FR2735891A1 - Systeme de lecture de symboles de donnee - Google Patents
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Abstract
Un lecteur de symboles de donnée fixe comprend un CCD (dispositif à couplage de charges) (43), une lentille (44), un circuit d'attaque de CCD (6), un circuit d'amplification (8), un circuit de mise sous forme binaire (10), une mémoire (12), une CPU (unité centrale de traitement) (15), des sources de lumière (41), un circuit d'attaque de source de lumière (42), un circuit d'attaque de transmission (16), un circuit d'interrupteur (13) et un interrupteur de déclenchement (14). En lecture, on effectue la saisie d'une image complète, et l'on calcule le nombre d'éléments d'image des trames de l'image complète correspondant au décalage d'un motif d'authentification (91) (associé au symbole de donnée (38)) entre une seconde image de trame et une première image de trame. La vitesse de déplacement du symbole de donnée se calcule à partir du décalage. On calcule le temps d'exposition optimal à la lumière à partir de la vitesse de déplacement, et l'on calcule l'intensité optimale d'éclairage à partir du temps d'exposition.
Description
SYSTEME DE LECTURE DE SYMBOLES DE DONNEE
La présente invention se rapporte à un lecteur de symboles de donnée pour lire de l'information codée dans un symbole de donnée, par
exemple, des symboles de donnée bidimensionnels en damier.
On utilise largement les codes à barres et les dispositifs associés pour lire de l'information de code à barres pour des applications comme des systèmes de points de vente (POS). Cependant, les codes à barres et les lecteurs les plus communs utilisent le format unidimensionnel habituel, dans lequel l'information est codée suivant un agencement unidimensionnel de barres parallèles. Un symbole de donnée de format unidimensionnel peut
contenir seulement une petite quantité d'information.
Les symboles bidimensionnels utilisant un motif rectangulaire en mosaïque (ou "en damier") codé en binaire, typiquement noir et blanc, contiennent davantage d'information. Les lecteurs de symboles de donnée pour lire les symboles en damier utilisent soit un capteur d'image de surface soit un capteur d'image en ligne. Avec un capteur en ligne, le dispositif de lecture et le symbole de donnée se déplacent l'un par rapport à l'autre en un balayage auxiliaire, et le capteur en ligne balaye de façon principale, de manière répétée, les lignes du symbole de donnée pour composer l'image d'une surface. Avec un capteur de surface (habituellement un CCD de surface) on saisit une image d'un motif de symbole de donnée simultanément en deux dimensions. Les dispositifs de lecture qui utilisent un dispositif de détection d'image (c'est-à-dire, un capteur d'image de surface) ne nécessitent pas de déplacement relatif entre le module de lecture et le symbole de donnée en un balayage auxiliaire, et sont donc capables de lire
des symboles de donnée en un temps plus court.
On peut utiliser un lecteur de symboles de donnée pour lire un symbole de donnée en mouvement. Un exemple d'une application appropriée consiste à lire des symboles de donnée portés par des produits se déplacçant le long d'une chaîne d'examen ou de convoyage dans une usine, soit
automatiquement soit à la main.
Lorsque le lecteur de symboles de donnée est fixe, mais que le
symbole lui-même se déplace, la vitesse de déplacement du symbole varie.
Dans le cas d'un système automatique, la vitesse variera entre des dispositifs de convoyage. Si un opérateur déplace manuellement l'article portant le symbole devant le lecteur de symbole, la vitesse variera constamment. Le lecteur de symboles classique ne peut pas obtenir la vitesse de déplacement
d'un symbole de donnée à lire.
Dans le cas o l'on lit un symbole de donnée mobile à l'aide d'un lecteur de symboles de donnée classique comportant un dispositif de détection d'image, il est très difficile de fixer de manière précise une exposition (durée d'exposition, quantité de lumière) appropriée pour la vitesse de déplacement du symbole de donnée. Si la durée d'exposition est trop longue, I'image devient floue et n'est plus lisible. Si la durée d'exposition est trop courte, on n'extrait pas une information de formation d'image suffisante (par exemple, les niveaux de contraste sont insuffisants pour la fixation de
seuils) ce qui conduit à des erreurs de lecture.
C'est, par conséquent, un objectif de la présente invention que de proposer un système amélioré de lecture de symboles de donnée capable de lire de façon fiable des symboles de donnée se déplacçant à des vitesses différentes. La présente invention porte sur un système de lecture de symboles de donnée qui satisfait cet objectif. Selon un aspect de la présente invention, un système de lecture de symboles de donnée comprend: un module de lecture incluant un dispositif de détection d'image pour saisir des images et un système optique pour former des images sur le dispositif de détection d'image; et un moyen de détection de vitesse pour détecter la vitesse de
déplacement du symbole de donnée par rapport au module de lecture.
De cette manière, le dispositif de lecture de symboles peut détecter la
vitesse de déplacement d'un symbole de donnée lu par un module de lecture.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le moyen de détection de vitesse comprend un régisseur pour commander le dispositif de détection d'image pour effectuer deux saisies d'image successives avec un intervalle de temps prédéterminé entre elles. Une mémoire mémorise des données correspondant aux deux saisies d'image successives. Un moyen de calcul calcule un décalage entre les deux saisies d'image successives, et calcule, en outre, une vitesse de déplacement du symbole de donnée en se
basant sur le décalage et sur l'intervalle de temps prédéterminé.
Par conséquent, en utilisant le dispositif de détection d'image lui-
même, on compare des images successives, et l'on convertit le décalage relatif des images en une vitesse de déplacement du symbole de donnée en
utilisant un intervalle de temps prédéterminé entre des images successives.
Aucun capteur supplémentaire ni instrument de mesure de déplacement n'est nécessaire. Dans ce mode de réalisation, le symbole de donnée est, de préférence, pourvu d'un motif d'authentification qui se déplace en même temps que le symbole de donnée. Le régisseur commande le dispositif de détection d'image pour saisir deux images successives, chaque saisie d'image successive incluant une image du motif d'authentification. Le moyen de calcul calcule un décalage de l'image du motif d'authentification entre les deux saisies d'image successives, et il calcule la vitesse de déplacement du symbole de donnée en se basant sur le décalage de l'image du motif
d'authentification et sur l'intervalle de temps prédéterminé.
Par conséquent, le motif d'authentification fournit au moyen de calcul une indication du fait que l'on doit calculer le décalage d'image entre des images contenant le motif d'authentification. De plus, puisque le motif d'authentification est prévu séparément du symbole de donnée lui-même, le motif d'authentification peut être un motif très simple, facilement
reconnaissable par le moyen de calcul.
Dans une variante de mode de réalisation, le dispositif de détection d'image saisit des images complètes vidéo, chaque image complète vidéo comportant une trame vidéo de lignes impaires et une trame vidéo de lignes paires avec entre elles un intervalle de temps prédéterminé. Le moyen de détection de vitesse comprend un régisseur pour commander le dispositif de détection d'image pour effectuer une saisie d'image complète vidéo. Une mémoire mémorise des données correspondant à la trame vidéo de lignes impaires et à la trame vidéo de lignes paires. Le moyen de calcul calcule un décalage entre la trame vidéo de lignes impaires et la trame vidéo de lignes paires, et il calcule la vitesse de déplacement du symbole de donnée en se
basant sur le décalage et sur l'intervalle de temps prédéterminé.
Dans ce cas, les deux trames d'une image complète vidéo, ayant entre elles un intervalle de temps connu, servent à calculer le décalage du symbole de donnée pendant l'intervalle de temps connu. Le motif d'authentification décrit ci-dessus peut aussi être utilisé avec ce mode de réalisation. De préférence, cet aspect de l'invention comprend un moyen de réglage de temps d'exposition pour régler le temps d'exposition du dispositif
de détection d'image en se basant sur la vitesse de déplacement calculée.
Ainsi, on peut régler le temps d'exposition approprié en fonction de la vitesse de déplacement du symbole de donnée ce qui évite le flou de l'image de
symbole ou sa sous-exposition.
Dans ce cas, le système de lecture de symboles de donnée peut comprendre, en outre, une source de lumière à intensité variable, et un moyen de réglage d'intensité de lumière pour régler l'intensité d'émission de lumière de la source de lumière en se basant sur le temps d'exposition. Par conséquent, non seulement on peut régler le temps d'exposition pour saisir de façon précise le symbole de donnée, mais si le temps d'exposition nécessaire est trop court pour la quantité de lumière existante, on peut régler la source de lumière à intensité variable en fonction du temps d'exposition pour donner une exposition correcte, c'est-à-dire que l'on effectue une
commande d'exposition avec priorité à l'obturateur.
Selon un autre aspect de la présente invention, un système de lecture de symboles de donnée comprend: un lecteur de symboles de donnée incluant un dispositif de détection d'image pour saisir des images; un système optique pour former des images d'une zone de lecture de symbole sur le dispositif de détection d'image; et un moyen de détection de vitesse pour détecter la vitesse de déplacement du symbole de donnée par rapport au module de lecture. Un objet mobile portant un symbole de donnée est mobile de façon telle que le symbole de donnée se déplace dans la zone de
lecture de symbole.
De préférence, on dispose un motif d'authentification sur l'objet mobile. En outre, de préférence, le motif d'authentification est situé sur l'objet mobile en tête du symbole de donnée dans le sens de déplacement de
l'objet mobile.
Par conséquent, le motif d'authentification fournit au moyen de détection de vitesse une indication du fait que l'on doit détecter la vitesse de l'objet mobile, et donc du symbole de donnée. De plus, puisque le motif d'authentification est prévu séparément du symbole de donnée lui-même, le motif d'authentification peut être un motif très simple, facilement
reconnaissable par le moyen de détection de vitesse.
Selon un mode de réalisation préféré, le moyen de détection de vitesse comprend un régisseur pour commander le dispositif de détection d'image pour saisir deux images successives de la zone de lecture de symbole séparées par un intervalle de temps prédéterminé, chaque image successive incluant une image du motif d'authentification. Une mémoire mémorise des données représentant les deux images successives. Un moyen de calcul calcule un décalage entre les images du motif d'authentification entre les deux images successives, et il calcule la vitesse de déplacement en
se basant sur le décalage et sur l'intervalle de temps prédéterminé.
Dans un développement de cet aspect de l'invention, le système de lecture de symboles de donnée comprend un moyen de synchronisation pour synchroniser le déplacement d'objet mobile avec la saisie d'image par le dispositif de détection d'image. De cette manière, le module de lecture peut reconnaître si l'image de symbole de donnée doit être saisie. Dans ce cas, le moyen de synchronisation peut comprendre un interrupteur de déclenchement connecté au module de lecture, placé dans le trajet de l'objet mobile, et manoeuvrable par l'objet mobile; et une horloge pour compter un retard prédéterminé après une manoeuvre de l'interrupteur de déclenchement par l'objet mobile, le dispositif de lecture réagissant à l'horloge en démarrant
la saisie d'image.
Sous encore un autre aspect de la présente invention, un système de lecture de symboles de donnée comprend: un module de lecture incluant un dispositif de détection d'image pour saisir des images et un système optique pour former des images sur le dispositif de détection d'image. Le dispositif de détection d'image saisit des images complètes vidéo, chaque image complète vidéo comportant une trame vidéo de lignes impaires et une trame
vidéo de lignes paires avec entre elles un intervalle de temps prédéterminé.
Un régisseur commande le dispositif de détection d'image pour effectuer la saisie d'image complète vidéo, tandis qu'une mémoire mémorise des données correspondant à la trame vidéo de lignes impaires et à la trame vidéo de lignes paires. Un moyen de calcul calcule un décalage entre la trame vidéo de lignes impaires et la trame vidéo de lignes paires, et calcule la vitesse de déplacement du symbole de donnée en se basant sur le décalage
et sur l'intervalle de temps prédéterminé.
Selon encore un autre aspect de la présente invention, un système de lecture de symboles de donnée comprend: un module de lecture incluant un dispositif de détection d'image pour saisir des images et un système optique pour former des images sur le dispositif de détection d'image; un moyen de détection de vitesse pour détecter une vitesse de déplacement du symbole de donnée par rapport au module de lecture; et un moyen de réglage de temps d'exposition pour régler un temps d'exposition du dispositif de détection d'image en se basant sur la vitesse de déplacement détectée. Dans ce cas, le système de lecture de symboles de donnée comprend de préférence, en outre, une source de lumière à intensité variable, et un moyen de réglage d'intensité de lumière pour régler l'intensité d'émission de lumière
de la source de lumière en se basant sur le temps d'exposition.
Selon encore un autre aspect de la présente invention, un système de lecture de symboles de donnée comprend: un module de lecture incluant un dispositif de détection d'image pour saisir des images et un système optique pour former des images sur le dispositif de détection d'image. Un régisseur commande le dispositif de détection d'image pour saisir deux images successives avec entre elles un intervalle de temps prédéterminé. Le symbole de donnée est pourvu d'un motif d'authentification qui se déplace en même temps que le symbole de donnée, et chaque saisie d'image successive comprend une image du motif d'authentification. Une mémoire mémorise des données correspondant à deux saisies d'image successives. Un moyen de calcul calcule un décalage de l'image du motif d'authentification entre les deux saisies d'image successives, et calcule la vitesse de déplacement du symbole de donnée en se basant sur le décalage de l'image du motif
d'authentification et sur l'intervalle de temps prédéterminé.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs
de la description qui va suivre à titre d'exemple en se référant aux dessins
annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation préféré du système de lecture de symboles de donnée selon l'invention; la figure 2 est une vue de dessous en plan du système de lecture de symboles de donnée montré à la figure 1; la figure 3 est un schéma fonctionnel montrant une configuration de circuit du système de lecture de symboles de donnée montré à la figure 1; les figures 4 et 4B sont des chronogrammes décrivant une saisie d'image complète; les figures 5A à 5D sont une vue schématique en plan montrant un objet mobile et une zone de lecture de symbole de donnée; les figures 6A et 6B constituent un diagramme explicatif montrant, dans une mémoire, une première image de trame saisie et une seconde image de trame saisie; la figure 7 est un graphique montrant une relation entre des vitesses de déplacement d'un symbole et des temps d'exposition; la figure 8 est un graphique montrant une relation entre des temps d'exposition à la lumière et des intensités de lumière; et la figure 9 est un organigramme montrant la commande du système
de lecture de symboles de donnée montré à la figure 1.
La figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation préféré d'un système de lecture de symboles de donnée selon l'invention, la figure 2 est une vue dessous en plan d'un lecteur de symboles de donnée de la figure 1, et la figure 3 est un schéma fonctionnel montrant une configuration de circuit du lecteur de symboles de donnée représenté à la
figure 1.
En se référant aux figures 1 à 3, le système de lecture de symboles de donnée selon l'invention comprend un lecteur de symboles de donnée 1 et un objet mobile 9. Le lecteur de symboles de donnée 1 de l'invention est fixe, c'est-à-dire monté sur un support, ou un bras, de positionnement. Le lecteur de symboles de donnée 1 comprend un carter 2 comportant une partie tête 22 à son extrémité de lecture. Une ouverture d'extrémité de lecture rectangulaire 31 est formée à l'extrémité de lecture de la partie tête 22. Le carter 2 loge un module de lecture 4 et un circuit de commande 50. Comme le montre la figure 3, le circuit de commande 50 comprend un circuit de traitement de signaux 5, un circuit d'attaque de source de lumière
42, et un circuit d'attaque de transmission 1 6.
Le module de lecture 4 comprend deux sources de lumière 41, 41 un dispositif à couplage de charges (CCD) de surface 43 en tant que dispositif de détection d'image; un système optique 44. Le système optique 44 guide la lumière provenant d'une zone de lecture de symbole 36 pour former une image sur la surface de réception de lumière du CCD 43. La zone de lecture de symbole 36 est définie par le module de lecture 4, et un symbole de donnée 38, porté par un objet mobile 9, traverse la zone de
lecture de symbole 36.
Les deux sources de lumière 41 éclairent la zone de lecture de symbole 36, et sont placées d'une manière sensiblement symétrique par rapport au trajet de lumière 47. Un élément émetteur de lumière comme une
LED (diode émettrice de lumière), une lampe halogène, un laser à semi-
conducteur, ou une valve de lumière, sert de source de lumière 41. Une plaque de diffusion (non représentée) avec une surface dépolie ou translucide peut être installée du côté émission de lumière des sources de lumière 41, pour rendre plus uniforme la luminance au droit de la zone de lecture de symbole 36. Les sources de lumière 41 sont commandées par un circuit
d'attaque de sources de lumière 42 du circuit de commande 50.
Le CCD 43 comporte de nombreux éléments de réception de lumière (ou éléments d'image) à photodiode disposés en une matrice. Chacun des éléments d'image accumule une charge électrique correspondant à la quantité de lumière reçue, et transfère la charge, en séquence, à un instant prédéterminé. Les charges transférées sont des signaux d'image (analogiques) pouvant être lus. En outre, le CCD a une fonction d'obturateur
électronique pour commander le temps d'accumulation des charges.
La zone de lecture de symbole 36 est formée sur un plan de référence 37 de l'objet mobile 9, c'est-à-dire, la surface sur laquelle est placé le symbole de donnée 38. Le système optique 44 dirige lumière réfléchie par la zone de lecture de symbole 36 vers le CCD 43. La zone de lecture de symbole 36 est alignée avec l'ouverture frontale 31 de la partie tête 22, et
elle est comprise dans la zone de détection efficace du CCD 43.
Comme le montre la figure 2, le symbole de donnée 38 est constitué d'un motif en damier de cellules noires et blanches (des cellules alternativement noires et transparentes) disposées en une matrice. La matrice ne comporte pas moins de 2 colonnes (c'est-à-dire, x colonnes, avec x > 1) et lignes (c'est-à-dire, y lignes, avec y > 1) de cellules. De cette façon, chaque cellule peut représenter 0 ou 1 dans un système binaire et l'on peut définir de l'information par une combinaison binaire de cellules. Cependant, le symbole de donnée 38 lisible par le lecteur de symboles de donnée 1 n'est pas limité à l'agencement représenté. Le circuit de commande 50 du lecteur de symboles de donnée 1 comprend un circuit de traitement de signaux 5 pour traiter les signaux d'image reçus du module de lecture 4. Comme le montre la figure 3, le circuit de traitement de signaux 5 comprend un circuit d'attaque de CCD 6, un circuit d'amplification 8, un circuit de mise sous forme binaire 10, une mémoire 12 et, comme moyen de commande, une
unité centrale de traitement (CPU) 15.
En fonctionnement, le circuit d'attaque de sources de lumière 42 active les deux sources de lumière 41 pour éclairer la zone de lecture de symbole 36. La lumière réfléchie par la zone de lecture de symbole 36 passe à travers le système optique 44, en formant une image sur la surface de réception de lumière du CCD 43. Le CCD 43 sort alors des signaux d'image (des signaux analogiques) correspondant à la quantité de lumière reçue, que le circuit d'amplification 8 amplifie et convertit d'analogique en numérique, que le circuit de mise sous forme binaire 10 met sous forme binaire, que la CPU 15 lit, et que la mémoire 12 mémorise. Le circuit d'attaque de sources de lumière 42, sous les ordres de la CPU 15, délivre une quantité d'énergie variable pendant une durée variable aux sources de lumière 41, en allumant et en éteignant ainsi les sources de lumière, et en commandant, en outre, l'intensité de lumière produite. La CPU 15 commande ainsi la durée
d'exposition et son intensité.
La CPU 1 5 est en outre connectée au circuit d'attaque de sources de lumière 42, au circuit d'attaque de transmission 16, et à un circuit d'interrupteur 13 (pour un interrupteur de déclenchement 14). De plus, la CPU comporte une mémoire de tables 15a pour mémoriser des tables d'exposition pour l'intensité et la durée d'exposition, et une horloge 1 5b pour régler l'exposition. Eventuellement, un écran d'affichage (non représenté) à l! LED, LCD (afficheur à cristaux liquides) ou à CRT (tube à rayons cathodiques)
est connecté à la CPU 15.
L'interrupteur de déclenchement 14 possède un levier de manoeuvre 14a (montré aux figures 5A à 5D) et il est fermé lorsque l'on presse le levier de manoeuvre 14a. L'interrupteur de déclenchement 14 est placé de façon telle que le levier de manoeuvre 14a soit pressé par la partie bord latéral de l'objet mobile 9 lorsque l'objet mobile 9 atteint une position prédéterminée à laquelle commence la saisie des images de trame préparatoires pour la
détection de vitesse.
Cette position de saisies d'image préparatoires est une position de l'objet mobile 9 dans laquelle un motif d'authentification 91, porté par l'objet mobile 9, atteint la zone de lecture de symbole 36 (dans ce mode de réalisation, lorsque le motif d'authentification 91 se trouve au voisinage du centre de la zone de lecture de symbole 36). L'interrupteur de déclenchement 14 constitue ainsi un moyen de synchronisation pour synchroniser le déplacement de l'objet mobile 9 avec le cadencement de saisie d'image par
le CCD 43.
Le lecteur de symboles de donnée 1 est placé de façon telle que le système optique 44 forme, avec la lumière reçue de la zone de lecture de symbole 36, une image sur le CCD 43, et de sorte que l'ouverture
d'extrémité de lecture 31 soit parallèle au plan de référence 37.
De plus, comme le montre la figure 1, un convoyeur (non représenté) qui transporte l'objet mobile 9 portant le symbole de donnée 38 est situé en face du lecteur de symboles de donnée 1 à la figure 1. Le convoyeur transporte l'objet mobile 9 parallèlement au plan dans laquel les éléments d'image du CCD 43 sont disposés en rangée et à travers la zone de lecture
de symbole 36, en face de la partie tête 22.
Dans ce mode de réalisation, le motif d'authentification 91 est un motif du type raie sur l'objet mobile 9, s'étendant perpendiculairement à la direction de déplacement, disposé en face du symbole de donnée 38 dans le sens de déplacement (vers l'aval) de celui-ci. Le motif d'authentification 91
est séparé du symbole de donnée 38 par une distance prédéterminée.
Détection de vitesse Lorsque le passage d'un objet mobile 9 ferme l'interrupteur de déclenchement 14 du lecteur de symboles de donnée 1, il démarre un
processus pour effectuer des saisies d'image de trame préparatoires, (c'est-
à-dire, une exposition à la lumière et une saisie d'image) pour détecter la vitesse de déplacement du symbole de donnée 38, et pour déterminer
ensuite l'exposition.
La saisie d'image de trame préparatoire s'effectue deux fois à un intervalle prédéterminé pour détecter le changement de position du motif d'authentification 91, comme référence pour détecter la vitesse de
déplacement du symbole de donnée 38.
La figure 4 est un chronogramme montrant le cadencement pour l'exécution par le CCD 43 de deux saisies d'image de trame. Les trames sont deux trames vidéo distinctes, à 60 Hz, d'une image complète vidéo à 30 Hz, c'est-à-dire que la première trame comporte seulement les lignes impaires et que la seconde comporte seulement les lignes paires du CCD 43. Le temps d'exposition à la lumière (le temps d'accumulation des charges électriques) est commandé par la fonction d'obturateur électronique du CCD 43. Lors de l'exécution d'une saisie d'image, on effectue la saisie de la seconde image de
trame 1/60 seconde après la saisie de la première image de trame.
Pour les saisies préparatoires des première et seconde images de trame, la saisie d'image s'effectue avec le temps d'exposition à la lumière le plus court (c'est-à-dire, la "vitesse d'obturateur" la plus élevée) et avec l'intensité d'émission de lumière maximale des sources de lumière 41. Les données d'image (signaux d'image) sont mises sous forme binaire, et les données mises sous forme binaire (les signaux mis sous forme binaire) sont écrits dans la mémoire 12. Les données mises sous forme binaire de la première image de trame sont écrites dans une première zone de mémorisation d'image de trame de la mémoire 12, et les données mises sous forme binaire de la second image de trame sont écrites dans une seconde
zone de mémorisation d'image de trame de la mémoire 12.
Le décalage DD du motif d'authentification est calculé comme le décalage d'une seconde image de motif d'authentification 91 i2 (montrée à la figure 6B) par rapport à une première image de motif d'authentification 91il (montrée à la figure 6A). La vitesse de déplacement V du symbole de donnée 38 se calcule sur la base du décalage du motif d'authentification 91 et de la différence temporelle (dans ce cas, 1/60 seconde) entre les première et seconde saisies d'image de trame. La vitesse de déplacement V sert à déterminer une durée d'exposition appropriée, une intensité d'éclairage appropriée, et un intervalle d'attente W de l'exécution d'une saisie d'image de lecture de donnée. L'intervalle d'attente W correspond au temps allant de la fin du processus de détection de vitesse au moment o le symbole de donnée 38 atteint une position prédéterminée (par exemple, le centre) dans la zone de lecture de symbole 36, et on le détermine facilement à la partir de la vitesse de déplacement V et d'une distance standard entre le motif
d'authentification 91 et le symbole 38.
Les figures 5A à 5D sont des vues schématiques en plan montrant des positions de l'objet mobile 9 lorsqu'il se déplace dans la zone de lecture de symbole 36. Les figures 6A et 6B sont des vues explicatives montrant la première image de trame et la seconde image de trame (la première image de trame préparatoire saisie et la seconde image de trame préparatoire saisie)
telles qu'elles sont mémorisées dans la mémoire 12.
Comme le montre la figure 5A, si le motif d'authentification 91 n'est pas situé dans la zone de lecture de symbole de donnée 36 lorsque l'on saisit les images, on écrit, dans la mémoire 12, la donnée mise sous forme binaire ne comportant pas de motif d'authentification 91. Dans le mode de réalisation préféré, puisque l'on ouvre l'interrupteur de déclenchement 14
dans l'état montré à la figure 5A, on n'effectue aucune saisie d'image.
Lorsque le motif d'authentification 91 est situé dans la zone de lecture de symbole 36 (comme le montrent les figures 5B et 5C), on écrit dans lamémoire 12 les images de trame incluant le motif d'authentification 91, comme le montrent les figures 6A et 6B. La première image de trame préparatoire saisie montrée à la figure 6A correspond à l'image saisie à la figure 5B, et la seconde image de trame préparatoire saisie montrée à la figure 6B correspond à l'image saisie à la figure 5C. Pour trouver le décalage du motif d'authentification 91, on contrôle
d'abord la présence d'un motif d'authentification 91 dans la première trame.
La CPU 15 contrôle une Nème ligne horizontale (impaire) prédéterminée (la ligne Hn à la figure 6A) de la première image de trame dans la mémoire 12, et si l'on trouve une image de motif d'authentification 91il identifiable, on enregistre la position. Par exemple, on recherche et l'on identifie, s'il est présent, le bord avant 92il et la largeur d'une image de motif d'authentification 91 il. Une fois que l'on a identifié l'image de motif d'authentification 91il, on trouve la distance D1 du bord avant 92i1 au bord avant de l'ensemble de la première image de trame. La distance D1
s'exprime, de préférence, sous forme d'un nombre d'éléments d'image.
Si l'on trouve un motif d'authentification, on compare les positions des première et seconde images de trame préparatoires. C'est-à-dire que l'on analyse la position de l'image de motif d'authentification 91 par rapport aux
frontières d'image.
Pour la seconde image de trame, la CPU 15 contrôle une ligne horizontale (paire) prédéterminée (par exemple, la ligne Hn + 1 à la figure 6B) de la seconde image de trame dans la mémoire 12, et l'on enregistre la position. Par exemple, on recherche et l'on identifie le bord avant 92i2 et la largeur d'une image de motif d'authentification 91i2. Une fois que l'on a identifié l'image de motif d'authentification 91 i2, on trouve la distance D2 du
bord avant 92i2 au bord avant de l'ensemble de la seconde image de trame.
La distance D2 s'exprime, de préférence, sous forme d'un nombre
d'éléments d'image.
Pour calculer la vitesse de l'objet mobile 9, (et du symbole de donnée 38), on calcule d'abord le décalage de la seconde image de trame par rapport
à la première image de trame, c'est-à-dire, la différence DD entre D1 et D2.
On calcule alors la vitesse de déplacement V du symbole de donnée 38 par rapport à la zone de lecture à partir de l'expression: (AD x CH)/ M
1/60 (1)
Dans l'expression (1), DD est la différence entre D1 et D2 exprimée sous la forme d'un nombre d'éléments d'image, CH est la longueur d'un côté d'un élément d'image du CCD 43, et M est le grossissement du système optique 44. De plus, comme le montre la figure 4, le dénominateur de l'expression (1) est l'intervalle de temps de saisie d'image entre la première et la seconde saisies d'image de trame préparatoires (c'est- à-dire, 1/60 seconde). Calculs d'exposition Les tables d'exposition mémorisées dans la mémoire de tables de la CPU 1 5a expriment des relations entre la vitesse V, le temps d'exposition, et lI'intensité d'éclairage. La figure 7 est un graphique montrant un exemple de relation entre la vitesse de déplacement V et un temps d'exposition optimal Ts, et la figure 8 est un graphique montrant un exemple de relation entre le temps d'exposition optimal Ts et l'éclairage optimal (l'intensité de lumière
optimale) pour le temps d'exposition Ts.
Comme le montre la figure 7, le temps d'exposition optimal Ts (le temps adéquat d'accumulation de charges électriques) peut se calculer à partir de la vitesse de déplacement V. La mémoire de tables 1 5a de la CPU mémorise une pluralité de combinaisons appropriées de vitesses de déplacement V et de temps d'exposition optimaux Ts. Le temps d'exposition optimal Ts se calcule en prenant un Ts correspondant à la vitesse de déplacement V. Comme le montre la figure 8, l'éclairage optimal (l'intensité de lumière optimale) peut se calculer à partir du temps d'exposition Ts. La mémoire de tables 1 5a de la CPU 1 5 mémorise une pluralité de combinaisons appropriées de temps d'exposition optimaux Ts et de niveaux d'éclairage. Le niveau d'éclairage optimal se calcule en prenant un niveau d'éclairage
correspondant au temps d'exposition optimal Ts.
Lecture de donnée On effectue une saisie d'image de lecture de donnée (un décodage de symbole) pour lire le symbole de donnée 38 après l'attente de l'écoulement d'un intervalle W. La saisie d'image de lecture de donnée utilise une image
vidéo complète comportant tous les éléments d'image disponibles.
Dans la saisie d'image de lecture de donnée, la CPU 15 active en outre le circuit d'attaque de CCD 6 après l'attente de l'écoulement d'un intervalle W. Une impulsion d'attaque de CCD horizontale et une impulsion d'attaque de CCD verticale sortent du circuit d'attaque de CCD 6 vers le CCD 43 pour commander l'accumulation et le transfert de charges au droit
du CCD 43.
Le circuit d'attaque de CCD 6 produit également des signaux d'horloge. Par exemple, le circuit d'attaque de CCD 6 transmet à la CPU 15 des signaux d'horloge composites comportant un signal de synchronisation horizontale et un signal de synchronisation verticale combinés avec un signal d'horloge. Le circuit d'amplification 8 est connecté au CCD 43, et il amplifie les signaux d'image (analogiques) issus du CCD 43, et il effectue une conversion d'analogique en numérique pour donner des signaux d'image numériques (par exemple, des signaux d'image à 8 bits). Les signaux d'image numériques
entrent alors dans le circuit de mise sous forme binaire 10.
Dans le circuit de mise sous forme binaire 10, on transforme les signaux d'image numériques provenant de chaque élément d'image en une valeur binaire de "1" ou "0" en fonction d'une donnée de seuil prédéterminée. Une valeur de donnée mise sous forme binaire de "1" correspond à une partie noire du symbole de donnée 38 tandis qu'une valeur de "0" correspond à une partie blanche. Les données mises sous forme binaire, sorties du circuit de mise sous forme binaire 10, sont transférées par l'intermédiaire de la CPU 15 et mémorisées à des adresses prédéterminées de la mémoire 12 au moyen d'un compteur d'adresses inclus dans la CPU 15. Ce compteur d'adresse est attaqué en fonction des signaux d'horloge
composites entrés provenant du circuit d'attaque de CCD 6.
Dans l'opération de lecture, d'abord, les données mises sous forme binaire sont lues de façon séquentielle dans la mémoire 12 en fonction des adresses désignées par le compteur d'adresse (l'ordre de lecture peut être inversé par rapport à l'ordre de mémorisation). La CPU 15 effectue tout traitement d'image nécessaire, par exemple, on effectue alors sur les données mises sous forme binaire, pour une image, I'inversion d'image, l'extraction des seules données mises sous forme binaire, pour le symbole de donnée 38, en se basant sur les données de coordonnées des images de contour, la correction d'évanouissement, la rotation, et analogues. La CPU décode également les données mises sous forme binaire en des données utilisables en fonction du système de décodage pour le type particulier du symbole de donnée 38. On envoie alors les données décodées, par l'intermédiaire du circuit d'attaque de transmission 16, à un ordinateur central 1 7 connecté de façon externe. L'ordinateur central 1 7 peut être, par exemple, un ordinateur personnel ou un poste de travail. La mémorisation et la tabulation des données utilisables s'effectuent alors dans l'ordinateur
central 1 7.
Opérations de commande La figure 9 est un organigramme montrant le déroulement de commande de la CPU 15 pour commander le lecteur de symboles de donnée
1 de l'invention.
Lorsque l'on ferme l'interrupteur de déclenchement 14, on démarre le traitement de la figure 9. A l'étape S 101, on effectue une saisie d'image complète, et l'on saisit l'image de la première trame (trame de rang impair) et de la seconde trame (trame de rang pair). On met sous forme binaire les première et seconde données d'image de trame (signaux d'image) et l'on écrit dans la mémoire 12 les données mises sous forme binaire (signaux mis
sous forme binaire).
A l'étape S 102, le traitement analyse la première image de trame, et recherche un motif d'authentification (noir), par exemple, il recherche le long de la nème ligne horizontale un motif d'authentification de largeur correcte, comme décrit précédemment. Si l'on détecte un motif d'authentification 91, on calcule le nombre d'éléments d'image de CCD D1 correspondant à la distance allant de l'extrémité avant de la première image de trame au bord avant 92 du motif d'authentification 91 (comme le montre la figure 7). Le nombre d'éléments d'image D1 se calcule à partir de la mémoire 12 sur la
base de l'adresse de lecture du bord 92.
A l'étape S 103, le traitement vérifie si l'on a trouvé, à l'étape S 102, un motif d'authentification 91. Si l'on n'a pas trouvé de motif d'authentification 91 (NON à l'étape S 103), alors le traitement reboucle sur
l'étape S 101 et balaye (saisit) une nouvelle image.
Cependant, si l'on a trouvé un motif d'authentification 91 à l'étape S 102, alors le traitement va à l'étape S 104. A l'étape S 104, de façon similaire à la procédure pour la première trame, on calcule le nombre d'éléments d'image de CCD D2 correspondant à la distance allant de l'extrémité avant de la seconde image de trame au bord 92 du motif
d'authentification 91.
A l'étape S 105, on calcule le décalage du motif d'authentification
91, c'est-à-dire, la différence DD entre D1 et D2.
A l'étape S 106, on calcule la vitesse de déplacement V de l'objet mobile 9 et du symbole de donnée 38 d'après l'expression (1) décrite précédemment. A l'étape S 107, on calcule le temps optimal d'exposition à la lumière Ts (le taux adéquat d'accumulation de charges électriques) à partir de la vitesse de déplacement V sur la base des données de tables (comme le
représente la figure 7) de la mémoire de tables 1 5a.
A l'étape S 108, on calcule l'intensité de lumière optimale à partir du temps optimal d'exposition à la lumière Ts sur la base des données de tables
(comme le représente la figure 8) de la mémoire de tables 1 5a.
A l'étape S 109, on calcule à partir de la vitesse de déplacement V, le temps d'attente W jusqu'à ce que l'on puisse effectuer une saisie d'image normale (c'est-à-dire, la lecture de la donnée de symbole, par opposition au réglage de l'exposition). On règle le temps d'attente dans l'horloge 15b incorporée dans la CPU 15, et l'on démarre l'horloge 1 5b. A l'étape S 1 10, le traitement boucle sur place jusqu'à ce que le
temps d'attente W, tel qu'il est décompté par l'horloge 1 5b, soit terminé.
A l'étape S 111, on effectue une saisie d'image normale (avec une exposition normale à la lumière), en utilisant le temps optimal d'exposition à
la lumière et l'intensité d'éclairage déterminés préalablement.
Dans ce cas, comme le montre la figure 5D, puisque le temps d'attente approprié W est écoulé, le symbole de donnée 39 se trouve dans la zone de lecture de symbole 36 lorsque l'on effectue la saisie d'image normale. On met sous forme binaire les données d'image (les signaux d'image), et l'on écrit dans la mémoire 12 les données mises sous forme
binaires (les signaux mis sous forme binaire).
Dans le mode de réalisation préféré, puisque le temps d'exposition à la lumière et l'intensité de lumière d'éclairage sont tous les deux fixés pour obtenir une valeur optimale d'exposition à la lumière, la saisie d'image normale s'effectue toujours dans les meilleures conditions d'exposition à la lumière. Cependant, il est possible de commander seulement le temps d'exposition à la lumière, à moins qu'une erreur de décodage apparaisse,
auquel cas on commande alors l'intensité de lumière.
A l'étape S 112, on effectue le traitement d'image et le décodage décrits précédemment et l'on transmet la donnée décodée à l'ordinateur
central 1 7 par l'intermédiaire de circuit d'attaque de transmission 1 6.
Par conséquent, dans le mode de réalisation d'un lecteur de symboles de donnée 1, selon l'invention, le temps optimal d'exposition à la lumière (également connu sous le nom de vitesse d'obturateur) se règle en fonction de la vitesse de déplacement du symbole de donnée 38. Même si la vitesse de déplacement du symbole de donnée 38 fluctue, le mode de réalisation d'un lecteur de symbole de donnée 1 selon la présente invention évite le flou d'image résultant d'expositions trop longues et l'insuffisance de définition résultant d'expositions trop courtes. De cette manière, le lecteur de symboles de donnée 1 évite les erreurs de lecture et augmente la précision de lecture des symboles de donnée 38. De plus, puisque l'intensité d'émission de lumière des sources de lumière 41 se règle en fonction du temps d'exposition à la lumière, le lecteur de symboles de donnée évite la surexposition ou la sous- exposition résultant
d'un éclairage inapproprié.
De plus encore, puisque le temps d'exposition et l'intensité de lumière se règlent automatiquement aux valeurs optimales, la mise en forme
est plus simple que celle des dispositifs réglés manuellement.
Bien que l'on ait expliqué un lecteur de symboles de donnée selon l'invention en se référant à un mode de réalisation préféré, d'autres
structures sont possibles sans sortir de l'esprit et de la portée de l'invention.
Par exemple, bien que le dispositif de détection de vitesse détecte la vitesse de déplacement du symbole de donnée 38 sur la base du décalage du motif d'authentification 91 entre des images de trame séquentielles ayant entre elles un retard connu, comme variante, le dispositif de détection de vitesse pourrait être structuré de façon à régler un retard prédéterminé, ou à
utiliser des trames o des images complètes non séquentielles.
La présente description se rapporte à l'objet traité dans la demande
de brevet japonais numéro HEI 07-179 533, déposée le 21 juin 1995, qui est
expressément incorporée ici, en totalité, par référence.
Claims (17)
1. Système de lecture de symboles de donnée comprenant: un module de lecture (4) incluant un dispositif de détection d'image (43) pour saisir des images et un système optique (44) pour former des images sur le dispositif de détection d'image (43); caractérisé par un moyen de détection de vitesse pour détecter la vitesse de déplacement d'un symbole de donnée (38) par rapport au module
de lecture (4).
2. Système de lecture de symboles de donnée selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de détection de vitesse comprend: un régisseur pour commander le dispositif de détection d'image pour (43) effectuer deux saisies d'image successives avec un intervalle de temps prédéterminé entre elles; une mémoire (12) pour mémoriser des données correspondant auxdites deux saisies d'image successives; un moyen de calcul calcule (15) pour calculer un décalage entre les deux saisies d'image successives et pour calculer une vitesse de déplacement du symbole de donnée (38) en se basant sur ledit décalage et
sur ledit intervalle de temps prédéterminé.
3. Système de lecture de symboles de donnée selon la revendication 2, caractérisé: en ce que le symbole de donnée (38) est pourvu d'un motif d'authentification (91) qui se déplace en même temps que le symbole de donnée (38); en ce que ledit régisseur commande ledit dispositif de détection d'image (43) pour saisir deux images successives, chaque saisie d'image successive incluant une image dudit motif d'authentification (91); et en ce que ledit moyen de calcul (15) calcule un décalage de ladite image dudit motif d'authentification (91) entre lesdites deux saisies d'image successives, et calcule la vitesse de déplacement dudit symbole de donnée (38) en se basant sur ledit décalage de ladite image dudit motif
d'authentification (91) et sur ledit intervalle de temps prédéterminé.
4. Système de lecture de symboles de donnée selon la revendication 1, caractérisé: en ce que ledit dispositif de détection d'image (43) saisit des images complètes vidéo, chaque image complète vidéo comportant une trame vidéo de lignes impaires et une trame vidéo de lignes paires avec entre elles un intervalle de temps prédéterminé; et en ce que ledit moyen de détection de vitesse comprend un régisseur pour commander ledit dispositif de détection d'image (43) pour effectuer une saisie d'image complète vidéo; une mémoire (12) pour mémoriser des données correspondant à ladite trame vidéo de lignes impaires et à ladite trame vidéo de lignes paires et un moyen de calcul (15) pour calculer un décalage entre ladite trame vidéo de lignes impaires et ladite trame vidéo de lignes paires, et pour calculer ladite vitesse de déplacement dudit symbole de donnée (38) en se
basant sur ledit décalage et sur ledit intervalle de temps prédéterminé.
5. Système de lecture de symboles de donnée selon la revendication 4, caractérisé: en ce que le symbole de donnée (38) est pourvu d'un motif d'authentification (91) qui se déplace en même temps que le symbole de donnée (38); en ce que ledit régisseur commande ledit dispositif de détection d'image (43) pour saisir une image complète vidéo incluant une image dudit motif d'authentification (91); et en ce que ledit moyen de calcul (15) calcule un décalage de ladite image dudit motif d'authentification (91) entre ladite trame vidéo de lignes impaires et ladite trame vidéo de lignes paires, et calcule la vitesse de déplacement dudit symbole de donnée (38) en se basant sur ledit décalage de ladite image dudit motif d'authentification (91) et sur ledit intervalle de
temps prédéterminé.
6. Système de lecture de symboles de donnée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: un moyen de réglage de temps d'exposition pour régler le temps d'exposition dudit dispositif de détection d'image (43) en se basant sur ladite
vitesse de déplacement calculée.
7. Système de lecture de symboles de donnée selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une source de lumière (41) à intensité variable; et un moyen de réglage d'intensité de lumière pour régler l'intensité d'émission de lumière de ladite source de lumière (41) en se basant sur ledit
temps d'exposition.
8. Système de lecture de symboles de donnée selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit symbole de donnée (38) est un
symbole de donnée bidirectionnel.
9. Système de lecture de symboles de donnée comprenant: un lecteur de symboles de donnée (1) incluant un dispositif de détection d'image (43) pour saisir des images; un système optique (44) pour former des images d'une zone de lecture de symbole (36) sur ledit dispositif de détection d'image (43); et un moyen de détection de vitesse pour détecter la vitesse de déplacement d'un symbole de donnée (38) par rapport audit lecteur de symboles de donnée (1); et un objet mobile (9) portant un symbole de donnée (38) caractérisé en ce que ledit objet mobile (9) est mobile de façon telle que ledit symbole de donnée (38) se déplace dans ladite zone de lecture de
symbole (36).
10. Système de lecture de symboles de donnée selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un motif d'authentification (91) est
disposé sur ledit objet mobile (9).
i11. Système de lecture de symboles de donnée selon la revendication 10, caractérisé en ce que le motif d'authentification (91) est situé sur ledit objet mobile (9) en tête dudit symbole de donnée (38) dans le
sens de déplacement dudit objet mobile (9).
12. Système de lecture de symboles de donnée selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit moyen de détection de vitesse comprend un régisseur pour commander ledit dispositif de détection d'image (43) pour saisir deux images successives de ladite zone de lecture de symbole (36) séparées par un intervalle de temps prédéterminé, chaque image successive incluant une image dudit motif d'authentification (91); une mémoire (12) pour mémoriser des données représentant lesdites deux images successives; et un moyen de calcul (15) pour calculer un décalage entre lesdites images dudit motif d'authentification (91) entre lesdites deux images successives, et pour calculer ladite vitesse de déplacement en se basant sur
ledit décalage et sur ledit intervalle de temps prédéterminé.
13. Système de lecture de symboles de donnée selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: un moyen de synchronisation pour synchroniser le déplacement dudit objet mobile (9) avec ladite saisie d'image par ledit dispositif de détection
d'image (43).
14. Système de lecture de symboles de donnée selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit moyen de synchronisation peut comprend un interrupteur de déclenchement (14) connecté audit module de lecture (4), placé dans le trajet dudit objet mobile (9), et manoeuvrable par ledit objet mobile (9); et une horloge (1 5b) pour compter un retard prédéterminé après une manoeuvre dudit interrupteur de déclenchement (14) par ledit objet mobile (9), ledit dispositif de lecture (4) réagissant à ladite horloge (1 5b) en
démarrant ladite saisie d'image.
15. Système de lecture de symboles de donnée comprenant un module de lecture (4) incluant un dispositif de détection d'image (43) pour saisir des images et un système optique (44) pour former des images sur ledit dispositif de détection d'image (43) caractérisé: en ce que ledit dispositif de détection d'image (43) saisit des images complètes vidéo, chaque image complète vidéo comportant une trame vidéo de lignes impaires et une trame vidéo de lignes paires avec entre elles un intervalle de temps prédéterminé; par un régisseur pour commander ledit dispositif de détection d'image (43) pour effectuer la saisie d'image complète vidéo; par une mémoire (12) pour mémoriser des données correspondant à ladite trame vidéo de lignes impaires et à ladite trame vidéo de lignes paires et par un moyen de calcul (15) pour calculer un décalage entre ladite trame vidéo de lignes impaires et ladite trame vidéo de lignes paires, et pour calculer la vitesse de déplacement dudit symbole de donnée (38) en se
basant sur ledit décalage et sur ledit intervalle de temps prédéterminé.
1 6. Système de lecture de symboles de donnée comprenant: un module de lecture (4) incluant un dispositif de détection d'image (43) pour saisir des images et un système optique (44) pour former des images sur ledit dispositif de détection d'image (43); un moyen de détection de vitesse pour détecter une vitesse de déplacement dudit symbole de donnée (38) par rapport audit module de lecture (4); et un moyen de réglage de temps d'exposition pour régler un temps d'exposition dudit dispositif de détection d'image (43) en se basant sur ladite
vitesse de déplacement détectée.
17. Système de lecture de symboles de donnée selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une source de lumière (41) à intensité variable; et un moyen de réglage d'intensité de lumière pour régler l'intensité d'émission de lumière de ladite source de lumière (41) en se basant sur ledit
temps d'exposition.
18. Système de lecture de symboles de donnée comprenant: un module de lecture (4) incluant un dispositif de détection d'image (43) pour saisir des images et un système optique (44) pour former des images sur ledit dispositif de détection d'image (43); un régisseur pour commander ledit dispositif de détection d'image (43) pour saisir deux images successives avec entre elles un intervalle de temps prédéterminé caractérisé en ce que le symbole de donnée (38) est pourvu d'un motif d'authentification (91) qui se déplace en même temps que ledit symbole de donnée (38), et en ce que chaque saisie d'image successive comprend une image dudit motif d'authentification (91); par une mémoire (12) pour mémoriser des données correspondant auxdites deux saisies d'image successives; et par un moyen de calcul (15) pour calculer un décalage de l'image dudit motif d'authentification (91) entre lesdites deux saisies d'image successives, et pour calculer la vitesse de déplacement dudit symbole de donnée (38) en se basant sur ledit décalage de l'image dudit motif
d'authentification (91) et sur ledit intervalle de temps prédéterminé.
19. Système de lecture de symboles de donnée selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit motif d'authentification (91) est disposé devant ledit symbole de donnée (38) en se référant au sens de
déplacement dudit symbole de donnée (38).
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