ES2309615T3 - Dispositivo y procedimiento para la vigilancia de objetos en movimiento. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la vigilancia de objetos (1, 2, 3) móviles a través del campo de visión de una cámara (6) con una instalación para la selección de zonas de interés, que solamente están asociadas en cada caso a una parte del campo de visión de la cámara (6), en el que un circuito de evaluación (9) está diseñado para evaluar solamente todavía aquellos contenidos de la imagen detectados por la cámara (6), que están asociados a las zonas de interés determinadas previamente, caracterizado porque un escáner de láser (5), que está diseñado para la determinación de la distancia de las superficies del objeto dirigidas hacia el mismo y para la determinación de la posición de estas superficies del objeto, está integrado en la cámara (6) o está conectado delante o detrás de ésta en la dirección de movimiento (A) de los objetos (1, 2, 3), y porque el escáner de láser (5) está acoplado con el circuito de evaluación (9) para el cálculo de las zonas de interés en función de las distancias y posiciones calculadas.
Description
Dispositivo y procedimiento para la vigilancia
de objetos en movimiento.
La invención se refiere a un dispositivo y un
procedimiento para la vigilancia de objetos móviles a través del
campo de visión de una cámara con una instalación para la selección
de zonas de interés, que solamente están asociadas en cada caso a
una parte del campo de visión de la cámara.
En tales dispositivos o procedimientos, que
emplean sistemas de cámaras, con frecuencia es necesario evaluar
los datos de imagen detectados en tiempo real o al menos con una
velocidad muy alta, lo que tiene como consecuencia que el sistema
de evaluación debe disponer de una potencia de cálculo alta, que
está conectada con un gasto económico correspondiente. Para reducir
la potencia de cálculo necesaria, se conoce identificar por medio
de una fase de procesamiento previo, antes de la evaluación
propiamente dicha de los datos de imagen detectados, aquellas zonas
de las imágenes registradas, que tienen un interés especial. Tales
zonas de interés se designan, en general, como "Regiones de
interés" (ROI).
Después de que se han definido las ROIs por
medio de la fase de procesamiento previo, se puede limitar, en el
marco del circuito de evaluación propiamente dicho, a procesar
solamente los datos de imagen detectados de estas ROIs, lo que
requiere una potencia de cálculo correspondientemente menor que el
procesamiento de las imágenes completas, registradas por la
cámara.
De acuerdo con el estado de la técnica, las ROIs
son determinadas a través de un procesamiento previo de los datos
de imagen detectados completos, aplicando aquí, en virtud de la alta
corriente de datos de imagen, algoritmos sencillos, que solamente
establecen, por ejemplo, si el valor gris de un píxel se encuentra
fuera de un valor umbral predeterminado. Cuando éste es el caso, se
asocia el píxel verificado a una ROI, en otro caso no se tiene en
cuenta durante la evaluación posterior. Tales algoritmos están
afectados, entre otras cosas, por el inconveniente de que no
siempre se cumple de forma fiable la condición respectiva, en el
ejemplo mencionado anteriormente, el exceso de un valor umbral
predeterminado, puesto que, por ejemplo, un objeto de interés a
detectar no siempre forzosamente es más claro que el fondo que rodea
al objeto. En tales casos, no se pueden aplicar los algoritmos
mencionados o solamente en una medida limitada.
El documento
US-A-2003/206 305 publica un
dispositivo para la vigilancia de objetos móviles a través del campo
de visión de un sensor óptico, en el que se puede calcular por
medio del sensor óptico la distancia de los objetos con respecto al
sensor. Adicionalmente al sensor óptico mencionado se puede prever
un escáner, que se puede enfocar, entre otras cosas, en función de
aquellos datos que suministra el sensor óptico.
En el documento
EP-A-0 647 479 se determina con una
primera cámara de resolución aproximada la posición de la etiqueta
de dirección como zona interesante sobre un paquete que circula
sobre un transporte. Una cámara de alta resolución está conectada a
continuación de ésta, la cual registra la zona de interés y la
alimenta a una unidad de reconocimiento de escritura.
El documento
US-A-5 311 999 describe un sistema,
en el que con seis cámaras se registran todas las superficies de un
objeto que circula sobre una cinta transportadora.
El problema de la invención consiste en
desarrollar un dispositivo y un procedimiento del tipo mencionado
al principio, de tal forma que se pueden determinar las zonas de
interés (ROIs) dentro del campo de visión de una cámara con la mayor
fiabilidad posible.
Este problema se soluciona por medio de las
características de la reivindicación 1. Además, este problema se
soluciona a través de las características de la reivindicación
19.
Por lo tanto, de acuerdo con la invención, los
datos de imagen determinados por la cámara no se utilizan, en
general, para la determinación de las ROIs, en su lugar se emplea
para la determinación de las ROIs un aparato separado, a saber, un
escáner de láser, que está en condiciones de determinar su distancia
con respecto a las superficies del objeto dirigidas hacia el mismo.
Cuando se conoce entonces, además, la distancia entre el escáner de
láser y la superficie, sobre la que se encuentran los objetos a
detectar, se pueden determinar sin problemas las posiciones de
aquellas zonas detectadas por el escáner de láser, en las que la
distancia determinada no con la distancia con respecto al fondo. En
estas zonas se trata entonces de ROIs, en las que está presente un
objeto. La información de la posición de las ROIs determinada a la
manera de la invención se utiliza entonces para evaluar, en el
marco del circuito de evaluación, solamente todavía aquellos
contenidos de la imagen detectados por el sensor óptico, que están
asociados a las ROIs determinadas con anterioridad.
En el circuito de evaluación se puede tratar de
un componente separado, pero también de un componente de la cámara o
del escáner de láser.
Puesto que en el caso de empleo de un escáner de
láser, que no tiene en cuenta el comportamiento de remisión, la
determinación de la distancia entre el escáner de láser previsto de
acuerdo con la invención y las superficies del objeto a explorar es
totalmente independiente de la capacidad de reflexión, de la
naturaleza y del color de las superficies así como del fondo que
rodea a los objetos, con esta variante de acuerdo con la invención
se puede establecer con una fiabilidad muy alta dónde se encuentran
los objetos a detectar, sino que para ello se requiere de una
manera relevante una capacidad de cálculo del circuito de
evaluación.
La potencia de cálculo del circuito de
evaluación se puede diseñar en todas las variantes de acuerdo con la
invención de tal forma que está en condiciones de procesar los
datos de imagen de las ROIs a la velocidad requerida en cada caso,
dado el caso en tiempo real. No es necesaria una potencia de cálculo
más elevada, puesto que las ROIs -como se ha mencionado- se pueden
determinar de acuerdo con la invención en cierto modo sin
solicitación de la capacidad de cálculo del circuito de
evaluación.
El escáner de láser empleado de acuerdo con la
invención puede estar constituido por una o varias unidades y debe
estar en condiciones de determinar distancias con respecto a
diferentes puntos de la superficie de los objetos a detectar.
Adicionalmente a las distancias deben conocerse o bien deben poder
determinarse entonces informaciones de posición asociadas a los
valores de distancia respectivos, para que se pueda determinar en
qué lugares están presentes zonas de objetos, para poder tener en
cuenta estas zonas a continuación como ROIs.
Se puede conseguir un modo de trabajo
especialmente exacto del dispositivo de acuerdo con la invención
cuando el escáner de láser o una disposición de varios escáneres
láser están en condiciones de determinar los valores de la
distancia con respecto al mayor número posible de puntos colocados
lo más estrechamente adyacentes posible entre sí de las superficies
de los objetos, siendo especialmente ventajoso que se posibilite una
exploración completa de las superficies de los objetos.
El escáner de láser empleado de acuerdo con la
invención no sólo está diseñado para la determinación de distancias,
sino adicionalmente también para la determinación de informaciones
de posición correspondientes. Un escáner de láser, que puede estar
realizado como escáner de líneas o escáner de superficie, posibilita
la exploración completa de objetos, en el que se pueden determinar
para cada valor de la distancia calculado, informaciones de
posición que están presentes, por ejemplo, en forma de coordenadas
polares. Además, es ventajoso que tales escáneres de láser
representen aparatos de venta en el comercio, para que se pueda
realizar con ellos de una manera económica un dispositivo de acuerdo
con la invención.
El escáner de láser empleado de acuerdo con la
invención está diseñado de una manera preferida para la emisión de
un rayo láser móvil periódicamente dentro de un plano de
exploración. Cuando un objeto a detectar se mueve a través de este
plano de exploración, es posible explorar totalmente el objeto y
determinar un perfil de altura tridimensional del objeto. La
posición de este perfil de altura en toda la superficie explorada
corresponde entonces a una ROI.
El plano de exploración del escáner de láser se
puede extender perpendicular o inclinado con respecto a la
dirección de movimiento de los objetos. Solamente es importante que
el plano de exploración esté orientado con relación a los objetos a
detectar de tal forma que el rayo láser pueda acceder a todas las
superficies del objeto dirigidas hacia el escáner de láser.
Es especialmente ventajoso que el aparato de
medición de acuerdo con la invención no sólo pueda determinar
distancias e informaciones de posición correspondientes, sino
adicionalmente también todavía el comportamiento de remisión de las
zonas detectadas del objeto. En este caso, es posible, por ejemplo,
segmentar todavía adicionalmente las ROIs establecidas de acuerdo
con la invención en función del comportamiento de remisión
determinado y establecer zonas especialmente interesantes dentro de
las ROIs. En el caso de una evaluación adicional, se pueden
investigar entonces, por ejemplo, solamente todavía estas regiones
especialmente interesantes. En concreto, por ejemplo, a través de
la investigación del comportamiento de remisión de una ROI
determinada se puede establecer dentro de esta ROI en qué lugar se
encuentra un código, por ejemplo un código de barras. El circuito de
evaluación se puede limitar entonces a investigar exclusivamente
aquella zona en la que se encuentra el código, lo que requiere
correspondientemente menos potencia de cálculo que la investigación
de la superficie completa del objeto determinada como ROI. De
acuerdo con la variante preferida explicada según la invención, se
calculan, por lo tanto, en último término las zonas especialmente
interesantes y a procesar posteriormente en función de las
distancias determinadas y del comportamiento de remisión
determinado.
Además, es ventajoso que el circuito de
evaluación esté diseñado para la consideración de la zona de
profundidad de nitidez de la cámara, de tal forma que solamente se
pueden determinar aquellas zonas de interés, en las que se
encuentra la superficie del objeto en la zona de baja resolución del
sensor óptico. Esta variante de la invención se puede realizar sin
más, cuando el circuito de evaluación conoce los valores de
distancia que corresponden a la zona de baja resolución, puesto que
en este caso pueden permanecer sin consideración durante la
evaluación todas aquellas zonas de la superficie del objeto, cuyas
distancias con respecto al escáner láser se encuentran fuera de la
zona de baja resolución de la cámara. De esta manera, se puede
reducir todavía adicionalmente la potencia de cálculo necesaria del
circuito de evaluación, puesto que durante la evaluación pueden
permanecer sin consideración también las zonas de las superficies
del objeto que se encuentran dentro de ROIs, cuando se encuentran
fuera de la zona de baja resolución. La potencia de cálculo
solamente se necesita para aquellas zonas de la superficie, que se
encuentran, por una parte, dentro de una ROI determinada y, por otra
parte, también dentro de la zona de baja resolución.
El sensor óptico empleado en el marco de la
invención se puede configurar, por ejemplo, como cámara de líneas o
cámara de matriz o también como escáner de código de barras. Es
especialmente ventajoso que se emplee una cámara de líneas en
combinación con un escáner de láser configurado como escáner de
láser, puesto que los planos de exploración o bien de vigilancia de
los dos dispositivos se pueden alinear entonces entre sí de tal
forma que detectan los objetos dentro de sus campos de visión
respectivos en las mismas posiciones, respectivamente, de manera
que las posiciones de las ROIs determinadas a través del escáner de
láser se pueden procesar a continuación directamente como
informaciones de posición para la cámara de líneas, sin que haya que
realizar una transformación entre diferentes sistemas de
coordenadas de los dos aparatos. No obstante, de la misma manera es
posible también integrar la cámara y el escáner de láser en un
único aparato con carcasa común, de manera que se puede suprimir
una alineación, realizada en el lugar, de la cámara y del escáner
de láser. Además, en este caso se puede ahorra entonces de la misma
manera la transformación mencionada anteriormente.
Los objetos móviles de acuerdo con la invención
a través del campo de visión de la cámara se pueden mover por medio
de una instalación de transporte, especialmente por medio de una
cinta transportadora. La instalación de transporte es accionada en
este caso con preferencia a velocidad constante. El escáner de láser
empleado de acuerdo con la invención se puede disponer en este caso
fuera de la instalación de transporte, pero también en el lateral
de la instalación de transporte, según que deben detectarse
superficies o superficies laterales de los objetos.
Cuando debe determinarse la posición de ROIs a
través del escáner de láser empleado de acuerdo con la invención,
se puede calcular de una manera sencilla a través de la velocidad de
la instalación de transporte así como a través de la distancia
entre los campos de visión o bien los planos de exploración del
escáner de láser y de la cámara, en qué instante la ROI determinada
a través del escáner de láser se encuentra en el campo de visión de
la cámara y dónde se encuentra la ROI determinada dentro de este
campo de visión.
Para un procesamiento de la imagen en tiempo
real, es necesario conectar el escáner de láser delante de la
cámara en la dirección de transporte o integrar los dos aparatos en
una única carcasa, puesto que las posiciones de las ROIs deben ser
conocidas ya en este caso, cuando o poco después de que los objetos
llegan al campo de visión de la cámara. En el caso de que no se
necesite un procesamiento en tiempo real, en principio es también
posible conectar el escáner de láser después de la cámara en la
dirección de transporte de los objetos.
El circuito de evaluación se puede diseñar de
acuerdo con la invención adicionalmente para la determinación de la
geometría de los objetos que se lleva a cabo en función de las
distancias determinadas. A partir de estas informaciones se puede
calcular entonces, en caso necesario, también el volumen de los
objetos detectados. En muchas aplicaciones existentes en la
práctica se emplean de todos modos escáneres láser, para determinar
los volúmenes de objetos transportados por delante de estos
escáneres láser. En tales casos de aplicación se puede emplear el
dispositivo de acuerdo con la invención de una manera especialmente
económica, puesto que no deben aplicarse ningún gasto adicional de
aparatos, sino que la realización de un dispositivo de acuerdo con
la invención solamente se puede llevar a cabo a través de una
reprogramación del circuito de evaluación que se encuentra de la
misma manera regularmente o bien dentro del escáner de láser o está
presente como componente separado.
Además, es ventajoso que se prevea una
instalación de enfoque de la cámara impulsada en función de las
distancias determinadas. De esta manera se puede asegurar que la
cámara sea enfocada siempre sobre la superficie del objeto de
interés en cada caso.
Además, se puede prever una instalación de
iluminación del objeto, que se puede activar a través del circuito
de evaluación, de tal manera que se iluminan las ROIs y no se
iluminan las zonas que no son interesantes. A través de una
iluminación selectiva de este tipo se cargan menos las fuentes de
luz de la instalación de iluminación de objetos, de manera que se
puede elevar su duración de vida útil. No obstante, de la misma
manera es posible activar la instalación de iluminación de objetos
a través del circuito de evaluación, de tal forma que las ROIs son
iluminadas con mayor intensidad que las zonas que no son de interés.
Por medio de una intensidad de la luz elevada de este tipo en la
zona de las ROIs se puede elevar la calidad de imagen de las
imágenes detectadas por la cámara o, por ejemplo, también la
velocidad de lectura de un escáner de códigos de barras empleado.
Puesto que las zonas que no son de interés son iluminadas con menor
intensidad, las fuentes de luz no se cargan, en general, más
intensamente a través de la medida general, de manera que no se
influye negativamente sobre su duración de vida útil a través de la
intensidad elevada de la iluminación en la zona de las ROIs.
Las variantes explicadas anteriormente de la
activación de la instalación de iluminación de los objetos se
pueden emplear de una manera especialmente ventajosa cuando las
fuentes de luz de la instalación de iluminación de los objetos
están realizadas como LEDs. Las medidas explicadas repercuten aquí
de una manera especialmente ventajosa, puesto que la duración de
vida de los LEDs es, en principio, limitada.
Además, de acuerdo con la invención, es
ventajoso que la cámara y/o el circuito de evaluación sean equipados
con una interfaz de datos, que es adecuada para la transmisión de
los datos relacionados con las zonas de interés a un aparato
externo. Un aparato externo de este tipo puede ser adecuado, por
ejemplo, para la decodificación automática de caracteres de
escritura y/o para la representación óptica de zonas de imágenes con
caracteres de escritura que no se pueden decodificar de forma
automática.
A través de la interfaz de datos mencionado es
posible reducir al mínimo necesario la extensión de los datos
transmitidos a un aparato externo para el procesamiento posterior,
de manera que el aparato externo no es necesario en el
procesamiento siguiente de estos datos, sino que solamente se carga
en la extensión necesaria en cada caso. Esto es especialmente
ventajoso, por ejemplo, cuando el aparato externo está diseñado para
representar visualmente para una persona aquellas zonas de imagen,
que no se pueden decodificar de forma automática, puesto que en
este caso no se carga a dicha persona a considerar zonas de la
imagen que no representan información a decodificar o los caracteres
de escritura ya decodificados anteriormente de forma automática.
En el caso de empleo de dicha interfaz de datos,
es especialmente preferido que la cámara y/o el circuito de
evaluación estén equipados con una fase de compresión para la
compresión de los datos relacionados con las zonas de interés y que
deben transmitirse a través de la interfaz de datos. Con una fase de
compresión de este tipo se puede reducir todavía adicionalmente la
cantidad de los datos a transmitir a un aparato externo después de
una limitación a las zonas de interés. En este caso es especialmente
deseable que la fase de compresión esté diseñada para la compresión
de datos de imagen relacionados con zonas de interés ya durante la
vigilancia de la imagen respectiva. De esta manera se lleva a cabo
la compresión prácticamente en el instante más precoz posible,
puesto que al menos ya mayor parte se realiza ya durante la
vigilancia de la imagen, de manera que los datos están disponibles
también en el aparato externo en un instante muy precoz, lo que, en
último término, tiene como consecuencia que existe más tiempo para
el procesamiento posterior a través del aparato externo.
La compresión durante la vigilancia se puede
desarrollar de acuerdo con diferentes procedimientos:
En el caso del diseño de la cámara como cámara
de líneas, es posible, por ejemplo, comprimir cada línea de la
imagen totalmente recibida, relacionada con una zona de interés,
inmediatamente después de su vigilancia.
De una manera alternativa, es posible comprimir
un número predeterminado de líneas de la imagen recibidas
totalmente, relacionadas con una zona de interés, inmediatamente
después de la vigilancia de dicho número de líneas de la imagen.
Por último, por ejemplo, también es posible
comprimir un número predeterminado de píxeles recibidos,
relacionados con una zona de interés, de una o varias líneas de la
imagen después de la vigilancia de dicho número de píxeles.
De la misma manera son concebibles otras
variantes de realización.
Otras formas de realización preferidas de la
invención se indican en las reivindicaciones dependientes.
A continuación se describe la invención con la
ayuda de ejemplos de realización con referencia a los dibujos; en
éstos:
La figura 1 muestra un diagrama de principio
tridimensional de un dispositivo de acuerdo con la invención.
La figura 2 muestra una vista en planta superior
sobre una cinta transportadora de acuerdo con la figura 1.
La figura 3 muestra otra vista en planta
superior sobre la cinta transportadora de acuerdo con la figura 1
con zonas de objetos especialmente interesantes.
La figura 4 muestra una vista lateral de una
cámara así como de un objeto con identificación de la zona de baja
resolución de la cámara.
Las figuras 5a, b muestran vistas en planta
superior sobre un objeto de acuerdo con la figura 4.
La figura 6 muestra otra vista en planta
superior sobre una cinta transportadora de acuerdo con la figura 1
con zonas iluminadas especialmente identificadas.
La figura 1 muestra tres objetos 1, 2, 3, que se
encuentran sobre una cinta transportadora 4, que transporta los
objetos 1, 2, 3 en la dirección de la flecha A. Por encima de la
cinta transportadora 4 están montados, en la dirección de
transporte A, uno detrás de otro un escáner de láser 5 así como una
cámara de líneas 6.
\vskip1.000000\baselineskip
En el escáner de láser 5 se trata de un escáner
de líneas, que es adecuado para emitir periódicamente un rayo láser
móvil dentro de un plano de exploración 7. El plano de exploración 7
se extiende en este caso perpendicularmente a la dirección de
transporte A. El escáner de láser 5 está colocado frente a la cinta
transportadora 4 de tal forma que el rayo láser emitido explora la
cinta transportadora 4 sobre un poco más que toda su anchura, de
manera que todos los objetos, que se encuentran sobre la cinta
transportadora 4, pueden ser detectados por el escáner de láser
5.
De una manera correspondiente, el campo de
visión de la cámara de líneas 6 en forma de V, que se encuentra
dentro de un plano 8, está alineado de tal forma que se pueden
detectar por la cámara de líneas 6 todos los objetos transportados
sobre la cinta transportadora 4 por debajo de la cámara de líneas 6.
El plano 8 del campo de visión de la cámara de líneas 6 se extiende
en este caso en paralelo al plano de exploración 7 del escáner de
láser 5 y perpendicularmente a la dirección de transporte A.
El escáner de láser 5 y la cámara de líneas 6
están conectados con un circuito de control y de evaluación 9, que
es adecuado, por una parte, para activar el escáner de láser 5 y la
cámara de líneas 6 de la manera necesaria de acuerdo con la
invención y se ocupa, por otra parte, de una evaluación de los datos
suministrados por el escáner de láser 5 y la cámara de líneas 6.
El circuito de control y evaluación 9 conoce las
distancias del escáner de láser 5 con respecto al plano de
transporte de la cinta transportadora 4 con relación a todos
aquellos puntos, en los que el plano de exploración 7 del escáner
de láser 5 corta este plano de transporte. La línea de corte
correspondiente se identifica en la figura 1 con el signo de
referencia 10. Cuando ahora el circuito de control y de evaluación 9
recibe suministradas desde el escáner de láser 5 solamente
distancias que corresponden a estas distancias conocidas con
respecto al plano de transporte, el circuito de control y
evaluación conoce que no se encuentra ningún objeto dentro del
plano de exploración 7, de manera que en el instante
correspondiente, en el plano de exploración 7 no se encuentra
ninguna ROI. En cambio, si el escáner de láser 5 suministra datos de
distancia, que se desvían de los datos de distancia conocidos
entre el escáner de láser 5 y el plano de transporte, entonces
existen en aquellas posiciones, en las que aparecen las
desviaciones mencionadas, superficies de objetos, que no coinciden
con el plano de transporte, sino que se encuentran más cerca del
escáner de láser 5 que el plano de transporte. Estas posiciones son
asociadas entonces por el circuito de control y de evaluación 9 a
una ROI.
Por lo tanto, por medio del escáner de láser 5 y
del circuito de control y de evaluación 9 se puede establecer en
qué posiciones de la cinta transportadora 4 se encuentran objetos 1,
2, 3. A partir de la velocidad de transporte y de la distancia
entre el plano de exploración 7 y el plano del campo de visión 8 de
la cámara de líneas 6 se puede calcular entonces sin problemas
cuándo los objetos 1, 2, 3 detectados por el escáner de láser 5 se
encuentran en el plano del campo de visión 8 de la cámara de líneas
6 y en qué posición se mantienen los objetos 1, 2, 3 dentro de este
plano de, campo de visión 1, 2, 3. Los datos suministrados por la
cámara de líneas 6 al circuito de control y de evaluación 9 son
evaluados, como consecuencia de ello, solamente cuando están
asociados a una ROI. Los datos de la imagen, que muestran solamente
el plano de transporte de la cinta transportadora 4 sin objetos 1,
2, 3 colocados encima, no se asocian de acuerdo con la invención a
zonas de interés y no se tienen en cuenta en la evaluación de los
datos de la imagen.
El circuito de evaluación 9 está equipado con
una interfaz de datos 15, a través de la cual se pueden transmitir
los datos relacionados con las ROIs a un aparato externo 16. El
aparato externo 16 puede ser adecuado, por ejemplo, para la
decodificación automática de caracteres escritos.
Por último, el circuito de evaluación 9 está
equipado también todavía con una fase de compresión 17, que es
adecuada para comprimir los datos relacionados con las ROIs
especialmente ya durante la vigilancia, de manera que éstos se
pueden transmitir entonces con extensión reducida a través de la
interfaz de datos 15 hacia el aparato externo 16.
La figura 2 muestra en una vista en planta
superior los objetos 1, 2, 3 transportados sobre la cinta
transportadora 4. Las superficies de los objetos visibles en la
vista en planta superior, que se representan en gris en la figura
2, se clasifican con un dispositivo según la figura 1 como ROIs, de
manera que el circuito de control y de evaluación 9 solamente
procesa los datos de la imagen suministrados por la cámara de líneas
6, que están asociados a estas ROIs.
Como ya se ha mencionado, el escáner de láser 5
puede estar diseñado adicionalmente también todavía para la
determinación del comportamiento de remisión de las superficies de
los objetos, para poder determinar de esta manera, por ejemplo, las
posiciones de códigos colocados sobre las superficies de los
objetos. La figura 3 muestra una representación que corresponde a
la figura 2, estando representadas aquí, sin embargo, solamente
aquellas zonas especialmente interesantes como ROIs identificadas de
gris, en las que están presentes códigos a leer por la cámara de
líneas 6 de acuerdo con la figura 1. Por lo tanto, no tienen que
tenerse en cuenta todas las superficies de los objetos que se
muestran en la figura 2 durante el procesamiento de imágenes a
través de la unidad de control y de evaluación 9. En su lugar, es
suficiente una evaluación de las zonas de las superficies de los
objetos identificadas en gris en la
figura 3.
figura 3.
La figura 4 muestra en vista lateral una cámara
de líneas 6, que está alineada de tal forma que es adecuada parta
la vigilancia de un objeto triangular 11 en la sección transversal.
La zona de baja resolución de la cámara de líneas 6 está
identificada con 12. A partir de la figura 4 se deduce que solamente
una zona pequeña 13 del objeto, dirigida hacia la cámara de líneas
6, se encuentra en la zona de baja resolución 12 de la cámara de
líneas 6. De acuerdo con ello, en el marco del procesamiento de la
imagen es conveniente procesar solamente aquellos datos de la
imagen registrados desde el objeto 11, que proceden de una zona de
la superficie del objeto, que se encuentra dentro de la zona de
baja resolución 12. Por medio del escáner de láser 5 se puede
determinar previamente la distancia entre la cámara de líneas y las
superficies del objeto 11 dirigidas hacia la misma, de manera que
entonces se procesan en el circuito de control y de evaluación 9 en
último término sólo aquellos datos de la imagen que están asociados
a zonas de las superficies del objeto, que se encuentran en la zona
de baja resolución 12. De esta manera se pueden reducir todavía
adicionalmente los datos de la imagen a procesar, como se ilustra en
las figuras 5a y 5b.
La figura 5a muestra en color gris oscuro todas
las zonas de las superficies del objeto 11, que pueden ser
detectadas por la cámara de líneas 6 de acuerdo con la figura 4, y,
en concreto, de una manera independiente de si se encuentran o no
dentro de la zona de baja resolución 12.
En la figura 5b se representan en gris oscuro
solamente aquellas zonas de las superficies, que pueden ser
asociadas a la zona de baja resolución 12. Todas las otras zonas de
las superficies del objeto 11 se representan en color gris claro.
De acuerdo con el procedimiento preferido según la invención de
acuerdo con la figura 4, solamente pasan al procesamiento posterior
a través del circuito de control y de evaluación 9 aquellos datos
de la imagen que están identificados en gris oscuro en la figura 5b
y que proceden de zonas de las superficies de los objetos que se
encuentran dentro de la zona de baja resolución 12 de la cámara de
líneas 6. Por lo tanto, en función de la zona de baja resolución 12
de la cámara de líneas 6 es posible una reducción adicional de las
ROIs definidas a través del escáner de láser 5.
La figura 6 muestra de nuevo la cinta
transportadora de acuerdo con las figuras 1 a 4, estando
identificada aquí, adicionalmente a los objetos 1, 2, 3 en vista en
planta superior, rayada en gris oscuro también todavía aquella zona
14, que se puede iluminar de una manera selectiva por medio de una
instalación de iluminación de los objetos no representada. Como ya
se ha explicado, a través de los datos determinados por el escáner
de láser 5, se puede activar una instalación de iluminación, de
manera que se iluminan esencialmente sólo las ROIs o zonas, que se
extienden un poco más allá de las ROIs. La zona de iluminación 14 de
acuerdo con la figura 6 no es iluminada al mismo tiempo. En su
lugar, es suficiente iluminar esencialmente en forma de franjas
siempre sólo aquella zona de los objetos 1, 2, 3, que se encuentra
dentro del plano del campo de visión 8 de la cámara de líneas 6
según la figura 1. La longitud y la posición de la zona en forma de
franja, que se extiende transversalmente a la dirección de
transporte A, son en este caso dependientes de las ROIs determinadas
a través del escáner de láser 5 y a través del circuito de control
y de evaluación 9.
- 1
- Objeto
- 2
- Objeto
- 3
- Objeto
- 4
- Cinta transportadora
- 5
- Escáner de láser
- 6
- Cámara de líneas
- 7
- Plano de exploración
- 8
- Plano
- 9
- Circuito de control y de evaluación
- 10
- Línea de corte
- 11
- Objeto
- 12
- Zona de baja resolución
- 13
- Zona de iluminación
- 14
- Zona de iluminación
- 15
- Interfaz de datos
- 16
- Aparato externo
- 17
- Fase de compresión.
Claims (23)
1. Dispositivo para la vigilancia de objetos (1,
2, 3) móviles a través del campo de visión de una cámara (6) con
una instalación para la selección de zonas de interés, que solamente
están asociadas en cada caso a una parte del campo de visión de la
cámara (6), en el que un circuito de evaluación (9) está diseñado
para evaluar solamente todavía aquellos contenidos de la imagen
detectados por la cámara (6), que están asociados a las zonas de
interés determinadas previamente, caracterizado porque un
escáner de láser (5), que está diseñado para la determinación de
la distancia de las superficies del objeto dirigidas hacia el mismo
y para la determinación de la posición de estas superficies del
objeto, está integrado en la cámara (6) o está conectado delante o
detrás de ésta en la dirección de movimiento (A) de los objetos (1,
2, 3), y porque el escáner de láser (5) está acoplado con el
circuito de evaluación (9) para el cálculo de las zonas de interés
en función de las distancias y posiciones calculadas.
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque el escáner de láser (5) está
constituido por varias unidades.
3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
2, caracterizado porque el escáner de láser (5) está diseñado
para la emisión de un rayo láser que se mueve periódicamente dentro
de un plano de exploración (7).
4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
3 caracterizado porque el plano de exploración (7) se
extiende perpendicular o inclinado con relación a la dirección del
movimiento (A) de los objetos (1, 2, 3).
5. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito
de evaluación (9) está diseñado para el cálculo de las zonas de
interés en función de las distancias calculadas y de un
comportamiento de remisión calculado adicionalmente por el escáner
de láser (5).
6. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito
de evaluación (9) está diseñado para la consideración de la zona de
profundidad de la nitidez de la cámara (6), de tal manera que
solamente se pueden calcular aquellas zonas de interés en las que la
superficie del objeto se encuentra en la zona de profundidad de
nitidez de la cámara (6).
7. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cámara
(6) está configurada como cámara de líneas o cámara de matriz o
como escáner de código de barras.
8. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está
prevista una instalación de transporte (4), especialmente una cinta
transportadora para el movimiento de los objetos.
9. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito
de evaluación (9) está diseñado para la determinación de la
geometría de los objetos (1, 2, 3) que se lleva a cabo en función
de las distancias calculadas.
10. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito
de evaluación (9) está diseñado para la determinación de los
volúmenes de los objetos (1, 2, 3) que se realiza en función de las
distancias calculadas.
11. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está
prevista una instalación de enfoque de cámara, impulsada en función
de las distancias calculadas.
12. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está
prevista una instalación de iluminación del objeto, que se puede
activar a través del circuito de evaluación, de tal forma que se
iluminan las zonas de interés (13) y no se iluminan las zonas no
interesantes.
13. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está
prevista una instalación de iluminación de objetos, que se puede
activar a través del circuito de evaluación de tal forma que las
zonas de interés (13) se iluminan con mayor intensidad que las zonas
no interesantes.
14. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 12 ó 13, caracterizado porque las fuentes de
luz de la instalación de iluminación de los objetos están diseñadas
como LEDs.
15. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cámara
(6) y/o el circuito de evaluación (9) presentan una interfaz de
datos (15) para la transmisión de los datos relacionados con las
zonas de interés a un aparato externo (16).
16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
15, caracterizado porque el aparato externo (16) está
diseñado para la decodificación automática de caracteres escritos
y/o para la representación óptica de zonas de imágenes con
caracteres escritos que no se pueden decodificar
automáticamente.
\newpage
17. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 15 ó 16, caracterizado porque la cámara (6)
y/o el circuito de evaluación (9) están equipados con una fase de
compresión (17) para la compresión de los datos relacionados con
las zonas de interés y que deben transmitirse a través de la
interfaz de datos (15).
18. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
17, caracterizado porque la fase de compresión (17) está
diseñada para la compresión de datos de imágenes, relacionados con
las zonas de interés, ya durante la vigilancia de la imagen
respectiva.
19. Procedimiento para la vigilancia de objetos
(1, 2, 3) móviles a través del campo de visión de una cámara (6),
en el que se seleccionan las zonas de interés, que están asociadas
en cada caso solamente a una parte del campo de visión de la cámara
(6), en el que un circuito de evaluación (9) evalúa solamente
todavía aquellos contenidos de la imagen detectados por la cámara
(6), que están asociados a las zonas de interés determinadas con
anterioridad, caracterizado porque un escáner de láser (5)
calcula la distancia de las superficies de los objetos dirigidas
hacia los mismos y la posición de estas superficies de los objetos,
en el que el escáner de láser (5) está integrado en la cámara (6) o
está colocado delante o detrás de ésta en la dirección del
movimiento (A) de los objetos (1, 2, 3), y porque el circuito de
evaluación (9) acoplado con el escáner de láser (5) calcula las
zonas de interés en función de las distancias y posiciones
calculadas.
20. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 19, caracterizado porque con el escáner de
láser (5) se calcula adicionalmente con un medidor de remisión (5)
el comportamiento de remisión de las superficies de los objetos
dirigidas hacia el escáner de láser (5) y a continuación se calculan
las zonas de interés en función de las distancias calculadas y del
comportamiento de remisión calculado.
21. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 19 ó 20, caracterizado porque en el cal del
diseño de la cámara (6) como cámara de líneas utilizando una fase
de compresión (17), se comprime cada línea de la imagen totalmente
recibida, relacionada con una zona de interés, inmediatamente
después de su vigilancia.
22. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 19 ó 20, caracterizado porque en el caso del
diseño de la cámara (6) como cámara de líneas utilizando una fase
de compresión (17), se comprime un número predeterminado de píxeles
recibidos, relacionados con una zona de interés, de una o varias
líneas de la imagen inmediatamente después de la vigilancia del
número mencionado de píxeles.
23. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 19 ó 20, caracterizado porque en el caso del
diseño de la cámara (6) como cámara de líneas utilizando una fase
de compresión (17), se comprime un número predeterminado de líneas
de la imagen totalmente recibidas, relacionadas con una zona de
interés, inmediatamente después de la vigilancia del número
mencionado de líneas de la imagen.
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