DE19716886C2

DE19716886C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Lesen eines Strichcodes

Info

Publication number: DE19716886C2
Application number: DE19716886A
Authority: DE
Inventors: Peter Hauser; Juergen Reichenbach; Hubert Uhl
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 1997-04-22
Filing date: 1997-04-22
Publication date: 2001-02-01
Anticipated expiration: 2017-04-23
Also published as: US6145745A; DE19716886A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lesen eines aus einer vorgegebenen Anzahl von Codeelementen beste henden Strichcodes zur Erzeugung eines binären Signals mit aufeinanderfolgenden High-Low-Phasen, deren Längen den Brei ten der aufeinanderfolgenden Codeelemente entsprechen, insbe sondere bei schräg zu den Codeelementen verlaufender Lese richtung. Weiterhin ist die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gerichtet.

Je nachdem, ob der Abtaststrahl eines verwendeten Strichcode lesers die Codeelemente des Strichcodes schräg oder in Längs richtung des Strichcodes überstreicht, sind unterschiedliche Verfahren zur Decodierung des Strichcodes bekannt. Dabei wird der Strichcode üblicherweise mehrfach von einem Abtaststrahl überstrichen, um die Detektionsgenauigkeit zu erhöhen. Be steht dabei eine Relativbewegung zwischen dem Strichcode und dem Abtaststrahl, indem der Strichcode beispielsweise an dem Strichcodeleser vorbeigeführt wird, so wird eine Vielzahl von Abtastlinien auf den Strichcode projiziert, wohingegen bei einer fehlenden Relativbewegung der Abtaststrahl mehrfach entlang der gleichen Abtastlinie über den Strichcode geführt wird. Als Codeelemente werden generell sowohl die Balken als auch die zwischen den Balken vorhandenen Lücken des Strich codes bezeichnet.

Aus der US 5,296,691 A ist eine Vorrichtung zum Lesen eines Strichcodes bekannt, wobei insbesondere auch eine Dekodierung des Strichcodes bei schräg zu den Codeelementen verlaufender Leserichtung möglich ist. Dazu werden jeweils von einem Ab taststrahl überstrichene Bereiche der Strichcodes erfaßt und für diese Bereiche repräsentative Signale erzeugt. Mit Hilfe eines Mikroprozessors werden dann die jeweils ermittelten Si gnale zu einem vollständigen Strichcode rekonstruiert.

Aus der US 5,126,544 A ist ebenfalls eine Vorrichtung zum Le sen eines Strichcodes bekannt, mit der auch bei einem schrä gen Überstreichen des Strichcodes dieser dekodiert werden kann. Dabei wird der Strichcode in zwei senkrecht zueinander stehenden Abtastrichtungen abgetastet und auf diese Weise ein zweidimensionales Abbild des Barcodes erfaßt. Durch Auswer tung dieses Abbildes kann mit einer speziellen Auswerteschal tung letztlich der Strichcode dekodiert werden.

Aufgrund von Ungleichmäßigkeiten in dem die Abtaststrahlen aussendenden Strichcodeleser können beim Abtasten und Deco dieren eines Strichcodes folgende Probleme auftreten:

- wird der Abtaststrahl durch ein innerhalb des Strich codelesers vorgesehenes Spiegelrad über den Strichcode geführt, so kann durch die in der Ablenkeinheit des Strichcodelesers vorhandenen Toleranzen eine Aufraste rung der Abtaststrahlen entstehen, d. h., daß die beim Überstreichen des Strichcodes durch die Abtaststrahlen definierten Abtastebenen von Abtastung zu Abtastung nicht exakt zusammenfallen, sondern unter unterschiedli chen Winkeln zueinander verkippt sind. Bei einer Rela tivbewegung zwischen Strichcode und Strichcodeleser sind somit die auf den Strichcode projizierten Abtastlinien nicht äquidistant, sondern in unregelmäßigen Abständen aneinander verteilt.
Durch diese Aufrasterung (im folgenden auch Rasterfehler genannt) entsteht eine Bildverzerrung, die die Erkennung eines Strichcodes bzw. die Decodierung erschwert oder unmöglich macht.
- Durch Drehzahlschwankungen der Ablenkeinheit, die bei spielsweise durch einen ungleichmäßigen Lauf des Spie gelradmotors verursacht sein können, können von Abta stung zu Abtastung oder auch innerhalb einer Abtastung unterschiedliche Abtastgeschwindigkeiten entstehen, die ebenfalls Bildverzerrungen der erfaßten Strichcodes ver ursachen.
- Weitere Bildverzerrungen können durch unerwünschte Spie geleigenschaften des Spiegelrades oder durch sonstige stochastische Effekte entstehen. Beispielsweise können die verwendeten Spiegel fokussierende bzw. defokussie rende Eigenschaften besitzen, die eine ungleichmäßige Abtastung des Strichcodes verursachen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß trotz der beschriebenen Bildverzerrungen ei ne Decodierung eines abgetasteten Strichcodes möglich ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Codeelemente durch ei nen Abtaststrahl oder durch mehrere Abtaststrahlen eines Strichcodelesers entlang im wesentlichen parallel zueinander verlaufender Abtastlinien abgetastet werden, wobei das Über streichen des Strichcodes durch einen Abtaststrahl eine Abta stung und jeder Abtaststrahl beim Überstreichen des Strich codes eine Abtastebene definiert, daß für im wesentlichen je de Abtastung der Kippwinkel zwischen der jeweiligen Ab tastebene und einer vorgegebenen Referenzebene bestimmt wird und daß beim Dekodieren des Strichcodes die ermittelten Kipp winkel zur Kompensation von Rasterfehlern, d. h. von un gleichmäßigen Abständen zwischen benachbarten Abtastlinien, ausgewertet werden.

Da die Kippwinkel der Abtastebenen einen für den Rasterfehler repräsentativen Wert darstellen, können die aufgrund des Rasterfehlers auftretenden Bildverzerrungen bei entsprechen der Auswertung der Kippwinkel kompensiert werden, so daß eine Decodierung des erfaßte Strichcodes möglich ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet jeder durch eine Abtastlinie abgetastete Bereich eines Code elements einen Codeelementabschnitt, wobei aus für unter schiedliche Abtastlinien erfaßten, einander zugeordneten, je weils dasselbe Codeelement des Strichcodes repräsentierenden Codeelementabschnitten jeweils ein Referenz-Codeelement er mittelt wird und jeweils die aufgrund des für eine einer Ab tastlinie zugeordneten Abtastebene ermittelten Kippwinkels vorhandene Verschiebung der Codeelementabschnitte in Abta strichtung ermittelt und beim Bilden der Referenz-Codeele mente berücksichtigt wird.

Die Codeelemente werden bei der Abtastung durch die die Code elemente überstreichenden Abtaststrahlen in einzelne Bereiche aufgeteilt, die im folgenden als Codeelementabschnitte be zeichnet werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein bezüglich der Abtastrichtung um den Tiltwinkel (Winkel zwischen der Abtastrichtung und der Senkrechten zur Stricho rientierung des Strichcodes) verkipptes, zweidimensionales Bild des Strichcodes erzeugt, aus dem für unterschiedliche Abtastlinien einander zugeordnete, jeweils dasselbe Codeele ment des abgetasteten Strichcodes repräsentierende Codeele mentabschnitte extrahiert werden, aus denen jeweils ein Refe renz-Codeelement gebildet wird. Da aufgrund des Rasterfehlers die einander zugeordneten Codeelementabschnitte gegeneinander verschoben sind, wird erfindungsgemäß diese Verschiebung aus den ermittelten Kippwinkeln der Abtastebenen ermittelt und beim Bilden der Referenz-Codeelemente berücksichtigt. Auf diese Weise kann die durch die Rasterfehler verursachte Bild verzerrung kompensiert werden.

Die über den Strichcode im wesentlichen parallel verlaufenden Abtastlinien werden durch eine Relativbewegung zwischen dem Abtaststrahl und dem den Strichcode tragenden Gegenstand er zeugt. Dabei kann entweder der Gegenstand im wesentlichen senkrecht zur Abtastrichtung geführt werden oder der Abtast strahl beispielsweise durch die Schwingbewegung einer Ablen keinheit quer zur Abtastrichtung hin- und herbewegt werden. Grundsätzlich ist es auch denkbar, daß der Strichcodeleser den Strichcode mit mehreren, im wesentlichen parallel zuein ander verlaufenden Abtastlinien gleichzeitig abtastet, so daß jeder Abtastlinie oder jeweils einem Teil der Abtastlinien ein separater Abtaststrahl zugeordnet ist. Auch beliebige Kombinationen dieser beschriebenen Verfahren sind denkbar.

Bezüglich der Auswertung der Codeelementabschnitte und der Bildung der Referenz-Codeelemente sowie der Decodierung des damit erzeugten Referenz-Strichcodes wird auf die am 21. März 1997 eingereichte Patentanmeldung "Verfahren und Vorrichtung zum Lesen eines Strichcodes" der gleichen Anmelderin (DE 197 11 873 A) verwiesen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin dung werden in einer Lernphase ein vorgegebener Einlern- Strichcode bzw. ein vorgegebenes Rastermuster in einer schräg zu den Codeelementen verlaufenden Abtastrichtung mehrfach ab getastet und die Kippwinkel der unterschiedlichen Abtastebe nen gespeichert, wobei im Betrieb beim Decodieren des Strich codes die gespeicherten Kippwinkel zur Kompensation der Rasterfehler verwendet werden.

Da die Rasterfehler einen systematischen Anteil besitzen kön nen, der beispielsweise durch eine nicht ganz exakte Justie rung des Spiegelrades oder der einzelnen Spiegel des Spiegel rades verursacht werden kann, ist es möglich, diesen systema tischen Anteil der Rasterfehler vor Inbetriebnahme des Strichcodelesers einzulernen, indem die auftretenden Kippwin kel der unterschiedlichen Abtastebenen erfaßt und gespeichert werden. Im Betrieb des Strichcodelesers können dann die ge speicherten Kippwinkel zur Kompensation der Rasterfehler ver wendet werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Abstände zwischen verschiedenen, insbesondere be nachbarten Abtastlinien insbesondere durch ein Sensorelement ermittelt, wobei die Kippwinkel jeweils aus den ermittelten Abständen sowie aus dem Abtastabstand zwischen dem die Ab taststrahlen aussendenden Strichcodeleser und dem Strichcode bestimmt werden. Auf diese Weise ist eine Online-Erkennung der Rasterfehler im Betrieb möglich, so daß neben den syste matischen Anteilen auch die stochastischen Anteile der Rasterfehler erfaßt und kompensiert werden können. Durch eine Strahlfaltung im Strichcodeleser kann die Empfindlichkeit des Verfahrens weiter erhöht werden.

Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Codeelemente durch einen Abtaststrahl oder durch meh rere Abtaststrahlen eines Strichcodelesers entlang einer Ab tastlinie bzw. im wesentlichen parallel zueinander verlaufen de Abtastlinien abgetastet werden, wobei jedes Überstreichen des Strichcodes durch einen Abtaststrahl eine Abtastung defi niert, daß für die erfaßten Codeelemente jeweils die Position innerhalb der Abtastlinie und die Breite in Abtastrichtung normiert werden und daß zum Decodieren des Strichcodes die normierten Positionen und Breiten der erfaßten Codeelemente verwendet werden.

Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren können insbesondere Bildverzerrungen, die durch Drehzahlschwankungen der Ablen keinheit, durch Spiegeleigenschaften des Spiegelrades oder durch sonstige stochastische Effekte verursacht werden, kom pensiert werden.

Durch diese Bildverzerrungen entstehen sowohl in der Positi ons- als auch in der Breitenbestimmung der Codeelemente des Strichcodes Ungleichmäßigkeiten, so daß beispielsweise bei zwei aufeinanderfolgenden Abtastungen des Strichcodes mit un terschiedlichen Geschwindigkeiten für ein und dasselbe Code element unterschiedliche Positionen innerhalb der Abtastlini en und unterschiedliche Elementbreiten in Abtastrichtung er mittelt werden würden. Diese Ungleichmäßigkeiten können durch eine Normierung der Positionen und Breiten der Codeelemente kompensiert werden, so daß eine Decodierung dieses Strich codes unter Verwendung der normierten Positionen und Breiten problemlos möglich ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin dung werden jeweils die aktuelle Dauer der aktuellen Abta stung und die aktuellen Positionen und Breiten der erfaßten Codeelemente bestimmt, wobei die normierte Position eines er faßten Codeelements gemäß der Formel

P_norm = P_akt.T_nom/T_akt

ermittelt wird und für T_nom eine vorgegebene nominale Dauer einer Abtastung verwendet wird.

Durch diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens können niederfrequente Drehzahlschwankungen der Ablenkeinheit kom pensiert werden, deren Frequenz wesentlichen niedriger als die Abtastfrequenz ist. Ausgehend von einem angenommenen, konstanten Gleichlauf während einer Abtastung kann gemäß der angegebenen Formel die normierte Breite der Codeelemente be stimmt und für die Decodierung des Strichcodes verwendet wer den.

Bevorzugt wird dabei die normierte Breite eines erfaßten Codeelements durch die Formel

B_norm(n - 1) = P_norm(n) - P_norm(n - 1)

ermittelt, wobei P_norm(n) die normierte Position des erfaßten Codeelements und P_norm(n - 1) die normierte Position des sich daran anschließenden Codeelements darstellen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin dung wird während einer Abtastung der Abtaststrahl insbeson dere über einen Strahlteiler, beispielsweise einen halbdurch lässigen Spiegel, zusätzlich entlang einer Referenzabtastli nie über einen Referenzraster geführt, die aktuellen Positio nen eines erfaßten Codeelements sowie des m-1-ten und des m- ten Elements des Referenzrasters bestimmt, wobei als m-1-tes Element das unmittelbar vor Erfassen des Codeelements abgeta stete Element des Referenzrasters und als m-tes Element das darauffolgende Element des Referenzrasters verwendet werden, die normierte Position eines erfaßten Codeelements gemäß der Formel

ermittelt wird und für B_ref/nom eine vorgegebene nominale Brei te der Elemente des Referenzrasters verwendet wird.

Mit diesem Verfahren können insbesondere Drehzahlschwankungen einer Ablenkeinheit ausgeglichen werden, deren Frequenz höher ist als die Abtastfrequenz, so daß merkliche Gleichschwankun gen innerhalb einer Abtastung entstehen. Indem ein Teil der Energie des Abtaststrahls über einen Strahlteiler ausgekop pelt wird und simultan zum Nutzkanal über ein präzises, vor gegebenes Referenzraster geführt wird, ist ein Abgleich zwi schen dem erfaßten Strichcode und dem erfaßten Referenzraster möglich, wodurch normierte Positionen und Breiten der Codee lemente des Strichcodes bestimmt werden können, die nahezu drehzahlunabhängig sind.

Anstelle der Teilung des Abtaststrahls und Führung über einen Referenzkanal kann eine solche Normierung auch durch Verwen dung eines Inkremental-Winkelgebers auf dem Spiegelrad er zeugt werden.

Die normierte Breite eines erfaßten Codeelements kann dann wiederum vorteilhaft durch die Formel

B_norm(n - 1) = P_norm(n) - P_norm(n - 1)

ermittelt werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Erfindungsform der Erfindung bildet jeder durch eine Abtastlinie abgetastete Bereich eines Codeelements einen Codeelementabschnitt, wobei die normierten Positionen und Breiten der Codeelemente bestimmt werden und aus für unterschiedliche Abtastlinien erfaßten, einander zu geordneten, jeweils dasselbe Codeelement des Strichcodes re präsentierenden Codeelementabschnitten unter Berücksichtigung ihrer normierten Positionen und Breiten jeweils ein Referenz- Codeelement ermittelt wird. Durch die Verwendung der normier ten Positionen und Breiten der einzelnen Codeelementabschnit te werden die durch die Drehzahlschwankungen verursachten Bildverzerrungen eliminiert, so daß eine eindeutige Bildung und Decodierung der Referenz-Codeelemente erfolgen kann.

Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ansprüche 21 und 27 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie len unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; in diesen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Strichcodele sers sowie eines von einem Abtaststrahl des Strich codelesers abgetasteten Gegenstands,

Fig. 2 einen Strichcode mit Abtastlinien, die eine geringe bzw. keine Aufrasterung besitzen,

Fig. 3 einen Strichcode mit Abtastlinien, die eine erheb liche Aufrasterung besitzen,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Ablaufes zur Erzeugung eines Referenz-Codeelements,

Fig. 5 eine Darstellung gemäß Fig. 4, in der die Abtastli nien eine erhebliche Aufrasterung besitzen,

Fig. 6 einen weiteren Strichcode mit Abtastlinien,

Fig. 7 einen schematisch dargestellten Zeilensensor zur Bestimmung der Aufrasterung von Abtastlinien,

Fig. 8 einen erfaßten Strichcode, der innerhalb einer Ab tastdauer von T_nom abgetastet wurde,

Fig. 9 der Strichcode nach Fig. 8 bei einer Abtastung in nerhalb einer Abtastdauer T_akt ≠ T_nom,

Fig. 10 einen weiteren Strichcode mit einem Referenzraster und

Fig. 11 den Strichcode und das Referenzraster nach Fig. 10 bei ungleichmäßiger Abtastgeschwindigkeit.

Fig. 1 zeigt einen Strichcodeleser 1, der einen Abtaststrahl 2 in Richtung auf einen Gegenstand 3 aussendet, auf dessen Oberfläche ein abzutastender Strichcode angeordnet ist. Wie durch einen Pfeil 4 angedeutet ist, führt der Abtaststrahl 2 eine Schwenkbewegung um einen Winkel β aus, so daß er zwi schen den in Fig. 1 mit den Bezugszeichen 2' und 2" bezeich neten Positionen hin- und herwandert. Das Verschwenken des Abtaststrahls 2 kann dabei beispielsweise durch ein innerhalb des Strichcodelesers 1 angeordnetes rotierendes Spiegelrad erfolgen.

Durch das Verschwenken des Abtaststrahls 2 um den Winkel β wird somit die Oberfläche des Gegenstands 3 entlang einer Ab tastlinie 5 abgetastet.

Um eine Fläche des Gegenstands 3 mit dem Abtaststrahl 2 über streichen zu können, wird beispielsweise der Gegenstand 3 ge mäß dem aus der Zeichnungsfläche herausragenden Pfeil 6 senk recht zu der Schwenkebene des Abtaststrahls 2 bewegt. Der Pfeil 6 gibt somit die Förderrichtung des Gegenstands 3 an. Es ist grundsätzlich jedoch auch möglich, den Abtaststrahl 2 zusätzlich zu der beschriebenen Schwenkbewegung eine Schwenk bewegung parallel zum Pfeil 6 ausführen zu lassen, so daß auch bei unbewegtem Gegenstand 3 eine flächige Abtastung ei nes Bereichs der Oberfläche des Gegenstands 3 erfolgt.

Weiterhin ist es grundsätzlich möglich, daß der Strichcodele ser 1 eine Vielzahl von Abtaststrahlen 2 aussendet, die bei spielsweise synchron innerhalb im Idealfall parallel zueinan der verlaufender Abtastebenen verschwenkt werden.

Fig. 2 zeigt einen Strichcode 7, der eine Vielzahl von aus Balken und Lücken bestehenden Codeelementen 8 umfaßt und auf den eine Vielzahl von Abtastlinien 5 projiziert sind, entlang derer der Strichcode 7 durch Abtaststrahlen abgetastet wird.

Die Abtastlinien 5 verlaufen schräg zur Längsachse 32 des Strichcodes 7 und schließen mit dieser den sogenannten Tilt winkel α ein. Weiterhin verlaufen die Abtastlinien 5 im we sentlichen parallel zueinander und weisen äquidistante Ab stände zueinander auf.

Die Anordnung der Abtastlinien gemäß Fig. 1 ergibt sich, wenn die Ablenkeinheit des Codelesers so exakt justiert ist, daß die von den Abtaststrahlen 2 definierten Abtastebenen in ei ner einzigen Abtastebene zusammenfallen, so daß bei einer gleichmäßigen Relativbewegung zwischen dem Strichcode 7 und dem Strichcodeleser 1 die in Fig. 1 dargestellte, äquidistan te Anordnung der Abtastlinien 5 erhalten wird.

Aufgrund nicht zu vermeidender Toleranzen in der Ablenkein heit kann sich in der Praxis jedoch anstelle des in Fig. 1 dargestellten Idealzustandes die in Fig. 2 dargestellte An ordnung der Abtastlinien mit einer erheblichen Aufrasterung ergeben, d. h. die Abtastlinien 5 sind in unterschiedlichen Abständen zueinander angeordnet.

Durch diesen Rasterfehler wird bei der Abtastung des Strich codes eine Bildverzerrung erzeugt, wie es im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 näher beschrieben wird:

In Fig. 4a ist ein Strichcode 8 abgebildet, der entlang drei er Abtastlinien 5 von einem Abtaststrahl abgetastet wird. Die entlang der Abtastlinien 5 abgetasteten Bereiche 9 des Code elements 8 werden als Codeelementabschnitte 10 in einem Bildspeicher abgelegt, wie es schematisch in Fig. 4b darge stellt ist. Da die Abtastlinien 5 schräg zum Codeelement 8 verlaufen, sind die Codeelementabschnitte 10 bezüglich einer Referenzgeraden 11, die senkrecht zur Abtastrichtung steht, versetzt zueinander angeordnet.

Durch Bestimmung des Tiltwinkels α wird eine Entzerrung der im Bildspeicher abgelegten Codeelementabschnitte 10 durchge führt, so daß die in Fig. 4c dargestellte Zuordnung der Code elementabschnitte 10 möglich ist und aus diesen das Referenz- Codeelement 12 gemäß Fig. 4d erzeugt wird.

In Fig. 5a besitzen die Abtastlinien 5 ungleichmäßige Abstän de, wobei die oberen beiden Abtastlinien 5 wesentlich näher beieinander angeordnet sind als die unteren beiden Abtastli nien 5.

Bei dieser erheblichen Aufrasterung werden im Bildspeicher die Codeelementabschnitte 10 gemäß Fig. 5b abgelegt. Dabei ist ersichtlich, daß der mittlere Codeelementabschnitt 10 ge genüber dem unteren Codeelementabschnitt 10 im Vergleich zu Fig. 4b einen Versatz (Verschiebung) x aufweist, der aufgrund der Aufrasterung der Abtastlinien 5 entsteht. Die Position in Abtastrichtung des mittleren Codeelementabschnitts 10 ent spricht dabei der Position des gestrichelt dargestellten Codeelementabschnitts 10', wie er im Bildspeicher abgelegt werden würde, wenn die Aufrasterung der Abtastlinien 5 be kannt wäre und berücksichtigt werden könnte. Da diese Aufra sterung nicht bekannt ist, wird bei der Abspeicherung der Codeelementabschnitte 10 im Bildspeicher von einer äquidi stanten Anordnung der Abtastlinien 5 ausgegangen, so daß das in Fig. 5b verzerrte Abbild im Bildspeicher abgespeichert wird. Bei der Berücksichtigung der Verschiebung der Codeele mentabschnitte 10, die durch den Tiltwinkel α verursacht wird, entsteht die in Fig. 5c dargestellte Anordnung der Codeelementabschnitte 10. Aus dieser Anordnung ist keine zu verlässige Erkennung eines Codeelements möglich, so daß kein Referenz-Codeelement erzeugt werden kann.

Ist der Rasterfehler, der zu dem Versatz x nach Fig. 5b führt, systematischer Art, so kann er vor Inbetriebnahme des Strichcodelesers eingelernt werden. Hierzu wird eine schräg gestellte Codierung 13 (Fig. 6) oder ein Schwarz-Weiß-Raster von dem Strichcodeleser, dessen systematischer Rasterfehler eingelernt werden soll, aus einem möglichst großen Abstand abgetastet. Dabei ergeben sich die in Fig. 6 dargestellten Abtastlinien 5, die gemäß dem systematischen Rasterfehler un terschiedliche Abstände zueinander besitzen.

Die abgetasteten Elementabschnitte werden, entsprechend Fig. 5b, in einem Bildspeicher abgelegt, wobei sich die in Fig. 5b dargestellte Relativverschiebung der einzelnen Elementab schnitte zueinander ergibt.

Unter Berücksichtigung des beim Einlernvorgang bekannten Tiltwinkels sowie des Abtastabstandes kann der Versatz x und damit der den Rasterfehler verursachende Kippwinkel der Ab tastebene für jede Abtastung berechnet und abgespeichert wer den.

Im Betrieb kann dann für jede Abtastung aus dem abgespeicher ten Kippwinkel sowie dem zu ermittelnden Tiltwinkel und dem Abtastabstand der jeweilige Versatz x eines Codeelementab schnittes 10 berechnet und bei der Bildung des Referenzcodee lements 12 und der Decodierung berücksichtigt werden.

Sind zusätzlich oder anstelle der systematischen Anteile des Rasterfehlers noch stochastische Anteile vorhanden, kann in dem Strichcodeleser ein Zeilensensor (Sensorelement) 14 senk recht zur Abtastrichtung eingebaut werden, wie es in Fig. 7 schematisch dargestellt ist. Mittels des Zeilensensors ist eine Online-Erkennung sowohl des systematischen als auch des stochastischen Rasterfehlers möglich, da unmittelbar der Ab stand zweier benachbarter Abtastlinien 5 und damit der Kipp winkel bestimmt werden kann, aus dem wiederum der Versatz x der Codeelementabschnitte 10 ermittelbar ist.

Fig. 8 zeigt Codeelemente 8 eines Strichcodes 7, die in einer Abtastung mit der nominalen Abtastdauer T_nom abgetastet und erfaßt worden sind. Dabei ist beispielhaft die Breite des vorletzten Codeelements 8' mit B_norm und die Position des drittletzten Codeelements 8" mit P_norm bezeichnet.

Fig. 9 zeigt denselben Strichcode 7, der im Vergleich zu Fig. 8 mit einer höheren Abtastgeschwindigkeit und damit innerhalb einer Zeit T_akt < T_nom abgetastet und erfaßt wurde. Man er kennt, daß die für das Codeelement 8' ermittelte Breite B_akt kleiner ist als die Breite B_norm des Codeelements 8' nach Fig. 8 und die Position P_akt des Codeelements 8" von der Position P_norm des Codeelements 8" gemäß Fig. 8 abweicht.

Um die Abhängigkeiten von der Abtastgeschwindigkeit, wie sie durch Drehzahlschwankungen der Ablenkeinheit des Strichcode lesers erzeugt werden, auszugleichen, werden die erfaßten ak tuellen Positionen P_akt und die erfaßten aktuellen Breiten B_akt der Codeelemente 8 gemäß den Formeln

P_norm = P_akt.T_nom/T_akt

B_norm(n - 1) = P_norm(n) - P_norm(n - 1)

auf die in Fig. 8 dargestellten Werten normiert. Dabei werden durch die Parameter n und n - 1 zwei aufeinanderfolgende Code elemente spezifiziert und für die nominale Abtastdauer T_nom eine beliebige, vorgegebene Dauer verwendet.

Somit werden unabhängig von der aktuellen Abtastgeschwindig keit und damit unabhängig von Drehzahlschwankungen der Ab lenkeinheit des Strichcodelesers für die Codeelementbreiten und -positionen gleicher Codeelemente innerhalb unterschied licher Abtastungen einheitliche, normierte Werte erhalten. Auf diese Weise wird eine Entzerrung der erfaßten Strichcode erreicht und damit die Decodierung der erfaßten Strichcode vereinfacht.

Fig. 10 zeigt einen Strichcode 7, der aus Codeelementen 15 bis 21 besteht. Unterhalb des Codeelements 7 ist ein aus Ele menten 22 bis 30 bestehendes Referenzraster 31 abgebildet, wobei die Elemente 22 bis 30 jeweils die gleiche Breite be sitzen.

Treten bei der Abtastung des Strichcodes 7 höherfrequente Drehzahlschwankungen der Ablenkeinheit und damit Schwankungen der Abtastgeschwindigkeit innerhalb einer Abtastung auf, so werden für die Breiten und Positionen der Codeelemente 15 bis 21 innerhalb einer Abtastung je nach der aktuellen Abtastge schwindigkeit unterschiedliche Werte erhalten. Die dadurch entstehenden Bildverzerrungen können nicht durch das zu den Fig. 8 und 9 beschriebene Verfahren ausgeglichen werden, da durch dieses Verfahren lediglich niederfrequente Abtast schwankungen, die sich nicht innerhalb einer Abtastung aus wirken, kompensiert werden können.

Höherfrequenzte Drehzahlschwankungen der Ablenkeinheit werden erfindungsgemäß dadurch kompensiert, daß gleichzeitig mit der Abtastung des Strichcodes 7 eine Abtastung des Referenzra sters 31 erfolgt. Dazu wird ein Teil der Energie des Abtast strahls beispielsweise über einen teildurchlässigen Spiegel ausgekoppelt und simultan zu dem den Strichcode 7 überstrei chenden Nutzanteil des Abtaststrahls über das Referenzraster 31 geführt.

Gemäß der Formel

kann für jedes der abgetasteten Codeelemente 15 bis 21 abhän gig von der jeweils ermittelten aktuellen, von der Abtastge schwindigkeit abhängigen Position des Codeelements eine von der Abtastgeschwindigkeit unabhängige, normierte Position be rechnet werden. Weiterhin kann aus der Differenz zweier auf einanderfolgender normierter Positionen die normierte Ele mentbreite des dazwischenliegenden Codeelements bestimmt wer den. Dies wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Be zugnahme auf Fig. 11 näher erläutert. Dabei wird als Position eines Codeelements bzw. eines Elements des Referenzrasters jeweils die Position der ersten bei der Abtastung überstri chene Kante des jeweiligen Elements, d. h. in Abtastrichtung gesehen der Anfang des Elements, verwendet. Grundsätzlich kann zur Referenzierung der Position auch die zweite Kante des jeweiligen Elements, d. h. das Ende des Elements in Ab tastrichtung, die Mitte zwischen Anfang und Ende oder eine sonstige, die Position des jeweiligen Elements eindeutig be stimmende Größe verwendet werden. Die oben angegebene Formel muß dann gegebenenfalls an den verwendeten Bezugspunkt ange paßt werden.

Fig. 11 zeigt den Strichcode 7 und das Referenzraster 31 nach Fig. 10, wie sie bei einer Abtastung mit schwankender Ab tastgeschwindigkeit erfaßt wurden.

Während der Abtaststrahl während eines Zeitintervalls T₁ mit der nominalen Geschwindigkeit geführt wurde, so daß die in nerhalb dieses Zeitintervalls überstrichenen Elemente 22 und 23 des Referenzrasters 31 die in Fig. 10 abgebildete normier te Breite sowie die normierten Positionen besitzen, wurde der Abtaststrahl während des Zeitintervalls T₂ mit erhöhter Ge schwindigkeit über den Strichcode 7 und das Referenzraster 31 geführt. Dadurch ergeben sich die in Fig. 11 dargestellten, reduzierten Breiten des Codeelements 15 sowie des Elements 24 gegenüber den normierten Breiten der entsprechenden Elemente in Fig. 10.

Während des Zeitintervalls T₃ wurde der Abtaststrahl wieder mit der nominalen Geschwindigkeit über den Strichcode 7 und über das Referenzraster 31 geführt, wohingegen er während des Zeitintervalls T₄ wiederum mit einer höheren Geschwindigkeit über den Strichcode 7 und das Referenzraster 31 geführt wur de. Nachdem im Zeitintervall T₅ der Abtaststrahl wieder mit der nominalen Geschwindigkeit bewegt wurde, wurde er im Zei tintervall T₆ mit verringerter Geschwindigkeit über den Strichcode 7 und das Referenzraster 31 geführt, um anschlie ßend während des Zeitintervalls T₇ wieder mit der nominalen Geschwindigkeit bewegt zu werden.

Durch diese unterschiedlichen Geschwindigkeiten des Abtast strahls ergeben sich die in Fig. 11 dargestellten unter schiedlichen aktuellen Breiten und Positionen der Codeelemen te 15 bis 21 sowie der Elemente 22 bis 30 gegenüber den in Fig. 10 dargestellten normierten Positionen und Breiten.

Betrachtet man beispielsweise das Codeelement 15, so wird dessen normierte Positionen P_norm, die in Fig. 10 eingetragen ist, auf folgende Weise bestimmt:

Zunächst wird die aktuelle Position P_akt des Codeelements 15 sowie die aktuellen Positionen P_ref/akt(m - 1) und P_ref/akt(m) der dem Codeelement 15 unmittelbar vorausgehenden und nachfolgen den Elemente 24 und 25 des Referenzrasters 31 bestimmt. Dabei ergeben sich folgende Werte:

P_akt = 3,5

P_ref/akt(3) = 3 (für m = 4, da es sich bei Element 25 um das vierte Element des Referenzrasters 31 handelt)

P_ref/akt(4) = 3,75

Da gemäß Fig. 10 die normierte Breite der Elemente 22 bis 30 des Referenzrasters 31 B_ref/norm = 1,5 ist, ergibt sich somit die normierte Position P_norm des Codeelements 15 zu

Dies entspricht der in Fig. 10 dargestellten normierten Posi tion P_norm des Codeelements 15.

Auf gleiche Weise kann die normierte Position des Codeele ments 16 zu vier bestimmt werden, so daß die nominierte Brei te des Codeelements 15 gemäß der Formel

B_norm(n - 1) = P_norm(n) - P_norm(n - 1) = 4 - 3 = 1

bestimmt wird.

Auf diese Weise kann für jedes der Codeelemente 15 bis 21 des Strichcodes 7 dessen normierte Position sowie dessen normier te Breite bestimmt werden, so daß unabhängig von Drehzahl schwankungen der Ablenkeinheit einheitliche Werte für die Po sitionen und Breiten der Codeelemente eines Strichcodes er mittelbar sind. Somit können die durch die Drehzahlschwankun gen verursachten Bildverzerrungen kompensiert und die Deco dierung des Strichcodes zuverlässig vorgenommen werden.

Claims

1. Verfahren zum Lesen eines aus einer vorgegebenen Anzahl von Codeelementen (8) bestehenden Strichcodes (7) zur Erzeugung eines binären Signals mit aufeinanderfolgenden High-Low-Phasen, deren Längen den Breiten der aufeinanderfolgenden Codeelemente (8) ent sprechen, insbesondere bei schräg zu den Codeelementen (8) ver laufender Leserichtung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Codeelemente (8) durch einen Abtaststrahl (2) oder durch mehrere Abtaststrahlen eines Strichcodelesers (1) entlang im we sentlichen parallel zueinander verlaufender Abtastlinien (5) abgeta stet werden, wobei das Überstreichen des Strichcodes (7) durch ei nen Abtaststrahl (2) eine Abtastung und jeder Abtaststrahl (2) beim Überstreichen des Strichcodes (7) eine Abtastebene definiert,
daß für im wesentlichen jede Abtastung der Kippwinkel zwischen der jeweiligen Abtastebene und einer vorgegebenen Referenzebene bestimmt wird und
daß beim Dekodieren des Strichcodes (7) die ermittelten Kippwinkel zur Kompensation von Rasterfehlern in Form von ungleichmäßigen Abständen zwischen benachbarten Abtastlinien (5) ausgewertet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Referenzebene die Abtastebene der ersten Abtastung ver wendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder entlang einer Abtastlinie (5) abgetastete Bereich (9) eines Codeelements (8) einen Codeelementabschnitt (10) bildet und
daß aus für unterschiedliche Abtastlinien (5) erfaßten, einander zu geordneten, jeweils dasselbe Codeelement (8) des Strichcodes reprä sentierenden Codeelementabschnitten (10) jeweils ein Referenz- Codeelement (12) ermittelt wird, wobei jeweils die aufgrund des für eine einer Abtastlinie (5) zugeordneten Abtastebene ermittelten Kippwinkels vorhandene Verschiebung (x) der Codeelementab schnitte (10) in Abtastrichtung ermittelt und beim Bilden der Refe renz-Codeelemente (12) berücksichtigt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Lernphase ein vorgegebener Einlern-Strichcode (13) oder ein vorgegebenes Rastermuster in einer schräg zu den Codee lementen (8) verlaufenden Abtastrichtung mehrfach abgetastet wird und die Kippwinkel der unterschiedlichen Abtastebenen gespeichert werden und
daß im Betrieb beim Dekodieren des Strichcodes (7) die gespeicher ten Kippwinkel zur Kompensation der Rasterfehler verwendet wer den.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippwinkel jeweils aus der Verschiebung in Abtastrichtung von benachbart angeordneten, einander zugeordneten Codeelemen tabschnitten, aus dem Tiltwinkel (α) zwischen der Abtastrichtung und der Senkrechten zur Strichorientierung des Strichcodes (7) und aus dem Abtastabstand zwischen dem die Abtaststrahlen (2) aus sendenden Strichcodeleser (1) und dem Strichcode (7) bestimmt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstände zwischen verschiedenen Abtastlinien (5) ermittelt werden und
daß die Kippwinkel jeweils aus den ermittelten Abständen sowie aus dem Abtastabstand zwischen dem die Abtaststrahlen (2) aussen denden Strichcodeleser (1) und dem Strichcode (7) bestimmt wer den.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen benachbarten Abtastlinien (5) ermittelt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände zwischen den Abtastlinien (5) durch ein Sensor element (14) ermittelt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensorelement (14) ein senkrecht zur Abtastrichtung ange ordneter Zeilensensor verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeilensensor eine CCD-Zeile oder ein posititonsempfindli cher Detektor verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation sowohl systematischer als auch stochasti scher Rasterfehler die Erfassung des Abstandes zwischen den Ab tastlinien (5) während des laufenden Abtastbetriebs erfolgt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Empfindlichkeit eine Strahlfaltung durchge führt wird.

13. Verfahren zum Lesen eines aus einer vorgegebenen Anzahl von Codeelementen (8, 8', 8", 15-21) bestehenden Strichcodes zur Er zeugung eines binären Signals mit aufeinanderfolgenden High-Low- Phasen, deren Längen den Breiten der aufeinanderfolgenden Code elemente (8, 8', 8", 15-21) entsprechen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Codeelemente (8, 8', 8", 15-21) durch einen Abtaststrahl (2) oder durch mehrere Abtaststrahlen eines Strichcodelesers (1) ent lang einer Abtastlinie (5) oder im wesentlichen parallel zueinander verlaufender Abtastlinien (5) abgetastet werden, wobei jedes Über streichen des Strichcodes (7) durch einen Abtaststrahl (2) eine Abta stung definiert,
daß für die erfaßten Codeelemente (8, 8', 8", 15-21) jeweils die Posi tion innerhalb der Abtastlinie (5) und die Breite in Abtastrichtung normiert werden und
daß zum Dekodieren des Strichcodes (7) die normierten Positionen (P_norm) und Breiten (B_norm) der erfaßten Codeelemente (8, 8', 8", 15- 21) verwendet werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils die aktuelle Dauer (T_akt) der aktuellen Abtastung be stimmt wird,
daß jeweils die aktuellen Positionen (P_akt) und die aktuellen Breiten (B_akt) der erfaßten Codeelemente (8, 8', 8") bestimmt werden und
daß die normierte Position (P_norm) eines erfaßten Codeelements (8, 8', 8") gemäß der Formel
P_norm = P_akt.T_nom/T_akt
ermittelt wird, wobei für T_nom eine vorgegebene nominale Dauer ei ner Abtastung verwendet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
daß gleichzeitig mit der Abtastung eines Strichcodes (7) der Abtast strahl (2) zusätzlich entlang einer Referenzabtastlinie über ein Refe renzraster (31) geführt wird,
daß die aktuelle Position (P_akt) eines erfaßten Codeelements (15) be stimmt wird,
daß die aktuellen Positionen (P_ref/akt(m - 1)) und (P_ref/akt(m)) des m - 1- ten Elements (24) und des m-ten Elements (25) des Referenzrasters (31) bestimmt werden, wobei als m - 1-tes Element (24) das unmittel bar vor Erfassen des Codeelements (15) abgetastete Element des Referenzrasters (31) und als m-tes Element (25) das darauffolgende Element des Referenzrasters (31) verwendet werden, und
daß die normierte Position (P_norm) des erfaßten Codeelements (15) gemäß der Formel
ermittelt wird, wobei für B_ref/_nom eine vorgegebene nominale Breite der Elemente (22-30) des Referenzrasters (31) verwendet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaststrahl (2) über einen Strahlteiler geführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler ein halbdurchlässiger Spiegel ist.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß für im wesentlichen jedes erfaßte Codeelement (15-21) des Strichcodes (7) die normierte Position (P_norm) ermittelt wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die normierte Breite (B_norm(n - 1)) eines erfaßten Codeelements (8', 15) gemäß der Formel
B_norm(n - 1) = P_norm(n) - P_norm(n - 1)
ermittelt wird, wobei P_norm(n - 1) die normierte Position des erfaßten Codeelements (8', 15) und P_norm(n) die normierte Position des sich daran anschließenden Codeelements (8, 16) darstellen.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder entlang einer Abtastlinie (5) abgetastete Bereich (9) eines Codeelements (8) einen Codeelementabschnitt (10) bildet,
daß die normierten Positionen (P_norm) und Breiten (B_norm) der Codee lementabschnitte (10) bestimmt werden und
daß aus für unterschiedliche Abtastlinien (5) erfaßten, einander zu geordneten, jeweils dasselbe Codeelement (8) des Strichcodes (7) re präsentierenden Codeelementabschnitten (10) unter Berücksichti gung ihrer normierten Positionen (P_norm) und Breiten (B_norm) jeweils ein Referenz-Codeelement (12) ermittelt wird.

21. Vorrichtung zum Lesen eines aus einer vorgegebenen Anzahl von Codeelementen (8) bestehenden Strichcodes (7) zur Erzeugung eines binären Signals mit aufeinanderfolgenden High-Low-Phasen, deren Längen den Breiten der aufeinanderfolgenden Codeelemente (8) ent sprechen, insbesondere bei schräg zu den Codeelementen (8) ver laufender Leserichtung, geeignet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch,
einen einen Abtaststrahl (2) oder mehrere Abtaststrahlen aussen denden Strichcodeleser (1) zur Abtastung der Codeelemente (8) ent lang im wesentlichen parallel zueinander verlaufender Abtastlinien (5), wobei das Überstreichen des Strichcodes (7) durch einen Abtast strahl (2) eine Abtastung und jeder Abtaststrahl (2) beim Überstrei chen des Strichcodes (7) eine Abtastebene definiert,
eine Einrichtung zur Bestimmung des Kippwinkels zwischen der je weiligen Abtastebene und einer vorgegebenen Referenzebene für im wesentlichen jede Abtastung und
eine Rasterfehler-Kompensationseinrichtung zum Kompensieren von Rasterfehlern in Form von ungleichmäßigen Abständen zwischen benachbarten Abtastlinien (5) beim Dekodieren des Strichcodes (7) unter Berücksichtigung der ermittelten Kippwinkel.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensorelement (14) zur Ermittlung der Abstände zwischen verschiedenen Abtastlinien (5) vorgesehen ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (14) zur Ermittlung der Abstände zwischen benachbarten Abtastlinien (5) ausgebildet ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (14) als Zeilensensor ausgebildet ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilensensor senkrecht zur Abtastrichtung angeordnet ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (14) als CCD-Zeile oder als positionsemp findlicher Detektor ausgebildet ist.

27. Vorrichtung zum Lesen eines aus einer vorgegebenen Anzahl von Codeelementen (8, 8', 8", 15-21) bestehenden Strichcodes (7) zur Er zeugung eines binären Signals mit aufeinanderfolgenden High-Low- Phasen, deren Längen den Breiten der aufeinanderfolgenden Code elemente (8, 8', 8", 15-21) entsprechen, insbesondere bei schräg zu den Codeelementen (8, 8', 8", 15-21) verlaufender Leserichtung, ge eignet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch,
einen einen Abtaststrahl (2) oder mehrere Abtaststrahlen aussen denden Strichcodeleser (1) zur Abtastung der Codeelemente (8, 8', 8", 15-21) entlang einer Abtastlinie (5) oder im wesentlichen parallel zueinander verlaufender Abtastlinien, wobei das Überstreichen des Strichcodes durch einen Abtaststrahl (2) eine Abtastung definiert,
eine Normiereinrichtung zur Normierung der erfaßten Codeelemente (8, 8', 8", 15-21) bezüglich ihrer Position innerhalb der Abtastlinie (5) sowie ihrer Breite in Abtastrichtung, und
eine Dekodiereinrichtung zum Dekodieren des Strichcodes (7) an hand der normierten Positionen (P_norm) und Breiten (B_norm) der er faßten Codeelemente (8, 8', 8", 15-21).

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahlteiler vorgesehen ist, durch den der Abtaststrahl (2) zusätzlich entlang einer Referenzabtastlinie über ein Referenzraster (31) führbar ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlteiler ein halbdurchlässiger Spiegel vorgesehen ist.