DE112015005485T5

DE112015005485T5 - Vorrichtung für und verfahren zum schätzen von abmessungen eines objekt mit einem code im automatischen ansprechen auf ein lesen des codes

Info

Publication number: DE112015005485T5
Application number: DE112015005485.5T
Authority: DE
Inventors: Jay J. Williams; Kevin J. O'Connell; Ankur R. Patel; Cuneyt M. Taskiran
Original assignee: Symbol Technologies LLC
Current assignee: Symbol Technologies LLC
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2017-08-17
Also published as: US20160163067A1; WO2016089483A1; MX2017006341A; GB2547390A; CA2969622C; US9396554B2; GB201708538D0; US10140725B2; CA2969622A1; US20170337704A1; GB2547390B

Abstract

Abmessungen eines mit einem elektrooptisch lesbaren Code verknüpften Objekts werden geschätzt durch Richten einer in der Hand zu haltenden Vorrichtung auf eine Szene, die das auf einer Bodenfläche gestützte Objekt enthält. Ein Scanner auf der Vorrichtung tastet die Szene über einem Sichtfeld ab, um eine Position eines Referenzpunktes des Codes, der mit dem Objekt verknüpft ist, zu erhalten, und liest den Code. Ein Abmessungssensor auf der Vorrichtung erfasst eine dreidimensionale (3D) Punktwolke von Datenpunkten der Szene im automatischen Ansprechen auf das Lesen des Codes. Eine Steuereinrichtung clustert die Punktwolke in Datencluster, lokalisiert den Referenzpunkt des Codes in einem der Datencluster, extrahiert die zu dem Objekt gehörenden Datenpunkte des einen Datenclusters aus der Punktwolke, und verarbeitet die zu dem Objekt gehörenden, extrahierten Datenpunkte um die Abmessungen des Objekts zu schätzen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das Erfassen von Abmessungsdaten, die die Abmessungen eines mit einem elektrooptisch lesbaren Code verknüpften Objekts anzeigen, und insbesondere eine Vorrichtung für und ein Verfahren zum Schätzen der Abmessungen oder des Volumens des Objekts im automatischen Ansprechen auf ein Lesen des mit dem Objekt verknüpften Codes.
Die Bestimmung der Abmessungen oder des Volumens eines Objekts, wie zum Beispiel einer Versandverpackung, eines Postpakets, oder einer mit einer Vielzahl von Objekten als Fracht oder Last beladenen Palette, ist wünschenswert, insbesondere in der Transport- und Versandindustrie, wo die Kosten zum Transport und zur Auslieferung der Objekte zumindest teilweise von ihren Abmessungen abhängig. Jedes derartige Objekt wird im Allgemeinen einem elektrooptisch lesbaren Code zugeordnet, der das Objekt identifiziert, wenn er durch einen elektrooptischen Scanner oder Lesegerät gelesen wird. Dreidimensionale (3D) Kameras werden auch sowohl als tragbare als auch als festinstallierte Geräte eingesetzt, um Abmessungsdaten zu erfassen, die die Abmessungen eines Objekts über einem Sichtfeld anzeigen. Obwohl im Allgemeinen zufriedenstellend für den beabsichtigten Zweck, ist die bekannte 3D-Kamera ist nicht vollkommen zufriedenstellend, wenn mehrere Objekte in ihrem Sichtfeld enthalten sind, da die Kamera nicht ohne weiteres zwischen dem abzumessenden Objekt, das heißt dem primären Objekt oder Hauptziel von Interesse, und anderen, sekundären Objekten unterscheiden kann, deren Abmessungen nicht gewünscht sind.
Dementsprechend gibt es einen Bedarf, die Abmessungen oder das Volumen eines Hauptobjekts von Interesse in einer genauen, schnellen und effizienten Art und Weise zu schätzen, insbesondere wenn andere, sekundären Objekte in der Nähe sind.
KURZBESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
Die beiliegenden Figuren, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf identische oder funktional ähnliche Elemente über die einzelnen Ansichten hinweg beziehen, sind zusammen mit der nachstehenden ausführlichen Beschreibung in die Beschreibung aufgenommen, bilden einen Teil derselben, und dienen dazu, Ausführungsformen von Konzepten, die die beanspruchte Erfindung umfassen, weiter zu veranschaulichen, und verschiedene Prinzipien und Vorteile dieser Ausführungsformen zu erläutern.
1 zeigt ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung für eine Schätzung der Abmessungen eines mit einem elektrooptisch lesbaren Code verknüpften Objekts gemäß der vorliegenden Offenbarung.
2 zeigt ein Blockschaltbild der gesamten Vorrichtung aus 1.
3 zeigt eine Draufsicht auf den mit dem Objekt verknüpften Code, zusammen mit einem Referenzpunkt des Codes.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Schätzen der Abmessungen eines mit einem elektrooptisch lesbaren Code verknüpften Objekts gemäß der vorliegenden Offenbarung.
5A zeigt eine perspektivische Ansicht einer Szene mit einem Hauptobjekt und einem sekundären Objekt, die auf einer Bodenfläche oder einem Hintergrund abgestützt sind.
5B zeigt eine perspektivische Ansicht einer 3D-Punktwolke der Szene aus 5A.
5C zeigt eine perspektivische Ansicht eines Begrenzungskastens mit minimalem Volumen, der eine konvexe Hülle eines Daten-Clusters umgibt, der zu dem Hauptobjekt gehört.
6 zeigt eine schematische Ansicht, die zeigt, wie der Begrenzungskasten bezüglich der Bodenfläche oder dem Hintergrund ausgerichtet werden soll.
7 zeigt eine Ansicht analog zu 5C, aber zeigt einen geneigten Begrenzungskasten, der nicht in der durch 6 vorgeschriebenen Art und Weise ausgerichtet ist.
Fachleute werden erkennen, dass in den Figuren dargestellte Elemente aus Gründen der Einfachheit und Klarheit nur veranschaulicht und nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet sind. Zum Beispiel können die Abmessungen und Positionen von einigen der Elemente in den Figuren vielleicht relativ zu anderen Elementen übertrieben sein, um dabei zu helfen, die Verständlichkeit von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu verbessern.
Die Vorrichtungs- und Verfahrenskomponenten wurden, wo es angemessen ist, durch übliche Symbole in der Zeichnung wiedergegeben, wobei nur die spezifischen Details gezeigt werden, die zum Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sachdienlich sind, so dass die Offenbarung nicht durch Details unklar wird, die einem Durchschnittsfachmann ohne weiteres ersichtlich sind, der von der vorgelegten Beschreibung profitiert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung für ein Schätzen der Abmessungen eines Objektes, das mit einem elektrooptisch lesbaren Code verknüpft ist, zum Beispiel ein Barcode-Symbol für einen Universal-Produkt-Code (UPC), ein Symbol für einen Elektronik-Produkt-Code (EPC) oder ein ähnlicher Code-Standard, der das Objekt identifiziert. Eine in der Hand zu haltende Vorrichtung kann auf eine Szene gerichtet werden, die das auf einer Bodenfläche gestützte Objekt enthält. Ein Scanner, beispielsweise ein elektrooptischer Leser, wird von der Vorrichtung unterstützt, tastet die Szene über einem Sichtfeld ab, um eine Position eines Referenzpunktes des Codes zu erhalten, der mit dem Objekt verknüpft ist, und liest den Code. Ein Abmessungssensor, beispielsweise eine dreidimensionale (3D) Kamera, wird von der Vorrichtung unterstützt und erfasst im automatischen Ansprechen auf das Lesen des Codes eine 3D-Punktwolke von Datenpunkten der Szene. Eine Steuereinrichtung clustert die Punktwolke in Datencluster, lokalisiert den Referenzpunkt des Codes in einem der Datencluster, extrahiert die zu dem Objekt gehörenden Datenpunkte des einen Datenclusters aus der Punktwolke, und verarbeitet die zu dem Objekt gehörenden, extrahierten Datenpunkte um die Abmessungen des Objekts zu schätzen.
In einer bevorzugten Ausführungsform detektiert die Steuereinrichtung eine Bodenebene, die die Bodenfläche aus der Punktwolke anzeigt, verarbeitet die zu dem Objekt gehörenden extrahierten Datenpunkte um eine konvexe Hülle zu erhalten, und passt einen Begrenzungskasten mit minimalem Volumen an, um die konvexe Hülle zu umschließen. Der Begrenzungskasten weist ein Paar von zueinander orthogonalen ebenen Flächen auf. Die Steuereinrichtung richtet eine der Flächen so aus, dass sie im Allgemeinen senkrecht zu der Bodenebene steht, und richtet gleichzeitig die andere der Flächen so aus, dass sie im Allgemeinen parallel zu der Bodenebene ist. Vorteilhafterweise erfasst der Abmessungssensor jeden Datenpunkt, um Daten zu umfassen, die eine Länge (x), eine Breite (y) und eine Tiefe (z) des Objekts anzeigen, und die Steuereinrichtung lokalisiert Längen- (x) und Breiten- (y) Koordinaten des Referenzpunktes des Codes.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung wird ein Verfahren zum Schätzen von Abmessungen eines Objektes, das mit einem elektrooptisch lesbaren Code verknüpft ist, durchgeführt indem eine in der Hand zu haltende Vorrichtung auf eine Szene gerichtet wird, die das auf einer Bodenfläche gestützte Objekt enthält; und indem die Szene über einem Sichtfeld eines Scanners, der von der Vorrichtung unterstützt wird, abgetastet wird, um eine Position eines Referenzpunktes des Codes zu erhalten, der mit dem Objekt verknüpft ist, und indem der Code gelesen wird. Das Verfahren wird weiter durchgeführt, indem im automatischen Ansprechen auf das Lesen des Codes eine 3D-Punktwolke von Datenpunkten der Szene mit einem Abmessungssensor, der von der Vorrichtung unterstützt wird, erfasst wird; indem die Punktwolke in Datencluster geclustert wird; indem der Referenzpunkt des Codes in einem der Datencluster lokalisiert wird; indem die zu dem Objekt gehörenden Datenpunkte des einen Datenclusters aus der Punktwolke extrahiert werden; und indem die zu dem Objekt gehörenden, extrahierten Datenpunkte verarbeitet werden, um die Abmessungen des Objekts zu schätzen.
Im Folgenden wird Bezug auf die Zeichnung genommen, in der 1 eine Vorrichtung 10 zur Unterstützung eines Bemaßungssensors oder einer dreidimensionalen (3D) Kamera 12 und eines Scanners oder elektrooptischen Lesers 32 (siehe 2) zeigt. Die Kamera 12 und der Leser 32 sind somit beide in der Vorrichtung 10 integriert. Die Vorrichtung 10 ist entweder durch eine drahtgebundene oder eine drahtlose Verbindung operativ verbunden mit einem Computer 14 mit einer Anzeige 16. Eine Steuereinrichtung 18 (siehe 2) befindet sich entweder in der Vorrichtung 10 oder dem Computer 14. Die Kamera 12, der Leser 32 und die Steuereinrichtung 18 sind zusammen wirksam, wie nachstehend beschrieben, um Objekte von verschiedenen Größen und Formen abzumessen, wie zum Beispiel ein würfelförmiger Versandkarton 20 oder eine Palette 26, die mit einer Vielzahl von zufällig gestapelten Objekten als Fracht oder Last beladen ist, oder ein Satz von Objekten, wie beispielsweise ein Hauptobjekt 30 und ein sekundäres Objekt 32. Es soll verstanden werden, dass dies lediglich beispielhafte Objekt sind, und dass viele andere Objekte mit vielen anderen Formen hätten dargestellt werden können.
Wie ebenfalls in 1 gezeigt, tragen der Karton 20, die Palette 26 und der Satz von Objekten 30, 32 jeweils einen Code 24, der typischerweise auf einem (nicht gezeigten) Klebeetikett aufgedruckt ist. Obwohl in der 1 ein Barcode-Symbol für einen Universal-Produkt-Code (UPC) dargestellt ist, ist es selbstverständlich, dass dies lediglich ein Beispiel ist, weil andere maschinenlesbare Codes, wie etwa ein Symbol für einen Elektronik-Produkt-Code (EPC), ein Quick-Response-(QR)-Symbol oder ein ähnlicher Code-Standard, einschließlich ein- oder zwei- oder dreidimensionale Codes eingesetzt werden könnten, um jedes Objekt zu identifizieren. Es versteht sich ferner, dass ein oder mehrere Codes den Code 24 bilden können.
Die Vorrichtung 10 ist eine in der Hand zu haltende, tragbare Vorrichtung mit einem Griff, der von einem Benutzer gegriffen werden kann, und einem manuell betätigbaren Auslöser 22. Die in der Hand zu haltende Vorrichtung 10 wird somit von dem Benutzer gehalten und auf die Szene gerichtet, die das Objekt enthält. Obwohl der Computer 14 als Desktop-Computer dargestellt worden ist, versteht sich, dass der Computer auch ein Laptop-Computer, ein Smartphone oder ein Tablet sein könnte. Obwohl die in der Hand zu haltende Vorrichtung 10 und der Computer 14 als separate Einheiten dargestellt worden sind, können sie auch in einer einzigen Einheit integriert sein.
Wie in 2 für die repräsentative Palette 26, die mit dem Code 24 verknüpft ist, gezeigt, ist der Leser 32 wirksam um die Szene über einem Sichtfeld abzutasten, und es wird, in Zusammenarbeit mit der Steuereinrichtung 18, eine Position eines Referenzpunkts P des Codes 24 (siehe 3), der mit dem Objekt verknüpft ist, erhalten, und der Code 24 wird gelesen. Der Leser 32 kann ein laserbasierter Leser sein, bei dem ein Laserstrahl über den Code 24 gestrichen wird, so dass Reflexion und Streuung davon entsteht, und das zurückkehrende Laserlicht wird detektiert, digitalisiert, decodiert und in Daten verarbeitet, die das Objekt identifizieren. Der Leser 32 kann alternativ ein bildgebungsbasierter Festkörperleser mit einem Abbildungssensor sein, in dem eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) oder eine Komplementär-Metall-Oxid-Halbleiter-(CMOS)-Vorrichtung von dem Code 24 zurückkehrendes Licht erfasst und das zurückkehrende Licht in Daten verarbeitet, die das Objekt identifizieren. Die Längen- (x) und Breiten- (y) Koordinaten des Referenzpunkts P werden durch den Leser 32 und die Steuereinrichtung 18 bestimmt. Der Referenzpunkts P kann in Bezug auf den Code 24 entweder innerhalb oder außerhalb oder irgendwo angeordnet sein und ist vorzugsweise an einer der Ecken des Codes 24 angeordnet. Wie in 3 gezeigt, ist der Referenzpunkt P in der oberen linken Ecke des Codes 24 angeordnet.
Wie ebenfalls in 2 für die repräsentativen Palette 26 gezeigt, ist die 3D-Kamera 12 wirksam, um eine dreidimensionale (3D) Punktewolke von Datenpunkten über ihrem Sichtfeld zu erfassen. Jeder 3D-Sensor, einschließlich eines Infrarot-(IR)-Sensors, könnte verwendet werden. Der 3D-Sensor kann entweder ein eigenständiges, von dem Abbildungssensor des Lesers 32 getrenntes Bauelement, oder er kann dieselbe Komponente wie der Abbildungssensor des Lesers 32 sein. Jeder Datenpunkt hat eine Längenkoordinate (x), eine Breitenkoordinate (y) und eine Tiefenkoordinate (z). Die Steuereinrichtung 18 kann irgendein/e Universal-Mikroprozessor, Steuereinrichtung oder Mikrocontroller sein, der/die in geeigneter Weise mit Speicher konfiguriert ist, und der/die in der Lage ist eine oder mehrere Softwareanwendungen oder Algorithmen auszuführen, wie durch das Ablaufdiagramm aus 4 angezeigt, um dadurch die gewünschte Funktionalität bereitzustellen, das heißt, um die geschätzten Abmessungen oder Volumen des Hauptobjekts in dem Sichtfeld auszugeben.
Im Folgenden wird Bezug auf das Ablaufdiagramm aus 4 genommen, wonach das Verfahren durch Initiieren des Abtastens im Schritt 100 beginnt, in dem der Nutzer die Vorrichtung 10 hält und sie auf eine Szene richtet, die zumindest ein Objekt 30, 32 (siehe 5A) und eine Bodenfläche oder einen Hintergrund 34 enthält, auf der/dem jedes Objekt 30, 32 positioniert ist, und durch manuelles Betätigen des Auslösers 22. Im Ansprechen auf die Betätigung des Auslösers, tastet der Leser 32 in Schritt 102 die Szene über einem Sichtfeld ab und, in Zusammenarbeit mit der Steuereinrichtung 18, wird die Position, das heißt, die (x, y) Koordinaten des Referenzpunkts P des Codes 24, der mit dem Hauptobjekt 30 verknüpft ist, erhalten, und der Code 24 wird gelesen.
Im automatischen Ansprechen auf das Lesen des Codes 24 erfasst die Kamera 12, in einem Schritt 104, eine dreidimensionale (3D) Punktewolke von Datenpunkten über einem Sichtfeld der Szene, die die Objekte 30, 32 und den Hintergrund 34 enthält, auf dem die Objekte 30, 32 positioniert sind. Zur Vereinfachung der Darstellung, zeigt 5A eine beispielhafte Szene, die ein Benutzer sehen könnte. So zeigt 5A ein Hauptobjekt oder Objekt von Interesse 30, ein oder mehrere sekundäre Objekte 32 und den Hintergrund 34 (in diesem Fall den Boden). 5B zeigt die 3D-Punktwolke der Szene aus 5A. Jeder Datenpunkt in der Punktwolke hat eine Längenkoordinate (x), eine Breitenkoordinate (y) und eine Tiefenkoordinate (z).
In Schritt 106 wird eine die Bodenfläche 34 anzeigende Bodenebene aus den Datenpunkten erkannt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Erfassung der Bodenebene durch die Bestimmung der Ebene mit der größten Fläche im Sichtfeld aus den Datenpunkten durchgeführt, zum Beispiel durch Ausführen eines Zufallsstichproben-Übereinstimmungsalgorithmus (RANSAC algorithm, englisch für “random sampling consensus“). Details der Erkennung von Ebenen durch den RANSAC-Algorithmus können erfahren werden unter Bezugnahme auf „Plane detection in Point Data Clouds“, von Yang et al., Technical Report Nr. 1, Institut für Fotogrammmetrie, Universität Bonn, 25. Januar 2010, wobei der gesamte Inhalt des Aufsatzes hiermit durch den Bezug darauf hierin aufgenommen wird. Sobald die Bodenebene erkannt worden ist, können dessen Datenpunkte aus der 3D-Punktwolke entfernt werden. Dies lässt nur die dem Hauptobjekt 30 und dem sekundären Objekt 32 entsprechenden Datenpunkte zur weiteren Verarbeitung übrig.
Im Schritt 108 werden die verbleibenden Datenpunkte geclustert, zum Beispiel durch euklidisches Clustering. Clustering ist eine wohl etablierte Technik, bei der eine Vielzahl von Datenpunkten in Gruppen oder Datencluster organisiert werden, die eine gewisse Ähnlichkeit aufweisen, zum Beispiel hinsichtlich eines Abstandes oder Nähe zueinander. Jetzt, da die Datenpunkte geclustert worden sind, wurde nun jedes der mehreren Objekte 30, 32 in dem Sichtfeld lokalisiert. Im Schritt 110 wird das Hauptobjekt 30 extrahiert. Dies wird durchgeführt, indem der Referenzpunkt P in einem der Datencluster lokalisiert wird. Dieser eine Datencluster ist derjenige, der zu dem Hauptobjekt 30 gehört. Somit werden die Datenpunkte des Objekts von Interesse, das heißt, des Hauptobjekts 30, extrahiert, und alle Datenpunkte des sekundären Objekts 32 werden verworfen.
Die extrahierten Datenpunkte des Datenclusters, der zu dem Hauptobjekt 30 gehört, ist in 5C dargestellt und wird verarbeitet, im Schritt 112, um eine konvexe Hülle 36 zu erhalten. Die konvexe Hülle 36 stellt nur diejenigen äußeren Datenpunkte dar, die sich auf der äußeren Grenze oder Umhüllung der Datenpunkte befinden, die zu dem Hauptobjekt 30 gehören. Das Erhalten der konvexen Hülle ist eine wohl etablierte Technik zum Schätzen der Grenze von mehreren Datenpunkten. Siehe, zum Beispiel, http://en.wikipedia.org/wiki/Convex hull. In diesem Fall wird die konvexe Hülle 36 des Hauptobjekts 30 bestimmt, und die verbleibenden inneren Datenpunkte der Datenpunkte, die zu dem Hauptobjekt 30 gehören, innerhalb der konvexen Hülle 36 werden verworfen.
In Schritt 114 wird ein Begrenzungskasten 38 (siehe 5C) angepasst, um die konvexe Hülle 36 mit einem minimalen Volumen zu umschließen. Anpassen eines Begrenzungskastens 38 mit minimalem Volumen um Datenpunkte herum ist eine wohl etablierte Technik. Siehe, zum Beispiel, http://en.wikipedia.org/wiki/Minimum bounding box. In diesem Fall hat der Begrenzungskasten 38 eine rechteckige Parallelepiped- oder Quaderform mit drei Paaren von zueinander orthogonalen ebenen Flächen, und ist um die konvexe Hülle 36 herum angebracht. Wie in 5C zu sehen ist, stimmt das Volumen des Begrenzungskastens 38 ziemlich genau mit den Abmessungen oder dem Volumen der extrahierten, geclusterten Datenpunkte des Hauptobjekts 30 überein, wodurch das Hauptobjekt 30 präzise bemessen wird. Wie in 6 gezeigt, ist der Begrenzungskasten 38, wie durch die vorliegende Offenbarung vorgeschlagen, mit bestimmten Flächeneinschränkungen ausgerichtet. Im Besonderen ist zumindest eine der Flächen des Begrenzungskastens 38, zum Beispiel die oberen Fläche 44, ausgerichtet, um im Allgemeinen parallel zu der Bodenebene 34 zu sein, und gleichzeitig ist eine der anderen Flächen des Begrenzungskastens 38, zum Beispiel die Seitenfläche 46, die rechtwinklig zu der oberen Fläche 44 ist, ausgerichtet, um im Allgemeinen senkrecht zu der Bodenebene 34 zu sein. Die Pfeile in 6 identifizieren die Normalen zu den Flächen 44, 46.
7 ist 5C gegenüberzustellen. Beide zeigen Begrenzungskästen, die angepasst sind, um eine konvexe Hülle mit einem minimalen Volumen zu umschließen. Allerdings weist der Begrenzungskasten der 7 nicht die vorstehend in Verbindung mit 6 beschriebenen Flächeneinschränkungen auf, und ist bezüglich der Bodenebene 34 geneigt. Als Ergebnis, bietet der Begrenzungskasten aus 7 keine so genaue Schätzung der Abmessungen oder des Volumens des Kartonstapels im Vergleich zu dem Begrenzungskasten 38 aus 5C.
In der vorangehenden Spezifikation wurden präzise Ausführungsformen beschrieben. Ein Durchschnittsfachmann wird jedoch verstehen, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen gemacht werden können, ohne sich vom Bereich der Erfindung zu entfernen, der in den nachstehenden Patentansprüchen dargelegt wird. Entsprechend sind die Spezifikation und Zeichnung in einer veranschaulichenden statt einer einschränkenden Bedeutung zu würdigen, und alle solche Modifikationen sind gedacht als im Bereich der vorliegenden Lehre beinhaltet.
Die Nutzen, Vorteile, Lösungen zu Problemen und jegliche(s) Element(e), die ein Auftreten von Nutzen, Vorteile oder Lösungen verursachen oder ausgeprägter werden lassen sollen nicht als entscheidende, erforderliche oder wesentliche Merkmale oder Elemente eines oder aller Patentansprüche ausgelegt werden. Die Erfindung wird einzig durch die angehängten Patentansprüche definiert, die jegliche Änderungen während des Erteilungsverfahrens dieser Anmeldung beinhalten, und aller Äquivalente der erteilten Patentansprüche.
Darüber hinaus können in diesem Dokument relationale Begriffe wie etwa erstes und zweites, oberes und unteres und Ähnliche ausschließlich verwendet werden, um einen Gegenstand oder Handlung von einem anderen Gegenstand oder einer anderen Handlung zu unterscheiden ohne irgendeine tatsächliche solche Beziehung oder Ordnung zwischen solchen Gegenständen oder Handlungen notwendiger Weise zu erfordern oder zu unterstellen. Die Begriffe „umfasst”, „umfassend”, „aufweist”, “mit”, „beinhaltet”, „beinhaltend”, „enthält”, „enthaltend” oder irgendeine Variation davon sind bestimmt um eine nicht-exklusive Beinhaltung abzudecken, so dass ein Prozess, ein Verfahren, ein Artikel oder eine Anordnung, welche/welches/welcher eine Liste von Elementen umfasst, aufweist, beinhaltet oder enthält nicht nur diese Elemente beinhält, sondern andere Elemente beinhalten kann, die nicht ausdrücklich aufgelistet oder einem solchen Prozess, Verfahren, Artikel oder einer solchen Anordnung inhärent ist. Ein Element, dem „umfasst ... ein”, „das ... ein ... aufweist“, „beinhält ... ein“ oder „enthält ... ein“ vorangestellt ist schließt ohne weitere Einschränkungen die Existenz von weiteren identischen Elementen in dem Prozess, Verfahren, Artikel oder Anordnung, der/das das Element umfasst, aufweist, beinhält oder enthält. Die Begriffe „ein“ und „eine“ sind in der Abwesenheit einer anderslautenden expliziten Angabe hierin definiert als ein oder mehr. Die Begriffe „im Wesentlichen“, „wesentlich“, „ungefähr“, „etwa“ oder jede andere Version davon sind als Näherung definiert, wie von einem Durchschnittsfachmann verstanden, und in einer nicht-einschränkenden Ausführungsform ist der Begriff definiert als innerhalb von 10%, in einer weiteren Ausführungsform innerhalb von 5%, in einer weiteren Ausführungsform innerhalb von 1%, und in einer weiteren Ausführungsform innerhalb von 0,5%. Der Begriff „gekoppelt“, wie hierin verwendet ist definiert als verbunden, obwohl nicht notwendigerweise direkt und nicht notwendigerweise mechanisch. Eine Vorrichtung oder Struktur, die in einer bestimmten Art und Weise „eingerichtet“ ist, ist eingerichtet in zumindest dieser Art und Weise, aber kann ebenfalls in nicht aufgelisteten Arten und Weisen eingerichtet sein.
Es versteht sich, dass manche Ausführungsformen umfasst sein können von einem oder mehreren generischen oder spezialisierten Prozessoren (oder „Prozessorvorrichtungen“) wie etwa Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, angepasste Prozessoren und Field Programmable Gate Arrays (FPGA) und einmalig gespeicherte Programanweisungen (beinhaltend sowohl Software als auch Firmware) die die einen oder mehreren Prozessoren steuern, um zusammen mit bestimmten Nicht-Prozessor-Schaltungen einige, die meisten oder alle der Funktionen des Verfahrens und/oder der Anordnung wie hierin beschrieben zu implementieren. Alternativ können einige oder alle Funktionen durch eine Zustandsmaschine implementiert werden, die keine gespeicherten Programmanweisungen hat, oder in einer oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (engl. application specific integrated circuit, ASIC) implementiert werden, in der jede Funktion oder einige Kombinationen von bestimmten der Funktionen als angepasste Logik implementiert sein. Natürlich kann auch eine Kombination der zwei Ansätze verwendet werden.
Darüber hinaus, kann eine Ausführungsform als ein computerlesbares Speichermedium mit darauf gespeichertem computerlesbarem Code zum Programmieren eines Computers (z.B. umfassend einen Prozessor) implementiert werden, um ein Verfahren wie beschrieben und hierin beansprucht durchzuführen. Beispiele solcher computerlesbaren Speichermedien beinhalten, aber sind nicht begrenzt auf eine Festplatte, eine CD-ROM, ein optisches Speichergerät, ein magnetisches Speichergerät, ein ROM (Read Only Memory), ein PROM (Programmable Read Only Memory), ein EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), ein EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) und ein Flashspeicher. Weiterhin, ist davon auszugehen, dass ein Durchschnittsfachmann, trotz möglicherweise signifikantem Aufwand und vielen Gestaltungsmöglichkeiten, motiviert durch beispielsweise verfügbare Zeit, aktueller Technologie und ökonomischen Erwägungen, ohne Weiteres dazu in der Lage sein wird solche Softwareanweisungen und Programme und integrierte Schaltungen mit geringem Experimentieraufwand zu erzeugen, wenn er durch die hierin offenbarten Konzepte und Prinzipien geleitet wird.
Die Zusammenfassung der Offenbarung ist vorgesehen, um es dem Leser zu ermöglichen, schnell das Wesen der technischen Offenbarung zu bestimmen. Sie ist vorgelegt unter der Annahme, dass sie nicht zum Interpretieren oder Beschränken des Umfanges oder der Bedeutung der Patentansprüche verwendet wird. Zusätzlich kann der vorstehenden Ausführlichen Beschreibung entnommen werden, dass verschiedene Merkmale in verschiedenen Ausführungsformen zusammengruppiert sind, um die Offenbarung zu straffen. Dieses Vorgehen in der Offenbarung soll nicht als Widerspieglung der Absicht interpretiert werden, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern als ausdrücklich in dem jeweiligen Patentanspruch ausgeführt. Stattdessen, wie die folgenden Patentansprüche wiedergeben, besteht der erfinderische Gegenstand in weniger als allen Merkmalen einer einzigen offengelegten Ausführungsform. Somit sind die folgenden Patentansprüche hiermit in die Ausführliche Beschreibung einbezogen, wobei jeder Patentanspruch für sich selbst als separat beanspruchter Gegenstand steht.

Claims

Gerät zur Schätzung von Abmessungen eines mit einem elektrooptisch lesbaren Code verknüpften Objektes, mit: einer in der Hand zu haltenden Vorrichtung, die auf eine Szene, die das auf einer Bodenfläche unterstützte Objekt enthält, gerichtet werden kann; einem Scanner, der durch die Vorrichtung unterstützt ist, und der wirksam ist zum Abtasten der Szene über einem Sichtfeld, um eine Position eines Referenzpunktes des mit dem Objekt verknüpften Codes zu erhalten, und zum Lesen des Codes; einem Abmessungssensor, der durch die Vorrichtung unterstützt ist, und der im automatischen Ansprechen auf das Lesen des Codes zur Erfassung einer dreidimensionalen (3D) Punktwolke von Datenpunkten der Szene wirksam ist; und einer Steuereinrichtung zur Clusterung der Punktwolke in Datencluster, zur Lokalisierung des Referenzpunkts des Codes in einem der Datencluster, zur Extraktion der zu dem Objekt gehörenden Datenpunkte des einen Datenclusters aus der Punktwolke, und zur Verarbeitung der zu dem Objekt gehörenden, extrahierten Datenpunkte, um die Abmessungen des Objekts zu schätzen.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die in der Hand zu haltende Vorrichtung einen Griff zum Greifen durch einen Benutzer und einen durch den Benutzer manuell betätigbaren Auslöser zum Initiieren des Lesens des Codes aufweist.
Gerät nach Anspruch 1, wobei der Code ein Barcode-Symbol ist, und wobei der Scanner ein elektrooptischer Leser zum elektrooptischen Lesen des Barcode-Symbols ist.
Gerät nach Anspruch 1, wobei der Abmessungssensor jeden Datenpunkt erfasst, um Daten aufzunehmen, die eine Länge, eine Breite und eine Tiefe des Objekts anzeigen, und wobei die Steuereinrichtung Längen- und Breitenkoordinaten des Referenzpunkts des Codes lokalisiert.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung zur Lokalisierung des Referenzpunkts an einer Ecke des Codes wirksam ist.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung wirksam ist zur Erkennung einer Bodenebene, die die Bodenfläche anzeigt, aus der Punktwolke, zur Verarbeitung der zu dem Objekt gehörenden, extrahierten Datenpunkte, um eine konvexe Hülle zu erhalten, und zur Anpassung eines Begrenzungskastens mit minimalem Volumen, um die konvexe Hülle zu umschließen, wobei der Begrenzungskasten ein Paar von zueinander orthogonalen ebenen Flächen aufweist, und die Steuereinrichtung wirksam ist, um eine der Flächen so auszurichten, dass sie im Allgemeinen senkrecht zu der Bodenebene steht, und um gleichzeitig die andere der Flächen so auszurichten, dass sie im Allgemeinen parallel zu der Bodenebene ist.
Gerät nach Anspruch 6, wobei die Steuereinrichtung zur Bestimmung der Bodenebene als die Ebene mit dem größten Bereich in dem Sichtfeld wirksam ist.
Gerät nach Anspruch 6, wobei die Steuereinrichtung zur Bestimmung der Bodenebene durch Ausführung eines Zufallsstichproben-Übereinstimmungsalgorithmus, RANSAC algorithm, wirksam ist.
Gerät nach Anspruch 6, wobei die Steuereinrichtung zur Extraktion der zu dem Objekt gehörenden Datenpunkte durch Entfernung der Datenpunkte der Bodenebene aus der Punktwolke wirksam ist.
Gerät nach Anspruch 6, wobei der Begrenzungskasten ein Quader mit drei Paaren von zueinander orthogonalen ebenen Flächen ist.
Verfahren zum Schätzen von Abmessungen eines mit einem elektrooptisch lesbaren Code verknüpften Objektes, mit: Richten einer in der Hand zu haltenden Vorrichtung auf eine Szene, die das auf einer Bodenfläche unterstützte Objekt enthält; Abtasten der Szene über einem Sichtfeld eines Scanners, der durch die Vorrichtung unterstützt ist, zum Erhalten einer Position eines Referenzpunktes des mit dem Objekt verknüpften Codes, und zum Lesen des Codes; Erfassen, im automatischen Ansprechen auf das Lesen des Codes, einer dreidimensionalen (3D) Punktwolke von Datenpunkten der Szene mit einem Abmessungssensor, der durch die Vorrichtung unterstützt ist; Clustern der Punktwolke in Datencluster; Lokalisieren des Referenzpunkts des Codes in einem der Datencluster; Extrahieren der zu dem Objekt gehörenden Datenpunkte des einen Datenclusters aus der Punktwolke; und Verarbeiten der zu dem Objekt gehörenden, extrahierten Datenpunkte, zum Schätzen der Abmessungen des Objekts.
Verfahren nach Anspruch 11, und Greifen der in der Hand zu haltenden Vorrichtung an einem Griff, und manuelles Bestätigen eines Auslösers zum Initiieren des Lesens des Codes.
Verfahren nach Anspruch 11, und konfigurieren des Codes als ein Barcode-Symbol, und wobei das Abtasten durch elektrooptisches Lesen des Barcode-Symbols durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, und Erfassen jedes Datenpunktes, zum Aufnehmen von Daten, die eine Länge, eine Breite und eine Tiefe des Objekts anzeigen, und Lokalisieren von Längen- und Breitenkoordinaten des Referenzpunkts des Codes.
Verfahren nach Anspruch 11, und Lokalisieren des Referenzpunkt an einer Ecke des Codes.
Verfahren nach Anspruch 11, und Erkennen einer Bodenebene, die die Bodenfläche anzeigt, aus der Punktwolke, Verarbeiten der zu dem Objekt gehörenden, extrahierten Datenpunkte, zum Erhalten einer konvexen Hülle, und Anpassen eines Begrenzungskastens mit minimalem Volumen, zum Umschließen der konvexen Hülle, wobei der Begrenzungskasten ein Paar von zueinander orthogonalen ebenen Flächen aufweist; und Ausrichten einer der Flächen so, dass sie im Allgemeinen senkrecht zu der Bodenebene steht, und gleichzeitiges Ausrichten der anderen der Flächen so, dass sie im Allgemeinen parallel zu der Bodenebene ist.
Verfahren nach Anspruch 16, und Bestimmen der Bodenebene als die Ebene mit dem größten Bereich in dem Sichtfeld.
Verfahren nach Anspruch 16, und Bestimmen der Bodenebene durch Ausführen eines Zufallsstichproben-Übereinstimmungsalgorithmus, RANSAC algorithm,
Verfahren nach Anspruch 16, und Extrahieren der zu dem Objekt gehörenden Datenpunkte durch Entfernen der Datenpunkte der Bodenebene.
Verfahren nach Anspruch 16, und Konfigurieren des Begrenzungskastens als ein Quader mit drei Paaren von zueinander orthogonalen ebenen Flächen.