DE19942789A1 - Verfahren zur Erkennung von zweidimensionalen Matrixcodes - Google Patents

Abstract

Ein zweidimensionaler Matrixcode wird mittels nur eines Zeilensensors erfaßt und ausgewertet, wobei der Matrixcode durch das Sichtfeld des Zeilensensors so ausgerichtet bewegt wird, dass ein Finder-Pattern-Balken parallel zum Zeilensensor liegt. Dabei dienen die abwechselnden Hell-Dunkel-Informationen, die sich aus der an diesen Finder-Pattern-Balken angrenzenden Reihe des Alternating Patterns ergeben, als Taktsignale für die Auslesevorgänge.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erkennung von zweidimensionalen Matrixcodes, die auf bewegten Objekten angebracht sind. Es geht dabei spe­ ziell um nach ISO DIS 16022 spezifizierte Matrixcodes (Data Matrix ECC 200). Diese bestehen aus in Zeilen und Spalten angeordneten, gewöhnlich quadratischen hellen oder dunklen Feldern, die Module genannt werden. Ebenso ist gewöhnlich eine Matrix quadratisch, enthält also gleich viele Zeilen und Spalten.

Matrixcodes dieser Art haben gegenüber den üblichen Strichcodes den Vorteil größerer Informationsdichte- und Kapazität. Ein Nachteil ist der höhere Aufwand zur Er­ kennung und zum Auslesen des Informationsgehalts.

Die übliche Erkennung eines Matrixcodes erfolgt mit Hilfe einer Matrix-CCD-Kamera, die den Code als Ganzes mit extrem kurzer Verschlußzeit aufnimmt, sodass die Bewegungsgeschwindigkeit des codierten Objekts keine Verzerrung verursacht und die weitere Verarbeitung der Signale nicht beeinflußt.

Die die gewonnene Bildinformation verarbeitende Software muß ermöglichen, die Schwarz-Weiß-Informationsbits den Zeilen und Spalten zuzuordnen. Hierzu hat eine Codema­ trize an zwei zusammenstoßenden Rändern durchgehende dunkle Balken, welche ein sogenanntes Finder Pattern bilden. Dieses ermöglicht eine Aussage über die Größe der Matrix und ihre Ausrichtung sowie über eine mögliche Verzerrung.

Längs der verbleibenden Ränder erstreckt sich je eine Reihe abwechselnd heller und dunkler Module; diese Rei­ hen bilden ein Alternating Pattern. Die Module des Alternating Pattern sind somit die letzten Module der Zeilen bzw. Spalten, liegen also im Zeilen- bzw. Spal­ tenabstand und stellen die Endmodule dieser Reihen dar, die keine Nutzinformation enthalten, sondern nur techno­ logische Bedeutung haben, indem sie der Erkennungssoft­ ware erlauben, ein Gitternetz über das aufgenommene Bild zu spannen und danach die Module des Codes zu lokalisie­ ren.

Die einen Matrixcode aufnehmenden Kameras mit Flächen­ sensoren benötigen eine bestimmte feste Zykluszeit, bis sie zu einer neuen Bildaufnahme bereit sind. Diese be­ trägt 16 bis 40 ms. Dies macht es erforderlich, bei hö­ heren Geschwindigkeiten der Objektbewegung sicherzustel­ len, dass die Bildauslösung exakt erfolgt, nämlich genau dann, wenn der Matrixcode im Bildfenster erscheint. Die­ se Bedingung zu erfüllen ist jedoch schwierig und in manchen Fällen unmöglich.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zur Erkennung und Verarbeitung eines Matrixcodes nicht eine Flächensensor­ kamera verwendet, sondern nur ein Zeilensensor mit ent­ sprechender vorgeschalteter Optik, wobei durch dessen Sichtfeld der Matrixcode so ausgerichtet bewegt wird, dass ein Finder-Pattern-Balken parallel zum Zeilensensor liegt und die abwechselnden Hell-Dunkel-Informationen, die sich aus der an diesen Finder-Pattern-Balken angren­ zenden Reihe des Alternating Patterns gewonnen werden, als Taktsignale für die Auslesevorgänge genommen werden.

Die Erfindung setzt nur voraus, dass die Codeträger aus­ gerichtet unter dem Zeilensensor vorbeilaufen, ermög­ licht aber dafür eine Datenreduktion, da im günstigsten Fall jede Zeile des Codes nur eine Abtastung erfordert. Der geschwindigkeitsbedingte Versatz innerhalb einer Zeile während einer Abtastung spielt wegen des extrem kurzen Auslesezeitraums keine Rolle.

In der beigegebenen Zeichnung ist in Bild 1 ein Matrix­ code dargestellt und durch einen Pfeil angedeutet, wie dieser unter einem Zeilensensor durchläuft. In Bild 2 sind die Balken des Finder Patterns hervorgehoben und in Bild 3 die Module des Alternating Patterns.

Zuerst tritt einer der durchgehenden Balken des Finder Patterns in das Gesichtsfeld, wobei dieser in der letz­ ten Spalte, also der in Bewegungsrichtung liegenden Mo­ dulreihe des Alternating Patterns einen Hell-Dunkel und danach einen Dunkel-Hell-Sprung verursacht, aus dessen Zeitintervall bei bekannter Abmessung der Module bereits die Geschwindigkeit ermittelbar ist und die Auslesetakt­ frequenz einstellbar ist. Wenn dies geschieht, bedarf es nur einer Abtastung und Auswertung pro Matrixzeile.

Die sich bei der Verwendung der Erfindung ergebenden Vorteile liegen darin, dass der Matrixcode ohne gezielte Bildaufnahmeauslösung im Vorbeilaufen erfaßt werden kann, da der Zeilensensor einen Bildwiederholzyklus von nur etwa 50 Mikrosekunden besitzt, also praktisch stän­ dig liest. Damit werden höhere Geschwindigkeiten und höhere Codefrequenzen, also dichtere Aufeinanderfolge von Codeträgern möglich. Es genügt auch ein kleiner Er­ fassungsbereich, was kleinere Bauformen und einfachere Beleuchtungseinrichtungen erlaubt. Während ein Flächen­ sensor bis zu 500000 Bilddaten liefert, kann die Daten­ menge bei Anwendung der Erfindung auf 10000 bis 20000 reduziert werden. Damit wird die erforderliche Rechen­ leistung geringer und der Sensor insgesamt wesentlich preisgünstiger.

Claims (1)

1. Verfahren zur Erkennung von auf bewegten Objekten an­ gebrachten zweidimensionalen Matrixcodes, die aus in Zeilen und Spalten angeordneten Hell-Dunkel-Modulen be­ stehen und längs zweier zusammenstoßender Ränder von ein Finder Pattern bildenden durchgehenden Balken berandet sind, während die beiden verbleibenden Ränder gebildet sind von mit Dunkelmodulen abwechselnden Hellmodulen, die ein Alternating Pattern bilden,
mittels eines Zeilensensors, durch dessen Sichtfeld der Matrixcode so ausgerichtet bewegt wird, dass ein Finder- Pattern-Balken parallel zum Zeilensensor liegt,
wobei die abwechselnden Hell-Dunkel-Informationen, die sich aus der an diesen Finder-Pattern-Balken angrenzen­ den Reihe des Alternating Patterns gewonnen werden, als Taktsignale für die Auslesevorgänge genommen werden.