WO2019174937A1 - Verfahren und kamerasystem zur überwachung eines kommissionier- oder verpackungsvorgangs - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for monitoring a
- the present invention relates to a computer program which is adapted to perform steps of the method according to the invention, as well as a machine-readable storage medium on which the
- the present invention relates to a camera system which is set up to perform steps of the method according to the invention.
- the invention relates to an electronic control unit which is set up to a picking or
- WMS Warehouse Management System
- the employee identifies the item and the package size via a visual comparison of the label. If the product number exists as a barcode on the label, the barcode will be replaced by a visual comparison captured by a handheld scanner. Afterwards, the employee manually counts the number of packs of this article and enters the quantity in the WMS. If additional information such as date of manufacture, batch number or serial number is to be entered, these are read by the employee from the label and also entered in the WMS. Occasionally, this information is present on a separate barcode on the label, which can be detected with a handheld scanner. This manual collection of information about the packaged items in the WMS represents a major part of the total expense in the shipping packaging of items.
- the employee packages the products in the shipping unit. This step will no longer be recorded in the WMS. Since the packaging process is the last step in the supply chain, errors such as quantity errors (overdelivery or underdelivery) and identification errors (delivery of the wrong product) are only discovered by the customer when human data is collected.
- coded information can be recorded in a barcode or in a QR code.
- texts can also be read out on a label by means of text recognition (Optical Character Recognition, OCR).
- OCR Optical Character Recognition
- a low contrast between the label background and the font or poor lighting for example from DE 10 2016 201 383 Al a method for pre-processing of digital data for use in a text recognition known. In this case, a picture is scanned digitally, at least one point of the image section is digitally recorded and a
- a digital filter can be used.
- Packaging process of at least one article a plurality of images of at least one moving article by means of multiple cameras, in particular by means of at least 3 cameras recorded.
- Multiple Cameras can capture these images from different angles of the article.
- the cameras are set up to record at least up to 30 images per second in order to be able to record a large amount of data during the movement of the article.
- the movement of the article may be accomplished by a logistics operator moving the article through the receiving area of the cameras.
- One or more labels in the pictures are read out. This can be provided both to read out individual images, as well as to superimpose several images. In the latter case, the clearest and sharpest images give a new image, in which the labels are then easily recognizable.
- a method can be used, as it is known from DE 10 2016 201 389 Al. All identifiable information is read out, which includes both one-dimensional and two-dimensional barcodes as well as QR codes as well as texts as well as graphic logos.
- the read-out labels are compared with specifications from a picking list, the variety of the article with its identification features, possible packaging units and the zu
- Packaging process should not be packaged, so a warning, for example by means of an electronic control unit, issued.
- a picking list can be understood to be a list stored on a storage unit, in particular in the form of a file.
- the file with the list can be stored or stored, for example, on a computing device such as a computer or a server or cloud computing system.
- the cameras employ a recognition method whereby pictures are taken only when an article is in the shooting range of the cameras. This reduces the number of pictures from which labels have to be read.
- the image quality can be determined in particular by the sharpness of the image and the size of the recognized label in the image.
- Each image is evaluated on the basis of the stated criteria and images are selected from an adjustable threshold value. The reading is then carried out only with the selected images.
- Identifiable information of different quality can be detected, so it can preferably be further provided to assign a confidence to each information and make a weighting of the information according to their confidence. Incompletely read out labels can be sorted out in this way because of their low confidence.
- Picking list recognized that an article or a group of co-moving articles has multiple labels that are assigned in different types of articles, so a unique identification of the article is not possible. This can happen, for example, when items of different varieties were accidentally moved simultaneously. In this case, it is preferable that a warning be issued so that a manual identification of the article can be made. If an article has several labels which are suitable for its identification, it is basically sufficient in the process if a single one of these labels is read out. This increases the probability of a successful identification of the article. To a particularly high reliability the
- one or more labels of an article are marked as essential labels in the picking list. If it is possible to identify the type of article, but it is recognized on the basis of the picking list that this article should have an essential label which has not been read out, then in this embodiment of the method a warning is issued to the method with this article repeat again or perform a manual check.
- Depth measurement allows a three-dimensional capture and measurement of the article whose image was taken. If several items have been stored in different places in the package, this can also be detected by taking the picture and measuring the depth.
- the camera used to take the image is designed here as a depth camera.
- a laser is provided as the depth sensor, which may be installed directly in the camera or may be locally outsourced.
- the three-dimensional dimensions of the article are calculated. These dimensions are compared with specifications stored for the identified grade of article in the picking list.
- the specifications correspond to the dimensions of a single packaged article.
- a warning is issued if the dimensions of the article do not match the specifications in the picking list or a multiple of the specifications.
- a multiple of the specifications indicates that the logistics employee has either seized several items at the same time and placed them in the shipping container or that several Articles are bundled by an outer packaging.
- the calculated dimensions do not correspond to the nominal dimensions of a single article or to several individual articles or a defined outer packaging, the recorded data is not plausible and a warning is issued so that a manual check can be carried out.
- the comparison of the dimensions with specifications from the order picking list is based on a number of articles which have been placed in the shipping container. This allows an automated counting of the items placed in the shipping container. It is particularly preferable to issue a warning if the number of all articles of the same variety already registered in the process is a specification from the
- the computer program is set up to at least compare the read-out labels, identify the type of article and issue the warning if the type of article does not comply with the specifications of the picking list, if it is on a
- Calculating device or electronic control unit is performed. Basically, the recording of the images and the reading of the label can be controlled by the computer program. Alternatively, however, it is also possible for these steps of the method to be carried out in separate arithmetic units in the cameras used.
- the computer program is still set up, the
- the computer program enables the implementation of different embodiments of the method on a computing device or electronic control unit, without having to make any structural changes.
- the camera system includes a plurality of cameras configured to at least capture images of at least one moving article and read labels in the images.
- Camera system makes it possible to perform steps of the method outside of a central processing unit or electronic control unit and so by pre-processing of images to reduce the bandwidth and latency requirements of a network used and to increase the transmission speed. This further allows the use of high frame rates which increase the identification rate of the article type.
- the camera system is a system for image preprocessing and
- Postprocessing is set up.
- preprocessing may include functions for filtering and presorting images
- post-processing includes image enhancement functions, for example.
- the camera system comprises at least one camera having a depth sensor and is adapted to the at least one image and the at least one depth measurement of the article after his
- the electronic controller is arranged to monitor a picking or packaging operation of articles by the method. Not all process steps in the electronic control unit itself must be performed. If some method steps are performed in the camera system, then the electronic control unit merely combines the information of the performed method steps and, in particular, performs the still missing method steps by means of the computer program.
- the monitoring system for monitoring a picking or packaging process of at least one article comprises a camera system with at least one camera having a depth sensor and is adapted to perform the at least one image and the at least one depth measurement of the article after its placement in the shipping container and his To calculate three-dimensional dimensions, as well as an electronic control unit that is set up a picking or
- the method can also be performed without the use of a central electronic control unit.
- the computer program is executed, for example, in a cloud.
- Fig. 1 shows a schematic representation of a picking workstation on which a method according to an embodiment of the invention can be performed.
- Fig. 2 shows a schematic side view of several articles whose
- Embodiment of the invention can be monitored and which are contained in an outer packaging.
- FIG. 3 shows the outer packaging of Fig. 2, from which an article has been removed.
- FIG. 4 shows a flow chart of a method according to FIG.
- Fig. 5 shows schematically another picking workstation to which a method according to an embodiment of the invention
- Fig. 6 shows a flowchart of another embodiment of the method according to the invention.
- an article 10 is to be packed.
- the article 10 has a first label 11 at the top of its package, and a second label 12 is attached to one of the side surfaces of its package.
- a camera system 20 is provided which consists of four cameras 21 to 24.
- the first three cameras 21, 22, 23 are industrial cameras, which are able to take up to 30 pictures per second, while the fourth camera 24 is a depth camera.
- a picking list 30 lists which types of articles 10 and which quantities of these articles are to be packed in a shipping container 40.
- the picking list 30 is read in an electronic control unit 50, which controls the camera system.
- the picking work station has a storage area 61, on which articles 10 can be deposited before the packaging process. Above a reading area 62, the first three cameras 21, 22, 23 are arranged.
- a dispatcher takes every item 10 to be packaged from the
- the shipping container 40 is located in a lower shipping area 63, over which the fourth camera 24 is arranged.
- the outer package 70 consists of a transparent film. From one side of the outer package 70 shown in Fig. 2, individual labels such as the label 13 of the article 10a and the label 14 of the article 10c may be visible. The labels of the other articles 10b, 10d are not visible from this direction. But for another label 15 is visible, which is not attached to the articles themselves, but on the outer package 70 and there again the article type and also the number of articles that are present in the outer packaging 70, so four indicates.
- FIG. 3 shows the outer packaging 70 from FIG. 2, from which the lowermost article 10d has been removed.
- the label on the outer packaging 70 still indicates the correct article type in the outer packaging 70, but no longer the correct number of articles.
- method steps are carried out by a dispatcher, by the camera system 20 and by the electronic control unit 50.
- the method steps in FIG. 4 are grouped into three columns, wherein in the left column the method steps of the dispatch employee, in the middle column the method steps of FIG. 4
- the dispatcher starts the process in a step SOI by entering at a user interface of the electronic control unit 50, which is not shown in Fig. 1, that a packaging operation is to be started. Then it reads by means of another not shown interface of the electronic control unit 50, the order picking list 30, which is the electronic control unit 50 provided in digital form available.
- the dispatcher picks up an article 10 from the storage area 61 and guides it through the reading area 62 in a step S04.
- images of the article are taken from the first three cameras 21, 22, 23 of the camera system 20 10 recorded and passed to the electronic control unit 50.
- a step S06 selects all images in which at least one label is completely contained, and whose sharpness has a predetermined minimum value. From these images, the content of the label is read out in a step S07 and compared in step S08 with predetermined label contents from the order picking list 30.
- step S09 an attempt is made to identify a type of article 10 based on the read-out labels. If this is unsuccessful because not a single label could be successfully read out, an indication is issued to the dispatcher not to place the article in the shipping container in a step S10, but to guide it through the read area 62 again in step S04. This note is also output when a label has been read which can be assigned to an article contained in the picking list 30, this article according to the
- Picking list 30 are all assigned to the same article. Label 11, 12, 13, 14, which are applied to a single article, are considered to be consistent with a label 15 on an outer packaging 70, provided they all relate to the same type of article.
- a step S12 it is checked whether the item type corresponding to the one or more labellas is contained in the order picking list 30. If one of the conditions of steps S11 or S12 is not fulfilled, a warning is issued to the dispatcher and he is requested to place the article 10 on a clarifying surface in a step S13. If no warning has been issued, the dispatcher now places the article 10 in the shipping container 40 in a step S14.
- a depth measurement of the article 10 is made S15.
- This information is transferred to the electronic control unit 50 and this calculates in a step S16 the three-dimensional dimensions of the article 10, which are indicated in Fig. 1 with x, y, z.
- a step S17 it is checked whether the dimensions x, y, z correspond to the dimensions of the article 10 which are stored in the order picking list 30 or correspond to a multiple of these dimensions. If this is the case, the number of articles 10 placed in the shipping container 40 is calculated in a step S18.
- a counter for the type of these articles is correspondingly increased and in a step S19 checked whether by placing the article or items 10 in the shipping container 40 a required total amount of this item was exceeded. If this is the case, or if it has already been detected in step S17 that the dimensions x, y, z do not match the item determined from the labell, a warning is sent to the dispatcher to have him or her
- the packaging process is completed and may close the shipping container 40 in a step S22.
- the dispatcher terminates the process by acknowledging at a user interface of the electronic control unit 50.
- the cameras 21-24 of the camera system 20 each have computing devices 51 to 54. These computing devices include filters and image stabilization systems. This is shown in FIG. 5. The sequence of the method changes according to FIG. 6. The steps S06 and S07 are no longer in the electronic control unit 50, but in
- Arithmetic units 51 to 53 of the first three cameras 21 to 23 carried out.
- Hash value and image naming stored in image files are also no longer performed in the electronic control unit 50, but is outsourced to the computing device 54 of the fourth camera 24.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Kommissionier-oder Verpackungsvorgangs von mindestens einem Artikel (10). Hierbei werden Bildern mindestens eines bewegten Artikels (10) mittels mehrerer Kameras (21, 22, 23) aufgenommen. Labeln (11, 12) in den Bildern werden ausgelesen. Die ausgelesenen Label (11, 12) werden mit Vorgaben aus einer Kommissionierliste (30) verglichen und aufgrund des Vergleichs wird einer Sorte des Artikels (10) identifiziert. Wenn die Sorte des Artikels (10) nicht mit Vorgaben aus der Kommissionierliste (30) übereinstimmt wird eine Warnung ausgegeben. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kamerasystem (20), das mehrere Kameras (21, 22, 23) aufweist. Diese sind eingerichtet, um zumindest die Bilder aufzunehmen und Label (11, 12) in den Bildern auszulesen.
Description
Beschreibung
Titel
Verfahren und Kamerasystem zur Überwachung eines Kommissionier- oder
Verpackungsvorgangs
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines
Kommissionier- oder Verpackungsvorgangs von mindestens einem Artikel.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist, Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem das
Computerprogramm gespeichert ist. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Kamerasystem, welches eingerichtet ist, Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um einen Kommissionier- oder
Verpackungsvorgang von mindestens einem Artikel mittels des Verfahrens zu überwachen, sowie ein Überwachungssystem zur Überwachung eines
Kommissionier- oder Verpackungsvorgangs mit einem Kamerasystem und einem elektronischen Steuergerät.
Stand der Technik
In einem Distributionszentrum werden verpackte Artikel an festen Arbeitsplätzen von Mitarbeitern in Versandeinheiten verpackt. Die verpackten Artikel müssen dabei in einem WMS (Warehouse Management System) mit Produktnummer, Menge und weiteren Informationen erfasst werden.
Hierzu identifiziert der Mitarbeiter den Artikel und die Verpackungsgröße über einen visuellen Abgleich des Etiketts. Sofern die Produktnummer als Barcode auf dem Etikett vorhanden ist, wird statt eines visuellen Abgleichs der Barcode mit
einem Handscanner erfasst. Danach zählt der Mitarbeiter manuell die Anzahl an Packungen dieses Artikels und gibt die Menge im WMS ein. Wenn zusätzliche Informationen, wie Fertigungsdatum, Chargennummer oder Seriennummer zu erfassen sind, werden diese durch den Mitarbeiter vom Etikett abgelesen und ebenfalls im WMS eingegeben. Vereinzelt ist diese Information auf einem separaten Barcode auf dem Etikett vorhanden, der mit einem Handscanner erfasst werden kann. Diese manuelle Erfassung von Informationen zu den verpackten Artikeln im WMS stellt einen Großteil des Gesamtaufwandes in der Versandverpackung von Artikeln dar.
Im Anschluss an die Identifikation und das Zählen verpackt der Mitarbeiter die Produkte in die Versandeinheit. Dieser Schritt wird im WMS nicht weiter erfasst. Da der Verpackungsprozess der letzte Schritt in der Lieferkette ist, werden durch die menschliche Erfassung der Daten auftretende Fehler, wie Mengenfehler (Über- oder Unterlieferung) und Identifikationsfehler (Lieferung des falschen Produktes) erst durch den Kunden entdeckt.
Beim Auslesen von Label können zum einen in einem Barcode oder in einem QR-Code codierte Informationen erfasst werden. Zum anderen können mittels Texterkennung (Optical Character Recognition; OCR) auch Texte auf einem Label ausgelesen werden. Um dabei Probleme wie verschmutzte Label, einen geringen Kontrast zwischen dem Labelhintergrund und der Schrift oder eine schlechte Beleuchtung zu kompensieren, ist beispielsweise aus der DE 10 2016 201 383 Al ein Verfahren zur Vorprozessierung von digitalen Daten zur Nutzung in einer Texterkennung bekannt. Dabei wird ein Bildausschnitt digital abgetastet, zumindest ein Punkt des Bildausschnitts wird digital erfasst und eine
Kontrastkenngröße des Punktes wird geändert. Hierzu kann ein digitaler Filter eingesetzt werden.
Offenbarung der Erfindung
In dem Verfahren zur Überwachung eines Kommissionier- oder
Verpackungsvorgangs von mindestens einem Artikel, werden mehrere Bilder mindestens eines bewegten Artikels mittels mehrerer Kameras, insbesondere mittels mindestens 3 Kameras, aufgenommen. Durch die Verwendung mehrerer
Kameras können diese Bilder aus verschiedenen Winkeln des Artikels aufgenommen werden. Indem die Bilder in der Bewegung des Artikels
aufgenommen werden, werden sie außerdem an unterschiedlichen Positionen des Artikels erfasst. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Kameras eingerichtet sind, um jeweils zumindest bis zu 30 Bilder pro Sekunde aufzunehmen, um während der Bewegung des Artikels eine große Datenmenge erfassen zu können. Die Bewegung des Artikels kann dadurch erfolgen, dass ein Logistikmitarbeiter den Artikel durch den Aufnahmebereich der Kameras hindurchbewegt.
Ein oder mehrere Label in den Bildern werden ausgelesen. Hierbei kann es sowohl vorgesehen sein, einzelne Bilder auszulesen, als auch, mehrere Bilder übereinanderzulegen. Im letzteren Fall ergeben die klarsten und schärfsten Bilder ein neues Bild, in dem die Label dann gut erkennbar sind. Hierzu kann insbesondere ein Verfahren verwendet werden, wie es aus der DE 10 2016 201 389 Al bekannt ist. Alle identifizierbaren Informationen werden ausgelesen, was sowohl ein- und zweidimensionale Barcodes sowie QR-Codes als auch Texte als auch grafische Logos umfasst. Die ausgelesenen Label werden mit Vorgaben aus einer Kommissionierliste verglichen, die die Sorte des Artikels mit seinen Identifikationsmerkmalen, mögliche Verpackungseinheiten und die zu
kommissionierende Menge des Artikels enthält. Aufgrund des Ergebnisses dieses Vergleichs über alle erkannten Identifikationsmerkmale des Artikels wird eine Sorte des Artikels identifiziert. Unter der Sorte wird hierbei die Art des Artikels nicht aber seine Anzahl verstanden. Wenn diese Sorte des Artikels nicht mit Vorgaben aus der Kommissionierliste übereinstimmt, d. h. wenn es sich um einen Artikel handelt, welcher im laufenden Kommissionier- oder
Verpackungsvorgang nicht verpackt werden soll, so wird eine Warnung, beispielsweise mittels eines elektronischen Steuergeräts, ausgegeben.
Unter einer Kommissionierliste kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine auf einer Speichereinheit hinterlegte Liste, insbesondere in Form einer Datei hinterlegten Liste verstanden werden. Die Datei mit der Liste kann zum Beispiel auf einer Recheneinrichtung wie einem Computer oder einem Server bzw. Cloud- Computing-System hinterlegt bzw. gespeichert sein.
Es ist bevorzugt, dass die Kameras ein Erkennungsverfahren anwenden, aufgrund dessen nur dann Bilder aufgenommen werden, wenn sich ein Artikel im Aufnahmebereich der Kameras befindet. Hierdurch wird die Anzahl der Bilder verringert, aus denen Label ausgelesen werden müssen.
Auch unter Anwendung dieser Maßnahme werden allerdings viele Bilder aufgenommen, die kein Label enthalten oder in denen ein Label nur
unvollständig enthalten ist, weil das Label entweder aus dem Aufnahmewinkel einer Kamera an seiner aktuellen Position nicht sichtbar ist oder weil es beispielsweise von einer Hand des Logistikmitarbeiters verdeckt wird. Deshalb ist es weiterhin bevorzugt, dass zwischen dem Aufnehmen der Bilder und dem Auslesen der Label eine Selektion aller Bilder erfolgt, welche zumindest ein Label enthalten und zumindest eine vorgegebene Bildqualität für die weitere
Verarbeitung besitzen. Die Bildqualität kann insbesondere durch die Schärfe des Bildes sowie die Größe des erkannten Labels im Bild bestimmt werden. Jedes Bild wird dabei auf Basis der genannten Kriterien bewertet und Bilder werden ab einem einstellbaren Schwellwert selektiert. Das Auslesen wird dann nur mit den selektierten Bildern durchgeführt.
Wenn ein Label zwar ausgelesen werden kann, dabei mehrere aber
identifizierbare Informationen unterschiedlicher Qualität erfasst werden, so kann vorzugsweise weiterhin vorgesehen sein, jeder Information eine Konfidenz zuzuweisen und eine Gewichtung der Informationen gemäß ihrer Konfidenz vorzunehmen. Unvollständig ausgelesene Label können auf diese Weise aufgrund ihrer geringen Konfidenz aussortiert werden.
Wird beim Vergleichen der ausgelesenen Label mit der Vorgabe aus der
Kommissionierliste erkannt, dass ein Artikel oder eine Gruppe von gemeinsam bewegten Artikeln mehrere Label aufweist, die in unterschiedlichen Sorten von Artikeln zugewiesen sind, so ist eine eindeutige Identifikation der Artikelsorte nicht möglich. Dies kann beispielsweise dann geschehen, wenn Artikel unterschiedlicher Sorten versehentlich gleichzeitig bewegt wurden. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass eine Warnung ausgegeben wird, damit eine manuelle Identifikation des Artikels vorgenommen werden kann.
Wenn ein Artikel mehrere Label aufweist, die zu seiner Identifizierung geeignet sind, genügt es in dem Verfahren grundsätzlich, wenn ein einziges dieser Label ausgelesen wird. Hierdurch steigt die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Identifikation des Artikels. Um eine besonders hohe Zuverlässigkeit der
Identifikation zu erreichen, kann allerdings auch vorgesehen sein, dass in der Kommissionierliste eine oder mehrere Label eines Artikels als essentielle Label markiert sind. Wenn es zwar gelingt, die Sorte eines Artikels zu identifizieren, aufgrund der Kommissionierliste allerdings erkannt wird, dass dieser Artikel ein essentielles Label aufweisen sollte, welches nicht ausgelesen wurde, so wird in dieser Ausführungsform des Verfahrens eine Warnung ausgegeben, um das Verfahren mit diesem Artikel nochmals zu wiederholen oder eine manuelle Nachkontrolle durchzuführen.
Es ist bevorzugt, dass nach der Platzierung des Artikels in einem
Versandgebinde mindestens ein Bild und mindestens eine Tiefenmessung des Artikels aufgenommen werden. Zum Aufnehmen des Bildes können eine oder mehrere Kameras über dem Versandgebinde angeordnet sein. Die
Tiefenmessung ermöglicht eine dreidimensionale Erfassung und Vermessung des Artikels, dessen Bild aufgenommen wurde. Wenn mehrere Artikel an unterschiedlichen Stellen im Paket abgelegt wurden, so kann dies durch die Aufnahme des Bildes und durch die Tiefenmessung ebenfalls erkannt werden. In einer Ausführungsform des Verfahrens ist die für die Aufnahme des Bildes verwendete Kamera hierbei als Tiefenkamera ausgeführt. In einer anderen Ausführungsform ist als Tiefensensor ein Laser vorgesehen, der direkt in der Kamera verbaut sein kann oder auch lokal ausgelagert sein kann.
Aus den aufgenommenen Daten werden die dreidimensionalen Abmessungen des Artikels berechnet. Diese Abmessungen werden mit Vorgaben verglichen, die für die identifizierte Sorte des Artikels in der Kommissionierliste hinterlegt sind. Dabei entsprechen die Vorgaben den Abmessungen eines einzelnen verpackten Artikels. Es wird eine Warnung ausgegeben, wenn die Abmessungen des Artikels nicht mit den Vorgaben aus der Kommissionierliste oder einem Vielfachen der Vorgaben übereinstimmen. Ein Vielfaches der Vorgaben weist dabei darauf hin, dass der Logistikmitarbeiter entweder mehrere Artikel gleichzeitig gegriffen und im Versandgebinde platziert hat oder dass mehrere
Artikel durch eine Umverpackung gebündelt sind. Entsprechen die berechneten Abmessungen allerdings weder den Sollabmessungen eines Einzelartikels noch denen mehrerer Einzelartikel oder einer definierten Umverpackung, so sind die erfassten Daten nicht plausibel und es wird eine Warnung ausgegeben, damit eine manuelle Nachkontrolle erfolgen kann.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass aus dem Vergleichen der Abmessungen mit Vorgaben aus der Kommissionierliste auf eine Anzahl von Artikeln geschlossen wird, welche im Versandgebinde platziert wurden. Dies ermöglicht ein automatisiertes Mitzählen der im Versandgebinde platzierten Artikel. Besonders bevorzugt wird eine Warnung ausgegeben, wenn die Anzahl aller bereits in dem Verfahren erfassten Artikel derselben Sorte eine Vorgabe aus der
Kommissionierliste hinsichtlich der zu verpackenden Anzahl dieser Artikelsorte überschreitet. Der Versandmitarbeiter wird auf diese Weise darauf hingewiesen, dass er zwar den richtigen Artikel, davon aber zu viele im Versandgebinde platziert hat und den oder die zu viel platzierten Artikel wieder aus dem
Versandgebinde entnehmen muss.
Das Computerprogramm ist eingerichtet, zumindest das Vergleichen der ausgelesenen Label, das Identifizieren der Sorte des Artikels und das Ausgeben der Warnung, wenn die Sorte des Artikels nicht mit den Vorgaben aus der Kommissionierliste übereinstimmt, durchzuführen, wenn es auf einem
Rechengerät oder elektronischen Steuergerät durchgeführt wird. Grundsätzlich kann auch das Aufnehmen der Bilder und das Auslesen der Label durch das Computerprogramm gesteuert werden. Es ist alternativ aber auch möglich, dass diese Schritte des Verfahrens in separaten Recheneinheiten in den verwendeten Kameras durchgeführt werden.
Vorzugsweise ist das Computerprogramm weiterhin eingerichtet, das
Vergleichen der Abmessungen und das Ausgeben einer Warnung, wenn die Abmessungen des Artikels nicht mit den Vorgaben aus der Kommissionierliste und einem Vielfachen der Vorgaben übereinstimmen, durchzuführen.
Grundsätzlich kann es auch das Aufnehmen des Bildes und der Tiefenmessung des Artikels sowie das Berechnen seiner dreidimensionalen Abmessungen aus diesen Daten durchführen. Alternativ können diese Schritte aber ebenfalls in
separaten Recheneinheiten ausgelagert sein, welche Teile von Kameras bzw. Tiefensensoren sind.
Das Computerprogramm ermöglicht die Implementierung unterschiedlicher Ausführungsformen des Verfahrens auf einem Rechengerät oder elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen.
Hierzu ist es auf dem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert.
Das Kamerasystem weist mehrere Kameras auf, die eingerichtet sind, um zumindest das Aufnehmen von Bildern mindestens eines bewegten Artikels und das Auslesen von Label in den Bildern durchzuführen. Ein solches
Kamerasystem ermöglicht es, Schritte des Verfahrens außerhalb eines zentralen Rechengeräts oder elektronischen Steuergeräts durchzuführen und so durch Vorverarbeitung von Bildern die Anforderungen an Bandbreite und Latenz eines verwendeten Netzwerks zu verringern und die Übertragungsgeschwindigkeit zu steigern. Dies ermöglicht weiterhin die Verwendung hoher Bildraten, welche die Identifikationsrate der Artikelsorte steigern. Insbesondere handelt es sich bei dem Kamerasystem um ein System, das zum Image Preprocessing und
Postprocessing eingerichtet ist. Während Preprocessing dabei beispielsweise Funktionen zum Filtern und Vorsortieren von Bildern umfassen kann, umfasst das Postprocessing beispielsweise Funktionen zur Bildoptimierung,
Schriftzeichenerkennung, Verzerrungs- und Moire-Optimierung und zur
Auflösungs-, Bildgrößen- und Bildformatanpassung.
Es ist bevorzugt, dass das Kamerasystem mindestens eine Kamera aufweist, die einen Tiefensensor aufweist und dazu eingerichtet ist, um das mindestens eine Bild und die mindestens eine Tiefenmessung des Artikels nach seiner
Platzierung im Versandgebinde durchzuführen und seine dreidimensionalen Abmessungen zu berechnen. Dies ermöglicht ein weiteres Auslagern von Verfahrensschritten aus dem zentralen Rechengerät oder elektronischen Steuergerät.
Das elektronische Steuergerät ist eingerichtet, um einen Kommissionier- oder Verpackungsvorgang von Artikeln mittels des Verfahrens zu überwachen. Dabei müssen nicht alle Verfahrensschritte im elektronischen Steuergerät selbst
durchgeführt werden. Werden einige Verfahrensschritte im Kamerasystem durchgeführt, so führt das elektronische Steuergerät lediglich die Informationen der durchgeführten Verfahrensschritte zusammen und führt insbesondere mittels des Computerprogramms die noch fehlenden Verfahrensschritte durch.
Das Überwachungssystem zur Überwachung eines Kommissionier- oder Verpackungsvorgangs von mindestens einem Artikel weist ein Kamerasystem mit mindestens einer Kamera, die einen Tiefensensor aufweist und dazu eingerichtet ist, um das mindestens eine Bild und die mindestens eine Tiefenmessung des Artikels nach seiner Platzierung im Versandgebinde durchzuführen und seine dreidimensionalen Abmessungen zu berechnen, sowie ein elektronisches Steuergerät auf, das eingerichtet ist, einen Kommissionier- oder
Verpackungsvorgang von Artikeln mittels des Verfahrens zu überwachen.
Das Verfahren kann allerdings auch ohne Verwendung eines zentralen elektronischen Steuergeräts durchgeführt werden. In diesem Fall wird das Computerprogramm beispielsweise in einer Cloud ausgeführt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kommissionierarbeitsplatzes, an dem ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durchgeführt werden kann.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht mehrere Artikel, deren
Kommissioniervorgang mittels eines Verfahrens gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung überwacht werden kann und die in einer Umverpackung enthalten sind.
Fig. 3 zeigt die Umverpackung aus Fig. 2, aus welcher ein Artikel entnommen wurde.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 5 zeigt schematisch einen anderen Kommissionierarbeitsplatz, an dem ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
durchgeführt werden kann.
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführungsbeispiele der Erfindung
An dem in Fig. 1 dargestellten Kommissionierarbeitsplatz soll ein Artikel 10 verpackt werden. Der Artikel 10 weist an der Oberseite seiner Verpackung ein erstes Label 11 auf, und ein zweites Label 12 ist an einer der Seitenflächen seiner Verpackung angebracht. Zur Überwachung des Kommissioniervorgangs ist ein Kamerasystem 20 vorgesehen, das aus vier Kameras 21 bis 24 besteht. Die ersten drei Kameras 21, 22, 23 sind dabei Industriekameras, welche in der Lage sind, bis zu 30 Bilder in der Sekunde aufzunehmen, während die vierte Kamera 24 eine Tiefenkamera ist. In einer Kommissionierliste 30 ist aufgeführt, welche Sorten von Artikeln 10 und welche Mengen dieser Artikel in einem Versandgebinde 40 verpackt werden sollen. Die Kommissionierliste 30 wird in einem elektronischen Steuergerät 50 eingelesen, welches das Kamerasystem steuert. Der Kommissionierarbeitsplatz weist einen Ablagebereich 61 auf, auf dem Artikel 10 vor dem Verpackungsvorgang abgelegt werden können. Über einem Lesebereich 62 sind die ersten drei Kameras 21, 22, 23 angeordnet. Ein Versandmitarbeiter nimmt jeden zu verpackenden Artikel 10 aus dem
Ablagebereich 61 auf, führt ihn durch den Lesebereich 62 und legt ihn im
Versandgebinde 40 ab. Das Versandgebinde 40 befindet sich in einem tiefer gelegenen Versandbereich 63, über dem die vierte Kamera 24 angeordnet ist. Wenn der Artikel 10 durch den Lesebereich 62 geführt wird, gelangt er ihn den Aufnahmebereich der ersten drei Kameras 21, 22, 23. Wird der Artikel 10 im Versandgebinde 40 abgelegt, befindet er sich im Aufnahmebereich der vierten Kamera 24.
Mehrere Artikel 10a, 10b, 10c, lOd können mittels einer Umverpackung 70 gebündelt sein. Die Umverpackung 70 besteht aus einer transparenten Folie. Von einer Seite der Umverpackung 70, welche in Fig. 2 dargestellt ist, können einzelne Label, wie das Label 13 des Artikels 10a und das Label 14 des Artikels 10c sichtbar sein. Die Label der weiteren Artikel 10b, lOd sind aus dieser Richtung nicht sichtbar. Dafür ist aber ein weiteres Label 15 sichtbar, welches nicht auf den Artikeln selbst, sondern auf der Umverpackung 70 angebracht ist und dort nochmals die Artikelart und außerdem die Anzahl der Artikel, die in der Umverpackung 70 vorliegen, also vier angibt.
Gelegentlich werden aus Umverpackungen 70 einzelne Artikel entfernt. Fig. 3 zeigt die Umverpackung 70 aus der Fig. 2, aus welcher der unterste Artikel lOd entfernt wurde. Das Label auf der Umverpackung 70 gibt nun zwar immer noch die korrekte Artikelsorte in der Umverpackung 70, nicht mehr aber die korrekte Anzahl der Artikel an.
In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, das in Fig. 4 dargestellt ist, werden Verfahrensschritte von einem Versandmitarbeiter, vom Kamerasystem 20 und vom elektronischen Steuergerät 50 durchgeführt. Zur Veranschaulichung dieser Arbeitsaufteilung sind die Verfahrensschritte in Fig. 4 in drei Spalten gruppiert, wobei in der linken Spalte die Verfahrensschritte des Versandmitarbeiters, in der mittleren Spalte die Verfahrensschritte des
Kamerasystems 20 und in der rechten Spalte die Verfahrensschritte des elektronischen Steuergeräts 50 dargestellt sind. Der Versandmitarbeiter startet das Verfahren in einem Schritt SOI, indem er an einer Benutzerschnittstelle des elektronischen Steuergeräts 50, welche in Fig. 1 nicht dargestellt ist, eingibt, dass ein Verpackungsvorgang gestartet werden soll. Dann liest er mittels einer weiteren nicht dargestellten Schnittstelle des elektronischen Steuergeräts 50 die Kommissionierliste 30 ein, wobei diese dem elektronischen Steuergerät 50 in digitaler Form zur Verfügung gestellt wird. In einem weiteren Schritt S03 nimmt der Versandmitarbeiter einen Artikel 10 aus dem Ablagebereich 61 auf und führt ihn in einem Schritt S04 durch den Lesebereich 62. Hierbei werden in einem Schritt S05 von den ersten drei Kameras 21, 22, 23 des Kamerasystems 20 Bilder des Artikels 10 aufgenommen und an das elektronische Steuergerät 50 weitergegeben. Im elektronischen Steuergerät 50 werden in einem Schritt S06
alle Bilder selektiert, in denen zumindest ein Label vollständig enthalten ist, und deren Schärfe einen vorgegebenen Minimalwert aufweist. Aus diesen Bildern wird in einem Schritt S07 der Inhalt der Label ausgelesen und in einem Schritt S08 mit vorgegebenen Labelinhalten aus der Kommissionierliste 30 verglichen.
In einem Schritt S09 wird versucht, eine Sorte des Artikels 10 aufgrund der ausgelesenen Label zu identifizieren. Wenn dieses nicht gelingt, weil kein einziges Label erfolgreich ausgelesen werden konnte, wird ein Hinweis an den Versandmitarbeiter ausgegeben, den Artikel in einem Schritt S10 nicht in das Versandgebinde zu legen, sondern ihn nochmals im Schritt S04 durch den Lesebereich 62 zu führen. Dieser Hinweis wird auch dann ausgegeben, wenn zwar ein Label ausgelesen wurde, welches einem in der Kommissionierliste 30 enthaltenen Artikel zugeordnet werden kann, dieser Artikel gemäß der
Kommissionierliste 30 aber weiterhin ein essentielles Label aufweisen müsste, welches nicht ausgelesen wurde. Im Weiteren wird in einem Schritt Sil geprüft, ob die ausgelesenen Label konsistent sind, also ob sie gemäß der
Kommissionierliste 30 alle demselben Artikel zuzuordnen sind. Label 11, 12, 13, 14, die auf einem einzelnen Artikel aufgebracht sind, gelten dabei als konsistent gegenüber einem Label 15 auf einer Umverpackung 70, sofern sie alle dieselbe Artikelsorte betreffen. In einem Schritt S12 wird geprüft, ob die Artikelsorte, welche dem oder den Labein entspricht, in der Kommissionierliste 30 enthalten ist. Ist eine der Bedingungen der Schritte Sil oder S12 nicht erfüllt, so wird eine Warnung an den Versandmitarbeiter ausgegeben und dieser wird aufgefordert, den Artikel 10 in einem Schritt S13 auf einer Klärfläche abzulegen. Sofern keine Warnung ausgegeben wurde, legt der Versandmitarbeiter den Artikel 10 nun in einem Schritt S14 im Versandgebinde 40 ab. Dort werden mittels der vierten Kamera 24 ein Bild, das die Oberseite des Artikels 10 zeigt, aufgenommen und eine Tiefenmessung des Artikels 10 durchgeführt S15. Diese Informationen werden an das elektronische Steuergerät 50 übergeben und dieses berechnet in einem Schritt S16 die dreidimensionalen Abmessungen des Artikels 10, welche in der Fig. 1 mit x, y, z bezeichnet sind. In einem Schritt S17 wird geprüft, ob die Abmessungen x, y, z den Abmessungen des Artikels 10 entsprechen, die in der Kommissionierliste 30 abgelegt sind oder einem Vielfachen dieser Abmessungen entsprechen. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt S18 die Anzahl der im Versandgebinde 40 platzierten Artikel 10 berechnet. Im Steuergerät 50 wird ein Zähler für die Sorte dieser Artikel entsprechend erhöht und in einem Schritt S19
geprüft, ob durch das Platzieren des oder der Artikel 10 im Versandgebinde 40 eine geforderte Gesamtmenge dieser Artikelsorte überschritten wurde. Wenn dies der Fall ist oder wenn bereits im Schritt S17 erkannt wurde, dass die Abmessungen x, y, z nicht zu der aus den Labein ermittelten Artikelsorte passen, so ergeht eine Warnung an den Versandmitarbeiter, damit dieser den oder die
Artikel wieder aus dem Versandgebinde 40 entnimmt und auf einer Klärfläche ablegt S20. Wenn keine Warnungen ergangen sind, wird in einem Schritt S21 geprüft, ob alle Artikel der Kommissionierliste 30 verpackt wurden. Wenn dies nicht der Fall ist, nimmt der Versandmitarbeiter in einem Schritt S03 den nächsten Artikel 10 vom Ablagebereich 61 auf. Anderenfalls erhält er einen
Hinweis, dass der Verpackungsvorgang abgeschlossen ist und kann in einem Schritt S22 das Versandgebinde 40 schließen. In einem letzten Schritt S23 beendet der Versandmitarbeiter durch Quittierung an einer Benutzerschnittstelle des elektronischen Steuergeräts 50 das Verfahren.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel des Verfahrens weisen die Kameras 21-24 des Kamerasystems 20 jeweils Rechengeräte 51 bis 54 auf. Diese Rechengeräte weisen Filter und Bildstabilisierungssysteme auf. Dies ist in Fig. 5 dargestellt. Der Ablauf des Verfahrens ändert sich dabei gemäß Fig. 6. Die Schritte S06 und S07 werden nun nicht mehr im elektronischen Steuergerät 50, sondern in
Rechengeräten 51 bis 53 der ersten drei Kameras 21 bis 23 durchgeführt.
Hierbei werden auch weitere Informationen, wie Zeitstempel, Copyright,
Hashwert und Bildbenamung in Bilddateien abgelegt. Der Schritt S16 wird ebenfalls nicht mehr im elektronischen Steuergerät 50 durchgeführt, sondern ist in das Rechengerät 54 der vierten Kamera 24 ausgelagert. Indem die Schritte
S06, S07 und S16 bereits im Kamerasystem 20 durchgeführt werden, wird die Last auf das nicht dargestellte Netzwerk zwischen dem Kamerasystem 20 und dem elektronischen Steuergerät 50 verringert.
Claims
1. Verfahren zur Überwachung eines Kommissionier- oder
Verpackungsvorgangs von mindestens einem Artikel (10, lOa-d), aufweisend die folgenden Schritte: a) Aufnehmen (S05) von Bildern mindestens eines bewegten Artikels (10, lOa-d) mittels mehrerer Kameras (21, 22, 23),
b) Auslesen (S07) von Labein (11-15) in den Bildern,
c) Vergleichen (S08) der ausgelesenen Label (11-15) mit Vorgaben aus einer Kommissionierliste (30),
d) Identifizieren (S09) einer Sorte des Artikels (10, lOa-d) aufgrund des Vergleichs, und
e) Ausgeben einer Warnung (S13), wenn die Sorte des Artikels (10, lOa-d) nicht mit Vorgaben aus der Kommissionierliste (30) übereinstimmt (S19).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schritten a und b eine Selektion (S06) aller Bilder erfolgt, welche zumindest ein Label (11-15) enthalten und über zumindest eine vorgegebene
Bildqualität verfügen, und der Schritt b nur mit den selektierten Bildern durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Warnung (S13) ausgegeben wird, wenn in Schritt c erkannt wird (S18), dass die ausgelesenen Label (11-15) gemäß der Kommissionierliste (30) unterschiedlichen Sorten von Artikeln (10, lOa-d) entsprechen.
4. Verfahren nach Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kommissionierliste (30) essentielle Label (11-15) markiert sind und eine Warnung ausgegeben wird, wenn in Schritt b ein essentielles Label (11-15) nicht gefunden wurde, welches für die in Schritt d identifizierten Sorte des Artikels (10, lOa-d) erwartet würde.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin umfassend die folgenden Schritte: f) Aufnehmen (S15) mindestens eines Bildes und mindestens einer
Tiefenmessung des Artikels (10, lOa-d) nach seiner Platzierung (S14) in einem Versandgebinde (40),
g) Berechnen (S16) von dreidimensionalen Abmessungen (x, y, z) des Artikels (10, lOa-d),
h) Vergleichen (S17, S18) der Abmessungen (x, y, z) mit Vorgaben aus der Kommissionierliste (30) für die in Schritt d identifizierte Sorte des Artikels (10, lOa-d), und
i) Ausgeben einer Warnung (S20), wenn die Abmessungen (x, y, z) des Artikels (10, lOa-d) nicht mit Vorgaben aus der Kommissionierliste (30) oder einem Vielfachen der Vorgaben übereinstimmen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem
Vergleichen der Abmessungen (x, y, z) mit Vorgaben aus der
Kommissionierliste (30) auf eine Anzahl von Artikeln (10, lOa-d) geschlossen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Warnung (S20) ausgegeben wird, wenn die Anzahl aller in dem Verfahren erfassten Artikel (10, lOa-d) derselben Sorte eine Vorgabe aus der Kommissionierliste (30) überschreitet (S19).
8. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, zumindest die Schritte c bis e des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
9. Computerprogramm nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin eingerichtet ist, zumindest die Schritte h und i des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 7 durchzuführen.
10. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 8 oder 9 gespeichert ist.
11. Kamerasystem (20), aufweisend mehrere Kameras (21, 22, 23), die eingerichtet sind, um zumindest die Schritte a und b des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
12. Kamerasystem (20) nach Anspruch 11, weiterhin aufweisend mindestens eine Kamera (24), die einen Tiefensensor aufweist und dazu eingerichtet ist, um die Schritte f und g des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 7 durchzuführen.
13. Elektronisches Steuergerät (50), welches eingerichtet ist, um einen
Kommissionier- oder Verpackungsvorgang von mindestens einem Artikel (10, lOa-d) mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zu überwachen.
14. Überwachungssystem zur Überwachung eines Kommissionier- oder
Verpackungsvorgangs von mindestens einem Artikel (10, lOa-d) mit einem Kamerasystem (20) nach Anspruch 11 oder 12 und einem elektronischen Steuergerät (50) nach Anspruch 13.
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