DE3541941A1 - Verfahren und anordnung zum kennzeichnen und erkennen von gegenstaenden - Google Patents

Verfahren und anordnung zum kennzeichnen und erkennen von gegenstaenden

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DE3541941A1
DE3541941A1 DE19853541941 DE3541941A DE3541941A1 DE 3541941 A1 DE3541941 A1 DE 3541941A1 DE 19853541941 DE19853541941 DE 19853541941 DE 3541941 A DE3541941 A DE 3541941A DE 3541941 A1 DE3541941 A1 DE 3541941A1
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DE19853541941
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Helmut A. 6720 Speyer Kappner
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/10861Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices sensing of data fields affixed to objects or articles, e.g. coded labels
    • G06K7/10871Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices sensing of data fields affixed to objects or articles, e.g. coded labels randomly oriented data-fields, code-marks therefore, e.g. concentric circles-code
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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Description

  • Verfahren und Anordnungen zum Kennzeichnen und
  • Erkennen von Gegenständen Technisches Gebiet Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Auf verschiedenen Gebieten ist es erforderlich, zuvor gekennzeichnete Gegenstände zu erkennen. So werden beispielsweise Transportbehälter mit einer individualisierenden Kennzeichnung versehen, aus welcher u. a. der Eigentümer und der Zeitpunkt der Inbetriebnahme zu ersehen ist. In der Getränkeindustrie kann somit der Weg des Leergutes verfolgt werden.
  • Ferner wird in Industriebetrieben eine Erkennung und entsprechende Steuerung von Werkstücken benötigt.
  • Derartige Tätigkeiten von Menschen durchführen zu lassen, ist häufig nicht sicher genug. Bei derart eintönigen Arbeiten läßt erfahrungsgemäß die Aufmerksamkeit der jeweiligen Person erheblich nach. Außer- dem verursachen derartige Tätigkeiten durch Menschen erhebliche Kosten.
  • Stand der Technik Es sind daher bereits viele Verfahren und Einrichtungen zum Erkennen von Gegenständen bekannt geworden, die auf dem maschinellen Erkennen von Codierungen beruhen.
  • Darunter haben optische Abtastverfahren den Vorteil, den Abstand zwischen Leseeinheit und dem zu erkennenden Gegenstand variieren zu können.
  • Andererseits ergeben sich Probleme, wenn die Lage der Codierung in bezug auf den optischen Sensor nicht genau einer vorgegebenen Lage entspricht oder im rauhen industriellen Einsatz die Codierung durch mechanische Einwirkung oder Verschmutzung partiell verändert wird.
  • Aus diesen Gründen sind bis heute Klarschrift-Codierungen im industriellen Materialfluß wenig bekannt, mit Ausnahme von Lesegeräten zum Lesen von Postleitzahlen auf Briefen und Etiketten.
  • Die bekannten Korrelationsverfahren zur Zeichenerkennung sind zu empfindlich gegenüber Fehlpositionierungen, insbesondere Drehlagenunterschieden, sowie Beeinträchtigungen der Zeichenform, wie sie im Industriebetrieb nicht ausgeschlossen werden können.
  • Dazu kommt, daß die bekannten Methoden zur Klarschrifterfassung einen großen technischen Aufwand bedingen.
  • Deshalb kommen in industrieellen Prozessen vorwiegend Barcodes zum Einsatz, wobei die Position der Codierung mit Hilfe der charakteristischen Abfolge der Striche gefunden werden kann und auch eine gewisse Toleranz gegenüber Beschädigungen vorhanden ist, oder es werden recht grobe Codierungen in Form von Löchern oder erhabenen Balken verwendet, welche jedoch vom Menschen nur schwer interpretierbar sind.
  • Die Verwendung von Orientierungszeichen ist in der Bildverarbeitung an sich bekannt. Bei bekannten Verfahren (DE 32 05 189 Al) sind jedoch spezielle Orientierungszeichen vorgesehen, welche auf Grund ihrer besonderen Form bei der Auswertung als solche erkannt werden. Dieser Vorgang kann jedoch durch Fehler der Orientierungszeichen, beispielsweise durch mechanische Beschädigungen, gestört sein, so daß die Orientierungszeichen nicht erkannt werden. Dieses stört den gesamten Erkennungsvorgang besonders, da die Erkennung der Orientierungszeichen am Anfang des gesamten Ablaufs steht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind keine besonders gestalteten Orientierungszeichen erforderlich. Es können z. B. kleine Rechtecke, Balken oder kreisscheibenförmige Punkte oder andere geometrische Formen sein. Auch Ausbrüche, teilweise Abdeckungen oder Fehlstellen der Zeichen oder der Orientierungszeichen beeinträchtigen die Funktion des erfindungsgemäßen Verfahrens innerhalb weiter Toleranzen nicht.
  • Darstellung der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß eine sowohl menschen- als auch maschinenlesbare Codierung mit einer geringen Fehlerrate erkannt wird und daß Abweichungen der Lage der Codierung sowie beliebige Drehlagen mit verhältnismäßig geringem technischen Aufwand erfaßt werden und damit den Erkennungsvorgang nicht beeinträchtigen. Weiter bietet es den Vorteil, daß die Codezeichen und Orientierungszeichen auch bei teilweiser Beschädigung noch sicher gelesen werden können.
  • Insbesondere können nunmehr vom Menschen leicht lesbare Klarschriftzeichen auch dauerhaft auf Werkstükke und Behälter, usw. aufgebracht werden, indem die Eigenschaft der segmentierten Darstellung ausgenutzt wird, wie in den Ansprüchen dargelegt, und diese Zeichen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ZU-gleich maschinell gelesen werden.
  • Auf dem Gebiet der Bildverarbeitung wird im allgemeinen unter dem Begriff "Maske" ein Bildausschnitt verstanden, welcher zur Selektion von relevanten und nichtrelevanten Teilen des Bildes dient. Eine Maske kann verschiedene Formen einnehmen und unter anderem kreisscheibenförmig oder rechteckförmig sein. Bei der Auswertung von Signalen in Echtzeit, welche mittels einer Videokamera erzeugt werden, wird eine Maske beispielsweise durch Impulse dargestellt, welche innerhalb vorgegebener Zeilen jeweils für einen vorgegebenen Teil der Zeile auftreten. Derartige Impulse werden zusammen mit dem in ein Binärsignal umge- wandelten Videosisnal einer Koinzidenzschaltung zugeführt. Am Ausgang der Koinzidenzschaltung stehen dann nur diejenigen Signale zur Verfügung, welche den in der Maske befindlichen Teilen des zu erkennenden Zeichens entsprechen.
  • Bei der Durchführung von entsprechenden Verfahren mit Hilfe der Computertechnik wird man zweckmäßigerweise innerhalb eines zuvor abgespeicherten Kamerabildes den einzelnen Bildelementen (Bildpunkten, Pixels) Adressen zuordnen und nur bei denjenigen Adressen den Bildinhalt auf das Vorhandensein von Zeichen überprüfen, welche als Maske gespeichert sind. Dabei ist es für den gewünschten Effekt im allgemeinen unerheblich, ob jede einzelne zu einer Maske gehörende Adresse oder lediglich einige Werte sowie ein dazugehöriger mathematischer Algorithmus gespeichert wird. So können beispielsweise für eine rechteckförmige Maske die Eckpunkte gespeichert werden und bei der Anwendung der Maske nur Punkte überprüft werden, deren Koordinaten zwischen den Eckpunkten liegen oder bei einer kreisscheibenförmigen Maske werden der Mittelpunkt und der Radius gespeichert.
  • So ist es beispielsweise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, mit an sich üblichen Transportmitteln, wie beispielsweise Rollenbahnen und Kreisförderern, die Gegenstände an die Einrichtung zum Erkennen heranzuführen und trotz der Ungenauigkeiten dieser Einrichtungen die Gegenstände mit geringer Fehlerrate zu erkennen.
  • Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zur Erkennung von rotationssymmet r i s c hen Gegenständen vor der Erzeugung der Masken für die Orientierungszeichen eine erste Maske für den auf dem Gegenstand gekennzeichneten Mittelpunkt und eine zweite Maske für ein Drehlagenzeichen des Gegenstandes erzeugt werden. Die erste Maske wird dann erforderlich, wenn der Gegenstand große Lagetoleranzen aufweist. Ist die Dreh lage der rotationssymmetrischen Gegenstände bei der Zuführung zur Erkennungseinrichtung unbestimmt, so wird in vorteilhafter Weise die zweite Maske kreisringförmig sein. Bei einer annähernden Vorgabe der Drehlage kann jedoch auch eine die voraussichtliche Lage des Drehlagenzeichens umfassende rechteck- oder kreisscheibenförmige Maske erzeugt werden.
  • Diese Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann besonders vorteilhaft zur Erfassung von Kegs und Fässern bei Betrieben der Getränkeindustrie, insbesondere bei Brauereien, angewendet werden. Dabei erhält jedes Keg eine vom Menschen lesbare Codierung, die u. a. eine Nummer für den Abfüllbetrieb und das Keg selbst enthält. Im Abfüllbetrieb kann dann bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens über eine Datenverarbeitungsanlage bei Ein- und Ausgang der Kegs eine Zuordnung der Ziel- bzw. Ursprungsadresse erfolgen, so daß Keg-Verluste einzelnen Kunden zugeordnet werden können. Weiterhin können beim Eingang der Kegs diejenigen ausgesondert werden, die einer Sicherheitsprüfung unter zog ei, werden müssen.
  • Es sind zwar Verfahren zur Codierung von Kegs und Fässern bekannt, die einen Lochcode am Umfang des Standringes des Kegs oder auf einem Metall-Etikett auf der Oberseite des Kegs verwenden, der von optischen Sensoren gelesen wird. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß das Keg zum Lesen gedreht werden muß bzw. der Code nicht menschenlesbar ist.
  • Gemän einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird vor der Erzeugung der Masken für die Orientierung 5-zeichen der Flächenschwerpunkt des die Codierung umfassenden Codefeldes ermittelt. Diese Weiterbildung ist in denjenigen Fällen anwendbar, bei welchen außer der Codierung und den Orientierungszeichen keine anderen optischen Zeichen zum Auffinden des Codefeldes auf den Gegenständen angebracht und sichtbar sind. Der Flächenschwerpunkt wird dabei je nach der statistischen Verteilung der Einzelzeichen geringfügig variieren. Diese Variation liegt jedoch innerhalb von Toleranzen, die kleiner sind als der Spielraum zwischen den Orientierungszeichen und den Masken für die Orientierungszeichen. Dadurch bleibt eie anschließende Erfassung der Orientierungszeichen möglich.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird davon ausgegangen, daß die Transporteinrichtung die Gegenstände zwar nicht so genau an die Erkennungseinrichtung heranführt, daß ein Erkennen der Codierung möglich ist, jedoch genau genug, damit die Orientierungszeichen innerhalb vorgegebener Masken zu liegen kommen.
  • Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß nach der Ermittlung des Flächenschwerpunktes eine kreisringförmige Maske für die Orientierungszeichen erzeugt wird, wobei der Mittelpunkt der Maske durch den Flächenschwerpunkt gebildet wird. Damit wird eine Erfassung der Orientierungszeichen und damit des Codefeldes sowie der Lage der einzelnen Codezeichen auch dann ermöglicht, wenn die Dreh lage des Codefeldes nicht vorher festgelegt ist.
  • Eine besondere Ausgestaltung dieser Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Orientierungszeichen mit unterschiedlichen Abständen vom Flächenschwerpunkt angeordnet sind und daß mehrere Masken für die Orientierungszeichen mit unterschiedlichen Abständen vom Flächenschwerpunkt erzeugt werden, wobei mindestens die erste Maske kreisringförmig und konzentrisch zum Flächenschwerpunkt ist.
  • Durch die in den weiteren Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Ferner sind in den Unteransprüchen Anordnungen zur Durchführung des er f indungsgemäßen Verfahrens angegeben.
  • Kurze Beschreibung der Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigt: Fig. 1 eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 und Fig. 3 eine Anordnung zur Erkennung von Kegs, Fig. 4 die Oberseite eines Kegs mit einer erfindungsgemäßen Codierung, Fig. 5 eine erfindungsgemäße Codierung, Fig. 6 eine schematische Darstellung der Abtastung eines Zeichens mit einer Maske, Fig. 7 numerische Schriftzeichen zur Verwendung beim erfindung s gemäßen Verfahren, Fig. 8 eine radial und exzentrische angeordnete Codierung für zylindrische Gegenstände, Fig. 9 ein zentrisch angeordnetes Codierfeld mit Orientierungszeichen für zylindrische Gegenstände, Fig. 10 eine exzentrische Anordnung eines Codierfeldes mit Orientierungszeichen für zylindrische Gegenstände mit zwei möglichen Positionen für Drehlage-Orientierung, Fig. 11 und Fig. 12 eine Einrichtung zur Erkennung von Flaschen, Fig. 13 und Fig. 14 eine Anordnung von Code-Zeichen mit erhabener Aufbringung der Zeichen, Fig. 15 und Fig. 16 eine Einrichtung zur Erkennung von Flaschenkästen, Fig. 17, Fig. 18 und Fig. 19 Anordnungen von Codierungen auf Kegs, Fig. 20, Fig. 21 und Fig. 22 verschiedene Codierungen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, und Fiy. 23 eine Plakette mit einer Codierung, Orientierungszeichen und einem weiteren Orientierugszeichen.
  • Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei nimmt eine elektronische Kamera 1 das Bild des zu erkennenden Gegenstandes bzw. der interessierenden Teile davon auf. Die Kamera 1 kann eine herkömmliche Videokamera mit einer Aufnahmeröhre oder mit einem Halbleiter-Flächensensor oder auch eine sogenannte Zeilenkamera sein. Die Ausgangssignale der Kamera 1 werden zu einem Kamerainterface 2 geleitet, welches die Videosignale zur weiteren Bearbeitung vorbereitet. Diese erfolgt in erster Linie durch eine Binärisierung der Videosignale, um aus der Vielzahl der von der Kamera aufgenommenen Grauwerte ein binäres Signal zu erhalten, welches nur zwei Zustände einnehmen kann in Abhängigkeit vom Vorliegen von zu erkennenden Zeichen. Die bei der Binärisierung verwendete Schwelle ist je nach Kontrast des aufgenommenen Bildes einstellbar. Diese Techniken sind an sich bekannt und brauchen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht näher erläutert zu werden. Auch die Wiedergabe des Videosignals oder des binären Videosignals mit Hilfe eines Monitors 3 ist bekannt sowie die überlagerte Darstellung beider Signale.
  • Das Kamera interface 2 ist nun einerseits über einen Adreß-, Daten- und St eue rbus 4 und andererseits über einen Videobus 5 mit anderen Baugruppen der Anordnurlg nach Fig. 1 verbunden. Dabei enthält die Bau- gruppe 6 einen Echtzeit-Grauwert-Analyzer mit Maskengenerator. Mit Hilfe dieser Baugruppe wird der Grauwert der mit Hilfe der Kamera 1 abgetasteten speziellen Grauwertbestimmungszeichen ermittelt und die Binärisierungsschwelle sowie gegebenenfalls eine Belichtungsautomatik der Kamera 1 entsprechend gesteuert. Ein in der Baugruppe 6 enthaltener Maskengenerator erzeugt eine Maske, mit welcher man von vornherein die Auswertung auf einstellbare Bi ldbereiche begrenzen kann. Derartige Schaltungen und Verfahren sind ebenfalls grundsätzlich bekannt und brauchen im Zusammenhang mit der Erfindung nicht näher erläutert zu werden.
  • Die nächste Baugruppe 7 umfaßt eine Bildverarbeitungseinheit mit verschiedenen Aufgaben. So können mit der Bildverarbeitungseinheit 7 Flächenmessungen, Schwerpunktsbestimmungen und Kantendetektionen vorgenommen sowie Masken erzeugt werden.
  • Eine Prozessor-Baugruppe enthält einen Mikroprozessor und Programmspeicher zur Steuerung des Verfahrensablaufs.
  • Verschiedene Bildverarbeitungsschritte lassen sich günstiger durchführen, wenn das aufzunehmende Bild über mehrere Bildperioden zur Verfügung steht. Dieses kann einerseits dadurch sichergestellt werden, daß der zu erkennende Gegenstand entsprechend lange vor der Kamera 1 festgehalten wird oder - falls dieses nicht möglich oder nicht sinnvoll ist - das einmal aufgenommene Bild in einem Bildspeicher 9 abgelegt wird.
  • Fig. 2 stellt schematisch eine Anordnung zum Erkennen von Kegs 11 dar, welche auf einer Rollenbahn 12 durch das Sichtfeld 13 einer Kamera 1 durchgeführt werden. Fig. 3 stellt die gleiche Anordnung als Draufsicht dar. Die Kamera 1 ist an einen Bildverarbeitungsrechner 14, wie in Fig. 1 dargestellt wurde, angeschlossen. Eine ringförmige Leuchte 15 beleuchtet das Sichtfeld 13 der Kamera 1. Auf der oberen Fläche der Kegs 11 sind Codierungen 16 angebracht, welche mit Hilfe der Kamera 1 und des Bildverarbeitungsrechners 14 gelesen werden. Eine Lichtschranke 18 löst das kurzzeitige Festhalten des Kegs in einer Dreipunkt-Positioniereinheit, bestehend aus einem beweglichen Anpreß-Zylinder 91 und zwei feststehenden Rollen-Widerlagern 92, 93, und damit den Start des Ablaufs des Erkennungsverfahrens aus. Eine fest angeordnete Grauwertskala 17 oder eine einheitlich eingefärbte Grauwertfläche kann vom Bildverarbeitungsrechner ebenfalls ausgewertet werden, um bei der Bewertung der Codierung 16 ein Bezugsnormal für die Beleuchtungsstärke zu haben.
  • Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Kegoberseite sowie der Grauwertskala 17. Mit Hilfe der Rollenbahn 12 und der Positioniereinheit 91, 92, 93 erfolgt eine derart genaue Positionierung des Kegs, daß der Mittelpunkt des Kegs 21 lediglich um einige Millimeter von der Soll-Lage abweicht.
  • Gegebenenfalls kann zu einer noch genaueren Mittelpunktbestimmung vor der Auswertung der Orientierungszeichen auch das Bild des Edelstahl-Fittings zu einer ersten Lageerkennung herangezogen werden, indem das schwarze Ventilgummi 20 als Orientierungszeichen benutzt wird oder - bei Verwendung einer Abdeckhaube auf dem Fitting - eine ähnliche Markierung oder ein Punkt mittig auf der Abdeckhaube angebracht werden, und diese zu einer ersten Lageerkennung herangezogen werden. Innerhalb des Bildverarbeitungsrechners wird hierzu eine kreisscheibenförmige Maske erzeugt, welche konzentrisch zur Soll-Lage des Kegmittelpunktes 21 ist.
  • Der Radius der Maske ist größer als der äußere Durchmesser des schwarzen Ventilgummis bzw. der Markierung auf der Abdeckhaube, jedoch kleiner als der Durchmesser des Fittings 22. Dadurch ist sichergestellt, daß in der Maske nur das Ventilgummi bzw.
  • die Markierung als dunkler Bereich vor der ansonsten hellen Oberfläche des Fittings bzw. der Schutzkappe erscheint. Eine Berechnung des Schwerpunktes des dunklen Bereiches ergibt die exakte Lage des Keg-Mittelpunktes.
  • Zur Erkennung des Kegs ist auf dessen Oberseite ein Codierfeld 23 angeordnet, welches eine in Zusammenhang mit Fig. 5 näher erläuterte Codierung trägt.
  • Neben dem Codierfeld 23 sind zwei Orientierungszeichen 24, 25 angeordnet. Ein weiteres Orientierungszeichen 26 ist zwischen dem Keg-Mittelpunkt und dem Codierfeld 23 angeordnet. Die Zeichen können hell vor dunklem Hintergrund oder dunkel vor hellem Hintergrund ausgeführt sein.
  • Da die Kegs bezüglich ihrer Dreh lage nicht festgelegt sind, wird zunächst die Dreh lage ermittelt. Dazu wird eine kreisringförmige Maske 27 erzeugt. Bildteile, welche innerhalb der Maske 27 liegen, werden als Drehlagen-Orientierungszeichen 26 erkannt, wenn sie eine Reihe von zusammenhängenden Pixeln aufwei- sen, die zum Untergrund kontrastieren, und deren Anzahl der Breite des Drehlagen-Orientierungszeichens entspricht. Für die Drehlagen-Erkennung selbst kann z. B. ein stell enbewe rtende s Verfahren wie folgt verwendet werden: Hierbei wird die Winkellage jedes Kreispixels in eine Tabelle abgelegt, beginnend mit dem ersten Pixel und endend mit dem letzten Pixel des Vollkreises. Dann werden die Pixel des Kreises nacheinander abgetastet. Wird die obengenannte Pixelreihe erfaßt, dann wird das mittlere oder die beiden mittleren dieser Pixel aus der Reihe als kennzeichnend für die Dreh lage bewertet, indem die zugehörige Winkel lage aus der Tabelle ausgelesen wird. Die Genauiykeit der Drehlagen-Erkennung ist jedoch aufgrund vorhandener Toleranzen beschränkt.
  • Nachdem jedoch die Drehlage und der Mittelpunkt des Kegs zumindest ungefähr feststeht, wird in dem Bildverarbeitungsrechner 14 die vermutete Lage der Orientierungszeichen 24 und 25 errechnet. Um jedoch die genaue Lage zu ermitteln, werden um die vermuteten Positionen zwei Masken 30, 31 erzeugt, deren Durchmesser genügend groß ist, um Ungenauigkeiten bei den bisherigen Verfahrensschritten ausgleichen zu können. Die Masken 30 und 31 sollten jedoch auch nicht zu groß sein, damit beispielsweise das Codierfeld 23 bei entsprechenden Drehlagen nicht in die Maske fällt und somit zu einer Fehlmessung führt. In der Praxis hat sich ein Radius der Maske 30 bzw. 31 bewährt, welcher der Hälfte des Abstandes zwischen dem Mittelpunkt des Orientierungszeichens 24, 25 und dem Codierfeld 23 entspricht.
  • Anschließend wird der Flächenschwerpunkt der Orientierungszeichen 24 und 25 gemäß bekannten Verfahren der Bildverarbeitung ermittelt. Da die Orientierungszeichen 24 und 25 eine vorbestimmte Lage gegenüber dem Codierfeld 23 aufweisen, ist somit auch die exakte Lage des Codierfeldes 23 festgestellt.
  • Die weiteren Verfahrensschritte werden unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert. Das Codierfeld 23 umfaßt z. 8. vier Schriftzeichen 33, 34, 35, 36, welche mit Hilfe einer Auswahl aus sieben Segmenten dargestellt sind. Dadurch sind die Schriftzeichen sowohl menschenlesbar als auch für eine sichere Erkennung durch den Bildverarbeitungsrechner ausgelegt. Gegenüber der Darstellung in Fig. 4 sind in Fig. 5 die Orientierungszeichen 24, 25 länglich und somit an die Art der Segmente der Schriftzeichen angepaßt.
  • Mit einer rechteckförmigen Maske 37 ist angedeutet, daß anstelle der runden Maske nach Fig. 4 auch rechteckige verwendet werden können. Mit Hilfe weiterer Masken, welche nacheinander an den Positionen der vorhandenen und nichtvorhandenen Segmente erzeugt werden, wird festgestellt, welche Segmente vorhanden sind. Die somit erhaltene Information wird schließlich zu Signalen, die in an sich bekannter Weise Schriftzeichen kennzeichnen, beispielswPise nach dem ASCII-Code, umgewandelt.
  • Die im Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 5 beschriebenen Verfahrensschritte sind als Programm im Bildverarbeitungsrechner 14 abgelegt. Dieses Programm kann je nach verwendeten Rechnern und weiteren Einzelheiten im Rahmen des Fachmännischen unterschiedlich gestaltet sein. Deshalb sind bei der folgenden Aufzählung die wichtigsten Programmschritte verbal wiedergegeben.
  • * Warten auf ein Lichtschrankensignal zur Registrierung der Anwesenheit des jeweils nächsten Kegs in der Station. Das Anwendungsbeispiel bezieht sich auf ein Code-Feld mit einer 10-ziffrigen Siebensegmentzahl.
  • * Bildaufnahme und Maskenbildung für die Grauwertanalyse in einer konstanten Abtastmaske; die Maske umschließt eine Grauwertreferenzfläche die am Rande des Bildfeldes fest installiert ist.
  • Grauwertsummenbi ldung und Adaption der Binarisierungsschwelle an die gemessene Grauwertsumme zum Ausgleich von Beleuchtungsschwankungen.
  • * Bildaufnahme mit Echtzeit-Speicherung des Binärbildes.
  • * Erfassung der Drehlage (Groberkennung) an Hand des Drehlagen-Orientierungszeichens (26).
  • * Berechnung der vermuteten Mittelpunkte Mol', M2 der Fein-Orientierungszeichen (24, 25).
  • * Bestimmung des Flächenschwerpunktes innerhalb zweier als Kreisscheiben mit Mittelpunkten M', M2 und mit einem Radius r ausgebildeten Masken, wobei r etwa der halben Distanz zwischen dem Mittelpunkt der Fein-Orientierungszeichen und dem Codefeld entspricht. Die erhaltenen Flächenschwerpunkte entsprechen den tatsächlichen Mittelpunkten M1, M2 der Fein-Orientierungszeichen (24, 25).
  • * Errechnung der Segment-Mittelpunkte MS der 70 Segmente aus der Lageinformation von M1 und M2 mittels Koordinatentransformation.
  • * Schnelle Abtastung der Segmente mittels Kreisscheibenmaske mit Durchmesser D und Mittelpunkt MS, wobei D etwa der anderthalbfachen Breite eines Segmentes entspricht (überlappende Abtastung).
  • Bildung der Pixelsumme innerhalb jeder Kreisscheibenmaske. (Die Pixeladressen der Kreisscheibenmasken werden durch Indizierung der Mittelpunktadresse des jeweiligen Segmentes mit einer fest abgespeicherten Kreisscheibentabelle gewonnen).
  • * Abspeicherung aller Pixelsummen S i, j, wobei i = Index für die Ziffer i (i = 1...10), j = Index für die Segment-Nr (j = 1...7).
  • * Bildung von 10 Flag-Bytes FB i mit jeweils 7 signifikanten Bits j, wobei: Bit j des Bytes i ist gleich 1 falls S i,j größer Sg Bit j des Bytes i ist gleich 0 falls S i,j kleiner/gleich Sg, wobei Sg einem Grenzwert für die Pixelsumme S i, j in der Größenordnung etwa eines Viertels der Pixelsumme einer Segmentfläche entspricht.
  • Bit 8 des Bytes i ist stets 0.
  • * Vergleich der erhaltenen Flag-Bytes mit 10 Referenz-Bytes für die Ziffern ZO.Z9.
  • Bei positivem Vergleich wird aus der Referenzliste das zugeordnete ASCII-Zeichen entnommen und in eine Ausgabetabelle geschrieben in der Reihenfolge ZO...Z9.
  • * Ausgabe der ASCII-Zeichen über eine serielle Schnittstelle.
  • In Fig. 6 sind zwei Schriftzeichen 41, 42 dargestellt, wobei ein Segment 43 des Schriftzeichens 42 mit einer Maske 44 abgetastet wird. Die Maske 44 ist kreisscheibenförmig und überdeckt den wesentlichen Teil des Segments 43. Durch die im obenaufgeführten Programm durchgeführte Bildung der Pixelsumme und die Prüfung, ob die Pixelsumme über einem vorgegebenen Grenzwert liegt, werden Ungenauigkeiten bezüglich der Lage der Maske 44 zum Segment 43 oder des Segments 43 selbst (zu breit oder zu schmal) ausgeglichen.
  • In Fig. 6 ist ferner dargestellt, daß zur besseren Lesbarkeit der Zeichen durch den Menschen die ein Zeichen bildenden Segmente auch untereinander verbunden bzw. zu vollständigen Zeichen ergänzt werden können. Die in Fig. 6 schraffiert dargestellten Flächen 45 werden bei der Auswertung durch den Bildverarbeitungsrechner 14 nicht erfaßt.
  • In Fig. 7 sind der Vollständigkeit halber alle zehn numerischen Schriftzeichen dargestellt.
  • Sollte es aus fertigungstechnischen oder anderen Gründen günstiger sein, kann das Codierfeld auch kreisringförmig ausgestaltet sein, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Dabei können einem Zeichen 51 Orientierungszeichen 52, 53 zugeordnet sein.
  • Bei derjenigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche im Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 5 erläutert wurde, kann der Mittelpunkt des Kegs mit relativ hoher Genauigkeit innerhalb des Sichtfeldes der Kamera positioniert werden. Sollte sich bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein solcher Punkt nicht ergeben, so kann eine andere Ausführungsform des Verfahrens angewendet werden, welche im Zusammenhang mit Fig. 9 näher erläutert wird. Dabei wird vorausgesetzt, daß der zu erkennende Gegenstand derart in das Gesichtsfeld der Kamera gebracht werden kann, daß außer den in Fig. 9 dargestellten Zeichen keine weiteren Zeichen im Kamerabild erscheinen.
  • Ein Codierfeld 55 enthält beispielsweise zwei Schriftzeichen 56 und 57. Ferner sind zwei Orientierungszeichen 59 und 61 vorgesehen. Nachdem der Gegenstand in das Blickfeld der Kamera gebracht ist, wird vom Bildverarbeitungsrechner unter Berücksichtigung aller in Fig. 9 dargestellten Zeichen der ungefähre Flächenschwerpunkt 62 ermittelt. Um diesen Punkt wird eine kreisringförmige Maske 63 erzeugt, deren mittlerer Radius dem Abstand zwischen dem Flächenschwerpunkt und der Mitte des Orientierungszeichens 59 entspricht. Somit kann die Position des Orientierungszeichens 59 und damit auch die ungefähre Drehlage des Codierfeldes 55 festgestellt werden. Durch weitere, z. B. kreisscheibenförmige Masken 58, 60, kann die genaue Lage der Orientierungszeichen 59 und 61 bestimmt werden, woraus dann wiederum auf die genaue Lage des Codierfeldes 55 und der Schriftzeichen 56 und 57 geschlossen werden kann.
  • Sollte die Dreh lage jedoch ungefähr bekannt sein, so können nach der Ermittlung des Flächenschwerpunktes 62 auch Masken für die Orientierungszeichen, wie im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben, ermittelt werden.
  • Fig. 10 stellt eine Alternative zur Anordnung der Orientierungszeichen nach Fig. 4 dar. Das Codierfeld 23 ist wie bei Fig. 4 auf einem gedachten Kreisring 50 um die Rotationsachse 21 des Werkstücks oder Transportmittels angeordnet. Die Orientierungszeichen 52 und 53 sind auf demselben Radius 54 angeordnet und dienen sowohl als Drehlagen-Orientierungszeichen als auch zur Ermittlung der genauen Lage des Codierfeldes 23.
  • Im Zusammenhang mit den Figuren 11 und 12 wird eine weitere Anordnung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Dabei sollen Zeichen 69, welche in Flaschenböden eingeprägt sind, erkannt werden. Dazu werden die Flaschen 64 auf einer Rollenbahn 65 durch das Sichtfeld der Kamera 1 geführt. Eine Beleuchtungseinrichtung 66 beleuchtet die Flaschen von unten. Die Beleuchtungseinrichtung 66 kann blitzartig arbeiten, was bei kontinuierlicher Bewegung der Flaschen 64 zu einem Bild beiträgt, welches frei von Bewegungsunschärfen ist. Zur Auswertung kann das entsprechende Bildsignal wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, gespeichert werden. Die Rollen 67 und 68 der Rollenbahn 65 geben einen Durchtritt für das Licht frei. Der Erkennungsvorgang kann so ablaufen, wie es im Zusammenhang mit Fig. 9 beschrieben wurde.
  • Bei Gegenständen, die einer rauhen Behandlung ausgesetzt sind, sind spezielle Vorkehrungen zu treffen, damit die Codierung dauerhaft ist und einen genügend großen Kontrast aufweist. Häufig sind deshalb bedruckte Aufkleber nicht geeignet. Eine Möglichkeit für eine dauerhafte Codierung ist in den Figuren 13 und 14 dargestellt. Dabei sind die Segmente der Schriftzeichen durch eine erhabene Ausbildung der Oberfläche des Gegenstandes dargestellt. Derartige erhabene Markierungen können bei aus Kunststoff gespritzten Gegenständen leicht hergestellt werden.
  • Die Lichtquelle 71 ist derart angeordnet, daß die erhabenen Zeichen 72 Schatten 73 werfen, so daß zwischen den beleuchteten Flächen, die nicht von angrenzenden Segmenten gegenüber der Lichtquelle abgeschattet werden, und den von anwesenden Segmenten beschatteten Flächen ein ausreichender Kontrast entsteht.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Gewährleistung eines hohen Kontrasts besteht darin, die Codierung als Durchbrüche in Wandungen der Gegenstände auszuführen. Die Figuren 15 und 16 zeigen eine Vorrichtung zur Erkennung von Flaschenkästen 75, welche auf einer Rollenbahn 76 in das Blickfeld einer schräggestellten Kamera 77 geführt werden. Die Kamera blickt durch die als Durchbrüche ausgeführte Codierung 78 auf eine beleuchtete oder selbstleuchtende Fläche 79. Die durch die Schrägstellung der Kamera 77 entstandene Verzerrung der Codierung kann ohne weiteres durch entsprechende Programmierung des Bildverarbeitungsrechners 14 (Fig. 1) ausgeglichen werden.
  • Die Figuren 17 bis 19 zeigen verschiedene Möglichkeiten der Anordnung der Codierung auf einem Ganzmetall-Keg. Während bei der Anordnung nach Fig. 17 die Codierung auf einer in der Mitte der Unterseite angeordneten runden Fläche 81 vorgesehen ist, wird gemäß Fig. 18 und 19, welche jeweils die gleiche Anordnung in zwei verschiedenen Ansichten darstellen, eine Metallronde 82 um die Einfüllinuffe herum auf die Oberseite der Kegblase 84 geschweißt. Die Ronde wird vorteilhafterweise ebenfalls mit der Einfüllmuffe verschweißt, so daß sich zwischen Kegblase und Ronde ein geschlossener Zwischenraum 83 ergibt. In der Oberseite der Ronde, die vorteilhafterweise eben und waagerecht ausgeführt ist, werden Codezeichen und Orientierungszeichen mittels eines Stanzvorganges eingebracht. Für den nötigen Kontrast sorgt eine Kunststoff-Ausschäumung des Raumes zwischen Blase und Ronde, vorzugsweise mit schwarzem Polyurethan, so daß sich die eingestanzten Zeichen dunkel gegen die helle Metalloberfläche der Ronde abheben.
  • Anstelle der Ronde können auch rechterkige Plaketten oder Blechformteile verwendet werden, welche auf einem definierten, gedachten Kreisring um die Kegrollachse angeordnet sind und zwar derart, daß die Längsseiten der Plakette bzw. des Formteils tangential zu gedachten Kreisringen um die Kegrollachse verlaufen.
  • Da die Oberfläche der Kegblase zweidimensional gekrümmt ist, sind zur Anpassung und Befestigung der Plakette bzw. des Kastens drei Methoden anwendL!ar: 1. Die Plakette wird ebenfalls - beispielsweise durch einen Pressvorgang vor oder nach der Codierung - zweidimensional verformt, und paßt sich der Ober- fläche des Kegs an. Dann müssen die resultierenden perspektivischen Verzerrungen des Plakettenbildes unter Umständen vom Bildverarbeitungsrechner ausgeglichen werden.
  • 2. Die Anpassung der Plakette geschieht durch eine dicke Kleber- oder Kunststoffschicht und die Plakettenoberfläche bleibt eben. Vorzugsweise wird die Plakette somit kleber- oder kunststoffunterfüttert, daß ihre Oberfläche waagerecht liegt.
  • 3. Das Blechformteil ist als unten offener Blechkasten ausgeformt, wobei die Seitenwände an ihren freien Unterkanten so gestaltet sind, daß sie sich der Kegoberfläche anpassen und daß sie mit ihr verschweißt werden können. Die Kastenoberseite, welche die Codeinformation trägt, sollte waagerecht zu liegen kommen. Der Kasten kann entsprechend der in den Figuren 18 und 19 dargestellten Ronde ausgeschäumt werden.
  • Zur nachträglichen Anbringung ist es vorteilhafter, daß das Blechformteil mit einer gabelförmigen Verlängerung versehen ist, die sich um die Muffe legt und mit ihr verschweißt wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich in Zusammenhang mit der Codierung von kunststoff-ummantelten Gegenständen wie den bekannten polyurethanumschäumten Bierfässern oder Kegs.
  • Die segmentierte Ausführung der Codezeichen und der Orientierungszeichen gestattet es, die Zeichen als Balken oder Zylinder mit einigen Millimeter Höhe in Form von geometrischen Inselbereichen in den PU-Mantel einzubetten, so daß sie von Kunststoff umgeben sind und ihre Oberfläche mit dem Kegmantel eine ebene Fläche bildet. Auf diese Weise wird eine nur schwer lösbare Einheit von Gegenstand und Codierung erreicht. Zugleich können die Segmente leicht z. B.
  • mittels eines Handhabeautomaten programmgesteuert in das PU eingebracht werden.
  • Für das Einbringen der Segmente in eine Plakette ist bereits eine Methode bekannt, bei der die Plakette als weißes Spritzgußteil ausgeführt ist, und bei der die Ziffernsegmente im Urzustand alle anwesend sind, jedoch mit Sollbruchstellen versehen sind. Ein programmyesteuerter Ausstoßer entfernt dann die jeweils nicht gewünschten Segmente, um eine bestimmte Ziffer zu erzeugen. Die erfindungsgemäßen Orientierungszeichen sind ebenfalls fest auf der Plakette angebracht. Beim Umschäumen des Kegs wird die Plakette mit eingeschäumt, wobei die nicht entfernten Segmente und die Orientierungszeichen mit der Faßoberfläche eine ebene Oberfläche bilden. Die Stellen, an denen Segmente entfernt wurden, werden vom PU-Schaum überdeckt.
  • Eine erfindungsgemäße Art der Erzeugung und Anbringung der Codezeichen und der Orientierungszeichen betrifft die Einbringung der Zeichen in eine besonders geformte Plakette beispielsweise mittels eines Stanzvorganges und die Eins c häumung der Plakette in den PU-Mantel.
  • Die folgende Erläuterung bezieht sich auf Fig. 23.
  • Hierbei wird eine Metall- oder Kunststoffplakette 94 verwendet, die aus einer ebenen Platte des betreffenden Materials ausgestanzt werden kann oder als Formteil ausgeführt ist.
  • Die Plakette hat die Form eines Rechtecks oder Ovals, das an einer Seite ein Drehlagen-Orientierungszeichen in Form einer rechteckigen Ausbuchtung 95 besitzt.
  • Die Fein-Orientierungszeichen 96, 97 sowie die Ziffernsegmente 98 werden beispielsweise in einem abtragenden Verfahren, z. B. durch Stanzen erzeugt, so daß sie als Löcher in der Plakette 94 erscheinen.
  • Bei der Umschäumung des Fasses wird die Plakette so mit eingeschäumt, daß sie mit der Oberfläche des geschäumten Kunststoffes eine ebene und glatte Fläche bildet, und daß die in die Plakette 94 eingebrachten Löcher 96, 97, 98 mit dem geschäumten Kunststoff ausgefüllt sind. Hierzu wird die Plakette in eine positionierende Aufnahme der Schäumform vor dem Schäumprozeß eingelegt. Sie kann jedoch auch bereits beim Metallverarbeitungsprozeß der Faßherstellung als MetallFormteil z. B. auf die Metalloberfläche aufgeschweißt sein, so daß sich eine bessere Verankerung mit dem Faß selbst ergibt.
  • Zur Erzeugung eines höchstmöglichen Kontrastes ist die Plakette 94 z. B. in weißem Kunststoff oder in poliertem Edelstahl ausgeführt, wenn die Kunststoffummantelung des Gegenstandes - wie bei ummantelten Kegs üblich - dunkelbraun oder schwarz ist (in Fig.
  • 23 schraffiert dargestellt).
  • Eine Besonderheit für die Bildverarbeitung ergibt sich, wenn mehrere der beschriebenen Kennzeichnungen bei den Fässern einer Brauerei verwendet werden und ein Lesegerät alle vorkommenden Arten der Kennzeichnungen auswerten soll.
  • Die geometrische Ausbildung und Zuordnung der Orientierungszeichen und Codezeichen und die Zahl und Geometrie der Codezeichen werden dabei als identisch vorausgesetzt.
  • Dann sind von der Art des Erscheinungsbildes zu unterscheiden: Fall A: Alle Zeichen erscheinen hell vor dunklem Untergrund (z. B. weiße Zeichen aus Kunststoff im schwarz umschäumten Faß).
  • Fall B: Alle Zeichen erscheinen dunkel vor hellem Hintergrund Cz. B. Stanzen der Zeichen in eine hell erscheinende Metallronde mit anschließender Unterschäumung der Ronde mit schwarzem PU).
  • Fall C: Das Drehlagen-Orientierungszeichen erscheint hell, die anderen Zeichen erscheinen dunkel vor jeweils konträrem Untergrund (Ausführung gemäß Fig. 23).
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß vor der eigentlichen Code-Erkennung der Bildverarbeitungsrechner eine kreisscheibenförmige Maske bildet, welche die Faßoberfläche möglichst großflächig überdeckt. Innerhalb der Maske wird die Summe der weißen Bildpunkte im Binärbild oder die Grauwertsumme gebildet und daraus die Information abgeleitet, ob es sich um ein Metallkeg oder um ein umschäumtes Keg handelt.
  • Handelt es sich um ein Metallkeg, so werden die folgenden Bildverarbeitungsvorgänge in invertierten Binärbildern durchgeführt, in denen alle hellen Bildstellen als dunkel und alle dunklen Bildstellen als hell dargestellt werden.
  • Dadurch wird eine unterschieds lose Verwendung der bereits beschriebenen Algorithmen auch bei dunklen Zeichen vor hellem Hintergrund ermöglicht.
  • Handelt es sich um ein (schwarz) umschäumtes Keg, so wird die Drehlagen-Erkennung im nicht-invertierten Binärbild durchgeführt.
  • Nach der Ermittlung der Dreh lage gemäß den beschriebenen Abläufen bildet der Bildverarbeitungsrechner eine Maske, die das gesamte Codefeld umfaßt, und errechnet die Summe der weißen Bildpunkte im Binärbild oder die Grauwertsumme.
  • Mittels der erhaltenen Werte können Fall A und C unterschieden werden, da je nach Hintergrund-Helligkeit erhebliche Differenzen vorliegen werden.
  • Wird der Fall C registriert, so wird das Binärbild invertiert. Im Fall A wird das Binärbild nicht invertiert. Danach werden die bereits beschriebenen Abläufe durchgeführt.
  • Die am Beispiel eines Kegs und eines Flaschenkastens erläuterten Anordnungen für eine Codierung sind auch für andere Transportmittel und Werkstücke geeignet.
  • So können beispielsweise Autokarosserien an einer später nicht sichtbaren Stelle mit einer solchen Kennzeichnung in Form von einer gelochten Metallpla- kette versehen werden und die Fertigungsstraße einschließlich der Lackierstationen durchlaufen. Dabei wird auch nach einer Lackierung der Lack die von den Zeichen gebildeten Löcher nicht ganz verdecken, so daß die Codierung auch dann, z. B. im Gegenlicht lesbar bleibt. Zum Unterschied zu bekannten Lochcodierungen ist mit der erfindungsgemäßen Codierung auch eine Lesbarkeit durch den Menschen gewährleistet.
  • Die Figuren 20 bis 22 zeigen weitere vorteilhafte Gestaltungen der Codierungen. So ist beispielsweise in Fig. 20 eine Codierung der Schriftzeichen nach einer 3xS-Punktmatrix dargestellt. Diese Darstellung kann beispielsweise vorteilhaft zur Codierung von elektronischen Leiterplatten verwendet werden. Dazu werden die entsprechenden Punkte als Löcher in die Leiterplatten gebohrt und können im Gegenlicht sowohl von einem Menschen als auch von einer Kamera mit einem Bi ldverarbeitungsrechner gelesen werden.
  • Gegenüber den bekannten Lochcodes für Leiterplatten wird eine etwas größere Fläche benötigt. Die Codierung bietet jedoch den Vorteil, daß alle Buchstaben des Alphabets darstellbar sind.
  • Die Leiterplatte wird vorzugsweise in der Leseeinrichtung mit einer ihrer Kanten an einer Bezugskante geführt. Die Kamera detektiert die Code löcher im Gegenlicht, wobei unterhalb der Leiterplatte eine Leuchtfläche angeordnet ist. Die Kamera ist mit einem Teleobjektiv versehen und in einigem Abstand angeordnet, um die optische Einschnürung der Codepunkte auf Grund der perspektivischen Ovalisierung der Kreislöcher am Bildfeldrand gering zu halten.
  • Die Leiterplatte kann auch in einem telezentrischen Strahlengang angeordnet sein. Ist die Kante der Lei- terplatte nicht mit dem Bohrraster parallel, so kann die Dreh lage der Leiterplatte an Hand der gebräuchlicherweise eingearbeiteten Zentrierlöcher mittels bekannter Bildverarbeitungsmethoden grob bestimmt werden. Zur Bestimmung der Lage des Codierfeldes in Abszissen- und Ordinatenrichtung dienen je ein Bohrloch oder je eine Bohrreihe am Anfang und Ende des Codefeldes, die um etwa ein Zeichen vorn Codefeld abgesetzt sind.
  • Eine weitere Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht es, menschenlesbare Zeichen und spezielle für das automatische Erkennen vorgesehener Zeichen gemeinsam auf einem Prägestock, z. B. für das Erzeugen von Schlagzahlen, anzuordnen. Ein Beispiel für eine solchermaßen erzeugte Markierung ist in Fig. 21 dargestellt. Bei der Erkennung derartiger Zeichen mit Hilfe des erfindungsgemäßn Verfahrens wird die Maske, welche die einzelnen Segmente abtastet, lediglich an den Positionen der maschinenlesbaren Codierung 85 und nicht im Bereich des menschenlesbaren Zeichens 86 erzeugt. Schließlich ist in Fig. 22 noch ein Beispiel für die Darstellung eines Zeichens 87 mit Hilfe einer 5x7Punktmatrix dargestellt.
  • Eine weitere Ausbildung der Erfindung betrifft die Anbringung und Auswertung von zusätzlichen Grauwert-Bestimmungszeichen im Codefeld-Bereich.
  • Die Grauwert-Bestimmungszeichen dienen dazu, bei schwankenden Druckqualitäten der Zeichen, geringem Kontrast sowie unterschiedlichen Beleuchtungsstärken eine optimale Schwelle für die Videosignal-Binärisierung zu finden.
  • Dies ist vor allem erforderlich bei kritischen Druckverfahren, die nur wenig Kontrast zum Untergrund erzeugen, wie z. B. Atzung der Zeichen auf metallischen Oberflächen oder Laser-Druck auf Metall oder Farbspritzbeschriftung von porösen Oberflächen. Aber auch wenn der Untergrund usw. variieren kann, ist die Anwendung des im folgenden dargestellten Verfahrens zu einer sicheren Zeicheiterkennung vorteilhaft.
  • Hierbei wird an einem festgelegten Ort in unmittelbarer Nähe der Codezeichen ein z. B. rechteckiger oder kreisscheibenförmiger Bereich mit dem gleichen Verfahrern wie die sonstigen Zeichen und vorteilhafterweise gleichzeitig mit diesen lückenlos beschriftet.
  • An einer anderen festgelegten Stelle in unmittelbarer Nähe der Codezeichen wird ein gleich großer und geometrisch gleicher Bereich - im folgenden "Leerzeichen" genannt - von jeglicher Beschriftung freigehalten, so daß er die Oberflächenqualität des unbeschrifteten Codefeld-Untergrundes repräsentiert.
  • Das Grauwert-Bestimmungszeichen und das Leerzeichen nehmen vorteilhafterweise die Größe eines Codezeichen-Platzes ein oder sind noch größer.
  • Nachdem die Lageerkennung des Codefeldes mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens - und zwar auf der Grundlage der Binärisierungsschwelle der jeweils vorhergehenden Codelesung - abgeschlossen ist, ist eine zumindest grobe Lagebestimmung des Grauwert-Bestimmungszeichens und des Leerzeichens möglich.
  • Nun werden innerhalb der beiden Zeichen mittig kreisscheibenförmige oder rechteckige Masken gelegt, die im Verhältnis zu den Zeichen so klein sind, daß sie auch bei Ungenauigkeiten der vorangegangenen Lageerfassung stets voll von den Zeichenkonturen umgeben sind und diese nicht überlappen.
  • Innerhalb der Masken wird nun im Baustein 6 die Grauwertsumme der Pixel gebildet.
  • In Abhängigkeit von den ermittelten beiden Grauwertsummen - wobei die eine den Grauwert der bedruckten und die andere den Grauwert der unbedruckten Stellen des Codefeldes wiedergibt - wird dann eine Anpassung der Binärisierungsschwelle derart vorgenommen, daß die Schwelle etwa in die Mitte der beiden ermittelten Grauwerte gelegt wird.
  • Mit dieser angepaßten Schwelle kann dann die Lageerkennung anhand der Orientierungszeichen wiederholt werden, was in der Regel zu einer höheren Genauigkeit führen wird, und die Codezeichen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgetastet werden.
  • Bei bestimmten Beschriftungsverfahren, wie z. B. dem Atzen auf Metall sind sogar große Unterschiede in dem Kontrast von Zeichen zu Zeichen möglich. Deshalb ist hierfür eine Kontrastbestimmung bei jedem einzelnen Zeichen erforderlich. In der Regel ist dabei die Position der Zeichen nicht variant, so daß keine Lageerkennung vorgenommen werden muß. Weiterhin weist der Untergrund einen stets gleichen Helligkeitswert auf.
  • Für diese und ähnliche Anwendungen ist die Anbringung eines Grauwert-Bestimmungszeichens unmittelbar neben oder oberhalb oder unterhalb jeden Zeichens sinnvoll. Dabei kann das Grauwert-Bestimmungszeichen relativ klein sein und sogar von der Maske für die Grauwert-Bestimmung überlappt werden, da der Grauwert des Untergrundes definiert ist und nach der Grauwert-Summenbildung rechnerisch abgezogen werden kann. Bei dieser Anordnung muß jedoch gewährleistet sein, daß die Fläche des Grauwert-Bestimmungszeichens - und nur diese - voll von der Maske erfaßt wird.

Claims (25)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Erkennen von Gegenständen, insbesondere Dokumenten, Werkstücken und Transportmitteln, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) auf dem Gegenstand ist eine dauerhafte Codierung angebracht, die aus segmentierten Klarschriftzeichen besteht, welche sowohl menschen- als auch maschinenlesbar sind, b) auf dem Gegenstand sind ferner Orientierungszeichen angebracht, welche zur Codierung eine vorgegebene Lage aufweisen, c) die Codierung und die Orientierungszeichen werden von einer elektronischen Kamera aufgenommen, deren Ausgangssignale zu einem Bildverarbeitungsrechner geleitet werden, d) es werden Abtastmasken erzeugt, welche innerhalb des aufgenommenen Bildes die voraussichtliche Lage der Orientierungszeichen einnehmen und deren Fläche über die jenise der Orientierungszeichen hinausgeht, e) diejenigen Zeichen, welche sich in den Masken befinden, werden als Orientierungszeichen erkannt und deren Koordinaten errechnet, f) aus den Koordinaten der Orientierungszeichen werden die Koordinaten der einzelnen Segmente der Codierung errechnet, an welchen nacheinander eine weitere Maske erzeugt wird, g) aus der An- oder Abwesenheit der Segmente innerhalb der weiteren Maske wird eine Code-Information abgeleitet.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung von rotationssymmetrischen Gegenständen vor der Erzeugung der Masken für die Orientierungszeichen eine kreisringförmige Maske für ein Drehlagenzeichen des Gegenstandes erzeugt werden, deren Mittelpunkt auf dem vermuteten Mittelpunkt des Gegenstandes liegt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Erzeugung der Maske für das Drehlagenzeichen eine Maske für den auf dem Gegenstand gekennzeichneten Mittelpunkt erzeugt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Erzeugung der Masken für die Orientierungszeichen der Flächenschwerpunkt des die Codierung umfassenden Codefeldes ermittelt wird und unter Zuhilfenahme der Koordinaten des Flächenschwerpunktes die Koordinaten der Maske für die Orientierungszeichen errechnet wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Ermittlung des Flächenschwerpunktes Masken für die Orientierungszeichen erzeugt werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Orientierungszeichen mit unterschiedlichen Abständen vom Flächenschwerpunkt angeordnet sind und daß mehrere Masken für die Orientierungszeichen mit unterschiedlichem Abstand vom Flächenschwerpunkt erzeugt werden, wobei mindestens eine erste Maske kreisringförmig und konzentrisch zum Flächenschwerpunkt ist.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Maske kreisscheibenförmig ist.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Maske rechteckig ist.
  9. 9 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klarschriftzeichen aus bis zu sie ben länglichen Segmenten gebildet sind.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente miteinander verbunden sind.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente der Klarschriftze;-chen ausgewählte Punkte einer Punktmatrix darstellen.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Code-Feld mit gleichen Herstellverfahren wie die Klarschrift- und Orientierungszeichen und zugleich mit ihnen zusätzlich Grauwert-Bestimmungszeichen angebracht werden, die eine Bestimmung des Kontrasts der Zeichen zum Untergrund ermöglichen und die zu den Orientierungszeichen eine vorgegebene Lage aufweisen.
  13. 13. Anordnung zur Kennzeichnung von Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Gegenstand eine dauerhafte Codierung angebracht ist, die aus segmentierten Klarschriftzeichen besteht, welche sowohl menschen- als auch maschinenlesbar sind, und daß auf dem Gegenstand ferner Orientierungszeichen angebracht sind, welche zur Codierung eine vorgegebene Lage aufweisen.
  14. 14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung (98) und die Orientierungszeichen (96, 97) als Löcher in einer Plakette (94) aus zum Material des Gegenstandes kontrastierenden Material vorliegen, daß die Plakette (9zu) eine Ausbuchtung (95) als weiteres Orientierungszeichen (Grob-Orientierungszeichen, Drehlage-Orientierungszeichen) aufweist und daß die Plakette (94) in die Oberfläche des Gegenstandes eingebettet ist.
  15. 15. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung und die Orientierungszeichen in Form von Löchern in einer Metallplatte vorgesehen sind.
  16. 16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (82) mit dem Gegenstand einen Hohlraum (83) bildet und daß der Hohlraum mit Kunststoff ausgefüllt ist, der zum Metall einen Helligkeitskontrast aufweist.
  17. 17. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung und die Orientierungszeichen als geometrische Inselbereiche der gleichen oder einer anderen Kunststoffart jedoch anderer Farbe in die Oberfläche eines Kunststoffteils eingelassen sind.
  18. 18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffteil eine Plakette ist.
  19. 19. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffteil der Gegenstand ist.
  20. 20. Verfahren zur Kennzeichnung von Gegenständen aus Kunststoff, die durch Spritzgießen oder Ausschäumen einer Form hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Plakette aus einem zum Kunststoff kontrastierenden Material Codierungen und Orientierungszeichen als Löcher eingebracht werden und daß die Plakette vor dem Spritzgießen oder Ausschäumen derart in die Form eingesetzt wird, daß sie mit der die Codierung und die Orientierungszeichen darstellenden Oberfläche an einer Wand der Form anliegt und beim Spritzgießen oder Ausschäumen der Kunststoff die übrigen Oberflächen der Plakette einschließlich der Ränder berührt und in die Löcher eindringt.
  21. 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand ein vorzugsweise mit Polyurethan umschäumtes Keg ist und daß die Plakette aus einem weiteren Kunststoff besteht.
  22. 22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand ein vorzugsweise mit Polyurethan umschäumtes Keg ist und daß die Plakette aus Metall ist und bereits vor dem Ausschäumen mit dem Keg verbunden ist.
  23. 23. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung, ob helle Zeichen auf dunklem Hintergrund oder dunkle Zeichen auf hellem Hintergrund vorliegen, vor den Verfahrensschritten zur Erkennung der Orientierungszeichen der Gegenstand mit einer größeren Maske abgetastet wird, daß die Zahl der dunklen und die Zahl der hellen Bildpunkte (Pixels) innerhalb der größeren Maske ermittelt und miteinander verglichen werden und daß eine Signalinvertierungseinrichtung derart gesteuert wird, daß für die Signalauswertung stets die gleiche Zuordnung zwischen den Zeichen und einem diese repräsentierenden Signalpegel gegeben ist.
  24. 24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß danach eine kreisringförmige Maske für ein Drehlagen-Orientierungszeichen erzeugt wird, daß die Koordinaten des Drehlagen-Orientierungszeichens ermittelt werden, daß eine weitere Maske, die im wesentlichen den Bereich der Codierung und der Orientierungszeichen umfaßt, erzeugt wird, daß die Zahl der dunklen und die Zahl der hellen Bildpunkte (Pixels) innerhalb der weiteren Maske ermittelt und miteinander verglichen werden und daß die Signalinvertierungseinrichtung derart gesteuert wird, daß für die Signalauswertung stets die gleiche Zuordnung zwischen den Zeichen und einem diese repräsentierenden Signalpegel gegeben ist.
  25. 25. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung (Rollenbahn, Transportband) (12), eine über der Fördereinrichtung angeordnete elektronische Kamera (1), einen Sensor (18) zur Meldung der für die Erkennung vorgesehenen Position und eine Positioniereinrichtung (91, 92, 93), bestehend aus einem die Position des Gegenstandes festlegenden Widerlager (92, 93) und einer Andruckvorrichtung (91).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3942009A1 (de) * 1989-12-20 1991-07-04 Messerschmitt Boelkow Blohm System zur kontrolle und ueberwachung der verteilung von guetern
DE4115846A1 (de) * 1991-05-15 1992-11-19 Ameling Walter Verfahren zur beruehrungslosen raeumlichen positionsmessung in roboterarbeitsraeumen
DE4305328A1 (de) * 1992-11-03 1994-05-05 Kronseder Maschf Krones Verfahren zur Kontrolle von Flaschenkästen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE10326657A1 (de) * 2003-06-11 2005-01-13 Videotronic Infosystems Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Kamerasystems

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE6606164U (de) * 1967-07-26 1970-09-03 Beinio Heinz Schild, insbesondere verkehrszeichen
DE3205189A1 (de) * 1982-02-13 1983-08-25 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Anordnung zur erkennung eines orientierungszeichens
DE8313327U1 (de) * 1983-10-06 F.W. Assmann & Soehne, 5880 Luedenscheid Schild

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8313327U1 (de) * 1983-10-06 F.W. Assmann & Soehne, 5880 Luedenscheid Schild
DE6606164U (de) * 1967-07-26 1970-09-03 Beinio Heinz Schild, insbesondere verkehrszeichen
DE3205189A1 (de) * 1982-02-13 1983-08-25 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Anordnung zur erkennung eines orientierungszeichens

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3942009A1 (de) * 1989-12-20 1991-07-04 Messerschmitt Boelkow Blohm System zur kontrolle und ueberwachung der verteilung von guetern
DE4115846A1 (de) * 1991-05-15 1992-11-19 Ameling Walter Verfahren zur beruehrungslosen raeumlichen positionsmessung in roboterarbeitsraeumen
DE4305328A1 (de) * 1992-11-03 1994-05-05 Kronseder Maschf Krones Verfahren zur Kontrolle von Flaschenkästen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE10326657A1 (de) * 2003-06-11 2005-01-13 Videotronic Infosystems Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Kamerasystems
DE10326657B4 (de) * 2003-06-11 2006-03-09 Vin - Videotronic Infosystems Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Kamerasystems

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