DE2264170B2

DE2264170B2 - Anordnung zum mehrfach seriellen Lesen der Zeichen eines binären optischen Coderasters

Info

Publication number: DE2264170B2
Application number: DE19722264170
Authority: DE
Inventors: Horst 8520 Erlangen Bleckert; Martin 8521 Marloffstein Richter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-12-29
Filing date: 1972-12-29
Publication date: 1975-05-07
Also published as: IT1000756B; DE2264170A1; DE2264170C3; SE392356B; JPS49102054A; FR2212969A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum mehrfachen seriellen Lesen der Zeichen eines binären optischen Coderasters auf einem Informationsträger in Förderanlagen, bei der die aus Strichen unterschiedlicher Breite bestehenden Zeichen mit dem elektronisch abgelenkten Lesestrahl einer Fernsehkamera abtastbar sind, bei der ein zusätzlich auf dem Informationsträger angeordneter üüu abgetasteter Vergleichssollwertstrich vorgesehen ist. bei der die binäre Wertigkeit des jeweiligen Videosignals du.xh Vergleich mit der Dauer des Vergleichssollwertstriches ermittelbar ist und bei der nach einer vorgegebenen Zahl von gleichen Lesungen die gelesene Information des Coderasters freigebbar ist.

Die Steuerung automatischer Vorgänge verlangt eine hohe Sicherheit bei der Verarbeitung von Informationen. Große Bedeutung kommt dabei den Lese- ⁶S vorrichtungen zu, die die dem Fördergut oder der Fördervorrichtung mitgegebenen Informationen erkennen müssen. Durchläuft das Fördergut verschiedene For-170

dermittel, so ist es zweckmäßig oder auch notwendig, diese Informationen dem Fördergut selbst mitzugeben. Da es sich hierbei vielmehr um verlorene Informationsträger handelt, sollten diese sehr billig sein. Aus diesem Grunde haben sich z. B. Aufkleber durchgesetzt die die information in binär codierter Form als Loch oder Strich enthalten.

Für das Lesen dieser Informationen sind Einrichtungen bekannt, die die Information entweder parallel oder seriell lesen. Das parallele Lesen der Information ist sehr sicher, da für jedes Zeichen ein entsprechender Lesekopf vorhanden ist; stellt aber auch die teuerste Lösung dar. Billiger sind seriell lesende Geräte, die nur einen Lesekopf enthalten und die einzelnen Zeichen der gesamten Information nacheinander lesen.

Um beim seriellen Lesen die gleiche Sicherheit wie beim Parallellesen zu erreichen, sind Mehrfachlesungen erforderlich, die miteiiiander zu vergleichen sind. Hierfür bieten sich folgende Möglichkeiten:

Beim Lesekopf mit festem Lesestrahl und vorbeibewegtem Informationsträger werden mehrere Lesestationen hintereinander angeordnet. Dieses erfordert jedoch zusätzlichen Platz, und der Aufwand kommt an den der Parallellesung heran.

Bei einer anderen Variante wird die Lesung durch einen Lesestrahl vorgenommen, der durch einen rotierenden Spiegel abgelenkt wird. Ist die Ablenkgeschwindigkeit groß gegenüber der Fördergeschwindigkeit, so kann die Information während der Fortbewegung mehrfach gelesen werden. Diese Geräte erfordern jedoch eine relativ komplizierte Mechanik und Optik.

Weiterhin ist bereits eine Anordnung bekannt (vgl. DT-OS 17 74 490). bei der die aus Strichen unterschiedlicher Breite bestehenden Zeichen mehrfach seriell mit dem Lesestrahl einer Fernsehkamera abgetastet werden und bei der die binäre Wertigkeit der Zeichen durch den Vergleich mit der Lesedauer eines Sollwertstriches ermittelt wird. Dies geschieht in der Weise, daß die einzelnen Zeichen in Impulskreisläufen je nach ihrer relativen Dauer getrennt werden, wobei das Referenzniveau der Trennkreisläufe durch eine der Lesedauer des Sollwertsignals proportionale Referenzspannung gesteuert wird. Zur Erhöhung der Sicherheit der Lesung können den Impulskreisläufen Zählkreisläufe nachgeschaltet werden, die erst bei einer größeren Zahl von übereinstimmenden Lesungen eine Ausgabe des Ergebnisses zulassen. Eine derartige Unterscheidung und Weiterverarbeitung der Zeichen ist relativ aufwendig und erfordert wegen der Benutzung analoger Größen im Vergleichskreis doch erhebliche Zeichenunterschiede, was sich wiederum in einer Begrenzung des zulässigen Leseabstandes bemerkbar machen wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Wertigkeit der Zeichen relativ einfach und genau ermittelbar ist und die Gesamtinformation zuverlässig und störungssicher aufbewahrt und für den Vergleich hinsichtlich der Mehrfachlesung bereitgestellt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen über Gatter an einen Sollwertzähler und einen Zeichenzähler angeschlossenen Taktgeber, durch die Freigabe des Sollwertzählers abhängig von der Lesedauer des Vergleichssollwertstriches, die jeweilige Freigabe des Zeichenzählers abhängig von der Lesedauer eines Zeichens, durch ein an die Zähler angeschlossenes Vergleichsglied, durch die Übertragung des Ergebnisses vom Vergleichsglied in ein abhängig von

den Zeichen getaktetes Schieberegister und Löschung des Zeichenzählers durch parallele Übernahme des Inhalts des Schieberegisters in ein weiteres Register beim Bildrücklauf und durch ein an das Schieberegister und das weitere Register angeschlossenes zusätzliches Vergleichsglied, das bei mehrfachem Übert anstimmen die Ausgabe der Lesung freigibt.

Durch diese Digitalisierung und r!^:gitale Weiterverarbeitung der Meßsignale ist eine sichere Erfassung auch bei relativ geringen Zeichenunterschieden, d.h. bei relativ großem Leseabstand, möglich.

Die SteiAirung der Zähler kann in besonders einfacher Weise durch Zeitglieder vorgenommen werden, die an Grenzwertmelder zur Auswertung des Videosignals angeschlossen sind. Um dabei den Aufwand hinsichtlich der Auswertung möglichst gering zu halten, ist mit Vorteil durch die Grenzwertmelder nur ein aus dem Videosignal ausgeblendeter, balkenförmiger BiIdtpil auswertbar.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 das Sehfeld der Fernsehkamera,

F i g. 2 ein Prinzipschaltbild der Anordnung,

F i g. 3 die Auswertung des Videosignals.

F i g. 4 die Umsetzung des Informationssignals in Digitalwerte.

F i g. 5a und 5b ein Video- und Informationssignal und

Fig.6 den Zusammenhang /wischen Binärcode, Informationssignal und Bildrücklauf.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, wird für die Abtastung des Informationsträgers 31 auf dem Fördergut 4 ein elektronisch abgelenkter Lesestrahl la einer Fernsehkamera benutzt. Die Elektronik der handelsüblichen Fernsehkamera 1 zerlegt das Bild in einzelne Bildpunkte und Zeilen, die am Videoanschluß als analoges Videosignal VS zur Vergügung stehen.

Aus den seriellen Bildsignalen des Videosignals VS, die noch mit den Zeilenrücklaufsignalen ZR und Bildrücklaufsignalen BR versehen sind, werden in einer Anpaßschaltung 2 den Strichmarkierungen proportionale Informationssignale /S erzeugt und zusammen mit dem Bildrücklaufsignal BR in eine Informationsauswertung 3 gegeben, die entsprechende binäre Wertigkeiten feststellt und am Ausgang A als Binärsignal zur Verfügung stellt.

Auf dem Fördergut 4 ist das Sehfeld 30 der Fernsehkamera 1 strichpunktiert umrandet (Fig. 1). Auf der oberen Seite des Sehfeldes 30 ist der gestrichelt umran- 5« dete Informationsträger 31 erkennbar, auf den der Informationsteil 7 in Form eines binären Coderasters mit als Zeichen dienenden Strichen 32, 33 unterschiedlicher Breite 61, te aufgebracht ist. Ein Strich 32 von der Breite b\ entspricht dabei dem Binärwert 1 und ein schmaler Strich von der Breite te dem Binärwert 0. Zusätzlich zum Informationsteil 7 ist noch ein Vergleichssollwertstrich 8 von der Breite b vorgesehen, Jer als Maßstab für die Strichbreite des Informationsteiles dient. Hierdurch ist man vom Leseabstand weitgehend unabhän-

Der Lesestrahl lader Fernsehkamerat überstreicht dabei in Zeilen- und Förderrichtung 5 die einzelnen Zeichen der Information und liest sie nacheinander in Richtung des Pfeiles 9.

Wie hier gezeigt, ist be> langsamen Fördereinrichtungen mit etwa 10 Meter pro Minute für die Abtastung des quer zur Förderrichtung angeordneten Informationsträgers die Bildfrequenz ausreichend, durch die in 20 Millisekunden -das gesamte Bild abgetastet wird Damit der Informationsträger nicht das gesamte Sehfeld 30 der Fernsehkamera 1 ausfüllen muß, wird durch eine entsprechende Schaltung ein balkenförmiger, senkrecht stehender Bildteil 6 aus dem Sehfeld 30 zur Informationsabgsbe ausgeblendet

Für schnell verlaufende Fördervorgänge kann die Abtastung mit Zeilenfrequenz vorgenommen werden. Hierzu kann die Kamera um 90° gedreht werden, so daß die einzelnen Zeichen in Förderrichtung liegen. Die Abiastfrequenz liegt dann bei 16 250 Hz, entspricht 61,5 Mikrosekunden pro Durchlauf.

F i g. 5a zeigt vereinfacht das Videosignal VS am Videoausgang der Fernsehkamera 1. Es besteht aus dem negativen Zeilenrücklaufsignal ZR, dem Bildsignal mit den Unterschieden Hellwert H und Schwarzwert SW und dem Bildrücklaufsignal BR.

Sei z. B. angenommen, daß gerade eine Zeile abgetastet wird, in der einer der Striche 32,33 liegt, so ergibt sich vom linken Bildrand (Sehfeld) aus gesehen zunächst nach dem Zeilenrücklaufsignal ZR ein Hellwert H, der beim Erreichen des Zeichens in den Schwarzwert SWübergeht usw. Dieser Ablauf wird sich so lange wiederholen, bis in einer Zeile das Zeichen nicht mehr gelesen werden kann und in der Zeile nur noch ein Hellsignal auftritt.

Durch die im Zusammenhang mit F i g. 3 beschriebene Schaltung wird dafür gesorgt, daß, solange ein definiertes binäres Informationssignal /Sausgegeben wird, zu einem bestimmten Zeitpunkt nach dem Zeilenrücklaufsignal ZR (Ausblendung) ein Schwarzwertsignal SlV auftaucht. Damit ist dieses binäre Informationssignal in seiner Zeitdauer Γ proportional der jeweils gelesenen Strichbreite; also Γι proportional b\ und Ti proportional te, wie aus F i g. 6 näher ersichtlich.

Wie aus F i g. 3 zu erkennen, wird durch das Zeilenrücklaufsignal ZR im Videosignal VS ein Grenzwertmelder 23 betätigt, der zwei Zeitglieder 26 und 27 von der Laufdauer /1 und ti anstößt. Während der Laufdauer /1 des Zeitgliedes 26 ist das Gatter 28 gesperrt (Ausblendung), so daß der beim Schwarzwert SW ansprechende Grenzwertmelder 24 nur während der Zeit ti sein Ausgangssignal weitergeben kann. Solange nun jeweils im Zeitraum ft ein Signal vom Grenzwertmelder 24 an das Zeitglied 29 kommt, läuft dieses für die Zeitdauer fi weiter. Ist dies wegen des Verschwindens des Schwarzwertes im Zeitpunkt ß nicht mehr der Fall, so wird das als Informationssignal dienende Ausgangssignal des Zeitgliedes 29 beendet. Die Dauer dieses binären Ausgangssignals ist somit, wie bereits vorher erwähnt, der Breite b\ bzw. te des jeweils abgelesenen Striches 32 bzw. 33 proportional.

Zusätzlich wird auch noch aus dem Videosignal VS über einen weiteren Grenzwertmelder 25 das Bildrücklaufsignal BR ausgesieb' und über ein Zeitglied 40 der in F i g. 4 näher beschriebenen Scha'tung zur Verfugung gestellt, welche auch das Informationssignal weiterverarbeitet.

Bei der Lesung wird zunächt über eine elektronische Weiche 12 das dem Vergleichssollwertstrich von der Breite b zugeordnete binäre Signal von entsprechender zeitlicher Dauer an ein Gatter 21 gelegt und dieses während der Signaldauer geöffnet. Hierdurch gelangen die Pulse eines Taktgebers 13 über das Gatter 21 in einen Sollwertzähler 10, dessen Stand dann nach erneuter Sperrung des Gatters 21 der Breite b des Vergleichssollwertstriches 8 proportional ist. Anschließend

wird zeitabhängig die Weiche 12 umgestellt und das ebenfalls an den Taktgeber 13 angeschlossene Gatter 22 dann jeweils entsprechend der Zeitdauer Γι bzw. 7i> der binären Informationssignale freigegeben. Der jeweils nach Sperrung des Gatters 22 im Zeichenzähler 11 vorliegende Zählerstand ist somit proportional der Breite b\ bzw. te der Striche 32 bzw. 33. Der jeweilige Stand dieses Zeichenzählers 11 wird dann mit dem Stand des Sollwertzählers 10 in einem Vergleichsglied 14 verglichen und entschieden, ob der Stand des Zeichenzählers 11 größer (bedeutet »Eins«-Signal) oder kleiner (bedeutet O-Signai) als der Stand des Sollwertzählers 10 ist. Das Ergebnis wird dann jeweils in einem Schieberegister 15 kurz nach dem Ende des Informationssignals 15 übertragen und der Zähler 11 gelöscht. Die nacheinander übernommenen Signale des Schieberegisters 15 werden nach dem Bildrücklauf durch das Bildrücklaufsignal BR parallel in ein Register 16 übernommen und die Weiche 12 wieder umgestellt. Bei der nächsten Lesung wird dann der Stand des Schieberegisters 15 mit dem Stand des Registers 16 vor der Übernahme verglichen. Ergibt der ausgeführte Vergleich Übereinstimmung, so wird über ein Vergleichsglied 17 ein Zähler 18 weitergeschaltet. Dieser gibt bei einer vorgegebenen Zahl von z. B. vier übereinstimmenden Lesungen das Gatter 2¹J frei. Damit steht die Information des Registers 16 über eine Ausgabestufe 19 am Ausgang A als Information zur Verfugung.

Abschließend sei noch eine etwas andere Form der Darstellung des Coderasters erwähnt:

Wie bereits erwähnt, liefert die Anpaßschaltung Signale, die zeillich proportional der Strichbreite sind. Die einfachste Darstellung binärer Signale wäre durch die Aussage: »Strich oder kein Strich« gegeben, die dann in einem bestimmten Raster angeordnet sind. Diese Darstellung erfordert normalerweise einen Zweispurcode, bei dem die Spur 2 die Taktspur darstellt. Bei der dynamischen Abtastung mit abgelenktem Strahl einer Fernsehkamera kann man jedoch mit einem Einspurcode auskommen, indem man durch die Auswerteschaltung ein internes Coderaster schafft. Hierzu werden vor dem eigentlichen Informationsteil als Maßstat zwei Strichmarkierungen angebracht, deren Abstand den Sollwert für das zu bildende Coderaster darstellt Eine Vergleichsschaltung stellt dann fest, ob zu derr Zeitpunkt, wo die Rastermarke erscheint, ein Informa tionssignal anliegt. Signal bedeutet dann beispielsweise Informationswertigkeit !,kein Signal Informationswer tigkeit 0. Die nacheinander gelesenen Signale werder dann in ein Schieberegister gegeben und in gleichei Weise, wie vorstehend erwähnt, weitervcrarbeitet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

22 3 Patentansprüche:

1. Anordnung zum mehrfachen seriellen Lesen der Zeichen eines binären optischen Coderasters S auf einem Informationsträger in Förderanlagen, bei der die aus Strichen unterschiedlicher Breite bestehenden Zeichen mit dem elektronischen abgelenkten Lesestrahl einer Fernsehkamera abtastbar sind, bei der ein zusätzlich auf dem Informationsträger so angeordneter und abgetasteter Vergleichssollwertstrich vorgesehen ist, bei der die binäre Wertigkeit des jeweiligen Videosignals durch Vergleich mit der Dauer des Vergleichssollwertstriches ermittelbar ist und bei der nach einer vorgesehenen Zahl von glei- »5 chen Lesungen die gelesene Information des Coderasters freigebbar ist, gekennzeichnet durch einen über Gatter (21, 22) an einen SoII-werizähler (10) und einen Zeichenzähler (11) angeschlossenen Taktgeber (13), durch die Freigabe des Sollwertzählers (10) abhängig von der Lesedauer des Vergleichssollwertstriches (8), die jeweilige Freigabe des Zeichenzählers (11) abhängig von der Lesedauer eines Zeichens, durch ein an die Zähler (10, 11) angeschlossenes Vergleichsglied (14). durch die Übertragung des Ergebnisses vom Vergleichsglied in ein abhängig von den Zeichen getaktetes Schieberegister (15) und Löschung des Zeichenzählers (11) durch parallele Übernahme des Inhalts des Schieberegisters (15) in ein weiteres Register (16) beim Bildrücklauf (BR) und durch ein an das Schieberegister (15) und das weitere Register (16) angeschlossenes zusätzliches Vergleichsglied (17), das bei mehrfachem Übereinstimmen die Ausgabe der Lesung freigibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sollwertzähler (10) und Zeichenzähler (11) durch Zeitglieder (26,27 und 29) steuerbar sind, die an Grenzwertmelder (23, 24, 25) zur Auswertung des Videosignals (VS) angeschlossen sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß durch die Grenzwertmelder (23. 24, 25) nur ein aus dem Videosignal (VS) ausgeblendeter, balkenförmiger Bildteil auswertbar ist.