ITMO20110279A1 - Metodo di acquisizione di immagini - Google Patents

Description

Descrizione di invenzione industriale

Metodo di acquisizione di immagini L'invenzione concerne un metodo di acquisizione di immagini di un oggetto attuato da un sistema di acquisizione di immagini comprendente almeno un'apparecchiatura ottica, in grado di elaborare un'immagine acquisita per estrarre almeno una caratteristica da tale oggetto.

In particolare, l'invenzione riguarda sistemi di acquisizione comprendenti apparecchiature ottiche in grado di acquisire immagini di oggetti, fermi e/o in transito su mezzi di trasporto mobili.

Nella presente descrizione e nelle successive rivendicazioni con l'espressione "apparecchiatura ottica di acquisizione di immagini" si intende un'apparecchiatura in grado di acquisire immagini di un oggetto disposto in una superficie di supporto, ed in particolare di acquisire caratteristiche geometriche e /o di forma di tale oggetto, oppure un'informazione ottica associate a tale oggetto.

Con l'espressione "informazione ottica" si intende qualunque rappresentazione grafica che costituisca un'informazione, sia essa non codificata che codificata.

Un esempio di informazione codificata è dato da un codice ottico, lineare o bidimensionale, nel quale sono codificati i dati identificativi dell'oggetto a cui il codice ottico è associato. L'informazione è codificata tramite opportune combinazioni di elementi di forma prefissata, ad esempio quadrati, rettangoli o esagoni, di colore scuro (normalmente nero) separati da elementi chiari (spazi, normalmente bianchi), e sono noti i codici a barre, i codici stacked e i codici bidimensionali in genere, i codici a colori, ecc.

Il termine "informazione ottica" comprende inoltre, più in generale, anche altre forme grafiche, che includono caratteri stampati o manoscritti (lettere, numeri, ecc.) e forme particolari (cosiddetti "pattern"), quali ad esempio timbri, loghi, firme, impronte digitali eco e qualsiasi rappresentazione grafica rilevabile, non solo nel campo della luce visibile, ma anche in tutta la gamma di lunghezze d'onda compresa tra l'infrarosso e l'ultravioletto.

E' noto dallo stato della tecnica utilizzare, nei sistemi di acquisizione di immagini, delle apparecchiature ottiche utilizzate senza azionamento umano (cosiddetti "unattended scanning systems") comprendenti camere digitali per acquisire le immagini di pacchi, o oggetti in generale, fermi e/o in transito su un nastro trasportatore o su altri mezzi di supporto e/o movimentazione e trasporto, e decodificare tramite tali camere digitali le informazioni ottiche stampate 0 apposte su essi. Tali camere digitali, che comprendono fotosensori, possono comprendere array monodimensionali oppure bidimensionali di fotosensori.

Con l'espressione "elaborazione dell'immagine" si intende l'esecuzione di un'analisi bidimensionale iniziale dell'immagine acquisita per poter successivamente elaborare più in dettaglio l'immagine stessa.

Tale successiva elaborazione ha lo scopo di "estrarre correttamente caratteristiche di interesse dell'oggetto". In altre parole, con quest'ultima espressione si intende un algoritmo di riconoscimento di immagine che consenta di leggere e decodificare correttamente le informazioni ottiche, comunque orientate, associate all'oggetto e/o identificare contorni o caratteri associati all'oggetto.

1 sistemi di acquisizione di immagini di tipo noto comprendono tipicamente un'apparecchiatura ottica, almeno un dispositivo di illuminazione associato a tale apparecchiatura, un dispositivo grafico di interfaccia utente per la configurazione del sistema di acquisizione ed un dispositivo di controllo per la gestione del dispositivo di illuminazione e della apparecchiatura ottica stessa.

Un tipico problema di tali sistemi di acquisizione risiede nel fatto che a causa del posizionamento relativo tra l'oggetto e l'apparecchiatura ottica, le immagini dell'oggetto acquisite dall'apparecchiatura ottica sono spesso distorte dal punto di vista prospettico. Non è infatti sempre possibile, o consigliabile, disporre l'asse ottico dell'apparecchiatura frontalmente all'oggetto da ispezionare, ortogonale alla faccia dell'oggetto su cui è posizionata l'informazione codificata o più in generale, della quale è necessario acquisire un'immagine. Nel caso in cui il dispositivo di illuminazione sia incorporato e circondi l'apparecchiatura ottica, è ad esempio necessario inclinare la superficie da analizzare, per evitare riflessioni dirette sull'apparecchiatura ottica.

Nel caso di sistemi di acquisizione di immagini ad apparecchiatura ottica fissa, la mancanza di spazio o di punti adatti al fissaggio alla base di appoggio, vincola il posizionamento dell'apparecchiatura ottica rispetto all'oggetto da acquisire, cosicché tale posizionamento risulta spesso non ottimale dal punto di vista della immagine acquisita, che può risultare distorta prospetticamente.

Nel caso invece di sistemi di acquisizione di immagini ad apparecchiatura ottica mobile, ad esempio montati in un braccio robotizzato per applicazioni di tipo "pick and place", l'apparecchiatura ottica cambia continuamente orientazione nello spazio, muovendosi in modo solidale al braccio robotizzato. In questi sistemi, la disposizione dell'apparecchiatura ottica rispetto all'oggetto è determinata non dalle necessità legate alla ottimale acquisizione di immagini ma da quelle del braccio robotico. Pertanto, le immagini acquisite possono risultare distorte dal punto di vista prospettico.

La distorsione prospettica dell'oggetto nell'immagine acquisita rende gli algoritmi di riconoscimento di immagine e di decodifica molto più complessi e meno efficienti, con conseguenti tempi elevati di elaborazione per la decodifica dell'immagine stessa. Inoltre, la distorsione dell'immagine può introdurre errori di decodifica, a causa di una interpretazione errata della informazione ottica presente nella immagine.

Ad esempio, un segno grafico riproducente un carattere in un testo potrebbe essere interpretato in modo errato da un algoritmo di decodifica ottica dei caratteri (OCR). Analogamente, un errore di decodifica potrebbe avere luogo se deve essere estratta da una immagine una prima caratteristica disposta in una prima regione di interesse, individuabile tramite parametri geometrici a partire da una seconda regione di interesse. Un'alterazione di tali parametri geometrici, ad esempio la distanza e/o l'orientazione tra la prima e/o la seconda regione di interesse dovute alla distorsione prospettica, potrebbe provocare errori in fase di decodifica, poiché la prima regione di interesse potrebbe essere individuata in una regione in cui è assente la caratteristica da decodificare.

Per ovviare a tale problema, è noto eseguire un passo di elaborazione di immagine trasformando geometricamente l'immagine acquisita, tramite un algoritmo in grado di riportare l'immagine alle sue proporzioni reali non distorte, in modo da estrarre caratteristiche di interesse dell'oggetto dalla immagine trasformata e non dall'immagine acquisita.

Tale trasformazione geometrica prevede ad esempio l'uso di algoritmi basati sull'ipotesi che ciascun punto dell'immagine distorta sia correiabile ad un punto corrispondente dell'immagine reale. Un algoritmo di trasformazione geometrica necessita delle coordinate di alcuni punti opportunamente scelti, individuati nella immagine distorta e nella immagine trasformata per poter essere definito. Quindi, è necessario un intervento da parte di un operatore durante una fase di configurazione dell'apparecchiatura ottica, affinché l'apparecchiatura ottica riesca a definire l'algoritmo di trasformazione geometrica stesso. L'operatore ha infatti a disposizione immagini in cui sono codificati pattern ottici di calibrazione (denominati anche test pattern) e mediante molteplici acquisizioni di tali immagini dotate di test pattern viene definito l'algoritmo di trasformazione geometrica.

Tale algoritmo, individuato in tale fase di configurazione dell'apparecchiatura ottica, viene successivamente utilizzato in una fase di lavoro per elaborare un'immagine, che può essere acquisita successivamente, contemporaneamente, o anche precedentemente a tale fase di configurazione, trasformandola in un'immagine diversa, prima di estrarre le caratteristiche dall'oggetto e quindi decodificare l'immagine stessa,

Pertanto, il sistema di acquisizione di immagini richiede di far precedere la fase di lavoro da una fase di configurazione dell'apparecchiatura ottica durante la quale è eseguita la molteplice acquisizione di immagini di calibrazione e/o ad esempio sono impostati altri parametri di funzionamento del sistema di acquisizione di immagini tramite il dispositivo grafico di interfaccia utente (per esempio è anche noto usare le immagini di calibrazione per determinare il fattore di conversione da pixel a mm).

Questa procedura di configurazione è laboriosa per l'operatore a causa delle molteplici acquisizioni di immagini di calibrazione ed inoltre richiede un tempo non trascurabile, in cui il sistema di acquisizione di immagini non può essere utilizzato in modo automatico in quanto è in fase di configurazione.

Tale tempo di configurazione diventa critico qualora, nel caso di una apparecchiatura ottica mobile, sia necessario individuare tutte le possibili posizioni di lavoro della apparecchiatura stessa e, per ciascuna, definire una corrispondente trasformazione geometrica. In ciascuna possibile posizione di lavoro, devono essere ripetute le molteplici acquisizioni di immagini di calibrazione tramite test pattern e pertanto la fase di configurazione è ancora più complessa e lunga.

Inoltre, per una corretta definizione dell'algoritmo di trasformazione geometrica e quindi per risolvere efficacemente la distorsione prospettica, è necessario che la correlazione tra i pattern ottici sia individuata con elevata precisione. Questo è tanto più necessario, quanto più l'immagine è distorta prospetticamente.

In presenza di poche immagini di calibrazione infatti, la trasformazione geometrica viene definita correttamente solo nel caso in cui l'informazione ottica sia su un oggetto presentante una superficie planare, come ad esempio un'etichetta disposta su una faccia di un corpo sagomato scatolare. In questo caso specifico ed in condizioni limite particolari, può anche essere sufficiente una sola immagine di calibrazione per definire la trasformazione geometrica. Tuttavia, la definizione di tale trasformazione geometrica diventa ancora ulteriormente lunga da eseguire e difficile da risolvere qualora l'oggetto presenti una superficie esterna curva. Nel caso infatti di oggetti con superfici esterne curve, o addirittura irregolari, sono necessarie non solo molteplici acquisizioni di immagini di calibrazione dotate di test pattern, ma anche che tali immagini siano acquisite da più posizioni diverse nello spazio. La prima immagine di calibrazione acquisita è utilizzata per identificare il test pattern di calibrazione su una superficie di riferimento, le successive immagini di calibrazione invece, sono acquisite da diverse posizioni spaziali all'interno di un volume di lavoro di interesse e solo dal confronto tra i test pattern delle immagini di calibrazione acquisite successivamente, eventualmente deformati prospetticamente durante l'acquisizione, con il test pattern di calibrazione della prima immagine di calibrazione acquisita è così possibile definire la trasformazione geometrica. Il tempo necessario all'operatore per configurare l'apparecchiatura ottica e conseguentemente il sistema di acquisizione di immagini aumenta ancora ulteriormente.

Uno scopo dell'invenzione è superare i difetti dei metodi di acquisizione di immagini di tipo noto.

Un ulteriore scopo è fornire un metodo di acquisizione di immagini che consenta di acquisire immagini e che corregga l'eventuale distorsione prospettica mediante una trasformazione geometrica della immagine acquisita, e che garantisca una trasformazione geometrica di precisione elevata senza richiedere tempi lunghi di configurazione.

Tali scopi ed altri ancora sono tutti raggiunti da un metodo di acquisizione di immagini come definito secondo una o più delle rivendicazioni sotto riportate.

L'invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni che ne illustrano una forma esemplificativa e non limitativa di attuazione, in cui:

Figura 1 è una vista schematica di un sistema di acquisizione di immagini 1 che impiega un metodo di acquisizione di immagini secondo l'invenzione, dotato di un'apparecchiatura ottica 2 collegata ad una base di appoggio fissa;

Figura 2 illustra schematicamente una schermata di visualizzazione di un dispositivo grafico di interfaccia utente facente parte del sistema di acquisizione di immagini di figura 1;

Figura 3 è una vista schematica di un'ulteriore versione del sistema di acquisizione di immagini, che impiega un metodo di acquisizione di immagini secondo l'invenzione, dotato di un'apparecchiatura ottica collegata ad una base di appoggio mobile e ad essa solidale.

Con riferimento alla Figura 1, è mostrato schematicamente un sistema di acquisizione di immagini 1 dotato di almeno una apparecchiatura ottica 2, ad esempio una camera digitale comprendente array monodimensionali o bidimensionali di fotosensori, in particolare del tipo CCD o C-MOS. Tale apparecchiatura ottica 2 è in grado di acquisire immagini di oggetti 3, fermi e/o in transito, disposti al di sopra di una superficie di supporto mobile 4, illustrata schematicamente. Un esempio di superficie di supporto mobile è dato da un nastro trasportatore. Tali oggetti 3 avanzano lungo una direzione di avanzamento A indicata in Figura 1 con una freccia. In Figura 1 è mostrato un solo oggetto 3 nella forma di un corpo sagomato scatolare, tuttavia sulla superficie di supporto mobile 4 può avanzare una pluralità di oggetti 3 in successione lungo la direzione di avanzamento A, i quali possono presentare una qualsivoglia forma.

L'apparecchiatura ottica 2 di Figura 1 è fissa nel senso che è collegata ad una base di appoggio, non illustrata, la quale rimane nella stessa posizione nel tempo. L'apparecchiatura ottica 2 è inoltre disposta inclinata, in modo che il proprio asse ottico V, che assumiamo coincida con l'asse longitudinale della telecamera in modo che l'inclinazione dell'asse ottico V e l'inclinazione dell'apparecchiatura ottica 2 coincidano, sia in grado di leggere un'informazione codificata, ad esempio un codice a barre, impresso o applicato su una faccia dell'oggetto 3.

L'oggetto 3 presenta una faccia superiore 3a, una faccia frontale 3b rivolta verso l'apparecchiatura ottica 2 ed una faccia laterale 3c.

Si osserva che in Figura 1, l'apparecchiatura ottica 2 è mostrata inclinata rispetto ad un asse Z verticale di un sistema di riferimento cartesiano ma non rispetto ai rimanenti assi X e Y. L'inclinazione dell'asse ottico è in questo caso data dal solo angolo a tra l'asse ottico V dell'apparecchiatura ottica 2 e l'asse Z. Tuttavia, in modo non rappresentato, l'apparecchiatura ottica 2 può anche presentare un'inclinazione non nulla lungo gli assi X e Y. La superficie di supporto mobile 4 degli oggetti 3 è illustrata in Figura 1 come disposta in orizzontale. Resta inteso che tale superficie di supporto può anche essere disposta inclinata, ad esempio per avanzare oggetti dal basso verso l'alto, trasferendo tali oggetti ad una quota lungo l'azze Z maggiore.

Il sistema di acquisizione di immagini 1 comprende inoltre un dispositivo di controllo non illustrato, ad esempio un microprocessore integrato nella stessa apparecchiatura ottica 2, per la gestione della acquisizione di immagini della apparecchiatura ottica 2 e di un dispositivo di illuminazione, non illustrato, degli oggetti da acquisire.

Tale dispositivo di controllo può comandare l'attivazione dell'apparecchiatura ottica 2 e dell'illuminatore ad una frequenza determinata, acquisendo così immaqini in modo continuo o alternativamente può comandare l'attivazione dell'illuminatore solo quando viene individuato un oqqetto analizzando il contenuto dell'immaqine.

In alternativa, e preferibilmente, un sensore di presenza 5 ed un sensore di avanzamento 6 (ad esempio un encoder) sono associati alla superficie di supporto mobile 4 per comunicare e comandare all'apparecchiatura ottica 2 colleqata a tali sensori, direttamente o tramite il dispositivo di controllo, di acquisire le immaqini dell'oqqetto 3 in transito e/o attivare l'illuminatore solo in presenza dell'oqqetto 3 stesso. Tali sensori individuano quando 1'oqqetto 2 entra all'interno di un campo di acquisizione o campo di lettura dell'apparecchiatura ottica 2 e quando esce da tale campo ed in questo modo rilevano la presenza di un oqqetto in una posizione predeterminata lunqo la superficie di supporto mobile 4. Si noti che tale posizione predeterminata è stabilita in modo che l'oqqetto 3, in tale posizione, si trova all'interno dell'intervallo di messa a fuoco (focusinq ranqe) e del campo di vista (field of view) dell'apparecchiatura ottica.

L'apparecchiatura ottica 2 può essere infatti provvista, come meqlio dettaqliato in sequito, di un dispositivo di rilevazione della distanza, che può essere una sensore di altezza, per esempio una barriera di fotocellule, oppure un misuratore di distanza laser o ultrasonico, o in particolare un dispositivo di messa a fuoco automatica. L'intervallo di messa a fuoco corrisponde così a tale campo di acquisizione, o campo di lettura, mentre il campo di vista rappresenta la proiezione del sensore dell'apparecchiatura ottica 2 attraverso i mezzi di ricezione ottica dell'apparecchiatura 2 stessa, cioè il sistema di lenti, alla distanza di messa a fuoco.

La misura della distanza può avvenire contestualmente all'acquisizione dell'immagine, o precedentemente ad essa. L'apparecchiatura ottica 2 può inoltre comprendere mezzi rilevatori di inclinazione, non illustrati, ad esempio un accelerometro o un inclinometro, i quali sono in grado di fornire l'inclinazione dell'apparecchiatura ottica 2, e quindi dell'asse ottico di tale apparecchiatura 2, rispetto ad un sistema di riferimento cartesiano X, Y e Z. Nella Figura 1, l'inclinazione rispetto all'asse Z equivale all'inclinazione rispetto alla gravità; nel caso più generale l'inclinazione rispetto alla gravità sarà una combinazione delle inclinazioni rispetto a X, Y e Z.

Occorre osservare che i mezzi rilevatori di inclinazione possono essere integrati nella apparecchiatura ottica 2 oppure essere ad essa associati in modo solidale, in quanto disposti in un dispositivo separato ma collegato direttamente o tramite il dispositivo di controllo alla apparecchiatura ottica 2 stessa. L'apparecchiatura ottica 2 può inoltre comprendere mezzi di memorizzazione, non illustrati, per memorizzare l'inclinazione ricevuta dai mezzi rilevatori di inclinazione.

Il sistema di acquisizione di immagini 1 comprende inoltre un dispositivo grafico di interfaccia utente 7 collegato direttamente, o attraverso il dispositivo di controllo, all'apparecchiatura ottica 2 tramite il quale un operatore è in grado di eseguire una fase di configurazione del sistema di acquisizione, precedente ad una fase di lavoro, al fine di validare un'inclinazione relativa tra asse ottico dell'apparecchiatura 2 ed un piano di riferimento noto associato all'oggetto 3. In fase di lavoro, l'immagine acquisita è infatti elaborata in funzione di tale inclinazione relativa, al fine di correggere un'eventuale deformazione prospettica dell'immagine acquisita e di estrarre caratteristiche dell'oggetto dall'immagine elaborata. E' così possibile correggere la deformazione prospettica dell'immagine acquisita stessa.

Nel caso di oggetti presentanti un corpo sagomato scatolare, il piano di riferimento è la faccia dell'oggetto che presenta l'informazione codificata da decodificare. Nel caso di oggetti presentanti un corpo sagomato curvo, dotato cioè di almeno una superficie esterna curva, il piano di riferimento corrisponde ad un piano tangente alla superficie curva stessa. Tale piano di riferimento può essere ortogonale o inclinato rispetto alla superficie di supporto dell'oggetto. L'inclinazione relativa è determinata durante tale fase di configurazione e l'operatore è in grado di ottenere e validare l'inclinazione relativa stessa, in modo semplice ed intuitivo e con un grado di precisione elevato.

L'inclinazione relativa si può calcolare dalla inclinazione del piano di riferimento rispetto alla gravità e dalla inclinazione dell'asse ottico V dell'apparecchiatura 2 rispetto alla gravità, come sarà meglio dettagliato di seguito.

Come illustrato in Figura 2, nella fase di configurazione il dispositivo grafico di interfaccia utente 7 mostra una schermata 8 di "Configurazione inclinazione", la quale comprende una porzione 9 in cui è visualizzata l'immagine acquisita ed una ulteriore porzione 10 in cui è visualizzata un'ulteriore immagine, che deriva da tale immagine acquisita ed è elaborata in modo da visualizzare un'immagine corretta prospetticamente grazie ad una inclinazione relativa simulata, impostata dall'operatore.

La schermata 8 comprende inoltre mezzi di interazione il, comprendenti un primo cursore 12, un secondo cursore 13, e pulsanti di selezione 14, 15, 16, e 17 per la gestione della schermata 8 di configurazione stessa.

Il primo cursore 12 è direttamente collegato ad un valore di inclinazione relativa simulata ed una modifica di tale cursore ha direttamente effetto sull'immagine corretta prospetticamente che da tale inclinazione relativa simulata deriva.

Occorre precisare che con l'espressione "simulato" si intende che l'immagine corretta prospetticamente viene visualizzata nella ulteriore porzione mediante una modalità di elaborazione funzione della inclinazione relativa selezionata da un operatore.

Il secondo cursore 13 è direttamente collegato ad un valore di distanza simulata tra tale apparecchiatura ottica 2 e detto oggetto 3 ed una modifica a tale cursore 13 ha direttamente effetto sull'immagine corretta prospetticamente, che viene visualizzata avvicinata o allontanata tramite un effetto di zoom.

Il pulsante di OK consente all'utente di validare l'inclinazione relativa simulata e/o la distanza simulata come rispettiva inclinazione e/o distanza.

II pulsante 14 ha il significato di RESET e riporta l'inclinazione relativa simulata e la distanza simulata a valori predefiniti.

Il pulsante 15 ha il significato di acquisizione immagine, in quanto comanda l'apparecchiatura ottica 2 ad una acquisizione di una nuova immagine.

Il pulsante 16 ha il significato di USCITA, ed annulla tutto quanto fatto durante la configurazione facendo tornare indietro ad una schermata di visualizzazione diversa.

Il pulsante 17 ha il significato di IMPOSTAZIONI AVANZATE e comanda la visualizzazione di un'ulteriore schermata di impostazione manuale, non illustrata, che può essere una finestra aggiuntiva a sé stante oppure una scheda aggiuntiva di impostazione manuale dotata di campi di inserimento testo e/o numerici, mediante la quale è consentito all'operatore di inserire manualmente un valore di inclinazione relativa simulata o una distanza simulata, ad esempio tramite l'inserimento di valori di inclinazione simulati per l'inclinazione del piano di riferimento e dell'asse ottico V dell'apparecchiatura ottica 2.

Se l'oggetto è un corpo sagomato scatolare, come mostrato in Figura 1 la cui faccia superiore 3a è ortogonale alle facce laterali 3b e 3c tra loro ortogonali ed è parallela al una faccia inferiore appoggiata alla superficie di supporto 4, l'inclinazione del piano di riferimento può essere calcolata agevolmente se viene ottenuta l'inclinazione della superficie di supporto 4 rispetto alla gravità.

Se l'apparecchiatura ottica 2 comprende i mezzi rilevatori di inclinazione, ad esempio un accelerometro o un inclinometro, l'inclinazione della apparecchiatura ottica 2 rispetto alla gravità è ricevuta dai mezzi rilevatori di inclinazione e può essere memorizzata nella apparecchiatura ottica 2 stessa. Ciò consente di sfruttare l'apparecchiatura ottica 2 in fase di configurazione e prima del definitivo fissaggio della base di appoggio, per misurare l'inclinazione del piano di riferimento e/o della superficie di supporto 4 dell'oggetto 3 rispetto alla gravità. Appoggiando infatti l'apparecchiatura ottica 2 nel piano di riferimento per l'oggetto, (una faccia dell'oggetto se il corpo è sagomato scatolare oppure esternamente e in modo tangente all'oggetto se la superficie esterna dell'oggetto è sagomata curva) e/o sulla superficie di supporto 4 (e calcolando poi da tale superficie di supporto 4 l'inclinazione del piano di riferimento, ortogonale o parallelo alla superficie di supporto 4 stessa), l'inclinazione misurata dai mezzi rilevatori di inclinazione è memorizzata come inclinazione del piano di riferimento o della superficie di supporto.

In alternativa, l'inclinazione del piano di riferimento e/o della superficie di supporto 4 è impostabile tramite l'ulteriore schermata di impostazione manuale.

Analogamente, in alternativa o in aggiunta, l'inclinazione dell'apparecchiatura ottica 2 è ottenibile dalla schermata 8 di configurazione inclinazione, oppure dalla schermata di impostazione manuale oppure, come detto in precedenza, viene ricevuta dai mezzi rilevatori di inclinazione.

Se i mezzi rilevatori di inclinazione sono presenti, in un passo iniziale della fase di configurazione quando la schermata 8 di "configurazione inclinazione" è proposta all'operatore, l'ulteriore immagine può essere visualizzata nell'ulteriore porzione 10 già elaborata mediante la correzione prospettica funzione dell'inclinazione relativa calcolata mediante l'inclinazione ricevuta dai mezzi rilevatori di inclinazione.

Analogamente, anche i mezzi di interazione il possono essere visualizzati in una configurazione basata su tale inclinazione relativa calcolata.

L'operatore, che deve validare l'inclinazione simulata come inclinazione relativa in un passo finale della fase di configurazione per concludere la configurazione stessa, è facilitato in quanto l'inclinazione simulata proposta per la correzione della deformazione prospettica nell'ulteriore porzione 10 è già un valore calcolato basato su valori di inclinazione reali.

Ancora, se i mezzi rilevatori di inclinazione sono presenti, il dispositivo di controllo è in grado di verificare se l'apparecchiatura ottica 2, configurata in un una fase di configurazione del sistema sopra illustrata, sia stata inavvertitamente spostata durante una fase di lavoro della stessa.

Il dispositivo di controllo e/o l'apparecchiatura ottica 2 possono infatti ricevere e memorizzare l'inclinazione ricevuta in fase di configurazione per confrontarla con la stessa inclinazione, ma ricevuta in fase di lavoro. E' possibile cioè un monitoraggio dell'inclinazione della apparecchiatura ottica 2 per generare un segnale di allarme, destinato ad un operatore, se l'inclinazione della apparecchiatura ottica 2, magari per un urto non voluto, cambia.

Come detto in precedenza, l'operatore è in grado di validare tramite il pulsante di OK sia l'inclinazione relativa che la distanza della apparecchiatura ottica 2 dall'oggetto, per correggere una eventuale deformazione della immagine acquisita dovuta sia alla inclinazione relativa che alla distanza.

L'ulteriore immagine visualizzata nell'ulteriore porzione 10 è elaborata mediante una correzione prospettica che considera una distanza simulata, impostata tramite il secondo cursore 13 dei mezzi di interazione il. Se l'apparecchiatura ottica 2 comprende un dispositivo di rilevazione della distanza, come descritto in precedenza ed in particolare un dispositivo di messa a fuoco automatica in grado di rilevare la distanza, la distanza rilevata dal dispositivo di messa a fuoco automatica è utilizzata nel passo iniziale della fase di configurazione quando la schermata 8 di "configurazione inclinazione" è proposta all'operatore, per correggere prospetticamente l'ulteriore immagine visualizzata nella ulteriore porzione 10 e allo stesso tempo configurare opportunamente il cursore 13 dei mezzi di interazione il.

In uso, il sistema di acquisizione di immagini esegue una fase iniziale di configurazione dell'apparecchiatura ottica 2 e mostra all'operatore la schermata 8 di configurazione inclinazione .

All'oggetto di cui sono da acquisire le immagini, viene associato un piano di riferimento, che è stabilito in modo noto essendo funzione della applicazione produttiva da realizzare. Senza restrizione di generalità, consideriamo che siano da acquisire immagini di una faccia di un corpo sagomato scatolare disposto in un nastro trasportatore orizzontale. Se l'apparecchiatura ottica 2 è associata a mezzi rilevatori d'inclinazione e ad un dispositivo di rilevazione della distanza, l'operatore deve indicare preliminarmente l'inclinazione della superficie di supporto dell'oggetto, per poter successivamente calcolare da essa e dall'inclinazione ottenuta dai mezzi di rilevazione di inclinazione, l'inclinazione relativa tra il piano di riferimento e l'asse ottico V dell'apparecchiatura 2.

L'operatore, guardando la schermata 8 di configurazione iniziale del dispositivo grafico di interfaccia utente 7, può decidere se validare immediatamente tramite il pulsante di OK l'inclinazione relativa simulata e/o la distanza simulata proposta nel passo iniziale di configurazione come rispettiva inclinazione relativa e/o distanza, oppure se continuare a modificare l'inclinazione relativa simulata e/o la distanza simulata in quanto l'ulteriore immagine visualizzata non è stata elaborata mediante una correzione prospettica accettabile.

Si noti che la schermata 8 di "Configurazione" è vantaggiosa anche se l'apparecchiatura ottica 2 non comprende i mezzi rilevatori di inclinazione. L'operatore può agire sui cursori 12 di inclinazione e/o 13 di distanza, simulando più correzioni prospettiche diverse, valutando immediatamente nell'ulteriore porzione 10 il risultato della correzione prospettica stessa e validando inclinazione e/o distanza quando soddisfacente.

Tramite il pulsante di "OK", l'operatore esegue il passo finale della fase di configurazione e quindi viene validata sia l'inclinazione relativa che la distanza. Ne segue che, quando il sistema di acquisizione di immagini diventa funzionante in fase di lavoro, le immagini acquisite dalla apparecchiatura ottica 2 sono elaborate per correggere una eventuale deformazione prospettica e l'elaborazione è eseguita come funzione della inclinazione relativa, e/o della distanza validata dall'operatore in fase di configurazione. Viene così estratta dall'immagine elaborata almeno una caratteristica dall'oggetto 3, come ad esempio un codice a barre impresso o applicato su una faccia dell'oggetto 3 stesso.

In questo modo, è possibile ottenere un metodo di acquisizione di immagini di un oggetto per un sistema di acquisizione di immagini che consente un'elaborazione accurata delle immagini acquisite, ed anche una correzione della deformazione prospettica presente, ed allo stesso tempo consente ad un operatore di configurare il sistema di acquisizione stesso molto semplicemente.

Per correggere la distorsione prospettica, l'immagine viene acquisita ed è elaborata mediante una modalità di elaborazione che è funzione di una inclinazione relativa tra asse ottico V dell'apparecchiatura ottica 2 del sistema di acquisizione ed un piano associato all'oggetto. L'operatore ha a disposizione una schermata 8 di un dispositivo grafico di interfaccia utente 7 per visualizzare non solo l'immagine acquisita ma anche un'immagine elaborata, corretta prospetticamente, e riesce in questo modo a validare tale inclinazione relativa solo quando la correzione prospettica che deriva da tale inclinazione relativa è secondo il suo giudizio soddisfacente.

E' così garantita una elevata precisione di elaborazione. Non essendo utilizzati test pattern di calibrazione per elaborare l'immagine, la procedura di configurazione dell'apparecchiatura ottica del sistema di acquisizione di immagini è velocizzata e facilitata.

La schermata 8 di configurazione del dispositivo di visualizzazione trae inoltre particolare vantaggio dall'avere mezzi rilevatori di inclinazione associati all'apparecchiatura ottica 2, in quanto nella fase iniziale di configurazione l'ulteriore immagine è già elaborata con una correzione prospettica reale e non simulata.

Tuttavia, è opportuno precisare che la presenza di tali mezzi rilevatori di inclinazione non è necessaria, essendo l'apparecchiatura ottica 2 configurabile anche in assenza di essi. Infatti, la validazione della inclinazione relativa è realizzata proponendo all'operatore la contemporanea visualizzazione della immagine acquisita, distorta prospetticamente, e di un'immagine ulteriore derivata dall'immagine acquisita ed elaborata mediante un valore di inclinazione simulata. L'operatore ha in tale modo un riscontro grafico immediato della validità della correzione prospettica attuata e può agevolmente rendere più precisa la correzione prospettica modificando i mezzi di interazione il della schermata 8 del dispositivo grafico di interfaccia utente 7.

In un'ulteriore forma di realizzazione, una versione del sistema di acquisizione di immagini 101 comprende, o è associato a, mezzi rilevatori di inclinazione ma il dispositivo grafico di interfaccia utente 7 può non essere presente. In particolare, una versione dell'apparecchiatura ottica 102 include mezzi rilevatori di inclinazione, ad esempio un accelerometro o un inclinometro, non illustrati, e presenta un asse ottico V', che può ad esempio essere coincidente con, o parallelo a, l'asse longitudinale dell'apparecchiatura ottica 102 in modo che l'inclinazione dell'asse ottico V' e l'inclinazione dell'apparecchiatura ottica 102 coincidano. La versione 102 dell'apparecchiatura ottica in pratica differisce dall'apparecchiatura ottica 2 in quanto include in modo non opzionale mezzi rilevatori di inclinazione. Per quello che riguarda altre caratteristiche dell'apparecchiatura ottica 102, come il dispositivo di controllo per la gestione dell'acquisizione di immagini, vale quanto già illustrato in precedenza in relazione alla apparecchiatura ottica 2. Analogamente, rimane anche valido quanto detto in precedenza in relazione alla definizione dell'asse ottico V' e alla definizione del piano di riferimento rispetto all'oggetto 3.

In una fase di configurazione dell'apparecchiatura ottica 102, è così possibile ottenere un'inclinazione relativa, tra il piano di riferimento associato all'oggetto 3 e l'asse ottico V' dell'apparecchiatura 102, la quale è calcolabile a partire dall'inclinazione dell'apparecchiatura ottica 102 rispetto alla gravità ricevuta dai mezzi rilevatori di inclinazione e da una inclinazione del piano di riferimento rispetto alla gravità, memorizzata.

Questa versione del sistema di acquisizione di immagini 101 è applicabile vantaggiosamente, come verrà indicato di seguito, ad una apparecchiatura ottica 102 fissa, cioè collegata in modo solidale ad una base di appoggio che rimane nello stessa posizione nel tempo ma è particolarmente indicata se l'apparecchiatura ottica 102 è mobile, cioè è collegata in modo solidale ad una base di appoggio mobile nel tempo tramite spostamenti successivi tra una pluralità di diverse posizioni.

Come illustrato in Figura 3, l'apparecchiatura ottica 102 può ad esempio essere associata ad un braccio robotizzato 103 di tipo "pick and place" montato su un basamento 104, che può ruotare di 360°. Al basamento 104 è fissato il braccio robotizzato 103 comprendente un primo corpo 105, un secondo corpo 107 ed un terzo corpo 108 di estremità definenti un braccio articolato, nel quale il primo corpo 105 è collegato al basamento 104 mediante interposizione di una prima articolazione 106a e nel quale il secondo corpo 107 ed il terzo corpo 108 sono collegati al primo corpo 105 e tra loro rispettivamente mediante una seconda articolazione 106b ed una terza articolazione 106c. Ciascuna articolazione 106a, 106b e 106c ha rispettivi assi di rotazione paralleli.

Il terzo corpo 108 di estremità porta mezzi di presa 109 dell'oggetto 3 ed è ad esso anche fissata la base di appoggio, non illustrata, dell'apparecchiatura ottica 102. Tale apparecchiatura ottica 102 è quindi mobile nel tempo in quanto è solidale al terzo corpo 108 del braccio robotizzato 103 che si muove nello spazio e cambia in particolare continuamente orientazione. Senza perdere in generalità, si osserva che il braccio robotizzato 103 può essere di tipo diverso da quello rappresentato (ad esempio ciascuna articolazione può avere assi di rotazione tra loro non paralleli e/o multipli) e/o che la base di appoggio alla quale l'apparecchiatura ottica 102 è collegata può essere fissata in una posizione diversa nel braccio robotizzato 103 stesso.

Così come già detto in relazione alla forma di realizzazione precedente, l'inclinazione relativa tra il piano di riferimento associato all'oggetto e l'asse ottico V' dell'apparecchiatura ottica 102 è calcolato dall'inclinazione del piano di riferimento rispetto alla gravità e dall'inclinazione della apparecchiatura ottica 102 rispetto alla gravità. Tuttavia, viene utilizzata un'inclinazione del piano di riferimento rispetto alla gravità già memorizzata nel sistema di acquisizioni di immagine 101 e pertanto l'inclinazione relativa è direttamente calcolabile dall'inclinazione dell'apparecchiatura ottica 102.

Si osserva che i mezzi rilevatori di inclinazione, incorporati nella versione dell'apparecchiatura ottica 102, sono anche in grado di rilevare uno spostamento tra due posizioni successive del braccio robotizzato i quanto sono in grado di rilevare una variazione di accelerazione dei mezzi rilevatori di inclinazione e non solo un valore statico di inclinazione .

In uso, se l'apparecchiatura ottica 102 è mobile, al termine di uno spostamento tra due posizioni successive viene eseguita una fase di configurazione dell'apparecchiatura ottica 102 e viene memorizzata l'inclinazione relativa associata alla posizione raggiunta dall'apparecchiatura ottica 102 stessa, quindi viene memorizzata l'inclinazione dell'asse ottico V'. Se l'apparecchiatura ottica 102 è invece fissa, la fase di configurazione viene eseguita almeno una volta prima della fase di lavoro per memorizzare l'inclinazione relativa.

Alla fase di configurazione segue successivamente la fase di lavoro, in cui un'immagine acquisita è elaborata in funzione della inclinazione relativa ottenuta in fase di configurazione e viene così corretta un'eventuale deformazione dell'immagine acquisita dall'apparecchiatura ottica 102 dovuta ad un posizionamento non ottimale tra oggetto e apparecchiatura ottica 102 stessa. Si precisa che, nel caso di una base di appoggio mobile, l'acquisizione della immagine e/o delle immagini può precedere o essere seguente alla fase di configurazione, nel senso che può essere eseguita anche durante uno spostamento, nella fase finale dello stesso tra due posizioni successive quando la base di appoggio mobile sta ad esempio decelerando, oppure al termine dello spostamento e prima della fase di configurazione, oppure dopo la fase di configurazione ed in fase di lavoro. L'acquisizione della e/o delle immagini deve solo essere eseguita prima della fase di elaborazione.

Anche in questo caso, è possibile confrontare l'inclinazione dei mezzi rilevatori di inclinazione ricevuta e memorizzata in fase di configurazione con l'inclinazione ricevuta dai mezzi rilevatori di inclinazione durante la fase di lavoro, monitorata periodicamente. In questo modo, è generato un segnale di allarme destinato ad un operatore se l'inclinazione ricevuta dalla versione dell'apparecchiatura ottica 102 cambia, in modo chiaramente non voluto, rispetto alla inclinazione ricevuta e memorizzata in fase di configurazione. Il movimento del braccio robotizzato potrebbe causare nel tempo una variazione nel fissaggio dell'apparecchiatura ottica 102 alla base di appoggio, nel caso di spostamenti con accelerazioni elevate.

In questo modo, predisponendo una versione dell'apparecchiatura ottica 102 in modo che comprenda mezzi rilevatori di inclinazione e dal momento che l'elaborazione di immagine è funzione della inclinazione relativa tra asse ottico V' dell'apparecchiatura 102 ed un piano di riferimento associato ad un oggetto, calcolabile a partire dalla inclinazione ricevuta dai mezzi rilevatori di inclinazione stessi, è possibile ottenere un metodo di acquisizione di immagini che corregge la distorsione prospettica dell'immagine acquisita stessa pur non essendo necessario un intervento di configurazione del sistema da parte di un operatore.

Il metodo di acquisizione di immagini e di configurazione della versione dell'apparecchiatura ottica 102 è quindi totalmente automatico e risulta vantaggioso per una versione del sistema di acquisizione di immagini 101 in cui il dispositivo di interfaccia grafica utente 7 non è presente. Se la versione 'apparecchiatura ottica 102, dotata di mezzi rilevatori di inclinazione, è collegata in modo solidale ad una base di appoggio fissa il metodo risulta vantaggioso in quanto non sono richiesti interventi di configurazione del sistema da parte di un operatore.

Tale metodo è ancora più vantaggioso nel caso in cui la versione dell'apparecchiatura ottica 102 sia collegata in modo solidale ad una base di appoggio mobile. In questo caso, la configurazione avviene in particolare sostanzialmente al termine di ogni spostamento della versione dell'apparecchiatura ottica 102 mobile, per memorizzare l'inclinazione relativa dell'apparecchiatura ottica 102 stessa. Associando, dopo ogni spostamento della base di appoggio, ogni posizione raggiungibile dalla base di appoggio con un rispettivo valore di inclinazione relativa, la correzione della distorsione prospettica è attuabile in fase di lavoro in ciascuna posizione raggiunta dalla apparecchiatura ottica 102 stessa.

Abbiamo detto che l'immagine acquisita dall'apparecchiatura ottica 2 oppure 102 è elaborata per correggere un'eventuale deformazione prospettica della immagine acquisita stessa, in modo tale che sia possibile estrarre da tale immagine elaborata almeno una caratteristica dell'oggetto, in modo corretto e senza errori dovuti alla deformazione prospettica. Come già detto in precedenza, in uso, l'elaborazione dell'immagine è funzione dell'inclinazione relativa tra un piano di riferimento noto associato all'oggetto e l'asse ottico dell'apparecchiatura ottica 2 oppure 102 stessa.

Tale inclinazione relativa è chiaramente data in un sistema di riferimento cartesiano X, Y e Z, cioè l'inclinazione può avere componenti angolari in uno o più dei tre assi cartesiani e la deformazione prospettica dipende dall'inclinazione relativa nei tre assi cartesiani X, Y o Z. Tuttavia si fa l'ipotesi che la correzione prospettica venga attuata in almeno uno dei tre assi cartesiani.

Quanto detto è valido sia per un sistema di acquisizione di immagini 1 comprendente un'apparecchiatura ottica 2 collegata ad una base di appoggio fissa ed un dispositivo grafico di interfaccia utente 7 che consente di configurare con precisione tale inclinazione relativa, sia per un'ulteriore versione del sistema di acquisizione di immagini 101, in cui un'ulteriore versione dell'apparecchiatura ottica 102 comprende mezzi rilevatori di inclinazione e la fase di configurazione e di individuazione dell'inclinazione relativa è totalmente automatica ed ottenibile tramite l'inclinazione ricevuta da tali mezzi di inclinazione. E' infatti l'apparecchiatura ottica 2 o 102 ad acquisire ed elaborare un'immagine acquisita.

Elaborare l'immagine è funzione della inclinazione relativa in quanto comprende individuare una modalità di elaborazione determinata funzione della inclinazione relativa ed applicare tale modalità di elaborazione determinata per correggere l'eventuale deformazione prospettica.

Si noti tuttavia che è possibile impostare un valore di soglia minimo di inclinazione relativa, tale per cui tale modalità di elaborazione è individuata solo se l'inclinazione relativa è maggiore o uguale a tale valore di soglia minimo. Questo perché se l'inclinazione relativa ha valore molto piccolo, non è necessaria alcuna correzione prospettica dell'immagine acquisita e possono essere estratte caratteristiche dell'oggetto dall'immagine acquisita e non elaborata senza pericolo di deformazioni o errori, a vantaggio della velocità di elaborazione.

Se invece l'inclinazione relativa è maggiore o uguale a tale valore di soglia minimo, viene selezionata una modalità di elaborazione determinata tra una pluralità di diverse modalità di elaborazione e a ciascuna modalità di elaborazione è associata una diversa trasformazione geometrica.

Sono infatti possibili più trasformazioni geometriche, ad esempio una omografia prospettica, un'omografia affine, un'omografia di similarità o un'omografia euclidea che tengono conto di distorsioni prospettiche in 2D più o meno marcate, e che sono rispettivamente associabili ad inclinazioni relative rispettivamente di valore maggiore o minore.

Ad esempio, l'omografia prospettica considera una distorsione dovuta ad inclinazione relativa elevata, in grado di modificare una figura geometrica come un quadrato, se visto frontalmente, in un trapezio allungato o in un quadrilatero asimmetrico, in presenza di deformazione prospettica.

Al contrario, l'omografia euclidea considera una sola deformazione dovuta a rotazione, applicabile per un inclinazione relativa di valore basso che si ha quando l'apparecchiatura ottica è quasi ortogonale ma ruotata rispetto all'oggetto da acquisire.

Ciascuna trasformazione geometrica associata ad una modalità di elaborazione è data come algoritmo memorizzato a priori nell'apparecchiatura ottica 2 o 102 e pertanto la scelta tra una trasformazione prospettica o un'altra è funzione della inclinazione relativa tra asse ottico dell'apparecchiatura 2 oppure 102 e un piano di riferimento dell'oggetto 3.

Proprio per selezionare la modalità di elaborazione determinata, a ciascuna modalità di elaborazione è associato un rispettivo valore di soglia di elaborazione. Sono così definiti una pluralità di intervalli di soglia, contigui tra loro e presentanti valori di estremità inferiori pari a tali valori di soglia di elaborazione, ciascuno associato ad una rispettiva modalità di elaborazione. Tramite il confronto dell'inclinazione relativa con tale pluralità di valori di soglia di elaborazione, è possibile selezionare la modalità di elaborazione determinata.

Viene cioè individuato un intervallo di soglia determinato a cui corrisponde una modalità di elaborazione determinata, se l'inclinazione relativa è compresa in tale intervallo.

Nel caso di inclinazione con componenti in più assi cartesiani X, Y, Z, si tratterà in generale di associare la modalità di elaborazione ad un valore di soglia espresso tramite rispettive componenti di valori di soglia, ciascuna associata ad un rispettivo asse cartesiano, o tramite transizioni di valori di soglia, che comunque prendano in considerazione l'inclinazione nei tre assi cartesiani X, Y o Z.

Si noti che tale trasformazione geometrica è applicabile interamente all'immagine acquisita per correggere interamente tale immagine, in modo da estrarre da tale intera immagine la caratteristica di interesse dell'oggetto.

In una diversa forma di attuazione di tale metodo, una zona dell'immagine acquisita in cui è collocata una regione di interesse è preliminarmente riconosciuta e la trasformazione geometrica è applicata solo a tale zona in quanto la caratteristica dell'oggetto da estrarre è presente in tale zona corretta prospetticamente. Ciò velocizza l'elaborazione, essendo la trasformazione geometrica applicata solo dove necessario.

Ancora, in un'ulteriore forma di realizzazione di tale metodo, viene riconosciuta una prima parte dell'immagine acquisita in cui è collocata una prima regione di interesse. Da tale prima regione di interesse, opportunamente elaborata, viene derivato un riferimento di localizzazione che viene trasformato geometricamente tramite la modalità di elaborazione individuata, al fine di correggere l'eventuale deformazione prospettica presente in tale riferimento di localizzazione. In questo modo, il riferimento di localizzazione è in grado di puntare senza errori una seconda parte della immagine acquisita in cui è collocata una seconda regione di interesse.

La trasformazione geometrica può essere così applicata a tale seconda parte per eseguire una correzione prospettica solamente di tale seconda parte dal momento che la caratteristica dell'oggetto è in tale seconda parte. In alternativa, è anche possibile estrarre una caratteristica deformata da tale seconda parte ed applicare una correzione prospettica a tale caratteristica deformata in base a detta inclinazione relativa per ottenere una caratteristica corretta prospetticamente.

Come detto in precedenza, occorre ottenere rispettivamente l'inclinazione del piano di riferimento e dell'asse ottico V dell'apparecchiatura 2 oppure 102 rispetto alla gravità per poter calcolare tale inclinazione relativa.

L'inclinazione relativa si calcola come differenza tra l'inclinazione dell'asse ottico V dell'apparecchiatura 2 oppure 102, e l'inclinazione del piano di riferimento, normalmente 0° o 90° rispetto alla gravità se consideriamo ad esempio il corpo sagomato scatolare 3 mostrato in Figura 1. Come descritto più avanti, la scelta 0° o 90° è eseguita in funzione dell'inclinazione dell'asse ottico V rispetto ad un rispettivo valore di soglia, ad esempio 45°.

A tale proposito, vale quanto già detto in precedenza sia per il sistema di acquisizione di immagini 1, ad apparecchiatura ottica 2 collegata ad una base di appoggio fissa e dispositivo grafico di interfaccia utente 7, sia per l'ulteriore versione del sistema di acquisizione di immagini 101, ad ulteriore versione dell'apparecchiatura ottica 102 collegata ad una base di appoggio mobile e dotata di mezzi rilevatori di inclinazione per l'individuazione dell'inclinazione relativa totalmente automatica.

In particolare, l'inclinazione del piano di riferimento può essere ottenuta dall'inclinazione della faccia di interesse e/o dall'inclinazione della superficie di supporto 4, se l'oggetto 3 è un corpo sagomato scatolare, grazie ad un valore impostato manualmente da un operatore in una schermata 8 di un dispositivo grafico di interfaccia utente 7 oppure grazie alla ricezione di tale inclinazione da mezzi di rilevazione di inclinazione associati o incorporati alla apparecchiatura ottica 2 ed appoggiati da un operatore su tale piano di riferimento e/o tale superficie di supporto 4. L'inclinazione dell'asse ottico V dell'apparecchiatura ottica 2 è ottenibile grazie ad un valore impostato manualmente da un operatore in una schermata 8 di un dispositivo grafico di interfaccia utente 7 oppure grazie ad un valore ricevuto da mezzi di rilevazione di inclinazione associati o incorporati all'apparecchiatura ottica stessa 2 oppure 102.

1/ apparecchiatura ottica 2 di Figura 1 presenta un'inclinazione dell'asse ottico V data dal solo angolo a tra l'asse ottico V dell'apparecchiatura ottica 2 e l'asse Z. Dal momento che l'oggetto 3 è un corpo sagomato scatolare a facce tra loro ortogonali e la superficie di supporto 4 è orizzontale, è possibile attivare la trasformazione geometrica individuata dall'angolo a, per acquisire immagini della faccia frontale 3b dell'oggetto, se tale angolo a è minore di un corrispondente valore predefinito di soglia, ad esempio 45°. L'apparecchiatura ottica 2 è poco inclinata perché l'informazione codificata da estrarre è apposta sulla faccia frontale 3b dell'oggetto 3. Ad esempio, la trasformazione geometrica può essere un algoritmo di omografia sviluppato in modo specifico per una faccia frontale 3b, che presenta come parametro di attivazione l'angolo a.

Se invece l'angolo a è maggiore o uguale del corrispondente valore predefinito di soglia, ad esempio 45°, l'apparecchiatura ottica 2 è posizionata per acquisire immagini della faccia superiore 3a dell'oggetto 3. Analogamente a quanto detto per la trasformazione geometrica applicabile ad immagini di una faccia frontale 3b, può essere possibile individuare la trasformazione geometrica associata all'angolo a, attivando un algoritmo di omografia sviluppato in modo specifico per una faccia superiore 3a, che presenta come parametro di attivazione l'angolo β, complementare dell'angolo a.

Come già detto, monitorando inoltre l'inclinazione dell'asse ottico della apparecchiatura ottica 2 oppure 102 in fase di lavoro e confrontando l'inclinazione ricevuta con la corrispondente inclinazione memorizzata in fase di configurazione, è possibile individuare condizioni anomale di posizionamento dell'apparecchiatura ottica 2 oppure 102 dovute ad esempio ad urti non voluti.

Occorre osservare che l'eventuale deformazione prospettica dell'immagine acquisita, dovuta all'inclinazione relativa, può essere anche influenzata dalla distanza della apparecchiatura ottica dall'oggetto.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione del metodo della presente invenzione, la modalità di elaborazione e la corrispondente trasformazione geometrica è individuata come funzione dell'inclinazione ma applicata alla immagine acquisita come funzione sia dell'inclinazione relativa che della distanza. Ciò consente di migliorare ulteriormente la correzione prospettica della immagine elaborata, correggendo anche eventuali errori di zoom.

Come già detto in precedenza, la distanza può essere ottenuta sia tramite un dispositivo di rilevazione della distanza che tramite impostazione manuale da parte di un operatore.

Si osserva che anche estrarre una caratteristica da un'immagine può essere funzione di tale inclinazione relativa. Infatti, dal momento che per estrarre una caratteristica da un'immagine viene usualmente utilizzato un modello di riferimento con cui l'immagine è confrontata, tale modello può essere variato in funzione di tale inclinazione relativa, associando ad esempio a ciascuna trasformazione prospettica un rispettivo modello di riferimento.

Inoltre, se per estrarre tale caratteristica da un'immagine occorre applicare un algoritmo di riconoscimento di immagine, viene selezionato un algoritmo di riconoscimento di immagine determinato tra una pluralità di diversi algoritmi di riconoscimento di immagini possibili, in funzione di tale inclinazione relativa.

Ad esempio, ciascun algoritmo può essere associato ad un rispettivo valore di soglia e l'algoritmo determinato può essere selezionato tra la pluralità di algoritmi in modo analogo a quanto detto per l'individuazione della trasformazione geometrica in funzione della inclinazione. Ad esempio, un primo algoritmo di riconoscimento di immagini molto veloce ma poco tollerante alla deformazione prospettica potrebbe essere selezionato per estrarre caratteristiche da un oggetto se l'inclinazione relativa ha un valore basso, l'apparecchiatura ottica è disposta quasi frontalmente all'oggetto e quindi siamo in presenza di una deformazione lieve.

Un secondo algoritmo di riconoscimento di immagine, più complesso del primo e quindi più lento ma anche più tollerante alla deformazione prospettica potrebbe essere selezionato quando invece l'inclinazione relativa è elevata, essendo in grado di riconoscere informazioni codificate anche con immagini fortemente distorte.

Ad esempio, il primo algoritmo di riconoscimento di immagine potrebbe utilizzare un unico modello di riferimento, non distorto ed eseguire come algoritmo di riconoscimento di immagine un unico confronto tra l'immagine acquisita e/o corretta prospetticamente e tale modello di riferimento, per essere molto veloce nella elaborazione, pur non tollerando deformazioni rispetto al modello di riferimento stesso. Il secondo algoritmo di riconoscimento di immagine potrebbe invece utilizzare molteplici modelli di riferimento, più o meno distorti rispetto al modello di riferimento non distorto, ed eseguire come algoritmo di riconoscimento di immagine più tentativi di confronto tra l'immagine acquisita e/o corretta prospetticamente e tale modello di riferimento per estrarre con maggiore precisione caratteristiche di interesse dalle immagini acquisite.

In questo modo, è possibile ottenere un metodo di acquisizione di immagini il quale, consentendo di selezionare una modalità di elaborazione di immagine determinata in funzione della inclinazione relativa tra apparecchiatura ottica ed un piano associato ad un oggetto, permette di correggere la distorsione prospettica dell'immagine acquisita nella modalità più opportuna.

Inoltre, il metodo secondo l'invenzione associa a ciascuna modalità di elaborazione un rispettivo algoritmo di trasformazione geometrica ed un rispettivo valore di soglia e consente di selezionare in modo semplice la trasformazione geometrica determinata più opportuna.

Tuttavia, l'individuazione e la selezione della trasformazione geometrica non avviene sempre ma solo se l'inclinazione relativa ha un valore maggiore o uguale di un valore di soglia minimo. Se infatti l'asse ottico della apparecchiatura è disposto quasi frontalmente all'oggetto la distorsione prospettica non è presente nell'immagine acquisita e quindi l'elaborazione dell'immagine può essere velocizzata.

Inoltre, poiché anche l'algoritmo di riconoscimento di immagine è funzione di tale inclinazione relativa, l'estrazione delle caratteristiche dall'oggetto 3 è specifica per la deformazione prospettica individuata e quindi viene migliorata la velocità di esecuzione del metodo e minimizzati allo stesso tempo gli errori di decodifica.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI Metodo di acquisizione di immagini di un oggetto (3) disposto su una superficie di supporto (4) comprendente: predisporre un sistema di acquisizione di immagini (1) di detto oggetto (3) comprendente una apparecchiatura ottica (2) dotata di un asse ottico (V), ed un dispositivo grafico di interfaccia utente (7); in una fase di lavoro di detta apparecchiatura ottica (2) elaborare un'immagine acquisita per correggere una eventuale deformazione prospettica di detta immagine acquisita; estrarre da detta immagine elaborata almeno una caratteristica di detto oggetto (3); caratterizzato dal fatto che detto metodo comprende inoltre: associare un piano di riferimento noto a detto oggetto (3) e in una fase di configurazione di detta apparecchiatura ottica (2), precedente a detta fase di lavoro ottenere un'inclinazione relativa tra detto piano di riferimento e detto asse ottico (V); in cui detto elaborare è funzione di detta inclinazione relativa ed in cui detto ottenere detta inclinazione relativa comprende richiedere ad un operatore di validare detta inclinazione relativa tramite detto dispositivo grafico di interfaccia utente (7) in detta fase di configurazione. Metodo secondo la rivendicazione 1, e comprendente in detta fase di configurazione visualizzare in una porzione (9) di una schermata (8) di detto dispositivo grafico di interfaccia utente (7) detta immagine acquisita, predisporre mezzi di interazione (11) in detto dispositivo grafico di interfaccia utente (7) per consentire a detto operatore di visualizzare in un'ulteriore porzione (10) di detta schermata (8) un'ulteriore immagine, derivata da detta immagine acquisita e corretta in base ad una inclinazione simulata, impostata tramite detti mezzi di interazione Metodo secondo la rivendicazione 2, e comprendente in un passo finale di detta fase di configurazione richiedere ad un operatore di validare detta inclinazione simulata come inclinazione relativa. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto ottenere un'inclinazione relativa comprende ottenere una rispettiva inclinazione di detto piano di riferimento rispetto alla gravità e di detto asse ottico (V) rispetto alla gravità e calcolare detta inclinazione relativa da dette rispettive inclinazioni. Metodo secondo la rivendicazione 4, in cui detto oggetto (3) è un corpo sagomato scatolare dotato di una faccia superiore (3a) e facce laterali (3b, 3c) tra loro ortogonali, ed in cui detto piano di riferimento corrisponde ad una faccia (3a, 3b, 3c) di detto corpo sagomato scatolare, ed in cui detto ottenere detta inclinazione di detto piano di riferimento comprende ottenere una inclinazione di detta superficie di supporto (4) e calcolare da essa detta inclinazione di detto piano di riferimento. Metodo secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detta apparecchiatura ottica (2) comprende, e/o è associata in modo solidale a, mezzi rilevatori di inclinazione, ad esempio un accelerometro o un inclinometro, ed in cui detto ottenere una inclinazione di detta apparecchiatura ottica (2) rispetto alla gravità comprende ricevere detta inclinazione da detti mezzi rilevatori di inclinazione e memorizzare detta inclinazione ricevuta. Metodo secondo la rivendicazione 6, e comprendente visualizzare in un passo iniziale di detta fase di configurazione in detta ulteriore porzione (10) detta ulteriore immagine, corretta prospetticamente tramite detta inclinazione relativa calcolata mediante detta inclinazione ricevuta da detti mezzi rilevatori di inclinazione, e visualizzare ulteriormente una configurazione di detti mezzi di interazione (il) basata su detto valore di inclinazione relativa calcolata mediante detta inclinazione ricevuta da detti mezzi rilevatori di inclinazione. Metodo secondo la rivendicazione 6, e comprendente richiedere a detto utente di appoggiare in una fase di configurazione di detta fase di configurazione detta apparecchiatura ottica (2) su detto piano di riferimento e/o su detta superficie di supporto (4), ricevere detta inclinazione di detta apparecchiatura ottica (2) da detti mezzi rilevatori di inclinazione e memorizzare detta inclinazione ricevuta come inclinazione di detto piano di riferimento e/o di detta superficie di supporto (4). Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, e comprendente monitorare in detta fase di lavoro detta inclinazione di detta apparecchiatura ottica (4) ricevuta da detti mezzi rilevatori di inclinazione e generare un segnale di allarme destinato a detto operatore se detta inclinazione di detta apparecchiatura ottica (4) cambia rispetto ad detta inclinazione ricevuta e memorizzata in detta fase di configurazione. 10 Metodo secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detto ottenere detta inclinazione relativa comprende richiedere ad un operatore di impostare manualmente tramite un'ulteriore schermata di detto dispositivo grafico di interfaccia utente (7) un'inclinazione di detto piano di riferimento e/o di detta superficie di supporto (4) rispetto alla gravità, o utilizzare una rispettiva inclinazione memorizzata, e/o comprende richiedere ad un utente di impostare tramite detta ulteriore schermata una inclinazione di detta apparecchiatura ottica (2) rispetto alla gravità, o utilizzare una rispettiva inclinazione memorizzata. 11 Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, e comprendente ottenere in detta fase di configurazione una distanza di detta apparecchiatura ottica (2) da detto oggetto (3) per correggere una eventuale deformazione di detta immagine acquisita dovuta a detta inclinazione relativa e a detta distanza. 12. Metodo secondo la rivendicazione il, e comprendente richiedere ad un operatore di validare detta distanza tramite detto dispositivo grafico di interfaccia utente (7) in detta fase di configurazione. 13. Metodo secondo la rivendicazione 12, quando dipendente da una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a il, e comprendente visualizzare in un passo iniziale di detta fase di configurazione in detta ulteriore porzione (10) di detta schermata (8) detta ulteriore immagine, derivata da detta immagine acquisita e corretta in base ad una distanza simulata, impostata tramite detti mezzi di interazione (il). 14. Metodo secondo la rivendicazione 13, e comprendente in un passo finale di detta fase di configurazione richiedere ad un utente di validare detta distanza simulata come distanza. 15. Metodo secondo la rivendicazione il o 12, in cui detta apparecchiatura ottica comprende un dispositivo di rilevazione della distanza, in particolare un dispositivo di messa a fuoco automatica in grado di rilevare la distanza, ed in cui detto metodo comprende ricevere detta distanza rilevata da detto dispositivo. 16. Metodo secondo la rivendicazione 15, quando dipendente dalla rivendicazione 2, e comprendente visualizzare in detto passo iniziale di detta fase di configurazione detta ulteriore immagine, corretta tramite detta distanza ricevuta da detto dispositivo di messa a fuoco automatica e visualizzare una configurazione di detti mezzi di interazione (il) basata su detta distanza ricevuta da detto dispositivo di messa a fuoco automatica. 17. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 16, in cui detta inclinazione relativa è data in un sistema di riferimento cartesiano X, Y e Z e detto correggere detta eventuale deformazione prospettica comprende correggere in almeno uno dei tre assi cartesiani.