JP2014231435A - バーコード読み取り装置を用いた貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する。
【解決手段】バーコート読み取り装置（１０）を用いて、ａ）貯蔵位置が読み取り可能であり、かつ、デコード可能であるバーコードを有する物体を含む状態か、ｂ）読み取りが不可能なバーコードを有する物体または、バーコードを有さない物体が、上記貯蔵位置にある状態か、ｃ）上記貯蔵位置が空である状態かを検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、バーコード読み取り装置を用いた貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する方法および装置に関するものである。

物体の自動貯蔵維持および自動貯蔵管理の分野においては、印刷し、印刷されたラベルを用いて適用することができるバーコードが、費用効果が大きいため、上記物体を確認するため頻繁に用いられる。物体の貯蔵維持および貯蔵管理のための自動システムの主構成要素は、作動後における、手動的な調整後および特殊的な取扱い分野などにおいて、在庫調査を行う。このために、上記システムにおいては、例えば、バーコード読み取り装置を含むロボットを用いて、上記ロボットを在庫調査のために必要とされる全ての貯蔵位置に自動的に接近させ、その後、ある物体の各々のバーコードの読み取りが試みられる。先ず、対応する貯蔵位置に物体があるかないかを見分ける必要がある。もし、検出され得るバーコードを有する物体がある場合、このバーコードによって、上記該当する物体は、上記貯蔵管理システムにおける該当する貯蔵位置に結び付けられる。多くの場合、上記貯蔵管理システムは、上記ロボットのコントロールユニットであるか、上記コントロールユニットに接続されている。一般的に、上記貯蔵管理システムは、貯蔵位置と関連する上記検出されたバーコードが記憶されるメモリエリアである。基本的に、ａ）上記貯蔵位置の物体に検出できるバーコードが設けられ、そして、その後、上記バーコードが上記貯蔵管理システムに貯蔵される状態と、ｂ）バーコードがないかまたは、例えば、互換性がないか、または、ダメージを受けたなどの理由から、上記貯蔵位置に上記バーコードが検出できない物体がある状態と、ｃ）上記貯蔵位置に物体がないという状態とが可能である。

もし、該当するする貯蔵位置に、検出されないバーコードを有するまたは、バーコードを有さない物体がある場合、その目的は、該当貯蔵位置が未知の物体によって占有されているかどうかを検出することである。もし、該当するする貯蔵位置に、物体がない場合には、上記貯蔵管理システムにおいては、この貯蔵位置は空いている貯蔵位置として、結び付けられるべきである。倉庫は多くの場合に暗く、上記物体は同形の物品であるため、上記バーコード読み取り装置に照明ユニットが要求される。上記バーコード読み取り装置には、上記物体を照らすため、多くの場合、レーザー光または赤外光（IR）またはＬＥＤ光源が備えられる。ＣＣＤカメラまたは、ＣＭＯＳカメラまたはラインスキャンカメラなどのような光感応性媒体に基づくバーコード読み取り装置は、バーコードを検出するための該当する単純な方式で構成される。従来のセンサには画像認識機能はない。費用の理由から、ユニットは基本的にバーコードの検出のみの目的で使用されるべきである。貯蔵位置の非常に高いパッキング密度のために、ある適用においては、空いている貯蔵位置が上記同形の物体に実質的に正確に一致する。また、上記物体は、その色は異なり得るが、同じ物理的フォマットで提供される。使用の具体的な分野は、メモリロボット（Memory Robots）やテープロボット（Tape Robots）である。これらは、運ばれる貯蔵媒体に一つ以上のメモリドライブを有し、そして、メモリドライブにデータが書き込まれた時に、上記テープは関連する貯蔵位置に再び戻るように運ばれる必要がある。このタイプのメモリロボットは、例えば、DE 10 2005 057 673、DE 10 2005 054 560 B3およびUS 7,184,242 B1により詳細に開示されている。

US 5,450,385A US 5,814,171A DE 600 29 668 T2 US 5,637,854A

上記特許文献１（US 5,450,385A）は、もし、上記貯蔵位置がある物体によって占有されている場合、上記物体によって覆われる上記貯蔵位置内のある位置に配置された機械的に読み取り可能なマーキング、例えば、特殊なバーコードによって、貯蔵位置または情報メモリ要素を提供するシステムを開示している。

同様に、上記特許文献２（US 5,814,171A）は、貯蔵位置を提供するシステムまたは、内部に光学的に読み取り可能なマーキングまたはインプリントを有する受け取り装置（receiving device）を開示している。上記マーキングまたはインプリントは、これらが貯蔵された物体によって覆われるため、上記受け取り装置が空いている場合にのみ読み取り可能である。

上記特許文献３（DE 600 29 668 T2）は、予め決められた位置に物体があるかないかを光学的検出システムを用いて決定でき得る方法および装置について開示している。この目的のため、上記貯蔵位置は、関連する後面上に参照表面が設けられた位置を示し、この参照表面は、光反射と関連した受け取り装置の後面の残りの表面とで、コントラストを生成する。

上述したシステムおよび方法の欠点は以下の通りである。
１．貯蔵位置が空いている場合でも、上記システムおよび方法は、絶対的に反射を要求する。これらの反射は、上記貯蔵位置の後面上のマーキングや後面そのものによって生じるので、上記システムおよび方法は、例えば、オープン棚システムなどには、不適当であることを意味する。
２．上記システムおよび方法は、上記システムの後面に該当する空マークが貼られる必要があるため、上記システムの生産において、より複雑な方法ステップを要求する。

上記特許文献４（US 5,637,854A）は、テスト管上のバーコードを読み取るための装置および方法について開示している。反射された光のスペクトルの評価に基づいて、要素の存在が検出される。このシステムは、後面の無いオープンシステムに用いるため提供されるが、レーザーのような干渉光光源に基づいている。しかしながら、自動使用のためのレーザーに基づいたバーコード読み取り装置は、バーコードを全方向で読み取りできないという欠点を有する。したがって、これは、正しい方向に貼られたバーコードを常に有する必要性を生じさせるか、複数の方向において、上記バーコード読み取り装置を追跡する必要性を生じさせる。さらに、このタイプのバーコード読み取り装置は、多次元バーコードをデコードする機能を有さないので、多様な応用において、ますます、不利である。これらの装置のサイズは、ある環境下でのみ小型化できるので、レーザーに基づいたバーコード読み取り装置は、時々、必要な要求を満たすことができない。

上記課題を解決するために、反射面を有さない少なくとも一つの貯蔵位置において、上記貯蔵位置に物体を配置する管理を行う制御ユニットと接続されたバーコード読み取り装置を用いて、上記物体の存在を検出および決定する本発明の方法は、バーコードの検出を試みるステップと、上記バーコードが検出されなかった場合において、グレー値から得られる情報を用いて、上記貯蔵位置に物体があるかないかの検出を試みるステップと、上記制御ユニットにその結果を提供するステップと、を含むことを特徴としている。

上記課題を解決するために、反射面を有さない少なくとも一つの貯蔵位置において、物体の存在を検出および決定する本発明の装置は、上記貯蔵位置に物体を配置する管理を行う制御ユニットと接続されたバーコード読み取り装置と、バーコードを検出するとともに、上記バーコードが検出されなかった場合には、グレー値から得られる情報を用いて、上記貯蔵位置に物体があるかないかを検出し、その後にその結果を上記制御ユニットに提供する検出システムと、を含むことを特徴としている。

本発明の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する方法および本発明の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する装置は、反射面を有さない少なくとも一つの貯蔵位置においての物体の存在を検出および決定できる。

本発明は、以下の図において詳細に説明されている。
バーコード読み取り装置を示す図である。 バーコード読み取り装置を含むグリッパーシステム（gripper system）を示す図である。 データキャリアー（data carriers）およびバーコード読み取り装置を有するグリッパーシステム（gripper system）を含む、自動貯蔵維持および貯蔵管理装置の詳細を示す図である。 バーコード読み取り装置を有するグリッパーシステム（gripper system）を含む、オープン棚/サポートシステムを有する自動貯蔵維持および貯蔵管理装置の概略図である。 自動プリント仕上げシステムのシート供給部を示す図である。 自動露出制御をするバーコード読み取り装置が用いられた場合のフローチャートである。 決められた露出時間を有するバーコード読み取り装置が用いられた場合のフローチャートである。 黄色データキャリアーから反射された光の量のダイヤグラムであり、光感応性媒体の素子/セル/ピクセルを介して、記録されたグレー値である。 黒色データキャリアーから反射された光の量のダイヤグラムであり、光感応性媒体の素子/セル/ピクセルを介して、記録されたグレー値である。 バーコードリーダーの方向の一面のみがオープンとなっている空の貯蔵位置から反射された光の量のダイヤグラムであり、光感応性媒体の素子/セル/ピクセルを介して、記録されたグレー値である。 ２ｍｓに露出時間が決められた場合における図８から図１０のいろいろな物体の平均グレー値を示す表である。 平均グレー値、露出時間で割った平均グレー値および自動露出制御機能を有するバーコード読み取り装置における図８から図１０のいろいろな物体の露出時間を示す表である。

図面において、同じ部材番号は、同じまたは機能的に同等の部品を意味し、明確性向上のため、全図面において、全ての部材番号は明記されてない。

図１は、バーコードを検出するための受信ユニット（receiving unit）１１と、好ましくは分離された照明ユニット１２と、を含むバーコード読み取り装置１０を示す。好ましい形態においては、上記バーコードを検出するための受信ユニット１１は、デジタルイメージデータシステムとＬＥＤによる照明ユニット１２とに相当する。一般的に、このタイプのバーコード読み取り装置１０は、既に、上記受け取った信号を評価するためのユニットと、上記評価された信号を移すための通信インターフェースとを含み、これは、マイクロコントローラーによって実行される。したがって、このマイクロコントローラー内で、グレー値（grey Value）または露出時間を用いた上記提案された方法を行うことと、グレー値または露出時間の代わりに、ａ）読み取り出来ないバーコードを有する物体またはバーコードを有さない物体が上記貯蔵位置にあることおよびｂ）上記貯蔵位置が空いていることを明確に示す直接信号を、明らかにすることとは、完全に可能である。さらなる可能性は、デコードユニットの無いデジタルイメージデータシステムを用いることおよび上位のコントローラーで直接的にデコーディングを行うこととであろう。非常に大きいレーザーに基づくスキャナーシステムと比較すると、このタイプの解決策は、例えば、高さ８ｍｍ、幅３８ｍｍ、奥行１２ｍｍのデジタルイメージデータシステムで実行させ得る。

例えば、図２において提案されているような、バーコード読み取り装置１０を有するグリッパーシステム（gripper system）２０は、通常、貯蔵維持および貯蔵管理システムにおいて、倉庫内に物体を置くため、または、貯蔵維持および貯蔵管理システムにおいて、倉庫内から物体を取り除くために用いられる。この目的のため、物体は、グリッパー挟み部（gripper tongs）２１によって、受け渡し位置から、グリッパーシステム（gripper system）２０上に引っぱられ、適切な目的物の前まで運ばれる。そして、その後、今度は、この物体は、グリッパー挟み部（gripper tongs）２１によって、上記グリッパーシステムから上記目的物、例えば、貯蔵位置に渡される。

図３は、データキャリアー（data carriers）の自動貯蔵維持および貯蔵管理のための装置の詳細を示しており、図２に図示したグリッパーシステム２０を用いた一例を示している。データキャリアーの自動貯蔵維持および貯蔵管理のための装置は、一般的に、バックアップ用コピーのためおよびデータ目録の保管のために用いられる。この目的は、殆ど必要とされないデータを、磁気テープのようなより好ましい媒体に貯蔵または、緊急な状況に適宜対処できるように、バックアップ用コピーを貯蔵することにある。この目的のため、複数のデータキャリアーは、データキャリアーの自動貯蔵維持および貯蔵管理のための装置内で管理され、そして、もし、これらへのアクセスが望まれる場合には、その後、これらは、グリッパーシステム２０によって、データを上記データキャリアーから読み出しまたは、上記データキャリアーへの書き込みができるように、倉庫（warehouse）４０の貯蔵位置からドライブ（drive）内に運ばれる。読み出しプロセスまたは書き込みプロセスが完成すると、上記データキャリアーは上記倉庫４０の空いている貯蔵位置３０に戻すことができ、安全に維持させることができる。したがって、各々のデータキャリアーが配置される位置に関する明確な割り当てを提供し、これによって、上記データを再現できるようにするため、上記データキャリアーには、一般的に、バーコードが備えられる。よって、例えば、サーバーにおいて、特別なデータセットについてのバーコードの割り当てを作り出すことができる。したがって、作動後に、手動的な調整後および特殊的な取扱い分野などにおいては、目録が記録される必要がある。この目的のため、グリッパーシステム２０が用いられ、グリッパーシステム２０は、目録記録のために要求される全ての貯蔵位置に接近し、その後、バーコード読み取り装置１０を用いて、データキャリアーの各々のバーコードの読み取りが試みられる。図３に図示されているように、倉庫４０においては、空いている貯蔵位置３０、バーコードが無い物体を含む貯蔵位置３０およびバーコードによって識別される物体３２を含む貯蔵位置３０があるため、その目的は、先ず、該当貯蔵位置３０内に実質的な物体があるかないかを見分けることである。したがって、第１ステップにおいては、各々の貯蔵位置３０が照射され、その後、反射された光を利用して、イメージまたはイメージ細部が作られる。その後、これに基づいて、バーコード読み取り装置１０は、バーコードの検出を試みる。好ましい実施形態においては、上記貯蔵位置３０は、黒色プラスチックから作られ、グリッパーシステム２０の方の一面のみが開いている。この場合においては、黒体法則（black body laws）適用のため、このように光を含む電磁気輻射は、少なくとも、熱となる部分に変換され、周囲に放射される。特に好ましい実施形態においては、さらに、上記黒色材料の貯蔵位置は、０．２５ｍｍの平均粗さ深度（an average roughness depth）Ｒｚおよび３．０５ｍｍの最大個々粗さ深度（a maximum individual roughness depth）Ｒ_Ｍを有するＭｏｌｄ−Ｔｅｃｈ１１００６のような織物、または、上記プラスチック材料の粗い表面を有する。これは、その構造の密度および深度が直進光の散乱光への変換に適しているためであり、その結果、より少ない光が反射される。

図４は、オープン棚/サポートシステム４１を用いた自動貯蔵維持および貯蔵管理装置の概略図であり、この場合においては、貯蔵位置３０は、シンプルな置き棚で代表され、明確に後面を有さない。もし、グリッパーシステム２０が、今、空の貯蔵位置３０の前に位置しており、バーコード読み取り装置がバーコードの読み取りを試みるとすると、上記目的物は照射され、そして、その後、適切なアルゴリズムを用いて、反射された光に基づいて、上記バーコードを決定させることができる。空の貯蔵位置の場合においては、後面が存在しないため、照射された光は、非反射された光ロブ（lobe）５０となり、そして、これは、今度、上記バーコード読み取り装置のグレー値や露出時間に直接影響する。

プリント仕上げにおいては、各々のプリントされる物体に、少なくとも、バーコードを設けることができる。このように、各々の物体３２に、バーコードによって、異なる後工程を割り当てることができる。図５は、一例としてのプリント仕上げのためのシート供給部を示す。この目的のため、上記物体３２が分離された時、各々のバーコードの読み取りが可能となる。そして、上記物体３２は、適切な上記後工程に供給され得る。もし、上記貯蔵位置における、上記バーコード読み取り装置の反対点に、隙間、黒、織物表面または上記バーコード読み取り装置の受信部分に反射される光を防止する表面がある場合には、非反射された光ロブ（lobe）５０または、散乱された光または、反射された光に基づいて、さらなるセンサが必要なく、上記提案された方法によって、上記貯蔵位置３０内に利用可能な物体があるのかないのか、または、バーコードがない物体３１が挿入されているかいないかを、確定させることができ、これは、上記工程の次のシークエンスまたは、エラーの場合のユーザ指示に影響を与える。

自動露出制御機能を有するバーコード読み取り装置１０においての提案された方法は、図６のフローチャートによってより詳細に説明されている。状況としては、上記バーコード読み取り装置１０は、貯蔵位置３０の前に位置される。その後、バーコード読み取り装置は、反射された光によって、バーコードのデコード（decode）を試みるため、照明ユニット１２によって、上記目的物を照射する。自動露出時間機能を有するシステムは、コントラストを最適化するため、露出時間を調整する。どのようなバーコードも検出できない場合には、その後に、上記貯蔵位置内において、バーコードの無い物体を確認するのが可能かどうか、または、上記貯蔵位置が空かどうかを、閾値によって、決定するため、上記提案された方法は、上記露出時間の評価をする。

図７のフローチャートは、決められた露出時間を有するバーコード読み取り装置１０が用いられる場合であって、上記貯蔵位置３０にバーコードの無い物体３１があるかないか、または、上記貯蔵位置３０が空であるかどうかを確定するため、どのようなバーコードもデコードされない場合において、どうように処理することが可能であるかを示す。この目的のため、目的物体の検出されたグレー値が評価され、その後、上記貯蔵位置内において、バーコードの無い物体を確認するのが可能かどうか、または、上記貯蔵位置が空かどうかを、閾値によって、決定される。上述したように、自動化された装置においては、上記検出は決定的に重要である。

図８は、１５００の素子/ピクセル/セルを含む光感応性媒体の各々の素子/ピクセル/セルにわたってのグレー値を、貯蔵位置における黄色ＬＴＯカセットによって反射された光の量で示すダイヤグラムである。

図９は、１５００の素子/ピクセル/セルを含む光感応性媒体の各々の素子/ピクセル/セルにわたってのグレー値を、貯蔵位置における黒色ＬＴＯカセットによって反射された光の量で示すダイヤグラムである。

図１０は、１５００の素子/ピクセル/セルを含む光感応性媒体の各々の素子/ピクセル/セルにわたってのグレー値を、空の貯蔵位置によって反射された光の量で示すダイヤグラムである。この場合においては、上記ダイヤグラムの右端領域に近い素子/ピクセル/セルのグレー値は、より左の上記素子/ピクセル/セルのグレー値とは、大きく異なることがはっきり見える。これから、この場合においては、隣接する貯蔵位置の横壁は光を反射するが、上記素子/ピクセル/セルの全体について平均が取られているため、これが、空の貯蔵位置の検出を妨げることはないと結論付けることができる。

図１１は、２ｍｓに露出時間が決められた場合における図８から図１０のいろいろな物体の平均グレー値を示す表である。図３に図示されている倉庫４０内に位置し、かつ、バーコードのない物体３１を構成する黄色ＬＴＯカセットにおいての、例えば、光感応性媒体の該当する素子/ピクセル/セルの個々のグレー値の算術的手段から決定される平均グレー値は、同様に、図３に図示されている倉庫４０内に位置し、かつ、バーコードのない物体３１を構成する黒色ＬＴＯカセットとは著しく異なる。同時に、この黒色ＬＴＯカセットの上記平均グレー値は、空の貯蔵位置３０の平均グレー値とは大きく異なる。

図１２は、平均グレー値、露出時間で割った平均グレー値および自動露出制御機能を有するバーコード読み取り装置１０における図８から図１０のいろいろな物体の露出時間を示す表である。一方では、空の貯蔵位置の露出時間は、バーコードのない物体３１を含む貯蔵位置の露出時間とは異なるため、自動露出制御機能を有するバーコード読み取り装置１０を用いることにより、上記グレー値そのものから導く場合よりも、貯蔵位置における物体の存在の検出および決定において利点を有することは明らかである。したがって、上記露出時間で割った上記平均グレー値は、このような明確な差を有する。

上記方法および上記装置は、上述した例のみに限定されない。さらに、この思想は、貯蔵位置における物体の存在の決定を行うバーコード読み取り装置を用いるシステムに適用され得る。

本発明の目的は、オープン（open）された棚/サポートシステムおよび閉じられた（closed）棚/サポートシステムの両方に適用可能であり、かつ、必ずしも、干渉光に依存しないバーコード読み取り装置を用いて、物体の自動貯蔵維持および自動貯蔵管理において、貯蔵位置における物体の存在を検出および決定することにある。多数のユニットを備えたシステムにおいても、使用するのを可能にするため、製造コストに特に注目をした。したがって、その目的は、他のものとの間で、ＳｙｍｂｏｌまたはＭｏｔｏｒｏｌａ製のＣＳＥ６００のような従来の常用バーコード読み取り装置を用いるのを可能にすることである。これらは、高さ７．３５ｍｍ、幅１９．７５ｍｍ、奥行９．６６ｍｍに限定されており、ラインスキャンカメラ（line scan camera）に基づいている。上記物体は、ＥＮ６０８２５-１に分類されるＬＥＤを用いて照らされる。さらに、本発明は、一次元バーコードに限定されることはない。したがって、高さ１７ｍｍ、幅３０ｍｍ、奥行１７．３ｍｍと小さい寸法を有するＭｏｔｏｒｏｌａ製のＳＥ３３００のようなカメラに基づくバーコード読み取り装置（camera-based bar code reading device）と関連した方法で行うこともできる。この場合においては、光照射は、ＥＮ６０８２５-１に分類される２つのＬＥＤによって提供される。

バーコードは、以下のような機械的に読み取れるデータセットを含むものと理解でき、特には、ＥＡＮ、ＩＡＮ、ＪＡＮ、ＵＰＣ，ＩＴＦ、ＩＳＢＮ、ＩＳＳＮなどのようなバーコード、ＰＤＦ４１７のような多次元バーコード、マトリックスコード、データマトリックスコード、例えば、ＱＲコード（登録商標）のようなドットコードを含む。

このリストは非排他的であり、さらなるコードが考えられる。

干渉光は、時間および空間伝播と関連した固定された相関係を有する電磁気輻射と関連している。これは、可能な限り均一な波長の強く発せられる光を意味する。

この明細書における、ある波長の電磁気輻射は、光として解釈される。

上記目的は、独立クレームの特徴を有する発明によって達成される。また、有利な実施形態は、従属クレームから得ることができ得る。

特に、本発明は、少なくとも一つの貯蔵位置、物体のための少なくとも一つの貯蔵位置、好ましくは、読み出し結果の評価およびデータ管理のための上位制御ユニットに位置するように、例えば、ロボットによって、自動的に導かれる少なくとも一つのバーコード読み取り装置を含むバーコード読み取り装置を用いて、貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する方法を含む。

好ましい実施形態においては、決められた露出時間を有するバーコード読み取り装置が用いられる。露出時間は、マイクロ秒の何分の１から数ミリ秒までの範囲内となり得るが、典型的には、上記露出時間は、３０マイクロ秒と２０ミリ秒との間である。

代わりの特に好ましい実施形態には、自動露出制御機能を有するバーコード読み取り装置が含まれる。このタイプのバーコード読み取り装置は、光感応性媒体のセル/素子/ピクセル（好ましくは、複数のセル）を介して、決定される上記平均グレー値を常に特定レベルに調整する目的で、自動的に上記露出時間を信号の品質に合わせる。したがって、非常に少ない光のみが反射されるため、空の貯蔵位置は非常に長い時間の間、露出される。その反面、貯蔵位置における物体は、より多くの光を反射し、より高いグレー値を引き起こすことによって、より短い露出時間となる。

本発明の好ましい実施形態は、上記貯蔵位置の前に、バーコード読み取り装置を位置させることができるように、さらに、ドライブ（drives）、転動（transmissions）およびガイド（guides）、またはロボットを含む。

上記貯蔵位置は、上記貯蔵位置が反射する上記バーコード読み取り装置の光感応性媒体に向かう光が可能な限り少なくなるように、構成されることが好ましい。これは、例えば、黒色プラスチック材料によって作られ、かつ、上記バーコード読み取り装置または上記ロボットと対面する一面のみがオープンされた貯蔵位置によって実現され得る。この場合においては、黒体法則（black body laws）適用のため、このように光を含む電磁気輻射は、大部分が熱に変換され、周囲に放射される。

特に好ましい実施形態においては、さらに、上記黒色材料の貯蔵位置は、０．２５ｍｍの平均粗さ深度（an average roughness depth）Ｒｚおよび３．０５ｍｍの最大個々粗さ深度（a maximum individual roughness depth）Ｒ_Ｍを有するＭｏｌｄ−Ｔｅｃｈ１１００６のような織物、または、上記プラスチック材料の粗い表面を有する。その構造の密度および深度が直進光の散乱光への変換に適しているため、その結果、より少ない光が上記バーコードを検出するための光感応性媒体に到達する。しかしながら、横面および後面がなく、上記バーコード読み取り装置から放射された光を反射する面を有さない、トレー（tray）または置き棚（rack）に基づく貯蔵位置を単に用いることも考えられる。上記物体は、上記置き棚上に、単に配置される。

上記ドライブ、上記転動および上記ガイド、または上記ロボットを用いることにより、上記バーコード読み取り装置は、貯蔵位置の前に配置され、上記上位制御ユニットを介して作動される。以下の三つの可能な状態がある。
ａ）上記貯蔵位置が、読み取り可能であり、かつ、デコード可能であるバーコードを有する物体を含む。
ｂ）読み取りが不可能なバーコードを有する物体または、バーコードを有さない物体が、上記貯蔵位置にある。
ｃ）上記貯蔵位置が空である。

上記ａ）の場合、上記上位制御ユニットのバーコード読み取り装置は、デコードされたバーコードを提供する。上記制御ユニットは、続いて、ある時、上記システムにおいて、上記バーコードで示される物体を明確に再び探すため、上記選択された貯蔵位置と検出されたバーコードとの間の相互参照（cross-reference）を生成する。

好ましい実施形態においては、決められた露出時間を有するバーコード読み取り装置が用いられる。このタイプの装置においては、ＣＣＤカメラまたは、ＣＭＯＳカメラまたはラインスキャンカメラなどのような光感応性媒体が、決められた期間の間、露出される。上記露出時間は、マイクロ秒の何分の１から数ミリ秒までの範囲内で変えられ得るが、典型的な露出時間は、３０マイクロ秒と２０ミリ秒との間である。グレー値は、この時間内に、上記光感応性媒体によって受光される光の量によって増加する。このタイプの読み取り装置は、一般的に、一つの光感応性媒体が複数のセル/素子/ピクセルを有するため、該当するセル/素子/ピクセルにわたっての平均グレー値は、予想的測定としての役割をする。また、上述した上記ｂ）およびｃ）の場合においては、上記上位制御ユニットのバーコード読み取り装置は、全てのピクセル/セルにわたって平均化された上記平均グレー値を提供する、今度は、上記平均グレー値が上記制御ユニットで評価される。上記ｂ）の場合においては、反射される光がより多く、より高いグレー値で表現されるため、空の貯蔵位置（上記ｃ）の場合）の上記グレー値は、上記ｂ）の場合の上記グレー値とは著しく異なる。したがって、上記グレー値は、ある貯蔵位置にある物体が存在することについての結論を出すために用いられ得る。

特に好ましい実施形態においては、例えば、US 8,141,821 B2または、EP 2,414,988 A1に開示されているような自動露出制御機能を有するバーコード読み取り装置が用いられる。ラインスキャンカメラにおいて、自動露出制御機能を有するこのタイプのバーコード読み取り装置としては、例えば、ＳｙｍｂｏｌまたはＭｏｔｏｒｏｌａ製のＣＳＥ６００がある。このタイプのバーコード読み取り装置は、上記平均グレー値を常に特定レベルに調整する目的で、自動的に上記露出時間を信号の品質に合わせる。したがって、非常に少ない光のみが反射されるため、空の貯蔵位置は非常に長い時間の間、露出される。上述した上記ｂ）の場合においては、上述した上記ｃ）の場合より、多量の光が反射され、より高いグレー値を引き起こすことによって、より短い露出時間となる。さらに、これは、上記貯蔵位置にバーコードのない黒色物体がある場合にもそのまま適用される。したがって、上記ｂ）の場合は、上記ｃ）の場合よりも、より高いグレー値およびこれによる著しく短い露出時間を達成できる。論理的な結論として、自動露出制御機能を有する上記バーコード読み取り装置は、上記ｂ）の場合および上記ｃ）の場合における露出時間を、上記上位制御ユニットに移すべきである。上記露出時間を評価することにより、上記上位制御ユニットは、より詳細には、現在選択された貯蔵位置が光学的に確認できないある物体を含むという上記ｂ）の場合における相互参照を生成でき、同時に、上記ｃ）の場合は、空の貯蔵位置としての相互参照が提供される。上記バーコード読み取り装置は、上記露出時間の呼び出しまたは、問い合わせの可能性を提供するかまたは、上記露出時間を移す。これは、上記バーコード情報を移すために用いられるインターフェースと同じインターフェースを介して、行われ得る。

この技術分野において、平均的な技術レベルを有する者には、上記方法を上記バーコード読み取り装置で直接行うことが当然可能であることは明らかであり、この場合においては、上記バーコード読み取り装置は、上記グレー値または上記露出時間の代わりに、空の貯蔵位置（上記ｃ）の場合）に関する該当メッセージまたは、より詳細には、確認できない物体の存在（上記ｂ）の場合）に関する該当メッセージを、上記上位制御ユニットに移す。

本発明は、例えば、データキャリアーを管理、交換および置き換え、およびデータキャリアーで自動的にデータを受け取りおよび再生する自動媒体交換装置（automatic medium exchange devices）における場合のような物体の自動貯蔵維持および自動貯蔵管理システムに適用され得る。さらなる応用分野は、例えば、薬局において、その使用が増加している選択機械（picking machines）または選択システムがある。この場合にも、目的は、物体の読み出し、物体の備蓄、物体の取り出し、および自動的に在庫を管理することである。さらには、自動セルフサービス引き出し（automatic self-service tills）において、適用することも考えられる。これは、この場合においては、センサまたはイメージ処理の部分が、実質的に一つまたはそれ以上の物体が存在するかどうかを検出するためにのみ用いられる場合、センサまたはイメージ処理の部分の何れも、省くことができるからである。印刷機または自動印刷仕上げ機においても、特別な仕上げ工程を選択するため、バーコードが用いられ得る。この場合においても、上記バーコード読み取り装置または上記上位制御ユニットが、バーコードの確認が単にできないのかどうかまたは、実質的に物体が存在しないのかどうかを、区別できる場合には、少なくとも一つのセンサを省くことができ得る。医薬品分野においてもコスト最適化された工程が必要であるため、この分野においても、さらに多くの自動化された工程が用いられている。この一例が、製造工程/システムの自動化である。この分野においても、上記提案された発明は大きな利点を有する。何故なら、この分野では、小さいエリアにより多くの使えるデータを作り、そして、暗号データとすることができるように、多次元バーコードの使用が増加しているからである。この場合においても、上記バーコードを読み取りできない場合に、ある貯蔵位置が空いているか、占有されているかを確定することは、格別に有益である。これは、上記医薬品分野における自動製造工程のみでなく、製薬、生物学、化学および食品技術分野における製造工程を取り扱う他の製造自動システムでも同様である。

上記応用は、単なる一例であり、当然、物体の自動貯蔵維持および自動貯蔵管理システムを用いる数多くの応用が存在する。そして、このシステムが、これらの物体の存在を検出および決定するのは、根本的な要求事項である。

好ましい実施形態においては、上記バーコード読み取り装置の光感応性媒体に向かう反射光を可能な限り少なくするため、上記貯蔵位置は黒色プラスチック材料によって作られる。さらに、この場合、黒体法則（black body laws）適用のため、このように光を含む電磁気輻射は、大部分が熱に変換され、周囲に放射される。

特に好ましい実施形態においては、上記黒色材料は、少なくとも、後面に織物を有する。これは、上記バーコードを検出するための光感応性媒体に向かう反射光をできる限り少なくするためであり、その構造の密度および深度が直進光の散乱光への変換に適しているからである。

したがって、本発明の特に有利な実施形態は、０．２５ｍｍの平均粗さ深度（an average roughness depth）Ｒｚおよび３．０５ｍｍの最大個々粗さ深度（a maximum individual roughness depth）Ｒ_Ｍである織物を有する。何故なら、この織物は、上記媒体を照らすために用いられるＬＥＤに関して、その光を十分によく散乱する密度および深度の構造を有し、そして、このような十分な役割は、グレー値閾値または露出時間閾値を用いた識別のためになされる。

本発明の好ましい実施形態においては、上記バーコード読み取り装置は複数の光感応性素子を含み、上記グレー値は、各々の光感応性素子にわたって平均化されている。何故なら、複数の素子にわたっての上記平均グレー値は、上記方法において、光が反射されるかどうかと、その量がどの程度であるかの予測を可能にするからである。これと関連して、上記貯蔵位置に物体があるかないかに関する予測もできる。

特に好ましい実施形態においては、上記バーコード読み取り装置は、一次元または多次元デジタル画像データシステムである。何故なら、レーザーのような干渉光光源を使用する方式では省略することができるが、自動使用のためのレーザーに基づくバーコード読み取り装置は、全方向での読み取りができないという欠点を有するためである。したがって、これは、正しい方向に貼られたバーコードを常に有する必要性を生じさせるか、複数の方向において、上記バーコード読み取り装置を追跡する必要性を生じさせる。そして、これは、今度、より壊れ易い複雑な機械的構造を引き起こす。さらに、このタイプのバーコード読み取り装置は、多次元バーコードを解釈でき得る可能性を有さない。そして、これは、多くの応用において、デメリットを増加させてしまう。これらの装置のサイズは、ある環境下でのみ小型化することができ、所謂、レーザーに基づくバーコード読み取り装置は、時々、必要な要件を満たすことができない。このように、ＳｙｍｂｏｌまたはＭｏｔｏｒｏｌａ製のＣＳＥ６００は、その寸法が高さ７．３５ｍｍ、幅１９．７５ｍｍ、奥行９．６６ｍｍであり、ラインスキャンカメラに基づいている。この場合、上記物体は、ＥＮ６０８２５-１に分類されるＬＥＤを用いて照らされる。一次元バーコードに限定されることはなく、本発明によって提案された方法は、例えば、高さ１７ｍｍ、幅３０ｍｍ、奥行１７．３ｍｍと小さい寸法を有するＭｏｔｏｒｏｌａ製のＳＥ３３００のようなカメラに基づくバーコード読み取り装置（camera-based bar code reading device）を用いても実行できる。この場合においては、光照射は、ＥＮ６０８２５-１に分類される２つのＬＥＤによって提供される。

好ましい実施形態においては、上記バーコード読み取り装置は、決められた露出時間で駆動され、上記グレー値から得られる情報は上記グレー値そのものであり、上記グレー値が所定の閾値未満である場合には、上記貯蔵位置が空であるとする。このタイプの装置においては、ＣＣＤカメラまたは、ＣＭＯＳカメラまたはラインスキャンカメラなどのような光感応性媒体が、決められた期間の間、露出される。上記露出時間は、マイクロ秒の何分の１から数ミリ秒までの範囲内で変えられ得るが、典型的な露出時間は、３０マイクロ秒と２０ミリ秒との間である。上記グレー値は、この時間内に、上記光感応性媒体によって受光される光の量によって増加する。このタイプの読み取り装置は、一般的に、一つの光感応性媒体が複数のセル/素子/ピクセルを有するため、該当するセル/素子/ピクセルにわたっての平均グレー値は、予想的測定としての役割をする。空の貯蔵位置のグレー値はバーコードの無い物体のグレー値とは著しく異なる。これは、上記バーコード読み取り装置または上記ロボットと対面する面に向かってオープンされている貯蔵位置においては、入射光を散乱光へと変換する試みがあり、この場合においては、より低い平均グレー値が予測されることを意味する。オープン（open）された棚/サポートシステムにおいて、このシステムは、単に、後面および/または横面の無い少なくとも一つのトレー（tray）または置き棚（rack）を含む。そして、したがって、このシステムは、上記読み取り装置によって放射された光を反射する面を有さない。上記置き棚上に位置する物体によって反射される光が明確に多く、これは、より高いグレー値によって示される。したがって、上記グレー値は、ある貯蔵位置にある物体が存在することについての結論を出すために用いられ得る。

本発明の特に好ましい実施形態においては、上記バーコード読み取り装置は、自動露出制御を用いて駆動され、上記グレー値から得られる情報は露出時間であり、上記露出時間が所定の閾値より大きい場合には、上記貯蔵位置が空であるとする。このタイプのバーコード読み取り装置は、上記平均グレー値を常に特定レベルに調整する目的で、自動的に上記露出時間を信号の品質に合わせる。したがって、非常に少ない光のみが反射されるため、空の貯蔵位置は非常に長い時間の間、露出され、これは、今度、単位時間当たりの低いグレー値を引き起こし、長い露出時間となる。

好ましい実施形態においては、上記バーコード読み取り装置は、上記露出時間または上記グレー値を、インターフェースを介して、上位制御ユニットに移す。そして、上記上位制御ユニットは、上記閾値を確認する。上記バーコードを検出する上記制御ユニットは、上記貯蔵管理を行うものと同じである可能性があるため、この場合においては、上記インターフェースは、単にＳＷインターフェースであり、そして、上位制御ユニットという用語に関しては、上記ＳＷの構造に関連しており、物理的に分離された制御ユニットとは関連してない。複数の物理的制御ユニットがある場合、上記露出時間または上記グレー値を交換するために用いられる上記インターフェースは、共有されたメモリ、シリアルインターフェース、ＲＳ２３２、ＲＳ４８５、スマートシリアルインターフェース（SSI）、ＣＡＮ、ＣＡＮｏｐｅｎ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＷＬＡＮ、ＮＦＣ、ＩＩＣ、ＩＲなどの一つまたはそれ以上であることができる。

好ましい実施形態においては、上記検出されたバーコードと、上記露出時間またはグレー値とについての両情報が、追加的なインターフェースなく、単にプロトコル拡張のみが必要な方式で、上記同じインターフェースを介して、伝達される。

可能な一実施形態においては、上記バーコード読み取り装置は、運送ユニットに備えられている。例えば、在庫目録を作るため、これは、一つ以上の貯蔵位置を含む貯蔵管理システムにおいて、自動化された方法で、上記バーコード読み取り装置を各々の貯蔵位置に位置させることができる。

可能な一実施形態においては、上記運送ユニットはロボットである。バーコード読み取り装置に沿って運ぶロボットの一例は、DE 10 2005 054 560に開示されている。

特に好ましい実施形態においては、上記方法は、物体の自動貯蔵維持および自動貯蔵管理システムで用いられる方法である。

物体の自動貯蔵維持および自動貯蔵管理システムの可能な実施形態は、特に、テープメモリライブラリシステム、光学媒体における交換システム（replacement systems）ハードディスク交換システム（hard disk replacement systems）などのような自動媒体交換装置と、例えば、薬局やメール注文センターで見られるように、物体の貯蔵管理のため、倉庫に物体を置いたり、除去するための自動化された装置に適用し得る選択機械（picking machine）または選択システム（picking system）と、セルフサービス引き出しと、印刷機または印刷仕上げ機と、特に、医薬、製薬、生物学、化学および食品技術の分野における製造工程の自動化に適用する製造自動化システムと、を含む。

本発明の特に好ましい実施形態は、格別な反射面を有さない少なくとも一つの貯蔵位置において、物体を検出するバーコード読み取り装置を有する。上記バーコード読み取り装置は、上記貯蔵位置に物体を配置する管理を行う制御ユニットと接続されている。さらに、上記バーコード読み取り装置および上記制御ユニットは、上記検出された平均グレー値または上記露出時間のようなさらなるデータを交換できる。上記システムは、上記バーコード読み取り装置と上記制御ユニットとから構成され、バーコードを検出することができない場合に、貯蔵位置においての物体の存在を決定することができる。何故なら、ある貯蔵位置に位置する物体は空である貯蔵位置よりも、より多くの光を反射させ、これはより高いグレー値で表現されるからである。自動露出制御機能を有するバーコード読み取り装置は、上記平均グレー値を常に特定レベルに調整する目的で、自動的に上記露出時間を信号の品質に合わせる。したがって、非常に少ない光のみが反射されるため、空の貯蔵位置は非常に長い時間の間、露出される。そして、これは、今度、単位時間当たりの低いグレー値を引き起こし、長い露出時間となる。貯蔵維持システムおよび貯蔵管理システムの目的は、貯蔵位置を正確に管理できることであり、言い換えると、バーコードが検出可能であるかないかに関係なく、ある貯蔵位置に物体があるかないかを予測できることにある。したがって、本発明の有利な実施形態においては、バーコードの検出を試みるステップと、上記バーコードが検出されなかった場合において、グレー値から得られる情報を用いて、上記貯蔵位置に物体があるかないかの検出を試みるステップと、上記制御ユニットに上記結果を提供するステップと、を行うことが好ましい。

本発明のさらなる部分は、上述した方法を行うため適宜製作された装置を提供する。

本発明は、特に、上記バーコード読み取り装置と向かい合っている面上に、反射面が適用できない場合または、高い費用でのみ適用できる場合において、利点を有する。そうでなければ、不要な製造費用を使うためである。さらに、上記方法は、費用節約できる可能性を有する。何故なら、上記提案された方法によっては、少なくとも、上記物体の存在を決定するさらなるセンサまたは、同目的のイメージデータ処理は不要となるからである。

本発明は、貯蔵位置における物体の存在の決定を行うバーコード読み取り装置を用いるシステムに好適に利用することができる。

１０ バーコード読み取り装置
１１ バーコードを検出するための受信ユニット
１２ 照明ユニット
２０ グリッパーシステム
２１ グリッパー挟み部
３０ 貯蔵位置
３１ バーコードがない物体
３２ バーコードがある物体
４０ 多数の貯蔵箇所を含む後面を有する倉庫
４１ 多数の貯蔵箇所を含むオープン棚/サポートシステム
５０ 非反射された光ロブ

Claims (16)

1. 反射面を有さない少なくとも一つの貯蔵位置において、上記貯蔵位置に物体を配置する管理を行う制御ユニットと接続されたバーコード読み取り装置を用いて、上記物体の存在を検出および決定する方法は、
   バーコードの検出を試みるステップと、
   上記バーコードが検出されなかった場合において、グレー値から得られる情報を用いて、上記貯蔵位置に物体があるかないかの検出を試みるステップと、
   上記制御ユニットにその結果を提供するステップと、を含むことを特徴とする貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する方法。
2. 上記バーコード読み取り装置は、自動露出制御を用いて駆動され、上記グレー値から得られる情報は露出時間であり、
   上記露出時間が所定の閾値より大きい場合には、上記貯蔵位置が空であるとすることを特徴とする請求項１に記載の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する方法。
3. 上記バーコード読み取り装置は、決められた露出時間で駆動され、上記グレー値から得られる情報は上記グレー値そのものであり、
   上記グレー値が所定の閾値未満である場合には、上記貯蔵位置が空であるとすることを特徴とする請求項１に記載の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する方法。
4. 上記バーコード読み取り装置は、検出されたバーコードと、上記露出時間または上記グレー値との両方の情報を、インターフェースを介して、上位制御ユニットに移し、
   上記上位制御ユニットは、上記閾値を確認することを特徴とする請求項２または３に記載の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する方法。
5. 上記バーコード読み取り装置は、複数の光感応性素子を含み、
   上記グレー値は、各々の上記光感応性素子について平均化された値であり、
   上記バーコード読み取り装置は、一次元または多次元デジタル画像データシステムであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する方法。
6. 上記貯蔵位置は、黒色プラスチック材料からなり、
   上記黒色プラスチック材料は、少なくとも、後面上に織物を有し、
   上記織物は、０．２５ｍｍの平均粗さ深度（an average roughness depth）Ｒｚおよび３．０５ｍｍの最大個々粗さ深度（a maximum individual roughness depth）Ｒ_Ｍを有し、その構造の密度および深度が直進光の散乱光への変換に適していることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する方法。
7. 上記バーコード読み取り装置は、運送ユニットに備えられており、
   上記運送ユニットはロボットであることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する方法。
8. 上記貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する方法は、物体の自動貯蔵維持および自動貯蔵管理システムで用いられる方法であり、
   上記物体の自動貯蔵維持および自動貯蔵管理システムは、自動媒体交換装置、選択機械、選択システム、セルフサービス引き出し、印刷機、印刷仕上げ機、製造自動化システムの何れかであることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する方法。
9. 反射面を有さない少なくとも一つの貯蔵位置において、物体の存在を検出および決定する装置は、
   上記貯蔵位置に物体を配置する管理を行う制御ユニットと接続されたバーコード読み取り装置と、
   バーコードを検出するとともに、上記バーコードが検出されなかった場合には、グレー値から得られる情報を用いて、上記貯蔵位置に物体があるかないかを検出し、その後にその結果を上記制御ユニットに提供する検出システムと、を含むことを特徴とする貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する装置。
10. 上記バーコード読み取り装置は、自動露出制御を用いて駆動され、上記グレー値から得られる情報は露出時間であり、
    上記露出時間が所定の閾値より大きい場合には、上記貯蔵位置が空であるとすることを特徴とする請求項９に記載の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する装置。
11. 上記バーコード読み取り装置は、決められた露出時間で駆動され、上記グレー値から得られる情報は上記グレー値そのものであり、
    上記グレー値が所定の閾値未満である場合には、上記貯蔵位置が空であるとすることを特徴とする請求項９に記載の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する装置。
12. 上記バーコード読み取り装置は、検出されたバーコードと、上記露出時間または上記グレー値との両方の情報を、インターフェースを介して、上位制御ユニットに移し、
    上記上位制御ユニットは、上記閾値を確認することを特徴とする請求項１０または１１に記載の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する装置。
13. 上記バーコード読み取り装置は、複数の光感応性素子を含み、
    上記グレー値は、各々の上記光感応性素子について平均化された値であり、
    上記バーコード読み取り装置は、一次元または多次元デジタル画像データシステムであることを特徴とする請求項１０から１２の何れか１項に記載の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する装置。
14. 上記貯蔵位置は、黒色プラスチック材料からなり、
    上記黒色プラスチック材料は、少なくとも、後面上に織物を有し、
    上記織物は、０．２５ｍｍの平均粗さ深度（an average roughness depth）Ｒｚおよび３．０５ｍｍの最大個々粗さ深度（a maximum individual roughness depth）Ｒ_Ｍを有し、その構造の密度および深度が直進光の散乱光への変換に適していることを特徴とする請求項１０から１３の何れか１項に記載の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する装置。
15. 上記バーコード読み取り装置は、運送ユニットに備えられており、
    上記運送ユニットはロボットであることを特徴とする請求項１０から１４の何れか１項に記載の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する装置。
16. 上記物体の存在を検出および決定する装置は、物体の自動貯蔵維持および自動貯蔵管理システムの部分であり、
    上記物体の自動貯蔵維持および自動貯蔵管理システムは、自動媒体交換装置、選択機械、選択システム、セルフサービス引き出し、印刷機、印刷仕上げ機、製造自動化システムの何れかであることを特徴とする請求項１０から１５の何れか１項に記載の貯蔵位置における物体の存在を検出および決定する装置。

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