DE3205189C2

DE3205189C2 - Anordnung zur Erkennung eines Orientierungszeichens

Info

Publication number: DE3205189C2
Application number: DE19823205189
Authority: DE
Inventors: Peter Frederik 6900 Heidelberg Hewkin
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1982-02-13
Filing date: 1982-02-13
Publication date: 1985-09-12
Also published as: DE3205189A1

Abstract

Zur Erkennung eines Orientierungszeichens nach Form und Lage werden nacheinander vier unterschiedliche Testvorgänge durchgeführt. Dabei werden Eigenschaften des unbekannten Zeichens mit gespeicherten Referenzparametern erst in x-Richtung und dann in y-Richtung verglichen. Dann werden die Mittelpunktskoordinaten und der Radius berechnet. In einem letzten Test werden die Abtastdaten der kreisringförmigen Fläche des unbekannten Zeichens mit den Daten eines gespeicherten bekannten Zeichens verglichen. Danach ist das Orientierungszeichen nach Form, Lage und Orientierung eindeutig bestimmt.

Description

durchgeführt, um das Vorhandensein und die Lage des

Orientierungszeichens zu erkennen. Zu diesem Zweck sind in einem Musterspeicher Referenz- bzw. Musterpa-

45 rameter abgelegt, die den entsprechenden Parametern

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur des zu erkennenden Orientierungszeichens sehr ähnlich

Erkennung eines Orientierungszeichens und liegt auf sind.

dem Gebiet der opto-elektronischen Musterkennung Im ersten Test wird eine Zeile in x-Richtung von der und findet beispielsweise Anwendung als Hilfsmittel bei Kamera 1 abgetastet, digitalisiert und im Bildspeicher 2 der automatischen Code-Lesung beim Sortieren von 50 abgelegt. Die in einem ^-Musterspeicher 3 gespeicher-Paketen, ten Daten des Referenzzeichens werden mit den erfaß-Aus der EP-A-27 594 ist ein Verfahren zum Identifi- ten Daten aus dem Bildspeicher 2 in einem Komparator zieren von Gegenständen bekannt, bei dem die in belie- 4 verglichen. Dem Komparator 4 ist eine Entscheibiger Position erscheinenden Gegenstände optoelek- dungslogik 5 nachgeschaltet. Stimmen die gespeichertronisch und zeilensequentiell abgetastet werden. In 55 ten mit den abgetasteten Daten überein, wird der nächdrei Verfahrensschritten werden sodann die Gegenstän- ste Erkennungstest vorgenommen. Stimmen die Daten de mit den aufgebrachten Strichen, Rastern, Balkenco- nicht überein, wird der erste Testvorgang mit der nächdes, Etiketten mit Klarschriftzeichen usw. in ihrer Dreh- sten Zeile fortgesetzt. In diesem ersten Test wird die lage erkannt. Dies geschieht durch Abtasten und Zählen Plausibilitätsprüfung in x-Richtung für das Vorhandender Hell-Dunkel-Übergänge (Kontrastlinienmuster — 60 sein des Durchmessers eines Orientierungszeichens vor-PIC) der Gegenstände und Vergleich mit einem Refe- genommen.

renzgegenstand. Nachteilig ist hierbei die Ungenauig- Im zweiten Test wird eine Plausibilitätsprüfung in y-

keit bei Parallelität von Abtastrichtung und PIC-Muster. Richtung für das Vorhandensein des halben Durchmes-

Ein aufwendiges Rasterablenksystem bzw. zwei in un- sers eines Orientierungszeichens vorgenommen. Zu die-

terschiedlichen Lagen auf dem Abtastfeld (Etikett) an- 65 sem Zweck ist der Entscheidungslogik 5 ein weiterer

gebrachten PIC-Muster werden benötigt, um einen Komparator 6 nachgeschaltet. In diesem Komparator 6

Punkt in dem Abtastfeld eindeutig zu bestimmen. Nach- werden die von der Kamera 1 im Bildspeicher 2 abgc-

teilie ist weiter, daß ein konstanter Abstand zwischen speicherten Daten in y-Richtung mit den Daten des Re-

ferenzzeichens aus einem y-Musterspeicher 7 verglichen. Aus dem ersten Test wird die x-Koordinate des Orientierungszeichen-Mittelpunktes berechnet Der Test in der y-Richtung startet bei dieser x-Koordinate in der eben aufgenommenen Zeile und läuft bei gleicher ^-Koordinate durch die vorher im Bildspeicher abgelegten Zeilen. Damit ist ein Halbbild des unbekannten Orientierungszeichens erkannt In eine? nachgeschalteten Entscheidungslogik 8 wird bei Obereinstimmung der senkrechten Daten von Referenz- und unbekanntem Zeichen eine nachgeschaltete Mittelpunktsberechnung vorgenommen und bei Nichtübereinstimmung die nächste Zeile abgetastet

Der Entscheidungslogik 8 ist ein Rechen- und Speicherglied 9 nachgeschaltet Hier werden in einem dritten Test aus den erkannten x- und ^-Koordinaten des (halben) Orientierungszeichens die Mittelpunktskoordinaten und der Radius berechnet Gleichzeitig wird in Anlehnung an das Referenzzeichen, ausgehend von dem halben erkannten Orientierungszeichen, berechnet, bei welcher abgetasteten Zeile das gesamte unbekannte Zeichen zu Ende sein müßte. Die Berechnung dieser Zeile erfolgt in dem Rechen- und Speicherglied 9 und wird in einem nachgeschalteten Fifo-Schieberegister 10 abgelegt In einem weiteren Komparator 11 wird verglichen, ob die im Fifo 10 gespeicherte Zeilennummer, die das Zeilenende des Zeichens beinhaltet mit der aktuellen, gerade von der Kamera aufgenommenen Zeilennummer übereinstimmt Bei Nichtübereinstimmung wird in einer Entscheidungslogik 12 die nächste Zeile der Kamera 1 bzw. des Bildspeichers 2 und bei Obereinstimmung der vierte Test begonnen.

Der Entscheidungslogik 12 ist ein Speicherglied 13 nachgeschaltet in dem eine kreisförmige Abtastung des Kreisringes des Orientierungszeichens vorgenommen wird. Hierdurch wird eine Aussage über die Lage und Vollkommenheit des Kreisringes gemacht und damit die endgültige Bestimmung des Zeichens erzielt Im Speicherglied 13 werden die abgetasteten Schwarzwerte des Kreisringes gezShlt und mit den entsprechenden Werten des Referenzzeichens verglichen. Die im O-Muster 14 gespeicherten Schwarzwerte werden im Komparator 15 mit den abgetasteten Werten verglichen, so daß in der nachgeschalteten Entscheidungslogik 16 bei Nichtübereinstimmung ein weiterer Verarbeitungsgang eingeleitet bzw. bei Übereinstimmung das eindeutig identifizierte Zeichen ausgegeben wird.

Damit ist das OfieiUierungszeichen in seinen x-y-Koordinaten und seiner Form erkannt Dies reicht für viele einfache Erkennungsmöglichkeiten aus. Soll dagegen die Drehlage, also die Lage des Zeichens zu anderen Zeichen oder Gegenständen in einem Abtastfeld erkannt werden, sind zusätzliche Informationen erforderlich. Dazu sind beispielsweise um den Kreisring des Orientierungszeichens zwei radiale Balken mit bekanntem Abstand zueinander angeordnet. Möglich wäre aber auch nur ein Balken. In einer nicht dargestellten Speicher- und Logikschaltung wird um den jetzt bekannten Mittelpunkt des Orientierungszeichens ein Kreis mit festgelegtem Radius geschlagen, der den oder die Balken berührt In einer Speicherschaltung werden die Lage der Berührungspunkte bestimmt und mit einem gespeicherten Wert eines bekannten Musters verglichen. Durch Verdrehen (Verschieben) des Orientierungszeichenabtastkreises in eine bestimmte Richtung wird erreicht, daß sich die Lage der Berührungspunkte ändert und endlich den Wert des bekannten Musters erreicht. Damit ist die Drehlage des Orientierungszeichens in einem Abtastfeld gefunden. Derartige Verfahren zur Drehlageerkennung sind bekannt aus DE-OS 27 48 604 und DE-AS 25 18 077.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

r

1 2

der Abtasteinrichtung und dem Gegenstand nötig ist.

Patentanspruch: Gegenstände unterschiedlicher bzw. unbekannter Höhe, beispielsweise Pakete mit aufgedrucktem Balkenco-

Anordnung zur Erkennung eines Orientierungs- de, können nicht mehr fehlerfrei erkannt werdan. zeichens, dadurchgekennzeichnet, daß ei- 5 Aufgabe der Erfindung war es deshalb, eine Anordner Aufnahmekamera (1) ein Bildspeicher (2) nach- nung zu finden, mit der eine schnelle und sichere Bestimgeschaltet ist, mung Ober das Vorhandensein und die Lage eines daß ein nachgeschalteter erster Komparator (4) die Orientierungszeichens erfolgt

aktuellen Abtastdaten in x-Richtung aus dem Bild- Erfindungsgemäß wird dies durch das Kennzeichen

speicher (2) mit den Daten eines ersten Musterspei- io des Patentanspruchs erzielt ^r

chers (3) zeilenweise vergleicht und eine nachge- Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist

schaltete erste Entscheidungslogik (5) bei Nicht- die große Störsicherheit der Erkennung auch bei

Übereinstimmung die nächste Zeile und bei Oberein- schlecht gedruckten Orientierungszeichen und unsau-

stimmung ein zweiter Komparator (6) ansteuert, berem Hintergrund, wodurch die Verarbeitungssicher-

daß der zweite Komparator (6) die Abtastdaten aus 15 heit erheblich gesteigert werden kann. Von besonderem

einem zweiten Musterspeicher (7) mit den aktuellen Vorteil ist dabei die Verwendung eines aus konzentri-

Daten in /-Richtung aus dem Bildspeicher (2) ver- sehen Kreisen bestehenden Orientierungszeichens mit

gleicht und eine nachgeschaltete zweite Emschei- bekannten Radien und kreisrunder Zentrumsfläche, wo-

dungslogik (8) bei Nichtübereinstimmung die nach- durch das Zeichen drehlageunabhängig ist

ste Zeile und bei Übereinstimmung ein Rechen- und 20 Vorteilhaft ist weiter, daß der Abstand zwischen Ab-

Speicherglied(9) ansteuert, tasieinrichtung und Gegenstand keine Rolle für die Er-

daß das Rechen- und Speicherglied (9) einmal über kennung spielt Die Anordnung bietet weiterhin die

ein Fifo-Schieberegister (10) und einmal direkt auf Möglichkeit, die Erkennung gleichzeitig mit der zeilen-

einen dritten Komparator (11) geschaltet ist und daß sequentiellen Bildaufnahme eines gesuchten Etiketts auf

das Ergebnis des dritten Komparators (11) auf eine 25 einem Paket durchzuführen. Nach Aufnahme jeder Zei-

dritte Entscheidungslogik (12) geführt ist wodurch Ie und deren Abspeicherung werden die benötigten Er-

bei Nichtübereinstimmung die nächste Zeile und bei kennungsvorgänge vor Aufnahme der nächsten Zeile

Übereinstimmung ein nachgeschaltetes Speicher- implementiert. Dies erleichtert den Einsatz von her-

glied (13) angesteuert wird, kömmlichen, preiswerten Zeilenkameras und ermög-

daß in dem Speicherglied (13) die abgetasteten und 30 licht das frühstmögliche Melden eines gefundenen

bereits erkannten Daten des Orientierungszeichens Orientierungszeichens.

gezählt und mit den gespeicherten Daten eines drit- Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen An-

ten Musterspeichers (14) in einem Komparator (15) Ordnung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher

auf Kreisform verglichen werden und daß von einer erläutert

nachgeschalteten vierten Entscheidungslogik (16) 35 Auf einem nicht gezeigten Förderband werden Pake-

entweder bei Nichtübereinstimmung die nächste te transportiert, auf denen jeweils ein Orientierungszei-

Zeile angesteuert wird oder bei Übereinstimmung chen angeordnet ist. Das Vorhandensein und die Lage

das Orientierungszeichen nach Form und Lage er- dieses Orientierungszeichens sollen erkannt werden. Zu

kannt ist. diesem Zweck ist über dem Förderband eine optische

40 Bildaufnahmevorrichtung angeordnet. Mit Hilfe einer Aufnahmekamera 1 werden vier unterschiedliche Tests