DE102021130161A1

DE102021130161A1 - Kamera zur Erfassung von maschinenlesbaren Codes mit Triggerfunktionen

Info

Publication number: DE102021130161A1
Application number: DE102021130161.0A
Authority: DE
Inventors: Ville Olbrich; Wiebke Behrends; Ralph Wilks; Klaus Kohlmann
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2020-11-20
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2022-05-25

Abstract

Kamera zur Erfassung von maschinenlesbaren Codes,
mit einer Aufnahmeeinheit zur Bildaufnahme bzw. Erfassung der Codes,
mit einer Auswerteeinheit zur Dekodierung der erfassten Codes,
mit einer Ausgabeeinheit zur Ausgabe eines Dekodierergebnisses der Auswerteeinheit,
und mit einer Steuereinheit zur Ausgabe eines Triggersignals anhand dessen eine Code-Erfassung angestoßen wird,
wobei die Kamera derart ausgestaltet ist, dass wenigstens zwei Betriebsmodi auswählbar sind,
mit einem ersten Betriebsmodus, in dem ein Codeinhalt eines erfassten Codes nur einmal und nur dann ausgegeben wird,
wenn der Code gegenüber einem zuvor erfassten Code einen neuen Codeinhalt aufweist oder die vorhergehende Erfassung eine Fehllesung (FAIL) war,
und mit einem zweiten Betriebsmodus, in dem
ein Codeinhalt eines erfassten Codes einmal ausgeben wird sobald eine Gutlesung (PASS) vorliegt
und eine letzte Fehllesung (FAIL) ausgegeben wird, wenn beim Abfallen des Triggers keine Gutlesung (PASS) vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kamera bzw. ein Kamerasystem mit mehreren Betriebsmodi zur Auswahl geeigneter Triggerfunktionen.
Zur Aufnahme von 2D- oder 3D-Bildern wird der Zeitpunkt einer Bildaufnahme typischerweise durch einen Trigger angestoßen. Hierzu sind aus dem Stand der Technik beispielsweise Trigger mit steigender oder fallender Flanke, kontinuierliche Trigger oder Gated Trigger bekannt.
Aus der DE 10 2013 101 787 A1 ist beispielsweise ein Codeleser bekannt, bei dem ausgehend von einem vorgegebenen Auslöseereignis Bilddaten eines Lesevorgangs und Parameter der Lesesituation des Lesevorgangs unter denen die Bilddaten erfasst wurden über eine Schnittstelle ausgegeben werden. Die Parameter der Lesesituation vieler Codeleser werden in einer Datenbank gesammelt und ausgehend von einer Auswertung dieser übermittelten Parameter werden die Decoder der Codeleser optimiert.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Menge der von einem Codelesegerät ausgegebenen Daten zu reduzieren.
Die Aufgabe wird mit der erfindungsgemäßen Kamera gelöst.
Vorteilhaft ist eine Kamera zur Erfassung von maschinenlesbaren Codeinhalts vorgesehen, mit einer Aufnahmeeinheit zur Bildaufnahme bzw. Erfassung der Codes, mit einer Auswerteeinheit zur Dekodierung der erfassten Codes,
mit einer Ausgabeeinheit zur Ausgabe eines Dekodierergebnisses der Auswerteeinheit und mit einer Steuereinheit zur Ausgabe eines Triggersignals anhand dessen eine Code-Erfassung angestoßen wird,
wobei die Kamera derart ausgestaltet ist, dass wenigstens zwei Betriebsmodi auswählbar sind,
mit einem ersten Betriebsmodus, in dem ein Codeinhalt eines erfassten Codes nur einmal und nur dann ausgegeben wird,
wenn der Code gegenüber einem zuvor erfassten Code einen neuen Codeinhalt aufweist oder die vorhergehende Erfassung eine Fehllesung war,
und mit einem zweiten Betriebsmodus, in dem
ein Codeinhalt eines erfassten Codes einmal ausgeben wird sobald eine Gutlesung
vorliegt und eine letzte Fehllesung ausgegeben wird, wenn beim Abfallen des Triggers keine Gutlesung vorliegt.
Dies hat den Vorteil, dass der Nutzer je nach Applikation angepasst Trigger-Modi auswählen kann, die es insbesondere erlauben, die Menge der ausgegebenen Daten zu reduzieren und auf für den Nutzer relevante Daten zu beschränken.
Ferner ist es von Vorteil, wenn in einem Betriebsmodus durch den Trigger eine Code-Erfassung mehrere Bilder angestoßen wird, wobei bevorzugt die Dekodierung erst beginnt, wenn eine vorgegebene Anzahl von Bildern aufgenommen wurde.
Besonders nützlich ist es, wenn die Dekodierung der Bilder stoppt, sobald eine erfolgreiche Dekodierung vorliegt.
Bevorzugt ist ein dritter Trigger-Betriebsmodus vorgesehen, bei dem eine Aufnahme- und Dekodier-Serie mit einer vorgegebenen Aufnahmewiederholrate bzw. Frame-Rate gestartet wird, wobei die Aufnahme- und Dekodier-Serie stoppt, sobald eine erfolgreiche Dekodierung vorliegt.
Hierbei kann der Trigger als ,gated Trigger‘ ausgeführt sein und erst bei einem Abfallen bzw. Stopp des ,gated Triggers' ein Dekodierergebnis ausgeben oder derart ausgestaltet sein, dass bei einem Stopp des ,gated Triggers' und bei nicht Vorliegen eines gestarteten Aufnahme- oder Dekodier-Frames, das Ergebnis der letzten Dekodierung ausgegeben wird.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass bei einem Stopp des ,gated Triggers' und bei Vorliegen eines gestarteten Aufnahme- oder Dekodier-Frames die aktuelle Aufnahme oder Dekodierung abgebrochen und das letzte Dekodierergebnis ausgegeben wird oder die aktuelle Aufnahme oder Dekodierung zu Ende geführt und das Ergebnis dieser Dekodierung ausgegeben wird.
Alle vorgenannten Ausgestaltungen haben den Vorteil, dass die Menge der ausgegebenen Daten stark reduziert werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen schematisch:

1 einen Trigger mit steigender Flanke,
2 einen Trigger mit fallender Flanke,
3 einen Triggern mit steigender und fallender Flanke,
4 einen aus dem Stand der Technik bekannten Gated Trigger,
5 einen erfindungsgemäßen Trigger mit Scanmodus,
6 einen Trigger mit Messabbruch,
7 einen aus dem Stand der Technik bekannten kontinuierlichen Trigger,
8 einen kontinuierlichen Trigger mit Scanmodus,
9 einen Trigger mit steigender Flanke und Burstmodus.

Zur Aufnahme von Bildern mit 2D und 3D Kameras muss grundsätzlich eine Bildaufnahme ausgelöst werde. Dazu stehen beispielsweise Trigger mit steigender oder fallender Flanke, kontinuierliche Trigger, Gated-Trigger etc. zur Verfügung.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, das Verhalten dieser bekannten Triggertypen zu erweitern, indem insbesondere neue Eigenschaften zur Steuerung der Triggerausführung und der Ergebnisausgabe eingeführt werden.
Vorteilhaft kann dadurch die Auswertung der Ergebnisse in programmierbaren Logic Controllern PLC erleichtert werden.
Ferner erweitert sich bei Code-Leseapplikationen das Einsatzgebiet auch auf Anwendungen, bei denen die Positionen des zu lesenden Codes variieren und ggf. nicht vorherbestimmbar sind.
Ferner ist es vorgesehen, eine Bildserie schnell aufzunehmen, so dass im Nachgang die Möglichkeit besteht, die Bildserie zu analysieren.
Beim Betrieb der Kamera sind erfindungsgemäß verschiedene Modi vorgesehen.
In einem Scanmodus ist eine Konfiguration einer Ergebnisausgabe eines freilaufenden Triggers vorgesehen. Übliche Geräte liefern bei einem freilaufenden Trigger bei jeder Bildauswertung eine Gutlesung ,PASS' oder eine Fehllesung bzw. ein ,FAIL‘-Ergebnis, wobei bei jeder Gutlesung bzw. bei jedem PASS-Ereignis der dekodierte Codeinhalt und jeder Fehllesung bzw. bei jedem Fail-Ereignis eine Fehlermitteilung übermittelt wird. Dies führt grundsätzlich zu einem hohen Netzwerkaufkommen.
Außerdem muss auf einer PLC jedes Ergebnis analysiert werden, ob ein Code gelesen werden konnte oder nicht. In einigen Applikationen ist der den Anwender jedoch nicht daran interessiert FAIL-Ergebnisse zu erhalten, wenn sich z.B. kein Code im Bild befindet.
Erfindungsgemäß soll die Kamera derart ausgelegt sein, dass der Kunde folgende zwei Bedingungen wählen kann:

a) Es wird zum einen nicht mehrmals hintereinander der gleiche Codeinhalt ausgegeben. Dies bedeutet, dass kein neues Ergebnis bzw. der gleiche Codeinhalt nicht noch einmal ausgegeben wird solange sich kein anderer Code im Bild befindet bzw. kein neue Codeinhalt dekodiert werden konnte.
b) Der gleiche Codeinhalt wird nur ausgegeben, wenn zwischenzeitlich kein Code gelesen werden konnte oder auf Grund von anderen Einstellungen eine Fehllesung auftrat.

Fehllesung können beispielsweise auftreten, wenn kein Code gelesen werden konnte oder andere Parameter bei der Analyse des Leseergebnisses dazu führten, dass das Ergebnis als FAIL klassifiziert wurde. Beispielsweise, wenn der Codeinhalt nicht mit dem gesuchten übereinstimmt oder die Codequalität nicht der erwarteten entspricht.
Ein weiterer zweiter Modus bezieht sich auf einen erweiterten Einzeltrigger, bei dem der Trigger auf eine positive und/oder negative Flanke ausgelöst wird. Hierbei kann beispielsweise in einem Burst-Modus eine einstellbare Anzahl von Bildern automatisch aufgenommen werden.
Wenn ein einzelner Trigger auf das Gerät gegeben wird, soll dieser in einem Burst, die vorgegebene Anzahl an Bildern mit einer eingestellten Framerate aufnehmen. Erst nach der letzten Aufnahme ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gerät mit der Auswertung der Bilder beginnt.
Liefert die Analyse eines Bildes eine Gutlesung bzw. ein PASS-Ergebnis (z.B. Code gefunden und gelesen) wird mit der Analyse der weiteren Bilder aufgehört und das Ergebnis ausgegeben.
Fehllesungen bzw. FAIL Ergebnisse werden vorzugsweise nicht ausgegeben. Erst wenn alle Bilder analysiert wurden und sich keine Gutlesung eingestellt hat, wird das letzte Bild bzw. die letzte Fehllesung und dessen Analyseergebnisse ausgegeben.
Ein weiterer Modus sieht die Konfiguration der Ergebnisausgabe bei einem Gated Trigger vor. Im Prinzip funktioniert der Gated Trigger wie ein kontinuierlicher Trigger, der durch ein Gate gestartet und wieder gestoppt wird.
Daher ist es im ersten Schritt sinnvoll auch hierfür einen Scanmodus einzuführen. Außerdem kann der interne Bildaufnahmeablauf so konfiguriert werden, dass die Bildaufnahme automatisch gestoppt wird, sobald ein positives Leseergebnis (PASS) registriert wird.
Um eine neue Aufnahmesequenz zu starten, muss der Benutzer das Gate runternehmen und wieder aktivieren. Wurde bis zum Herabnehmen des Gates kein PASS Ergebnis generiert bzw. konnte kein Codeinhalt dekodiert werden, wird die letzte FAIL Lesung samt derer Ergebnisse ausgegeben.
Beim Stoppen des Gated Triggers kommt es zu 2 Szenarien:

1) Es befindet sich gerade ein Bild in der Auswertung oder Aufnahme
2) Die Auswertung ist bereits abgeschlossen und es wurde noch kein Bild aufgenommen

Im zweiten Fall wird das letzte Ergebnis ausgegeben. Für den ersten Fall gibt es zwei Konfigurationsmöglichkeiten:

a) Das Gerät soll mit der laufenden Auswertung abbrechen und sofort das letzte Leseergebnis bzw. den letzten Codeinhalt ausgeben.
b) Die aktuelle Auswertung soll abgeschlossen werden und das neue Ergebnis bzw. der neue Codeinhalt ausgegeben werden.

Als eine weitere Variante des Gated Triggers ist ein zeitgesteuerter Gated Trigger vorgesehen, bei dem die Länge des Gates nicht durch die Beschaltung des digitalen Eingangs gesteuert wird, sondern durch ein zuvor konfiguriertes Zeitintervall, in dem die Bildaufnahme stattfinden soll.
1 zeigt einen Trigger mit steigender Flanke, bei dem bei Vorliegen einer steigenden Flanke des Trigger inputs die Bildaufnahme (image acquisition) gestartet wird. Hiernach erfolgt die Dekodierung (decoding) und die Datenausgabe (Data Communication). Nach der Dekodierung wird eine Triggerbereitschaft (Ready for Trigger) signalisiert.
Liegt ein Code vor (Code present) wird der Code dekodiert und der Codeinhalt ausgegeben ansonsten wird ein FAIL ausgegeben.
2 zeigt einen Trigger mit fallender Flanke, bei dem die Bildaufnahme an einer fallenden Flanke des Trigger Inputs beginnt. Hiernach folgen alle weiteren Schritte wie in 1 gezeigt.
3 zeigt einen Trigger, bei dem die Bildaufnahme mit steigender und fallender Flanke des Triggers ausgelöst wird und verdoppelt somit die Frame Rate.
4 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Gated Trigger, bei dem die Bildaufnahme in einer vorgegebenen Aufnahmewiederholrate (configured frame rate) kontinuierlich durchgeführt wird, solange ein Trigger Input anliegt.
5 zeigt einen erfindungsgemäßen Gated Trigger mit Scanmodus, bei dem Fail-Ergebnisse erst nach dem Abfallen des Gated Triggers ausgegeben werden, während im PASS-Fall die dekodierten Codeinhalte unmittelbar nach einer Dekodierung ausgegeben werden.
Im dargestellten Fall liegt bei der ersten Bildaufnahme kein Code vor, so dass am Ende der Dekodierung an sich ein FAIL auszugeben wäre. Diese Ausgabe wird jedoch unterdrückt. Nach dem ersten Herunterfahren des Gated Triggers wird die bereits angefangene Aufnahme und Dekodierung zu Ende geführt und das Ergebnis der Dekodierung, hier ein FAIL, ausgegeben.
Während der letzten Bildaufnahme kann ein Code erfasst und ein Codeinhalt dekodiert werden, so dass nach der Dekodierung erfindungsgemäß sofort ein Codeinhalt ausgeben wird, auch wenn der Trigger noch nicht abgefallen ist.
6 zeigt einen Trigger mit Messabbruch. Im dargestellten Beispiel fällt der Gated Trigger während der zweiten Aufnahme ab und bricht auch gleich die weitere Verarbeitungskette ab. Ausgegeben wird das letzte Dekodierergebnis FAIL.
Beim letzten abgefallenen Gated Trigger ist die Dekodierung bereits beendet und die letzte Dekodierung FAIL wird ausgegeben.
7 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten kontinuierlichen Trigger, bei dem die Bildaufnahmen nach einer vorgegebenen Aufnahmewiederholrate kontinuierlich durchgeführt werden,
8 zeigt einen kontinuierlichen Trigger mit Scanmodus, bei dem nur das erfolgreiche Dekodierergebnis weitergeleitet wird.
9 zeigt einen Trigger mit steigender Flanke und Burstmodus. Im dargestellten Beispiel wird absteigender Flanke des Triggers eine Bildserie von fünf Aufnahmen eingeleitet, wobei bei Vorliegen eines erfolgreichen Dekodierergebnis die Dekodierung unterbrochen und der Codeinhaltausgegeben wird.
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 102013101787 A1 [0003]

Claims

Kamera zur Erfassung von maschinenlesbaren Codes, mit einer Aufnahmeeinheit zur Bildaufnahme bzw. Erfassung der Codes, mit einer Auswerteeinheit zur Dekodierung der erfassten Codes, mit einer Ausgabeeinheit zur Ausgabe eines Dekodierergebnisses der Auswerteeinheit, und mit einer Steuereinheit zur Ausgabe eines Triggersignals anhand dessen eine Code-Erfassung angestoßen wird, wobei die Kamera derart ausgestaltet ist, dass wenigstens zwei Betriebsmodi auswählbar sind, mit einem ersten Betriebsmodus, in dem ein Codeinhalt eines erfassten Codes nur einmal und nur dann ausgegeben wird, wenn der Code gegenüber einem zuvor erfassten Code einen neuen Codeinhalt aufweist oder die vorhergehende Erfassung eine Fehllesung (FAIL) war, und mit einem zweiten Betriebsmodus, in dem ein Codeinhalt eines erfassten Codes einmal ausgeben wird sobald eine Gutlesung (PASS) vorliegt und eine letzte Fehllesung (FAIL) ausgegeben wird, wenn beim Abfallen des Triggers keine Gutlesung (PASS) vorliegt.
Kamera nach Anspruch 1, bei der in einem Betriebsmodus bei einer durch den Trigger angestoßene Code-Erfassung mehrere Bilder aufgenommen werden.
Kamera nach Anspruch 2, bei der die Dekodierung erst beginnt, wenn eine vorgegebene Anzahl von Bildern aufgenommen wurde.
Kamera nach Anspruch 3, bei der die Dekodierung der Bilder stoppt, sobald eine erfolgreiche Dekodierung vorliegt.
Kamera nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der in einem dritte Betriebsmodus durch einen Trigger, eine Aufnahme- und Dekodier-Serie mit einer vorgegebenen Aufnahmewiederholrate bzw. Frame-Rate gestartet wird, wobei die Aufnahme- und Dekodier-Serie stoppt, sobald eine erfolgreiche Dekodierung vorliegt.
Kamera nach Anspruch 5, bei der der Trigger als gated Trigger‘ ausgeführt ist und erst bei einem Abfallen bzw. Stopp des, gated Triggers' ein Dekodierergebnis ausgegeben wird.
Kamera nach Anspruch 5, die derart ausgestaltet ist, dass bei einem Stopp des ,gated Triggers' und bei nicht Vorliegen eines gestarteten Aufnahme- oder Dekodier-Frames, das Ergebnis der letzten Dekodierung ausgegeben wird.
Kamera nach Anspruch 6 oder 7, bei der bei einem Stopp des ,gated Triggers' und bei Vorliegen eines gestarteten Aufnahme- oder Dekodier-Frames die aktuelle Aufnahme oder Dekodierung abgebrochen und das letzte Dekodierergebnis ausgegeben wird oder die aktuelle Aufnahme oder Dekodierung zu Ende geführt und das Ergebnis dieser Dekodierung ausgegeben wird.