeordnete optisch lesbare Code ein Farbcode. Hierbei wird die Farbinformation als zusätzliches auswertbares Kriterium für die Code-Identifizierung genutzt, sodass beispielsweise eine fehlerfreiere Lesbarkeit des Codes ermöglicht wird. Die mehrfarbig ausgestalteten Farbcodes können aufgrund der zusätzlichen Farbinformation eine höhere Datendichte aufweisen als einfarbige optische Codes. Ein Beispiel für einen Farbcode ist beispielsweise der sogenannte JAB-Code.
Hinsichtlich der Lagerfacheinrichtung umfassend ein Lagerfach und eine auf das Lagerfach ausgerichteten Kamera zur Erkennung von Eingriffen in das Lagerfach (d.h. mindestens ein Lagerfach und mindestens eine Kamera), wobei die Kamera zur Erfassung von Bildern im Bereich des Lagerfachs eingerichtet ist und wobei an und/oder in dem Lagerfach ein zweidimensionaler optischer Code angeordnet ist, wird vorgeschlagen, dass die Lagerfacheinrichtung eine elektronische Steuer- und Bildverarbeitungseinheit umfasst, die dazu eingerichtet ist, Bildbereiche der von der Kamera erfassten Bilder zur Erfassung eines optisch lesbaren Codes elektronisch auszuwerten und einen Eingriff in das Lagerfach in Abhängigkeit von der Erfassung des optisch lesbaren Codes des Lagerfachs festzustellen.
Der von der elektronischen Steuer- und Bildverarbeitungseinheit ausgewertete Bildbereich kann zur Feststellung von Lagerfacheingriffen auf Bildabschnitte konzentriert werden, in denen ein optischer Code des Lagerfachs abgebildet ist. Durch diese auswertungstechnische Fokussierung können Änderungen in anderen Bildabschnitten unberücksichtigt bleiben oder mit verringertem Aufwand ausgewertet werden, sodass weniger Störfaktoren die Bildauswertung beeinflussen und das Risiko einer Fehlerkennung eines Eingriffes reduziert wird. Die Bildanalyse wird damit wesentlich vereinfacht, da beispielsweise keine Handbewegungen identifiziert oder antizipiert werden müssen.
Als mögliche Änderung in dem Bildbereich des Codes kann beispielsweise eine teilweise oder vollständige Verdeckung des Codes erfassbar sein, indem etwa in einem Bild weniger Codemerkmale oder Codezeichen enthalten sind als in einem zeitlich vorherigen Bild der erfassten Bildfolge. Es können sich auch zwei- oder dreidimensionale Formen, Konturen oder auch Farben in dem den Code enthaltenden Bildbereich ändern, wenn während der Bilderfassung beispielsweise eine Hand oder ein anderes Körperteil einer Person oder ein Gegenstand in den Bildbereich des Codes verlagert wird.
Die elektronische Steuer- und Bildverarbeitungseinheit kann durch eine geeignete Recheneinheit gebildet sein, beispielsweise in Form eines lokalen Computers oder eines Remote Servers. Hierbei können in der elektronischen Steuer- und Bildverarbeitungseinheit entsprechende Computerprogramme, insbesondere Steuer- und Bildverarbeitungssoftware, zum Einsatz kommen. Die Steuer- und Bildverarbeitungseinheit ist bevorzugt für eine maschinelle Auswertung der Bilder eingerichtet, für die keine Sichtung der Bilder durch Personen erforderlich ist.
Unter einer auf das Lagerfach ausgerichteten Kamera wird eine foto- oder videotechnische Apparatur mit einem Bildsensor verstanden, deren erfasster Bildbereich ein Abbild des Lagerfaches enthält. Die Kamera befindet sich somit im Wesentlichen gegenüber des Lagerfaches und erfasst das Lagerfach von einer Seite, von der ein Eingriff erfolgen kann. Beispielsweise enthält der von der Kamera erfasste Bildbereich eine Eingriffsöffnung des Lagerfaches. Die Kamera muss nicht zwangsläufig frontal auf das Lagerfach ausgerichtet sein, auch wenn eine solche Ausrichtung Vorteile hinsichtlich der Größe des Bildbereiches aufweist, den das Lagerfach in den frontal erfassten Bildern des Lagerfaches einnimmt. Es ist ebenso denkbar, dass die Kamera zur Erzeugung perspektivischer Aufnahmen des Lagerfaches eingerichtet ist.
Das Sichtfeld der Kamera kann mehrere Lagerfächer umfassen, wobei in und/oder an den Lagerfächern jeweils ein zweidimensionaler optischer Code angeordnet ist. Die Kamera ist somit auf mehrere Lagerfächer ausgerichtet, sodass nur eine Kamera zur Überwachung mehrerer Lagerfächer auf einen Eingriff hin benötigt wird. Auf diese Weise kann die Komplexität der Lagerfacheinrichtung weiter reduziert sowie die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Lagerfacheinrichtung erhöht werden. Da jedem Lagerfach ein eigener und eindeutiger Code zugeordnet ist, ist die Zuordnung eines Eingriffs zu einem bestimmten Lagerfach gegenüber bekannten Lösungen aus dem Stand der Technik erleichtert.
Die Kamera kann eine 2D-Kamera sein. Eine 2D-Kamera ist dazu eingerichtet, zweidimensionale Bilder zu erfassen. 2D-Kameras weisen einen einfachen Aufbau und eine simple Elektronik auf und sind dementsprechend kostengünstig. Durch die vergleichsweise geringe Komplexität der erfassten zweidimensionalen Bilder kann auch die elektronische Steuer- und Bildverarbeitungseinheit einfach und kostengünstig ausgelegt werden, beispielsweise bereits mit einer geringen bis durchschnittlichen Rechenkapazität ausgestattet sein.
Die Kamera kann eine 3D-Kamera sein. Eine 3D-Kamera ist dazu eingerichtet, dreidimensionale Bilder zu erfassen. 3D-Kameras können zusätzlich zu flächigen Bildern eine Tiefeninformation ausgeben. Bei der Bildverarbeitung dreidimensionaler Bilder können beispielsweise perspektivische Verzerrungen in der Auswertung berücksichtigt werden, sodass beispielsweise ein an einem schräg zu der Kamera ausgerichteten Lagerfach angebrachter optischer Code trotz optischer Verzerrungen optoelektronisch identifizierbar ist. Durch die Tiefeninformation kann zudem überprüft werden, ob eine Verdeckung des Codes in dem den Code enthaltenden Bildbereich nah an dem Code erfolgt und somit ein Indiz für einen erfolgten Eingriff ist oder ob eine weiter von dem Code entfernte Verdeckung erfolgt, beispielsweise durch ein nah an der Kamera befindliches Objekt. Auf diese Weise kann das Risiko von Eingriff-Fehlerkennungen weiter reduziert werden.
Die Anordnung des optisch lesbaren Codes an dem Lagerfach im Sinne der vorliegenden Erfindung erfordert eine räumliche Zuordnung des Codes zu einem Lagerfach. Der Code kann dabei unmittelbar benachbart zum Lagerfach angeordnet oder an dem Lagerfach befestigt sein. Der Code kann dabei auch in dem von der Kamera erfassbaren Innenraum des Lagerfachs angeordnet sein. Der optisch lesbare Code kann beispielsweise an einer der Kamera zugewandten Fläche einer Innenwand des Lagerfaches (bspw. der Rückwand) oder an einem Fachrand des Lagerfaches angeordnet sein. Beispielsweise kann das Lagerfach als teilweise umschlossener Behälter mit einer Rückseite ausgebildet sein. Die Kamera ist auf die Innenseite der Rückwand gerichtet bzw. das Sichtfeld der Kamera enthält die Innenseite der Rückwand. Der optische Code kann beispielsweise auf die Rückwand aufgedruckt oder aufgeklebt sein. Die Rückwand ist üblicherweise größer als ein Fachrand des Lagerfaches, sodass größere optische Codemuster verwendbar sind, die von der Kamera auch aus größerer Entfernung besser auslesbar sind. Eine Anbringung des Codes am Fachrand erhöht wiederum die Genauigkeit der Eingriffserkennung, da die Wahrscheinlichkeit einer Verdeckung des Codes bei einem Eingriff erhöht und das Risiko einer unbeabsichtigten Verdeckung des Codes durch Artikel in dem Lagerfach reduziert wird. Der Fachrand erstreckt sich beispielsweise umlaufend um eine Eingriffsöffnung oder eine offene Seite des Lagerfaches. In einer besonders günstigen Ausführungsform ist der Code an der Rückwand und an dem Lagerfach angeordnet, sodass beispielsweise eine Verifizierung einer Eingriffserkennung anhand einer Änderung im Bildbereich des einen Codes durch Überprüfung des Bildbereichs des anderen Codes möglich ist. So kann etwa in einer Zweifaktoren-Abhängigkeit festgelegt sein, dass nur bei Änderungen in den Bildbereichen beider Codes eines Lagerfaches ein Eingriff festgestellt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind mindestens zwei Kameras auf das Lagerfach ausgerichtet. Die Kameras können mit einer gemeinsamen elektronischen Steuer- und Bildverarbeitungseinheit verbunden sein, die die von den Kameras erfassten Bilder einer gemeinsamen elektronischen Auswertung zuführt. Eine gemeinsame elektronische Auswertung kann beispielsweise eine Überlagerung oder einen Vergleich der von den Kameras erzeugten Bilder beinhalten. Hierbei können die Kameras simultan Bilder des Lagerfaches erfassen. Es ist jedoch auch denkbar, dass nur eine Kamera kontinuierlich Bilder erfasst, während weitere Kameras nur bei Feststellen eines Eingriffs zur Verifizierung aktiviert werden. Die Kameras können frontal auf das Lagerfach ausgerichtet sein. Die Kameras können jedoch auch unter unterschiedlichen Winkeln auf das Lagerfach ausgerichtet sein. Hierdurch können Auswertungsschwierigkeiten und Fehlerkennungen von Eingriffen aufgrund perspektivischer Verzerrungen oder Verdeckungen verringert werden. Die Detektionsgenauigkeit eines tatsächlichen Eingriffs wird hingegen erhöht.
Die elektronische Steuer- und Bildverarbeitungseinheit der Lagerfacheinrichtung kann zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens zur Erkennung von Eingriffen in ein Lagerfach ausgebildet sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in schematischer Weise:

1 - eine Lagerfacheinrichtung zur Erkennung von Eingriffen in ein Lagerfach gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 - eine Lagerfacheinrichtung zur Erkennung von Eingriffen in ein Lagerfach gemäß einer ersten Ausführungsform;
3 - eine Lagerfacheinrichtung zur Erkennung von Eingriffen in ein Lagerfach gemäß einer dritten Ausführungsform;
4a - 4c - ein Beispiel für eine durch elektronische Auswertung erstellte Bildfolge;
5 - ein Blockdiagramm eines Verfahrens zur Erkennung von Eingriffen in ein Lagerfach gemäß einer Ausführungsform.

1 zeigt eine Lagerfacheinrichtung mit einer beliebigen Anzahl nebeneinander und übereinander matrixartig angeordneten Lagerfächern 1 und einer auf die Lagerfächer 1 ausgerichteten Kamera 7.
Die Lagerfächer 1 dienen der Lagerung von Artikeln 2. Hierzu können die Lagerfächer 1 mit Artikeln 2 bestückt werden und es können Artikel 2 den Lagerfächern 1 bedarfsweise entnommen werden. Die Lagerfächer 1 sind als mindestens einseitig offene Behälter ausgeführt, wobei ein Eingriff in ein Lagerfach 1 über die der Rückseite gegenüberliegende offene Seite des Lagerfaches 1 erfolgen kann. Die Rückseite der Lagerfächer 1 kann optional mit einer Rückwand 3 geschlossen sein, wobei die der Rückwand 3 gegenüberliegende Seite zum Eingriff offen ist. Der Eingriff kann beispielsweise zur Bestückung des Lagerfaches 1 mit Artikeln 2, aber auch zur Entnahme von Artikeln 2 erfolgen. Die offene Seite des Lagerfaches 1 wird umlaufend von einem Fachrand 5 begrenzt. Es ist ein oberer horizontaler Fachrandabschnitt, ein unterer horizontaler Fachrandabschnitt und im Abstand voneinander zwei seitliche vertikale Fachrandabschnitte vorhanden.
Ein Eingriff in ein Lagerfach 1 kann beispielsweise mit einem Körperteil 9 einer Person, mit Werkzeugen oder mit einem Greifer eines Handhabungsautomaten erfolgen. In der Praxis ist es wünschenswert, einen Eingriff in ein Lagerfach 1 zu erkennen, um beispielsweise Kommissionierungsarbeiten zu überwachen oder zu beschleunigen.
Zur Erkennung solcher Eingriffe ist an den Lagerfächern 1 jeweils mindestens ein optisch lesbarer Code 4 vorgesehen. Die optischen Codes 4 sind beispielsweise wie skizziert als Zeichenfolgen an den horizontalen Fachrandabschnitten der Fachränder 5 ausgebildet. Die vertikalen Fachrandabschnitte der Fachränder sind als Linien durch ihren Helligkeitskontrast erkennbar und signalisieren die Fachgrenzen der Lagerfächer 1, indem sie die sich wiederholenden horizontalen Zeichenfolgen jeweils einer Ebene aufteilen.
Die Kamera 7 ist zur zeitlich aufeinanderfolgenden Erfassung von Bildern im Bereich der Lagerfächer 1 ausgebildet und hierzu beispielsweise frontal auf die Lagerfächer 1 ausgerichtet, sodass sich die Lagerfächer 1 in ihrem Sichtfeld 8 befinden und die von der Kamera 7 erfassten Bilder Abbildungen der Lagerfächer 1 beinhalten. Überdies sind den erfassten Bildern die an den Lagerfächern 1 angeordneten Codes 4 zu entnehmen. Die Kamera 7 kann beispielsweise zweidimensionale Abbildungen von den Lagerfächern 1 mitsamt den an den Lagerfächern 1 angeordneten Codes 4 erfassen.
Die Lagerfacheinrichtung hat eine elektronische Steuer- und Bildverarbeitungseinheit 10, die dazu eingerichtet ist, Bildbereiche einer von der Kamera 7 erfassten Bildfolge elektronisch auszuwerten und einen Eingriff in ein bestimmtes Lagerfach 1 dadurch festzustellen, dass die Codes 4 der unter einem Lagerfach 1 befindlichen Lagerfächer 1 nicht mehr vollständig lesbar sind. Hierzu kann die elektronische Steuer- und Bildverarbeitungseinheit 10 dazu eingerichtet sein, Änderungen in dem Bildbereich des Codes 4 festzustellen. Die elektronische Steuer- und Bildverarbeitungseinheit 10 kann beispielsweise als lokaler Computer ausgebildet und mit geeigneter Steuer- und Bildverarbeitungssoftware ausgestattet sein.
Es ist in 1 der Zustand der Lagerfacheinrichtung erkennbar, in der sich zwischen der Kamera 7 und einem Lagerfach 1 ein Körperteil 9 einer Person befindet. Aufgrund der Ausrichtung der Kamera 7 auf die Lagerfächer 1 befindet sich der Körperteil 9 ebenfalls in dem Sichtfeld 8 der Kamera 7 und führt zu einer teilweisen oder vollständigen Verdeckung der Codes 4 in den von der Kamera 7 erfassten Bildern. Diese Verdeckung wird bei der Bildverarbeitung durch die Steuer- und Bildverarbeitungseinheit 10 detektiert.
Für die Markierung der Fachränder 5 bzw. Fachkanten sind unterschiedliche Optionen denkbar.
Zur Identifikation der Fachreihe (d.h. der Ebene) kann über die gesamte Fachbreite der Lagerfachanordnung wie in 1 skizziert pro Etage jeweils ein unterschiedlicher Code 4 horizontal angeordnet werden. Die Codierung bleibt pro Ebene gleich und wiederholt sich über die gesamte Fachbreite. Damit sind die einzelnen Ebenen der Lagerfachanordnung voneinander unterscheidbar. Damit ist die Fachreihe bzw. Nummer der jeweiligen Etage anhand des Codes 4 identifizierbar.
Denkbar ist aber auch eine Farbcodierung, indem die horizontalen Fachränder 5 mit unterschiedlichen Farben codiert sind. Ebenso können auch andere Arten von eindimensionalen, zweidimensionalen oder dreidimensionalen Codes 4 verwendet werden.
Die Fachgrenzen zwischen Lagerfächern 1 einer Ebene sind durch einen Codebruch erkennbar. In vertikaler Richtung sind die Fachgrenzen beispielsweise durch die oben erläuterten unterschiedlichen Codes 4 pro Ebene voneinander unterscheidbar.
In horizontaler Richtung kann eine vertikale Codezeile die Fachgrenze zwischen zwei in einer Ebene nebeneinanderliegenden Lagerfächern 1 kennzeichnen. Dies kann wie skizziert eine einfache feste kontrastreiche Markierung sein, die durch die Seitenwand-Randkante bereitgestellt wird. Es kann aber auch eine informationshaltige Codierung vorhanden sein, welche die Spalte des Lagerfachs 1 in der Lageranordnung identifizierbar macht.
Denkbar ist aber auch, dass die Ebene, d.h. die Nummer der Etage bzw. Fachreihe eines Lagerfachs 1 durch einen vertikalen Code 4 an einem vertikalen Fachrandabschnitt des Lagerfachs 1 gekennzeichnet wird.
Optional ist auch eine Codierung der Fachnummer denkbar. Hierzu kann als separater Code an jedem Lagerfach 1 ein horizontaler Code in der zweiten Reihe oberhalb oder unterhalb des in 1 dargestellten Codes 4 für die Ebene vorhanden sein. Denkbar ist aber auch, dass der in 1 dargestellte Code 4 für jedes zugeordnete Lagerfach 1 individuell angepasst und codiert ist. Damit sind anhand der horizontalen Codes 4 durch den Wechsel der Information für jedes Lagerfach 1 in einer Zeile auch die vertikalen Fachgrenzen mit markiert.
Dies ist in der 2 mit der zweiten Ausführungsform skizziert. Erkennbar ist, dass pro Ebene eine spezifische Zeichenkombination (bspw. „t“ und „p“ = Ebene 1; „g“ und „o“ = Ebene 2; „a“ und u" = Ebene 3; „b“ und „w“ = Ebene 4 usw.) vorgesehen ist, welche die Ebene codiert. Die Codes 4 der Lagerfächer 1 einer gemeinsamen Ebene unterscheiden sich auch voneinander. Beispielsweise ist je nach Spalte des Lagerfachs 1 eine spezifische Wiederholung der Zeichen eines Zeichenkombination vorgesehen (bspw. „bw“ / „au“ / „go“ / „tp“ = Spalte 1; „bbww“ / ... = Spalte 2; „bbbwww“ / ... = Spalte 3 usw.). Damit kann aus den sichtbaren Codes 4 von Lagerfächern 1 auf einen Eingriff in ein spezifisches benachbartes Lagerfach 1 geschlossen werden.
Die Codierung sollte an die Auflösung der Kamera 7 angepasst ausgewählt sein.
Die Bestimmung der Ebene eines Eingriffs in ein Lagerfach 1 kann dadurch erfolgen, dass bei einer Störung des Bildes bei der Erkennung der Codes 4 die Ebene ausgewählt ist, dessen Code 4 am unteren Fachrand 5 sowie alle Codes 4 der darunter liegenden Ebenen verdeckt sind.
Die Bestimmung des Lagerfachs 1 einer Eingriffsebene kann bei Verdecken den zugehörigen horizontalen Codes 4 dadurch erfolgen, dass die Lesbarkeit der seitlich neben dem verdeckten Code 4 bzw. Codebereichs liegenden Codierungen geprüft wird. Dies kann anhand der Lesbarkeit eines horizontalen Codes 4 erfolgen, sofern diese wie in 2 in Abhängigkeit der Spalte der Lagerfächer 1 variieren. Denkbar ist aber auch eine Prüfung, welche vertikalen Fachränder 5 (d.h. Fachkanten) im Bild noch erkennbar sind, oder ein Auslesen von vertikalen Codes 4 an den vertikalen Fachrandabschnitten.
3 zeigt eine Lagerfacheinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform, bei der beispielhaft nur zwei Lagerfächer 1 gezeigt sind, die Lagerfacheinrichtung kann jedoch auch nur ein Lagerfach 1 oder mehr als zwei Lagerfächer 1 aufweisen.
Bei dieser Ausführungsform ist jeweils ein Code 6 an einem Fachrand 5 des Lagerfaches 1 und ein Code 6 an der Rückwand 3 des Lagerfaches 1 angeordnet. Beispielsweise sind QR-Codes dargestellt. Es können aber auch andere Arten von Codes 4, 6 bzw. Kombinationen davon eingesetzt werden, wie insbesondere ein-, zwei- und/oder dreidimensionale Codes, die z.B. aus der Art Zeichenfolgen, Farben, Barcodes, OCR-Codes, QR-Codes, Hologrammen ausgewählt sind.
Der Code 6 an der Rückwand 3 des Lagerfaches 1 kann größer dimensioniert sein als der Code 4 an einem Fachrand 5 des Lagerfaches 1. Jedem Lagerfach 1 ist ein eigener Code 4, 6 zugeordnet. Die Codes 4, 6 eines einzelnen Lagerfaches 1 können ebenfalls voneinander verschieden sein, es kann sich jedoch auch bei dem Code 6 an der Rückwand 3 des Lagerfaches 1 und bei dem Code 4 am Fachrand 5 des gleichen Lagerfaches 1 um die gleichen Codes 4, 6 handeln.
Ein Eingriff in ein bestimmtes Lagerfach 1 wird beispielsweise durch Vergleich eines aktuellen Bildes mit mindestens einem vorherigen Bild, in dem vier Codes 4, 6 der Lagerfächer 1 als identifizierbar bzw. lesbar erkannt wurden, ermittelt, indem in dem die Verdeckung enthaltenden aktuellen Bild nur noch zwei Codes 4, 6 der Lagerfächer 1 als identifizierbar bzw. lesbar erkannt werden. Aufgrund dieser Änderung in den Bildbereichen der Codes 4, 6 des Lagerfaches 1 stellt die Steuer- und Bildverarbeitungseinheit 10 einen Eingriff in ein Lagerfach 1 fest und kann aufgrund der eindeutigen Zuordnung der Codes 4, 6 zu jeweils einem Lagerfach 1 das von dem Eingriff betroffene Lagerfach 1 identifizieren.
Die 4a) bis 4c) zeigen ein Beispiel für eine durch elektronische Auswertung erstellte Bildfolge. Die Bildfolge kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens und mit der erfindungsgemäßen Lagerfacheinrichtung erzeugt werden, sodass die in der vorhergehenden Beschreibung verwendeten Bezugszeichen nachfolgend beibehalten werden. Die Bildfolge kann beispielsweise von der Kamera 7 und der Steuer- und Bildverarbeitungseinheit 10 gemäß den vorbeschriebenen Ausführungsbespielen erstellt werden.
In einem Bild, das den erzeugten Bildern der Bildfolge in den 4a) bis 4c) zeitlich vorgelagert ist, erfasst die Kamera 7 ein zweidimensionales reales Abbild der Lagerfächer 1 mit den hieran angeordneten Codes 4, 6. In einem Extraktionsschritt, der beispielsweise in der Steuer- und Bildverarbeitungseinheit 10 erfolgt, wird ein auf die Codes 4, 6 reduziertes, in 4a) gezeigtes Bild des vorherigen realen Abbilds erzeugt, indem beispielsweise lediglich Bildelemente mit für die Codes 4, 6 charakteristischen Codemerkmalen extrahiert werden.
Die Steuer- und Bildverarbeitungseinheit 10 untersucht fortlaufend die auf die Codes 4, 6 reduzierten Bilder gemäß 4a) auf Änderungen in den Bildbereichen der Codes 4, 6. In 4b) ist eine solche Änderung in einzelnen Bildbereichen zu erkennen, die in der rechten Bildhälfte befindlichen Codes 4, 6 weisen eine partielle Verdunkelung auf. Dies lässt auf eine partielle Verdeckung der Codes 4, 6 schließen, sodass ein Eingriff in das den im Bild rechts befindlichen Codes 4, 6 zugeordnete Lagerfach 1 festgestellt wird.
Das Differenzbild in 4c) wird mithilfe eines optionalen Differenzbildungsschrittes erhalten, der beispielsweise von der Steuer- und Bildverarbeitungseinheit 10 durchführbar ist. Hierbei werden Bildwerte des in 4b) gezeigten Bildes von den Bildwerten des in 4a) gezeigten Bildes abgezogen, gegebenenfalls können zusätzliche Filter bei der Erzeugung des Differenzbildes zur Anwendung kommen. Durch die Differenzbildung ergibt sich ein Bild, bei dem lediglich Bildbereiche mit Änderungen zwischen einem vorherigen und einem nachfolgenden Bild angezeigt sind. Auf diese Weise kann die Überwachung auf Änderungen in Bildbereichen von Codes noch einfacher erfolgen, da lediglich die Differenzbilder auf Vorhandensein von Bildelementen geprüft werden müssen. Auch die Position der geänderten Bildbereiche innerhalb des Bildes, die beispielsweise auch einem spezifischen Lagerfach zugeordnet werden kann, ist besser elektronisch auswertbar. Durch die Differenzbildanalyse wird die Fehlerrate bei der Erkennung von Eingriffen reduziert.
5 zeigt beispielhaft ein Blockdiagramm eines Verfahrens zur Erkennung von Eingriffen in ein Lagerfach. Die Verfahrensschritte sind mit der erfindungsgemäßen Lagerfacheinrichtung durchführbar, sodass die in der vorhergehenden Beschreibung verwendeten Bezugszeichen nachfolgend beibehalten werden.
Das Verfahren beginnt mit dem erstmaligen oder erneuten Start a) des Verfahrens. Der Start a) kann beispielsweise manuell durch eine Bedienperson oder automatisch durch die elektronische Steuer- und Bildverarbeitung durchführbar sein.
Im Anschluss an den Start a) erfolgt die Erfassung b) von Bildern im Bereich von Lagerfächern 1 durch eine Kamera 7. Die Bilder werden zeitlich aufeinanderfolgend erfasst.
Die erfassten Bilder werden elektronischen Auswertung c) zugeführt. Bei dieser Auswertung c) werden Bildbereiche einer erfassten Bildfolge analysiert, um Änderungen in Bildbereichen von an den Lagerfächern 1 angeordneten Codes 4, 6 zu erfassen.
Liegt das Auswertungsergebnis „keine Änderung“ d2) vor, werden die Schritte b) und c) fortlaufend wiederholt.
Liegt das Auswertungsergebnis „Änderung“ d1) vor, erfolgt ein Feststellen e) eines Eingriffs in ein Lagerfach 1. Das Feststellen e) umfasst beispielsweise auch ein Identifizieren des von dem Eingriff betroffenen Lagerfaches 1. Das Identifizieren kann zum Beispiel anhand der jedem Lagerfach 1 eindeutig zugeordneten Codes 4, 6 erfolgen, in deren Bildbereich die Änderung festgestellt wird.
Es kann ein Vergleich f) des identifizierten Lagerfaches 1 mit einem für den Eingriff vorgesehenen Lagerfach 1 erfolgen. Hierzu liegt der Steuer- und Bildverarbeitungseinheit 10 eine Information in Form einer Eingriffsanweisung vor, die beispielsweise eine ID des für den Eingriff vorgesehenen Lagerfaches 1 enthält. Diese ID kann mit der ID des im Zusammenhang mit dem erkannten Eingriff identifizierten Lagerfaches 1 verglichen werden. Bei einer Übereinstimmung g1) der beiden ID kann eine Quittierung h1) erfolgen. Die Quittierung h1) kann beispielsweise eine visuelle Anzeige an dem Lagerfach 1 oder einen Positiveintrag in ein elektronisches Protokoll umfassen.
Bei einer Nichtübereinstimmung g2) kann eine beispielsweise visuelle Warnung h2) an eine den Eingriff vornehmende Person oder eine Meldung an eine übergeordnete Zentral- oder Überwachungseinheit erfolgen.
Im Anschluss an eine Quittierung h1) oder eine Warnung h2) kann das Verfahren beginnend mit der Erfassung b) fortlaufend wiederholt werden.
Bezugszeichenliste

1: Lagerfach
2: Artikel
3: Rückwand
4: Code (Fachrand)
5: Fachrand
6: Code (Rückwand)
7: Kamera
8: Sichtfeld
9: Körperteil
10: Steuer- und Bildverarbeitungseinheit
a): Start
b): Erfassung von Bildern
c): Auswertung von Bildbereichen
d1): Änderung in dem Bildbereich eines Codes
d2): keine Änderung in dem Bildbereich eines Codes
e): Feststellen eines Eingriffs in ein Lagerfach
f): Vergleich identifiziertes/vorgesehenes Lagerfach
g1): Übereinstimmung der Lagerfächer
g2): Nichtübereinstimmung der Lagerfächer
h1): Quittierung
h2): Warnung

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

DE 102015216062 A1 [0011]
DE 102013212333 A1 [0012]
DE 102015211761 A1 [0013]

Claims

Verfahren zur Erkennung von Eingriffen in ein Lagerfach (1) mit einer auf das Lagerfach (1) ausgerichteten Kamera (7) zur Erfassung (b) von Bildern im Bereich des Lagerfachs (1), wobei ein optisch lesbarer Code (4, 6) an oder in dem Lagerfach (1) angeordnet ist, gekennzeichnet durch - elektronische Auswertung (c) von Bildbereichen der erfassten Bilder zur Erfassung eines optisch lesbaren Codes (4, 6) des zugeordneten Lagerfachs (1); und - Feststellen (e) eines Eingriffs in das Lagerfach (1) in Abhängigkeit von der Erfassung des optisch lesbaren Codes (4, 6) des Lagerfachs (1).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ein Feststellen (e) eines Eingriffs in das Lagerfach (1) erfolgt, wenn der dem Lagerfach (1) zugeordnete optisch lesbare Code (4, 6) nicht mehr identifizierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine zeitlich aufeinanderfolgende Erfassung (b) von Bildern im Bereich des Lagerfachs (1) und ein Feststellen (e) eines Eingriffs in das Lagerfach (1) erfolgt, wenn sich die optoelektronische Identifizierbarkeit des optisch lesbaren Codes (4, 6) ändert.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Feststellung von Änderungen (d1) in dem Bildbereich des optisch lesbaren Codes (4, 6) Differenzbilder aus den Bildern einer erfassten Bildfolge erstellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sichtfeld (8) der Kamera (7) mehrere Lagerfächer (1) umfasst, wobei an und/oder in den Lagerfächern (1) jeweils ein optischer Code (4,6) angeordnet ist, wobei eine elektronische Auswertung (c) von Bildbereichen zur Erfassung dieser optisch lesbaren Codes (4, 6) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Feststellen (e) eines Eingriffs in eines der Lagerfächer (1) erfolgt, wenn der diesem Lagerfach (1) zugeordnete optisch lesbare Code (4, 6) nicht mehr identifizierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Feststellen (e) eines Eingriffs in eines der Lagerfächer (1) bei Änderungen (d1) in dem Bildbereich des dem von dem Eingriff betroffenen Lagerfach (1) zugeordneten optisch lesbaren Codes (4, 6) erfolgt und wobei ein Identifizieren des von dem Eingriff betroffenen Lagerfaches (1) anhand des optisch lesbaren Codes (4, 6) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch elektronisches Segmentieren des von der Kamera (7) erfassten Gesamtbildes der Lagerfächer (1), wobei ein Segment dem Umriss eines Lagerfaches (1) entspricht, und Heranziehen der Bildposition des einem Lagerfach (1) zugeordneten Segments als zusätzliches Auswertungskriterium bei der elektronischen Auswertung (c) von Bildbereichen einer erfassten Bildfolge.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sichtfeld (8) der Kamera (7) mehrere Lagerfächer (1) umfasst, wobei an den Lagerfächern (1) jeweils ein optisch lesbarer Code (4, 6) angeordnet ist, die in einem von der Kamera (7) erfassten Bild ein gemeinsames zweidimensionales optisches Muster ergeben, und ein Eingriff in ein Lagerfach (1) anhand einer festgestellten partiellen Musteränderung in aufeinanderfolgenden Bildern festgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Erfassung von Änderungen (d1) in dem Bildbereich eines optisch lesbaren Codes (4, 6) eines Lagerfachs (1), für das ein Eingriff aktuell vorgesehen ist, und Feststellen der Erledigung dieses vorgesehenen Eingriffs in das vorgegebene Lagerfach (1), wenn der dem Lagerfach (1) zugeordnete optisch lesbaren Code (4, 6) nicht mehr identifizierbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Feststellen (e) eines Eingriffs in ein Lagerfach (1) eine Identifizierung des von dem Eingriff betroffenen Lagerfaches (1) erfolgt und ein Vergleich (f) des identifizierten Lagerfaches (1) mit einem für den Eingriff vorgesehenen Lagerfach (1) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in an dem Lagerfach (1) angeordnete optisch lesbare Code (4, 6) temporär auf einem Display erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kameras (7) zur zeitlich aufeinanderfolgenden Erfassung (b) von Bildern im Bereich des Lagerfachs (1) oder der Lagerfächer (1) vorgesehen sind und dass die von den Kameras (7) erfassten Bilder einer gemeinsamen elektronischen Auswertung (c) zugeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der elektronischen Auswertung (c) von Bildbereichen einer erfassten Bildfolge die Zeitdauer erfasster Änderungen (d1) in Bildbereichen berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein optischer Tracker an einem Körperteil (9) einer den Eingriff vornehmenden Person angeordnet ist und die Bildposition des Trackers in der elektronischen Auswertung (c) von Bildbereichen einer erfassten Bildfolge berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der an dem Lagerfach (1) angeordnete optisch lesbare Code (4, 6) ein Barcode, ein gestapelter Code, ein Matrix-Code, ein Punktcode, ein Composite-Code und/oder ein Farbcode ist.
Lagerfacheinrichtung mit einem Lagerfach (1) und einer auf das Lagerfach (1) ausgerichteten Kamera (7) zur Erkennung von Eingriffen in das Lagerfach (1), wobei die Kamera (7) zur Erfassung (b) von Bildern im Bereich des Lagerfachs (1) eingerichtet ist, wobei an oder in dem Lagerfach (1) ein optisch lesbarer Code (4, 6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das System eine elektronische Steuer- und Bildverarbeitungseinheit (10) umfasst, die dazu eingerichtet ist, Bildbereiche der von der Kamera (7) erfassten Bilder zur Erfassung eines optisch lesbaren Codes (4, 6) elektronisch auszuwerten (c) und einen Eingriff in das Lagerfach (1) in Abhängigkeit von der Erfassung des optisch lesbaren Codes (4, 6) des Lagerfachs (1) festzustellen.
Lagerfacheinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Bildverarbeitungseinheit (10) zum Feststellen (e) eines Eingriffs in das Lagerfach (1) eingerichtet ist, wenn der dem Lagerfach (1) zugeordnete optisch lesbare Code (4, 6) nicht mehr identifizierbar ist.
Lagerfacheinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das die Steuer- und Bildverarbeitungseinheit (10) zum zeitlich aufeinanderfolgenden Erfassen (b) von Bildern im Bereich des Lagerfachs (1) und zum Feststellen (e) eines Eingriffs in das Lagerfach (1) eingerichtet ist, wenn sich die optoelektronische Identifizierbarkeit des optisch lesbaren Codes (4, 6) ändert.
Lagerfacheinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sichtfeld (8) der Kamera (7) mehrere Lagerfächer (1) umfasst, wobei an den Lagerfächern (1) jeweils ein optisch lesbarer Code (4, 6) angeordnet ist.
Lagerfacheinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der optisch lesbare Code (4, 6) an einer der Kamera (7) zugewandten Fläche einer Innenwand (3) des Lagerfaches (1), an einem Fachrand (5) des Lagerfaches (1) oder benachbart zu einem zugeordneten Lagerfach (1) angeordnet ist.
Lagerfacheinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Kameras (7) auf das Lagerfach (1) ausgerichtet sind.
Lagerfacheinrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuer- und Bildverarbeitungseinheit (10) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16 eingerichtet ist.