EP1124651B1 - Vorrichtung zur bildaufnahme von paketoberflächen - Google Patents

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EP1124651B1
EP1124651B1 EP99959227A EP99959227A EP1124651B1 EP 1124651 B1 EP1124651 B1 EP 1124651B1 EP 99959227 A EP99959227 A EP 99959227A EP 99959227 A EP99959227 A EP 99959227A EP 1124651 B1 EP1124651 B1 EP 1124651B1
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EP
European Patent Office
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parcel
camera
parcels
heights
lens
Prior art date
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EP99959227A
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English (en)
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Inventor
Peter Stamm
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C3/00—Sorting according to destination
    • B07C3/10—Apparatus characterised by the means used for detection ofthe destination
    • B07C3/14—Apparatus characterised by the means used for detection ofthe destination using light-responsive detecting means

Definitions

  • the invention relates to a device for recording images of package surfaces according to the preamble of claim 1.
  • Parcels are automatically sorted and distributed according to the distribution information on the surface, in most cases the recipient addresses, in appropriate facilities.
  • the packets are guided on a transport device at a relatively high speed of approx. 2 m / sec with sometimes very small distances between the packets past the device for image recording, which makes the recorded images available to an OCR reader. Since the height of the packages fluctuates greatly, the optical system of the image recording device must be adapted to the different distances between the camera and the package surfaces in very short time intervals so that the images to be evaluated do not have any quality fluctuations.
  • the image sharpness was therefore automatically adapted to the different distances between the package surface and the image recording device.
  • the distance was measured with a height sensor known per se, for example a laser sensor or a light barrier line.
  • the image sharpness was then adjusted accordingly by lens shifting in an adjustable lens of an image recording device located vertically above the package (EP-A-0796 671) or the image plane receiver, for example a CCD line sensor, was moved in the direction of the optical axis shifted towards the lens to create a sharp image.
  • the lighting which is usually integrated in the scanner, shines obliquely on the package, at an angle in the transport direction.
  • the zoom adjustment drive contains a linear motor (Patent Abstracts of Japan vol. 1997, no. 01, January 31, 1997 & JP 08 248291 A (Sony Corp.), September 27, 1996) ,
  • the object of the invention specified in claim 1 is to provide a device for image recording of packet surfaces for recognizing the distribution information, such as recipient names and addresses, located on the packet surface, which illuminates the packets with a consistently high resolution for packets of different heights, that the package surface captured by the camera with the distribution information is always evenly and shadow-free illuminated at different package heights.
  • the distribution information such as recipient names and addresses
  • the side lighting and the correspondingly selected light cross-sections, light distribution and beam direction guarantee shadow-free illumination of the package surface in any case.
  • the packages are transported on tilting trays 2, conveyor belts are also possible in the direction indicated by the arrow at a speed of> 1.7 m / s.
  • the distances between the packages 1 can be 150 mm and smaller be.
  • they pass two sensors 3 for package height measurement mounted above them, for example ultrasonic sensors.
  • a side light curtain can also be used.
  • the packets 1 arrive in the recording area of a camera 4 mounted above the packets with a zoom lens 5 and auto focus.
  • the camera 4 has a CCD diode line that scans the package surface during transport.
  • the zoom lens 5 is driven by a fast linear motor 6 which is controlled by a control device 7, to which the sensors 3 for measuring the package height are also connected.
  • the linear motor 6 is controlled by the control device 7 such that the imaging scale is always the same with high resolution, regardless of the packet height.
  • a light barrier which is also connected to the control device 7 and reports the occupancy of the tilting shells 2 with packages 1.
  • two lighting devices 8 are mounted laterally above the packages 1, which illuminate the packages 1 at an angle. The direction of light, the luminous area and the light distribution of the lighting devices 8 are selected such that the package surface detected by the camera 4 with the distribution information at the different package heights is always illuminated in a shadow-free and uniform manner.

Landscapes

  • Sorting Of Articles (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Structure And Mechanism Of Cameras (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildaufnahme von Paketoberflächen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Pakete werden nach den auf der Oberfläche befindlichen Verteilinformationen, in den häufigsten Fällen den Empfängeradressen, in entsprechenden Einrichtungen automatisch sortiert und verteilt. Dabei werden die Pakete auf einer Transportvorrichtung mit relativ hoher Geschwindigkeit von ca. 2m/sec bei z.T. sehr kleinen Abständen zwischen den Paketen an der Vorrichtung zur Bildaufnahme vorbeigeführt, die die aufgenommenen Bilder einem OCR-Leser zur Verfügung stellt.
    Da die Höhe der Pakete stark schwankt, muß in sehr kurzen Zeitabständen das optische System der Bildaufnahmevorrichtung den unterschiedlichen Abständen zwischen Kamera und Paketoberflächen angepaßt werden, damit die auszuwertenden Bilder keine Qualitätsschwankungen aufweisen.
  • Bei den bekannten Lösungen wurde deshalb die Bildschärfe den unterschiedlichen Abständen zwischen Paketoberfläche und Bildaufnahmevorrichtung automatisch angepaßt. Dazu wurde der Abstand mit einem an sich bekannten Höhensensor, z.B. einem Lasersensor oder einer Lichtschrankenzeile, gemessen. Auf der Basis des gemessenen Abstandes wurde dann entweder in einem einstellbaren Objektiv einer senkrecht über dem Paket befindlichen Bildaufnahmeeinrichtung die Bildschärfe durch Linsenverschiebung entsprechend angepaßt (EP-A-0796 671) oder der Bildebenempfänger, z.B. ein CCD-Zeilensensor, wurde in Richtung der optischen Achse gegenüber dem Objektiv verschoben, um ein scharfes Bild zu erzeugen. Dabei strahlt die meist im Scanner integrierte Beleuchtung schräg auf das Paket,und zwar schräg in Transportrichtung.
  • Damit sind folgende Nachteile verbunden:
    • Je nach Pakethöhe ergeben sich unterschiedliche Abbildungsmaßstäbe und damit verschiedene Auflösungen im Bild. Hohe Pakete haben eine große und niedrige Pakete eine kleine Auflösung. Daraus folgt eine kleinere Abtastbreite bei hohen Paketen und eine größere Abtastbreite bei niedrigen Paketen.
    • Ist die in Transportrichtung schräg auf die Paketoberfläche blickende Bildaufnahmevorrichtung mit einer Beleuchtungseinrichtung fest gekoppelt, so ist eine unerwünschte Schattenbildung bei abwechselnd hohen und niedrigen Paketen mit kurzen Abständen zwischen den Paketen die Folge.
  • In Patent Abstracts of Japan vol. 014, no. 438 (P-1108), 19. September 1990 & JP 02 171883 A (NEC Corp.), 3. Juli 1990, wird eine Vorrichtung zur Bildaufnahme von Paketoberflächen, die Verteilinformationen enthalten, offenbart, die eine senkrecht zur aufzunehmenden Paketoberfläche ausgerichteten Kamera aufweist, enthaltend einen CCD-Sensor und ein Aufnahmeobjektiv, mit mindestens einem Sensor zur Messung der Pakethöhen und einer Steuereinrichtung zur Erzeugung von Stellsignalen für die Kamera in Abhängigkeit von der gemessenen Pakethöhe. Weiterhin besitzt sie Transportmittel zum kontinuierlichen Transport der Pakete an der Kamera vorbei, wobei die Kamera als Aufnahmeobjektiv ein Zoom-Objektiv mit schnellem Zoom-Verstellantrieb aufweist, sowie mit einem Autofokus ausgerüstet ist. Der schnelle Zoom-Verstellantrieb ist von der Steuereinrichtung so ansteuerbar, dass der Abbildungsmaßstab unabhängig von der vorher gemessenen Höhe der die Verteilinformation enthaltenden Paketoberfläche stets gleich ist.
  • Bekannt ist in diesem Zusammenhang auch, dass der Zoom-Verstellantrieb einen Linear-Motor enthält (Patent Abstracts of Japan vol. 1997, no. 01, 31. Januar 1997 & JP 08 248291 A (Sony Corp.), 27. September 1996).
  • Es wurde zwar auch eine seitliche Beleuchtung mittels abwechselnd leuchtenden Stroboskoplampen zur Ermittlung der Kanten von Adressaufklebern oder Adressfenstern auf Briefen bekannt, bei der Bilder mit Schatten voneinander subtrahiert werden, diese Lösung ist aber zur schattenfreien gleichmäßigen Beleuchtung unterschiedlich hoher Pakete nicht geeignet (EP-A-0 312 980).
  • Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bildaufnahme von Paketoberflächen für eine Erkennung der auf der Paketoberfläche befindlichen Verteilinformationen, wie Empfängernamen und -adressen, zu schaffen, die bei gleichbleibend hoher Auflösung für Pakete unterschiedlichster Höhe die Pakete so beleuchtet, dass die von der Kamera erfaßte Paketoberfläche mit der Verteilinformation bei verschiedenen Pakethöhen stets schattenfrei gleichmäßig ausgeleuchtet ist.
  • Die seitliche Beleuchtung und die entsprechend gewählten Leuchtquerschnitte, Lichtverteilung und Strahlrichtung gewährleisten in jedem Fall eine schattenfreie Ausleuchtung der Paketoberfläche.
  • Anschließend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
    Dabei zeigt
    • FIG 1
    eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung zur Bildaufnahme senkrecht zur Transportrichtung der Pakete
    FIG 2
    eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung zur Bildaufnahme in Transportrichtung der Pakete
  • Die Pakete werden auf Kippschalen 2 , Transportbänder sind ebenfalls möglich, in die mit dem Pfeil angegebenen Richtung mit einer Geschwindigkeit von >1,7 m/s transportiert. Die Abstände zwischen den Paketen 1 können 150 mm und kleiner betragen. Als erstes passieren sie zwei über ihnen angebrachte Sensoren 3 zur Pakethöhenmessung, beispielsweise Ultraschallsensoren. Ein seitlicher Lichtvorhang ist ebenfalls einsetzbar. Danach gelangen die Pakete 1 in den Aufnahmebereich einer mittig über den Paketen angebrachten Kamera 4 mit einem Zoom-Objektiv 5 und Autofokus. Die Kamera 4 besitzt eine CCD-Diodenzeile, die während des Transports die Paketoberfläche scannt. Das Zoom-Objektiv 5 wird von einem schnellen Linearmotor 6 angetrieben, der von einer Steuereinrichtung'7 angesteuert wird, an die auch die Sensoren 3 zur Pakethöhenmessung angeschlossen sind. In Abhängigkeit von den vorher gemessenen Pakethöhen wird der Linearmotor 6 von der Steuereinrichtung 7 so angesteuert, daß der Abbildungsmaßstab unabhängig von der Pakethöhe stets gleich mit hoher Auflösung ist.
    Zur Aktivierung der Bildaufnahmevorrichtung befindet sich vorgelagert eine ebenfalls mit der Steuereinrichtung 7 verbundene Lichtschranke, die die Belegung der Kippschalen 2 mit Paketen 1 meldet. Quer zur Transportrichtung der auf den Kippschalen 2 befindlichen Pakete 1 auf Höhe der Kamera 4 in Transportrichtung betrachtet sind seitlich über den Paketen 1 zwei Beleuchtungseinrichtungen 8 angebracht, die schräg auf die Pakete 1 strahlen. Die Leuchtrichtung, die Leuchtfläche und die Lichtverteilung der Beleuchtungseinrichtungen 8 sind so gewählt, daß die von der Kamera 4 erfaßte Paketoberfläche mit den Verteilinformationen bei den unterschiedlichen Pakethöhen stets schattenfrei und gleichmäßig ausgeleuchtet ist.

Claims (1)

  1. Vorrichtung zur Bildaufnahme von Paketoberflächen, die Verteilinformationen enthalten, mit einer senkrecht zur aufzunehmenden Paketoberfläche ausgerichteten Kamera (4), enthaltend einen CCD-Sensor und ein Aufnahmeobjektiv (5), mit mindestens einem Sensor (3) zur Messung der Pakethöhen und einer Steuereinrichtung (7) zur Erzeugung von Stellsignalen für die Kamera (4) in Abhängigkeit von der gemessenen Pakethöhe und mit einem Transportmittel zum kontinuierlichen Transport der Pakete an der Kamera vorbei, wobei die Kamera (4) als Aufnahmeobjektiv (5) ein Zoom-Objektiv mit schnellem Zoom-Verstellantrieb (6) aufweist sowie mit einem Autofokus ausgerüstet ist, wobei der schnelle Zoom-Verstellantrieb (6) von der Steuereinrichtung (7) so ansteuerbar ist, daß der Abbildungsmaßstab unabhängig von der vorher gemessenen Höhe der die Verteilinformation enthaltenden Paketoberfläche stets gleich ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Beleuchtungseinrichtungen (8) quer zur Transportrichtung und seitlich von den Paketen (1) angeordnet sind und schräg mit solchem Leuchtquerschnitt und solcher Lichtverteilung so auf die Pakete (1) strahlen, daß die von der Kamera (4) erfaßte Paketoberfläche bei verschiedenen Pakethöhen stets schattenfrei und gleichmäßig ausgeleuchtet ist.
EP99959227A 1998-11-06 1999-11-02 Vorrichtung zur bildaufnahme von paketoberflächen Expired - Lifetime EP1124651B1 (de)

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