ES2221148T3 - Sistema lector de signos guiado de forma optica. - Google Patents
Sistema lector de signos guiado de forma optica.Info
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Abstract
UN SISTEMA LECTOR DE SIGNOS GUIADO OPTICAMENTE (10) INCLUYENDO UN TRANSPORTADOR (12), PORTANDO UN PAQUETE (14) QUE LLEVA UNA DIRECCION DE DESTINO (20). UNA FUENTE DE ILUMINACION (24) DEFINE UNA ZONA (26), PARA AYUDAR A LA COLOCACION DEL PAQUETE (14) SOBRE EL TRANSPORTADOR (12). SE ACCIONAN UN ESCANER (32) Y UNA MEMORIA DE ORDENADOR (42) DE UN SISTEMA DE RECONOCIMIENTO DE CARACTERES (40), A FIN DE ALMACENAR UNA IMAGEN DE UNA REGION, DEFINIDA RESPECTO A LA ZONA ILUMINADA QUE SE MUEVE (26). UN MONTAJE DE SENSOR (28), INCLUYENDO UN SENSOR DE ALTURA Y UN SENSOR DE REFLEXIVIDAD, ESTA COLOCADO HACIA LA SITUACION POSTERIOR DE LA FUENTE DE ILUMINACION (24). EL ESCANER (32) INCLUYE COMPONENTES INTERNOS (33) BIEN CONOCIDOS PARA AQUELLOS DEL OFICIO, QUE FOCALIZAN AUTOMATICAMENTE EL ESCANER EN RESPUESTA A LOS DATOS DE ALTURA, Y AJUSTAN LA GANANCIA DEL ESCANER (32) EN RESPUESTA A LOS DATOS DE REFLEXIVIDAD, DE MANERA QUE EL ESCANER (32) GENERA UNA IMAGEN NITIDA DE LA SUPERFICIE SUPERIOR DEL PAQUETE (14),MIENTRAS ESTE PASA BAJO EL ESCANER (32). UN FOTOSENSOR (45) ESTA SITUADO ANTES DEL ESCANER (32) PARA DETECTAR LA PRESENCIA DEL PAQUETE (14). LOS DATOS DE VIDEO GENERADOS POR EL ESCANER (32) PUEDEN ALMACENARSE EN LA MEMORIA DE ORDENADOR (42), SOLO CUANDO SE ROMPE EL HAZ (50) DEL FOTOSENSOR (45). PUEDE IMPONERSE UN RETARDO, PARA DAR CUENTA DE LA DISTANCIA ENTRE EL RAYO (50) Y LA LINEA DE ESCANEO (34). DE MANERA ALTERNATIVA, UNA FUENTE DE ILUMINACION DE LUZ QUE SE MUEVE (224), DEFINE UN PUNTO (230) QUE SE MUEVE A LA MISMA VELOCIDAD QUE EL TRANSPORTADOR (212), PARA AYUDAR A LA COLOCACION DEL PAQUETE (214) SOBRE EL TRANSPORTADOR (212).
Description
Sistema lector de signos guiado de forma
óptica.
La presente invención se refiere a procesado de
imágenes y, más en particular, se refiere a sistemas de
reconocimiento de caracteres ópticos (optical character recognition,
OCR), sobre la cinta. Específicamente, la invención se refiere a un
sistema lector de signos, que incluye una guía óptica proyectada,
para ayudar al posicionamiento de los paquetes en la cinta
transportadora.
Durante años, han sido empleadas máquinas para
examinar paquetes, conforme estos viajan a lo largo de una cinta
transportadora. Recientemente han sido desarrollados sistemas de
reconocimiento de caracteres ópticos (OCR) sobre la cinta, que leen
signos tal como una dirección de destino, impresa o escrita a mano,
en paquetes que van a ser embarcados. Las compañías de distribución
de paquetes, tal como United Parcel Service, embarcan millones de
paquetes todos los días. Estas compañías de distribución de
paquetes, hacen extensivo el empleo de sistemas OCR para leer las
etiquetas de dirección de destino, en los paquetes, para facilitar
la clasificación y puesta en ruta de los paquetes, hacia sus
direcciones de destino correctas.
Los componentes fundamentales físicos de un
sistema OCR son un escáner y un sistema de reconocimiento de
caracteres, que incluye una unidad central de proceso (central
process unity, CPU), una memoria informática, y un módulo de
programa de reconocimiento de caracteres sofisticado. El escáner es
típicamente una cámara óptica, tal como un arreglo de dispositivo
acoplado por carga (charge-coupled device, CCD), que
captura una imagen de la dirección de destino en los paquetes,
conforme estos viajan más allá del escáner en la cinta
transportadora. Generalmente, una imagen de vídeo continua, de la
cinta transportadora transportando los paquetes, es capturada por el
escáner, imagen de vídeo que es convertida a formato digital, y
transmitida al sistema de reconociendo de caracteres. Pero solo una
pequeña parte de la imagen de vídeo, como son la partes que incluyen
la dirección de destino de los paquetes, necesita ser procesada
mediante el sistema de reconocimiento de caracteres. El sistema OCR,
por tanto, debe tener alguna forma de identificar las partes de la
imagen de vídeo que necesitan ser procesadas mediante el sistema de
reconocimiento de caracteres.
Un enfoque es almacenar la imagen de vídeo
completa creada por el escáner y, después, analizar aparte las
partes de la imagen de vídeo que necesitan ser procesadas, por el
sistema de reconocimiento de caracteres. Pero un escáner funcionando
continuamente, genera una cantidad enorme de datos de vídeo. Estos
datos están formateados como un mapa de bits continuo de la cinta
transformadora, conforme la cinta transportadora lleva paquetes más
allá del escáner. Este mapa de bits, de forma inherente, porta
información sobre la relación espacial de los puntos de la imagen.
Almacenar este mapa de bits continuo requiere una cantidad enorme de
memoria informática. Es, por lo tanto, ventajoso reducir la
necesidad de almacenamiento de memoria.
La compresión de datos es una técnica para
reducir la necesidad de almacenamiento de memoria. Los datos de
vídeo pueden ser comprimidos, para su almacenamiento, empleando
cualquiera de una variedad de métodos de compresión de datos, bien
conocidos, tal como cifrado de longitud de carrera. Estas técnicas
de compresión de datos, sin embargo, alteran el formato del mapa de
bits de los datos. Esto no es deseable, debido a que es ventajoso,
para el módulo del programa de reconocimiento de caracteres,
trabajar sobre mapas de bits que permitan un acceso fácil a la
información que atañe a los puntos que están en la proximidad de los
puntos individuales. Los datos comprimidos deben, por lo tanto, ser
descomprimidos, típicamente en una memoria intermedia de la imagen,
para su procesamiento por el módulo del programa de reconocimiento
de caracteres. Comprimir los datos de vídeo para su almacenamiento,
y después descomprimir los datos de vídeo para ser procesado,
sobrecarga la CPU y retrasa el proceso de reconocimiento de
caracteres.
La extracción en tiempo real de las partes
deseadas de los datos de vídeo, es otra técnica para reducir la
necesidad de almacenamiento de memoria. Desde luego, la extracción
de datos en tiempo real es una técnica muy efectiva, debido a que la
mayor parte de los datos de vídeo creados por el escáner funcionando
continuamente, es una imagen inútil de la cinta transportadora y de
las áreas que no incorporan signos de los paquetes que se mueven a
lo largo de la cinta transportadora; solo un pequeño porcentaje de
los datos, incluye las direcciones de destino de los paquetes que
van a ser embarcados. Por lo tanto, extraer solo pequeñas partes de
los datos de vídeo, tal como áreas relativamente pequeñas que cubren
las direcciones de destino, reduce enormemente las necesidades de
almacenamiento de memoria, y acelera el proceso de reconocimiento de
caracteres.
Han sido desarrollados sistemas para disparar un
sistema de cámara de vídeo de tal forma que solo almacene las
imágenes de vídeo deseadas. Por ejemplo, Tonkin, en la Patente U.S.
No. 4.742.555, describe un disyuntor automático mecánico, detector
óptico, o detector magnético, que disparan un sistema de vídeo para
capturar, y almacenar, una imagen de un paquete, conforme el paquete
alcanza una localización predeterminada, a lo largo de una cinta
transportadora. Pero el sistema descrito por Tonkin tendría un
inconveniente significativo si fuera aplicado a sistemas de embarque
de paquetes. Esto es debido a que, el sistema descrito por Tonkin,
captura una imagen del paquete entero; no es operativo para capturar
solo una parte específica de la imagen, tal como la dirección de
destino. En un sistema de embarque de paquetes, la dirección de
destino debe ser capturada para propósitos de clasificación y puesta
en ruta, pero otros signos en el paquete, tal como la dirección de
retorno, no se necesitan para poner en ruta el paquete a su destino
correcto. Es, por lo tanto, ventajoso identificar la dirección de
destino previamente al almacenamiento de la imagen del paquete, de
forma que pueda solo ser almacenada la parte de la imagen que
contiene la dirección de destino, en la memoria del ordenador.
Varias dificultades se encuentran, sin embargo,
al intentar identificar la dirección de destino en diversos paquetes
que viajan en una cinta transportadora. Primero, las direcciones de
destino pueden variar en tamaño, y pueden estar en distintas
localizaciones, en diferentes paquetes. Segundo, los propios
paquetes pueden variar en tamaño, forma, y posición en la cinta
transportadora. Así, la posición exacta de una dirección de destino
en un paquete, no puede ser determinada a través de detectar,
simplemente, el borde del paquete empleando un disyuntor automático
o un detector, tal como está descrito por Tonkin.
Han sido desarrollados sistemas para el
almacenamiento de imágenes de vídeo de partes seleccionadas de
paquetes que viajan a través de una cinta transportadora. Por
ejemplo, Kizu et al., en la Patente U.S. No. 4.516.265,
describen un sistema de dos cámaras, que lee los códigos de
dirección postal (en sistema zip), en los sobres que viajan en un
sistema de transporte de sobres. El sistema incluye un sistema
previo de escáner, que examina de forma básica la superficie del
sobre. La posición del bloque de la dirección de destino, es
determinada a partir del examen básico, y las coordenadas del bloque
de la dirección de destino con respecto al borde delantero del sobre
son, después, pasadas a un segundo sistema, de cámara de alta
resolución. El sistema de la segunda cámara almacena una imagen del
bloque de dirección de destino, detectando primero para ello el
borde principal del sobre. El sistema de la segunda cámara empieza a
almacenar una imagen, del bloque de dirección de destino, cuando el
bloque alcanza la segunda cámara, y detiene el almacenamiento de la
imagen, cuando el bloque se mueve pasada la segunda cámara. Un
lector de código postal, procesa subsiguientemente la imagen de alta
resolución obtenida, para leer el código postal.
Otro ejemplo es revelado en Morton et al.,
en la Patente U.S. No. 5.642.442. Esta patente describe un sistema
de dos cámaras, que lee las direcciones de destino en paquetes que
viajan en una cinta transportadora. Una marca de seguridad, de tinta
fluorescente, es sobreimpresa, en relación a la dirección de destino
en un paquete. Una primera cámara captura una imagen de la marca de
seguridad, de la cual son averiguadas posición y orientación. La
posición y orientación de la marca de seguridad son, entonces,
empleadas para extraer una imagen de las direcciones de destino, a
partir de la señal de datos de vídeo creada mediante una segunda
cámara, que está posicionada corriente abajo respecto de la primera
cámara. La imagen de la dirección de destino es almacenada en una
memoria informática, para el subsiguiente procesado, mediante un
sistema de reconocimiento de caracteres.
Los sistemas de dos cámaras descritos arriba son
muy efectivos, y minimizan la cantidad de datos de vídeo que deben
ser almacenados en un sistema OCR. Estos son, sin embargo, sistemas
más bien caros, que son más adecuados para sistemas de manipulación
de paquetes de muy alta velocidad. El coste asociado con estos
sistemas no puede ser justificado para muchos sistemas de
manipulación de paquetes de baja velocidad. El IBM Technical
Disclosure Bulletin, Volumen 15, Número 4, páginas
1170-1171, describe un sistema de exploración y
clasificación de posicionamiento de paquetes, por luz móvil, que
captura imágenes de direcciones en paquetes. Pero este sistema no
llega a describir técnicas para obtener una imagen definida de las
direcciones, ni describe un sistema de posicionamiento de paquetes
mediante luz no móvil. Adicionalmente, el documento revelación de
IBM no describe un sistema de posicionamiento de paquetes para cinta
transportadora múltiple.
Existe, por lo tanto, una necesidad para un
sistema menos caro y más efectivo para minimizar la cantidad de
datos de vídeo que necesitan ser almacenados en un sistema OCR. En
particular, existe la necesidad de un sistema lector de signos,
económico pero eficaz, que sea adecuado para sistemas, de
manipulación de paquetes, de velocidades baja a media.
La invención pretende proporcionar un sistema de
bajo coste, para minimizar la cantidad de datos de vídeo que deben
ser almacenados en un sistema OCR. En particular, la invención
pretende proporcionar un sistema lector de signos económico,
adecuado para sistemas de manipulación de paquetes, de velocidades
baja a media.
De acuerdo con la invención, se proporciona un
sistema lector de signos según la reivindicación 1. Por ejemplo, el
sistema puede tener una guía óptica que incluye una franja alargada
estática de luz proyectada hacia la cinta transportadora desde una
fuente de iluminación posicionada sobre la cinta transportadora. Un
operador posiciona un paquete en la cinta transportadora, de forma
que el signo a ser retratado, tal como la dirección de destino en el
paquete, está dentro de una franja alargada estática de luz. El
paquete puede, también, ser posicionado en la cinta transportadora
de forma que otro signo, que no va a ser retratado, tal como la
dirección de retorno del paquete, no está dentro de la franja
alargada estática de luz. Proyectar la guía óptica sobre el paquete
evita errores de alineamiento, relacionados con el paralaje que
podrían, de otro modo, producirse con paquetes altos, en sistemas
que emplean otros tipos de guías ópticas, tal como marcas de
referencia situadas en la propia cinta transportadora.
El sistema lector de signos ópticamente guiado
puede, además, incluir un detector de proximidad, tal como un
detector fotográfico, para detectar la llegada del paquete al
escáner. En respuesta a una señal desde el detector de proximidad,
la memoria del ordenador, y el escáner, pueden ser manejados para
almacenar una imagen, de una región que tenga una anchura
aproximadamente igual a la anchura del área definida por la fuente
de iluminación, y una longitud aproximadamente igual a la longitud
del paquete, en la dirección del recorrido de la cinta
transportadora.
El sistema lector de signos guiado ópticamente
pude incluir, además, un sensor de reflectividad, localizado
corriente arriba respecto del escáner, y posicionado para determinar
datos de reflectividad asociados con el paquete. Una conexión de
comunicación transmite los datos de reflectividad desde el sensor de
reflectividad al escáner, y la amplificación del escáner es ajustada
en función de los datos de reflectividad. Adicionalmente, un sistema
lector de signos guiado ópticamente puede incluir un sensor de
altura, localizado sobre la cinta transportadora, y corriente arriba
respecto del escáner, y posicionado para determinar datos de altura,
asociados con el paquete, en la ubicación de la dirección de
destino. Una conexión de comunicación transmite los datos de altura,
desde el sensor de altura al escáner, y el escáner es enfocado en
respuesta a los datos de altura.
Que la presente invención mejora sobre los
inconvenientes del arte previo, y consigue los objetivos de la
invención, se hará aparente a partir de la siguiente descripción
detallada de la realización preferida, y los dibujos anexos y las
reivindicaciones.
La figura 1 es un diagrama de un sistema lector
de signos ópticamente guiado.
La figura 1 es un diagrama de un sistema lector
de signos ópticamente guiado 10, que incluye una cinta
transportadora 12, que porta un paquete 14 desde una localización
corriente arriba 16, a una localización corriente abajo 18, de la
cinta transportadora 12. El paquete 14 incluye signos, a ser leídos
mediante el sistema lector de signos ópticamente guiado 10, tal como
es una dirección de destino 20. El paquete 14 puede incluir otros
signos, tal como la dirección de retorno, que el sistema lector de
signos 10 preferentemente evita leer.
Una fuente de iluminación 24, está posicionada
para definir un área estática 26, para ayudar en el posicionamiento
del paquete 14 sobre la cinta transportadora 12. El área 26, es
estática en lo que se refiere a que no viaja junto con la cinta
transportadora 12, si no que permanece estacionaria, con respecto a
un puesto de operador, que está localizado al lado de la cinta
transportadora 12. Así, la cinta transportadora 12 viaja a través
del área 26, que está definida mediante luz proyectada por la fuente
de iluminación 24.
La fuente de iluminación 24 puede definir el área
26 de muchas formas diferentes. Por ejemplo, la fuente de
iluminación 24 puede iluminar el interior del área 26, o el borde
del área 26, o dos líneas paralelas, espaciadas separadamente en la
dirección del recorrido de la cinta transportadora, etc. La fuente
de iluminación 24 está posicionada a la suficiente distancia, por
encima, de la cinta transportadora 12, de tal forma que el paquete
14 puede ser posicionado en la cinta transportadora 12, para pasar
por debajo de la fuente de iluminación 24. Un operador puede, por lo
tanto, ver el área 26, que está definida mediante luz proyectada por
la fuente de iluminación 24, directamente en el paquete 14, conforme
el operador posiciona el paquete 14 en la cinta transportadora 12.
Así, el área 26 proporciona una guía óptica, para ayudar al operador
a posicionar el paquete 14 en la cinta transportadora 12.
Una disposición de detector 28, que incluye un
sensor de altura y un sensor de reflectividad, puede estar
localizada hacia el extremo, corriente abajo, de la fuente de
iluminación 24. Una conexión de comunicación 30 conecta, de forma
funcional, la disposición de detector 28 a un escáner 32, que está
localizado corriente abajo respecto de la disposición de detector
28. El escáner 32 está enfocado en función de los datos de altura
procedentes del sensor de altura, y la amplificación del escáner 32
está ajustada en función a los datos de reflectividad procedentes
del sensor de reflectividad, de tal forma que el escáner 32 genera
una imagen clara de la parte superior del paquete 14, conforme el
paquete pasa por debajo el escáner 32. El escáner 32 está,
preferentemente, posicionado de tal forma que la línea de
exploración 34 está orientada a través de una porción de la cinta
transportadora 12, que está alineada con el área 26 en la dirección
transversal a la máquina.
Un codificador de la cinta 36, mide el
desplazamiento de la cinta transportadora 12. Una conexión de
comunicación 38, conecta funcionalmente el codificador de la cinta
36 al escáner 32, y a un sistema de reconocimiento de caracteres 40,
que incluye una unidad de proceso 41 y una memoria informática 42.
Otra conexión de comunicación 44, conecta funcionalmente el sistema
de reconocimiento de caracteres 40, al escáner 32. Los datos de la
altura, procedentes de la disposición de detector 28, indican la
presencia de un paquete 14 en una localización particular de la
cinta transportadora 12. Así, los datos de altura y, la señal
procedente del codificador de la cinta 36, pueden ser empleados para
determinar cuando un paquete 14 está presente en el escáner 32.
Alternativamente, un detector de proximidad, tal
como un detector fotográfico 45, puede estar posicionado corriente
arriba respecto del escáner 32. Una conexión de comunicación 48,
conecta funcionalmente el escáner 32 al detector fotográfico 45. El
detector fotográfico incluye una fuente de luz 46a, que proyecta un
rayo de luz en forma de columna 50, hacia un detector fotográfico
46b. El detector fotográfico 45 detecta la presencia del paquete 14,
cuando este pasa por el detector fotográfico 45, debido a que el
paquete rompe el rayo de luz 50. Muchos otros tipos de detectores de
proximidad, tal como un detector mecánico o magnético pueden ser
empleados, de forma equivalente, para detectar la localización del
paquete 14, en la cinta transportadora 12.
El codificador de cinta 36 es un codificador
óptico mecánico, accionado por correa, estándar, que proporciona una
señal que indica el desplazamiento lineal de la cinta transportadora
12. El arreglo CCD del escáner 32 es puesto en marcha, de forma
cíclica, en respuesta a la señal procedente del codificador de cinta
26, para generar una serie de imágenes analógicas, de la línea de
exploración 34, que son transmitidas a un convertidor analógico a
digital, dentro del escáner 32. El convertidor analógico a digital
del escáner 32, emplea un método de formación de umbrales estándar,
o un proceso similar, para convertir la señal analógica producida
por el arreglo CCD del escáner 32, en una señal de vídeo digital de
ocho bits que es transmitida, por vía de la conexión de comunicación
44, al sistema de reconocimiento de caracteres 40, que almacena los
datos de vídeo en la memoria del ordenador 42 para el subsiguiente
procesado.
La región a ser almacenada en la memoria
informática 42, puede incluir la totalidad, o una parte, de la línea
de exploración 34. Esto puede ser conseguido solo almacenando la
salida de la totalidad, o de solo una parte, de las celdas del
escáner 32. La región a ser almacenada en la memoria informática 42
está, preferentemente, alineada con, y tiene una longitud que es
aproximadamente igual a, la anchura del área 26, de forma que la
región almacenada en la memoria informática 42 corresponde a, pero
está corriente abajo respecto de, el área 26 definida mediante la
fuente de iluminación 24. Esto ayuda al operador a orientar un
paquete 14, de forma que la dirección de destino 20 pueda ser
explorada, de forma efectiva, por el sistema lector de signos 10
según está configurado. Alternativamente, el operador puede
determinar que el paquete 14 no puede ser orientado de tal forma que
la dirección de destino 20 pueda ser explorada de modo efectivo
mediante el sistema lector de signos 10, según está configurado.
Esto puede pasar si la dirección de destino 20 es mayor que la
región a ser almacenada en la memoria informática 42. En este caso,
el operador puede desviar el paquete 14, para clasificación manual,
o mediante obtención de imágenes empleando un sistema lector de
signos configurado de forma diferente.
El escáner 32 puede funcionar de forma continua,
de manera que la región generada mediante el escáner 32, y
almacenada en la memoria informática 42 del sistema de
reconocimiento de caracteres 40, es una tira continua, que tiene un
anchura aproximadamente igual a la anchura del área 26, definida por
la fuente de iluminación 24. El tamaño de la región puede ser
reducido adicionalmente, mediante el empleo de los datos de altura
desde la disposición de detector 28, o la señal desde el detector
fotográfico 45, para disparar el almacenamiento de los datos de
vídeo generados mediante el escáner 32. Por ejemplo, los datos de
vídeo generados mediante el escáner 32 pueden ser almacenados, en la
memoria informática 42, solo cuando el rayo 50, del detector
fotográfico 45, se quiebra. Puede ser impuesto un retardo temporal,
para tomar en cuenta la distancia entre el rayo 50 de la disposición
de detector 28, y la línea de exploración 34. De este modo, una
imagen de una tira de la parte superior del paquete 14, que incluye
la dirección de destino 20, puede ser almacenada en la memoria
informática 42. Esto es, una imagen de una región del paquete 14 que
tiene una anchura aproximadamente igual a la anchura del área 26
definida por la fuente de iluminación 24, y una longitud
aproximadamente igual a la longitud del paquete 14 en la dirección
de recorrido del la cinta transportadora, puede ser almacenada en la
memoria informática 42, del sistema de reconocimiento de caracteres
40.
Disparar el almacenamiento de la imagen de la
región, en la memoria informática 42, puede ser logrado de varias
formas diferentes. Por ejemplo, el escáner 32 puede, de modo
alterno, ser encendido y apagado mediante la señal procedente del
detector fotográfico 45, o de la disposición de detector 28 (con un
tiempo de retardo adecuado). O el escáner 32 puede funcionar de
forma continua, y la señal desde el detector fotográfico 45, o la
disposición de detector 28, puede ser empleada para bloquear una
línea de control, que va a una memoria intermedia de entrada del
sistema de reconocimiento de caracteres 40. Alternativamente, la
señal desde el detector fotográfico 25 o la disposición de detector
28, puede ser empleada como una entrada, a un algoritmo basado en
programas informáticos que se ejecuta en la unidad de procesado 41,
que dispara el almacenamiento de datos de vídeo, desde el escáner 32
en la memoria informática 42. Muchos otros medios, conocidos para
aquellos cualificados en el arte, pueden ser empleados de forma
equivalente para manejar la memoria informática 42 y el escáner 32,
de forma que se almacene una imagen de una región en la memoria
informática 42.
Para usar el sistema 10 lector de signos mediante
luz estática, un operador posiciona el paquete 14 sobre la cinta
transportadora 12, de tal forma que la dirección de destino 20 está
dentro del área 26 definida por la fuente de iluminación 24. El
operador puede también posicionar el paquete 14 sobre la cinta
transportadora 12, de forma que otros signos en el paquete 14, tal
como la dirección de retorno 22, no estén dentro del área 26
definida mediante la fuente de iluminación 24. Se apreciará que
muchos otros tipos de signos pueden ser situados dentro, o excluidos
de, el área 26, tal como un código de barras, un código en dos
dimensiones, un holograma, etc.
Se experimenta un rendimiento satisfactorio,
cuando el sistema lector de signos ópticamente guiado 10 está
configurado como sigue. El área 26 es típicamente una tira
rectangular que es, significativamente más estrecha que la cinta
transportadora 12, lo suficientemente larga para permitir a un
operador posicionar fácilmente un paquete en la cinta transportadora
12, empleando la guía óptica, y que está aproximadamente en el
centro de la cinta transportadora 12. Por ejemplo, el área 26 puede
tener aproximadamente 4 pulgadas (10 cm) en la dirección transversal
a la máquina, y aproximadamente de 12 (30 cm) a 36 pulgadas (91 cm)
en la dirección del recorrido de la cinta transportadora. El empleo
de iluminación proyectada, mejor que un área pintada en la cinta
transportadora 12, permite al operador ver el área 26, definida
mediante la fuente de iluminación 24 directamente sobre la parte
superior del paquete 14. Así, no hay desplazamiento, entre al área
26 y la parte superior del paquete 14, que podría causar errores de
alineamiento relacionados con el paralaje, con paquetes grandes. El
uso de un área relativamente estrecha 26, permite que el ángulo del
campo de visión del escáner 32 sea relativamente estrecho, de forma
que el escáner 32 genera una imagen definida de la parte superior
del paquete 14.
El codificador de cinta 36 es un codificador
óptico mecánico, accionado por correa, estándar, que proporciona una
señal que indica el desplazamiento lineal de la cinta transportadora
12. Es activado un ciclo de funcionamiento del arreglo CCD del
escáner 32, en respuesta a la señal recibida desde el codificador de
cinta 36, para generar una serie de imágenes analógicas de la línea
de exploración 34, que son transmitidas a un convertidor analógico a
digital dentro del escáner 32. El convertidor analógico a digital
del escáner 32, emplea un método de formación de umbrales estándar,
o un proceso similar, para convertir la señal analógica producida
por el arreglo CCD del escáner 32, en una señal de vídeo digital de
ocho bits, que es transmitida, por vía de la conexión de
comunicación 44, al sistema de reconocimiento de caracteres 40, que
es capaz de funcionar para almacenar los datos de vídeo en la
memoria informática 42, para el subsiguiente procesado.
El escáner 32 es preferentemente un arreglo de
CCD, tipo exploración de línea de 4.096 puntos, monocromo, tal como
uno que use un circuito integrado Thompson TH7833A CCD. Como el
campo de visión del escáner 32 es, aproximadamente, 16 pulgadas (41
cm) en la cinta transportadora 12, la resolución de la imagen creada
por el escáner 32 es, aproximadamente, 256 puntos de imagen en
pantalla, o "puntos" por pulgada (DPI, "dots" per inch)
(101 puntos por cm), a través del campo de visión del escáner 32. El
codificador de cinta 36, preferentemente dispara el arreglo CCD del
escáner 32, a una velocidad de aproximadamente 256 ciclos por
pulgada (101 ciclos por cm), de forma que la resolución de la imagen
creada por el escáner 32 es, aproximadamente, 256 puntos de imagen
en pantalla, o "puntos", por pulgada (DPI) (101 puntos por cm),
en la dirección del recorrido de la cinta transportadora. Por lo
tanto, se apreciará que una imagen digital con una razón de
apariencia correcta (esto es, la razón de la longitud de la imagen
frente a la anchura) puede ser generada por el escáner 32, y
almacenada en la memoria informática 42 del sistema de
reconocimiento de caracteres 40, sincronizando para ello la
velocidad de los ciclos del escáner 32, con la velocidad lineal de
la cinta transportadora 12. Véase, por ejemplo, Shah et al.,
en la Patente U.S. No., 5.291.564, que se incorpora como
referencia.
La cinta transportadora 12, puede ser de
aproximadamente de 24 pulgadas (61 cm) de ancha, y viajar a
velocidades lineales de hasta 20 pulgadas por segundo, o 100 pies
por minuto (51 cm por segundo, o 30 metros por minuto) o más. La
fuente de iluminación 24, que puede ser cualquiera, de una variedad
de fuentes de luz de rayo estrecho comercialmente disponibles, está
preferentemente posicionada aproximadamente 18 pulgadas (46 cm)
sobre la cinta transportadora 12, y define un área 26 que es de
aproximadamente 4 pulgadas (10 cm), en la dirección transversal de
la máquina, y de aproximadamente 12 (30 cm) a 36 pulgadas (91 cm),
en la dirección del recorrido de la cinta transportadora.
El escáner 32 está, preferentemente, montado para
tener un camino óptico de aproximadamente 120 pulgadas (304 cm),
hasta la cinta transportadora 12, con un campo de visión de 16
pulgadas (41 cm), en la cinta transportadora 12. Para ahorrar
espacio, el escáner 32 está posicionado aproximadamente 30 pulgadas
(76 cm) sobre el centro de la cinta transportadora 12, y está
apuntando a hacia un complejo de espejos (no mostrado), que
incrementa el camino óptico desde el escáner 32 hasta la cinta
transportadora 12, hasta aproximadamente 120 pulgadas (305 cm).
Estos parámetros pueden ser modificados, en alguna medida, sin
afectar excesivamente al rendimiento de la realización revelada de
la presente invención. Véase también, Smith et al., en la
Patente U.S. No. 5.308.960, y Bjorner et al,. en la Patente
U.S No. 5.485.263, que se incorporan como referencia.
Debería también entenderse que la línea de
exploración 34, puede ser más larga que la anchura de la región
almacenada en la memoria informática 42. Por ejemplo, el escáner 32
puede ser posicionado para tener un campo de visión (esto es, la
línea de exploración 34) igual a aproximadamente 16 pulgadas (41
cm), en la cinta transportadora 12. La región almacenada en la
memoria informática 42, sin embargo, solo pude ser de
aproximadamente 4 pulgadas (10 cm), lo que preferentemente
corresponde a la anchura del área 26, definida por la fuente de
iluminación 24. Esto puede ser conseguido mediante almacenar solo la
salida de una parte de las celdas del escáner 32 (por ejemplo, los
1.024 puntos centrales de un escáner de 4.096 puntos), en la memoria
informática 42.
A la vista de lo precedente se apreciará que, el
sistema lector de signos ópticamente guiado 10, reduce la cantidad
de datos de vídeo que deben ser almacenados en la memoria
informática 42, del sistema de reconocimiento de caracteres 40. El
uso de la iluminación proyectada, permite al operador ver el área
30, definida mediante la fuente de iluminación 24, directamente
sobre la parte superior del paquete 14. Así, no hay desplazamiento
entre el área 26 y la parte superior del paquete 14, que podría
producir errores de alineamiento relacionados con el paralaje, con
paquetes altos. Adicionalmente, el sistema lector de signos
ópticamente guiado 10, permite que el ángulo del campo de visión del
escáner 32 sea relativamente estrecho, de forma que el escáner 32
genera una imagen definida de la parte superior del paquete 14.
Debería entenderse que lo precedente se refiere
solo a realizaciones específicas de la presente invención, y que
numerosos cambios pueden hacerse en estas, sin apartarse del alcance
de la invención según se define mediante las siguientes
reivindicaciones.
Claims (10)
1. Un sistema lector de signos guiado ópticamente
(10) que comprende, una cinta transportadora (12), para transportar
un paquete (14), desde una localización corriente arriba (16) de la
cinta transportadora, a una corriente abajo (18) de la cinta
transportadora, una fuente de iluminación (24), un escáner (32)
localizado corriente abajo respecto de la fuente de iluminación, y
una memoria informática (42), para almacenar imágenes capturadas por
el escáner, caracterizado por;
la fuente de iluminación (24), posicionada para
definir una tira alargada estática (26), que tiene una anchura menor
que la de la cinta transportadora (14), para ayudar a posicionar el
paquete (14) en la cinta transportadora (12);
el escáner (24), configurado para capturar una
imagen de una región (34) que está alineada, en la dirección del
recorrido de la cinta transportadora, con la tira alargada estática
(26), y tiene una anchura que es aproximadamente igual a la anchura
de la tira alargada estática (26); y
medios (41) para hacer funcionar el escáner (32)
y la memoria informática (42), para capturar una imagen de una
región (34), conforme un paquete posicionado en la cinta
transportadora viaja a través de la región.
2. El sistema lector de signos ópticamente guiado
(10) de la reivindicación 1, que comprende además:
un sensor de altura (28), localizado corriente
arriba respecto del escáner (32), y posicionado para determinar
datos de altura asociados con el paquete (14);
una conexión de comunicación (30), para
transmitir los datos de altura desde el sensor de altura (28) al
escáner (32); y
medios (33) para enfocar el escáner (32), en
respuesta a los datos de altura.
3. El sistema lector de signos ópticamente guiado
(10) de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende
además;
un sensor de reflectividad (28), localizado
corriente arriba respecto del escáner (32), y posicionado para
determinar datos de reflectividad asociados con el paquete (14);
una conexión de comunicación (30), para
transmitir los datos de reflectividad desde el sensor de
reflectividad (28) al escáner (32); y
medios (33) para ajustar la amplificación del
escáner (32), en respuesta a los datos de reflectividad.
4. El sistema lector de signos ópticamente guiado
(10), de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que
comprende, además, medios (41) para manejar la memoria informática
(42) y el escáner (32), para almacenar una imagen, de una región que
tenga una anchura aproximadamente igual a la anchura del área
(26).
5. El sistema lector de signos ópticamente guiado
(10), de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que
comprende además:
un detector de proximidad (46), para detectar
datos de proximidad que indican la presencia del paquete (14), en
una posición predefinida (50) a lo largo de la cinta transportadora
(12); y
una conexión de comunicación (48), entre el
detector de proximidad (46) y el escáner (32); y
medios (36, 41) para, en respuesta a los datos de
proximidad, hacer funcionar la memoria informática (42) y el escáner
(32), para almacenar una imagen de una región que tenga una anchura
aproximadamente igual a la anchura del área (26), y una longitud
aproximadamente igual a la longitud del paquete (14), en la
dirección de recorrido de la cinta transportadora.
6. Un método para obtener una imagen, de signos
(20) sobre un paquete (14), empleando un sistema lector de signos
ópticamente guiado (10), que comprende, una cinta transportadora
(12), para transportar un paquete (14), desde una localización
corriente arriba (16) de la cinta transportadora, a una localización
(18) corriente abajo de la cinta transportadora, una fuente de
iluminación (24), un escáner (32) localizado corriente abajo
respecto de la fuente de iluminación, y una memoria informática
(42), para almacenar imágenes capturadas por el escáner,
caracterizado por los pasos de;
posicionar la fuente de iluminación (24), para
definir una tira alargada estática (26), que tiene una anchura que
es menor que la de la cinta transportadora (14), para ayudar a
posicionar el paquete (14) en la cinta transportadora (12);
posicionar el paquete (14) sobre la cinta
transportadora, de forma que los signos (20) estén localizados
dentro de la tira alargada estática (26);
posicionar el escáner (24), para capturar una
imagen de una región (34) que está alineada, en la dirección del
recorrido de la cinta transportadora, con la tira alargada estática
(26), y tiene una anchura que es aproximadamente igual a la anchura
de la tira alargada estática (26); y
hacer funcionar al escáner (32) y a la memoria
informática (42), para capturar una imagen de los signos (20)
conforme el paquete viaja a través de la región (34).
7. El método de la reivindicación 6, que
comprende además los pasos de:
posicionar un sensor de altura (28), corriente
arriba respecto del escáner (32);
determinar datos de altura asociados con el
paquete (14), mediante el sensor de altura (28);
transmitir los datos de altura, desde el sensor
de altura (28) al escáner (32); y
enfocar el escáner (32), en respuesta a los datos
de altura.
8. El método de la reivindicación 6 o la
reivindicación 7, que comprende, además, los pasos de:
posicionar un sensor de reflectividad (28),
corriente arriba respecto del escáner (32);
determinar los datos de reflectividad asociados
con el paquete (14), con el sensor de reflectividad;
transmitir los datos de reflectividad, desde el
sensor de reflectividad (28) al escáner (32); y
ajustar la amplificación del escáner (32), en
respuesta a los datos de reflectividad.
9. El método de cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 8 que comprende, además, el paso de hacer
funcionar la memoria informática (42) y el escáner (32), para
almacenar una imagen de una región que tiene una anchura
aproximadamente igual a la anchura del área (26)
10. El método de cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 9 que comprende, además, los pasos de:
posicionar un detector de proximidad (46), para
detectar datos de proximidad que indican la presencia del paquete
(14) en una posición predeterminada (50), a lo largo de la cinta
transportadora (12); y
transmitir los datos de proximidad, desde el
detector de proximidad (46) al escáner (32); y
en respuesta a los datos de proximidad, hacer
funcionar la memoria informática (42) y el escáner (32), para
almacenar una imagen de una región que tiene una anchura
aproximadamente igual a la anchura del área (26), y una longitud
aproximadamente igual a la longitud del paquete (14) en la dirección
del recorrido de la cinta transportadora.
Applications Claiming Priority (4)
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