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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein mit Codierungen entsprechend
einem Codierungssystem versehenes Markierungssystem sowie eine mit
einer Codierung entsprechend einem Codierungssystem versehene Markierung.
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Aus
der
CH 560 937 A5 ist
eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Informationen, die in Schriftzeichen
umgewandelt und von einer Maschine assimiliert werden können, bekannt.
Die Vorrichtung umfasst einen Träger
mit einer Folge von Zeichen, die aus Segmenten von Linien gebildet
sind, ausgewählt aus
einer geometrischen Figur, die aus mindestens 16 unterschiedlichen
Segmenten zusammen gesetzt ist, und mindestens einen Lesekopf aus
mindestens 16 Belichtungsmessern, die so angeordnet sind, dass,
wenn sich ein Zeichen gegenüber
dem Kopf an der Ablesestelle befindet, sie verteilt werden auf mindestens
einen Messer pro Zone der geometrischen Figur, so dass sie von einem
Segment durchquert werden kann, um ein solches vorhandenes oder
fehlendes Segment in der Zone ausfindig zu machen. Vorzugsweise
wird die beschriebene Vorrichtung zur Steuerung eines automatischen
Sortiervorgangs von Briefen eingesetzt. Der Träger ist hierbei ein Umschlag
mit in einem Raster angegebenen Zahlen, die in ihrer Gesamtheit
einer Postleitzahl entsprechen. Mittels des Lesekopfes werden die
auf dem Raster angeordneten Zahlen automatisch entschlüsselt.
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Markierungssysteme
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie Markierungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
9 werden in der Fotogrammetrie verwendet, um spezielle Punkte oder Koordinaten
von Objekten zu kennzeichnen. Anhand dieser Markierungen lassen
sich diese gekennzeichneten Punkte in fotografisch oder opto-elektronisch aufgenommenen
Bildern anschließend
leicht identifizieren. Durch die Codierung entsprechend einem Codierungssystem
ist es möglich,
die fotografisch oder opto-elektronisch aufgenommenen Bilddaten unter
Rechnersteuerung auszuwerten. Die entsprechend einem Codierungssystem
vorgenommene Codierung der Markierungen dient dabei dazu, den jeweiligen
Markierungspunkt für
die rechnergesteuerte Bildauswertung einzeln identifizierbar zu
machen und eine Zuordnung der einzelnen markierten Objektpunkte
zu einer individuellen Kennzeichnung dieses Objektpunktes, beispielsweise
einer Punktnummer, zu ermöglichen.
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Um
diesen Zweck zu erfüllen,
wird angestrebt, die Codierung der Markierung von einem Rechnersystem,
das die aufgenommenen Bilddaten auswertet, möglichst einfach und sicher
auswertbar zu gestalten. Dabei haben sich Markierungen bewährt, die
einen Zentralkreis oder -kreisring sowie mindestens einen den Zentralkreis
oder -kreisring umgebenden Codekreisring umfassen, der in radiale Sektoren
eingeteilt ist, welche den einzelnen Code-Bits der Codierung entsprechend
dem Codierungssystem entsprechen. Dabei wird ein 1-Bit einer bestimmten
Farbe des Codekreisring-Sektors zugeordnet und ein 0-Bit wird einer
anderen Farbe des Codekreisring-Sektors zugeordnet. Die Codierungen des
verwendeten Codierungssystems umfassen jeweils die gleiche Anzahl
von Codekreisring-Sektoren bzw. Bits.
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Unter
Farbe im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird jede Eigenschaft
des optischen Erscheinungsbildes bzw. der Oberflächenstruktur eines betrachteten
Flächenelements
verstanden, die geeignet ist, einer betrachtenden Person und/oder
einem bildaufnehmenden oder scannenden optischen System einen Sinneseindruck
bzw. einen Datenwert zu liefern, der geeignet ist, dieses Flächenelement von
einem Flächenelement
einer anderen Farbe zu unterscheiden. Unter Farbe im Sinne der vorliegenden
Anmeldung wird daher nicht nur der umgangssprachliche Farbenbegriff
wie rot, blau, grün
usw., sondern u.a. auch der Eindruck hell bzw. dunkel, unterschiedliche
Grautöne
oder unterschiedliche Muster auf dem betrachteten Flächenelement
verstanden.
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Die
Auswertung der von einem bilderfassenden oder scannenden System
aufgenommenen Bilddaten geschieht im allgemeinen derart, daß zunächst der
Zentralkreis oder -kreisring erfaßt wird. Dies kann allein unter
Ausnutzung der den Zentralkreis oder -kreisring betreffenden Bilddaten
geschehen. Im allgemeinen werden aber die die Zentralkreise oder -kreisringe
umgebenden Codekreisringe zur Identifizierung der Zentralkreise-
oder -kreisringe mit herangezogen.
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In
einem weiteren Verfahrensschritt wird sodann die in den Codekreisringen
enthaltene Information rechnerisch ausgewertet, indem die unterschiedlichen
Farben der Codekreisring-Sektoren
der Codekreisringe der Markierungen unterschiedlichen Informationsbits
zugeordnet werden und aus der jeweils erhaltenen Bitfolge der jeweilige
Identifizierungscode für
die jeweilige Markierung bestimmt wird.
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In
Form von Aufklebern sind Markierungen eines Markierungssystems kommerziell
erhältlich, die
aus einem Zentralkreisring, einem den Zentralkreisring konzentrisch
umgebenden Kontrastring einer einheitlichen Farbe, die von der Farbe
des Zentralkreises abweicht, sowie einem den Kontrastring konzentrisch
umgebenden, in radiale Sektoren eingeteilten Codekreisring bestehen.
Die Markierungen sind schwarzweiß ausgelegt, um einen ausreichenden
Kontrast zu gewähren
sowie eine Bildaufnahme mit Schwarzweiß-Bilderfassungsgeräten zu ermöglichen.
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Aus
der Veröffentlichung „MIROS,
a new software for Rollei RS1 Digital Monocomparator" von Martin Knobloch
und Torsten Rosenthal, erschienen 1992 in ISPRS Commission V Symposium,
Close-Range Photogrammetry and Machine Vision, Volume XXIX, Part
B5, Seite 35-42, ist ein Markierungssystem mit Markierungen bekannt,
die aus einem Zentralkreis, einem den Zentralkreis konzentrisch umgebenden
Kontrastring sowie zwei den Kontrastring konzentrisch umgebenden
Codekreisringen bestehen. Für
diejenigen Codekreisring-Sektoren, die auf dem gleichen Radiusvektor
angeordnet sind und Codierungs-Bits enthalten, sind die Farben jeweils identisch
gewählt,
während
eine unterschiedliche Farbe der auf dem selben Radiusvektor angeordneten
Codekreisring-Sektoren des inneren Codekreisrings und des äußeren Codekreisrings
die Start-Stop-Markierung zum Auslesen der Codekreisringe liefert.
Auch diese bekannten Markierungen sind schwarzweiß ausgelegt.
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Aus
der Veröffentlichung „Digital
Close-Range Photogrammetry using artificial targets" von F.A. van den
Heuvel, R.J.G.A. Kroon und R.S. Le Poole, erschienen 1992 in ISPRS
Commission V Symposium, Close-Range Photogrammetry and Machine Vision,
Volume XXIX, Part B5, Seite 222-229, sind schwarzweiße Markierungen
eines Markierungssystems bekannt, die aus einem Zentralkreis, einem
den Zentralkreis konzentrisch umgebenden Codekreisring, einem konzentrisch
umgebenden Kontrastring sowie einem weiteren äußeren konzentrisch umgebenden
Codekreisring bestehen. Der innere Codekreisring ist geschlossen
und dient ausschließlich
der automatischen Erkennung. Der äußere Codekreisring enthält die in
10 Bit codierte Punktnummer.
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Es
ist bekannt, einen Codekreisring-Sektor vorzusehen, der nicht unmittelbar
der Codierung der Markierungsidentifikation dient, sondern dessen
Einfärbung
aus der Einfärbung
der übrigen
Codekreisring-Sektoren derart berechnet wird, daß sich eine Paritätsprüfung für die jeweilige
Codierung ergibt. Auf diese Art und Weise können Einfachfehler, d.h. die
fehlerhafte Auslesung eines Codekreisring-Sektors pro Codekreisring
(z.B. durch Abdeckung oder Abschattung eines Codekreisring-Sektors),
identifiziert werden.
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Darüber hinaus
besteht aber die Aufgabe, auch Mehrfachfehler, bei denen mehrere
Codekreisring-Sektoren bei der Bilderfassung oder der rechnerischen
Bilddatenauswertung fehlerhaft oder gar nicht identifiziert werden,
möglichst
weitgehend zu vermeiden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein mit Codierungen entsprechend einem Codierungssystem
versehenes Markierungssystem gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Markierungssystem umfaßt mithin
ausschließlich
Markierungen, die jeweils die gleiche Anzahl von Farbwechseln auf
einem Codekreisring aufweisen. Bezeichnet man eine Folge von benachbarten
Codekreisring-Sektoren gleicher, fest gewählter Farbe (d.h. mit anderen
Worten eine Folge von benachbarten Codekreisring-Sektoren zwischen zwei Übergangsstellen
mit einem Farbwechsel) als ein Codekreisring-Segment, so läßt sich das erfindungsgemäße Prinzip
auch derart formulieren, daß ein
Codekreisring einer Markierung eines erfindungsgemäßen Markierungssystems
jeweils die gleiche Anzahl von Codekreisring-Segmenten enthält.
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Das
Erfindungsprinzip wird anhand der 1,
die beispielhaft eine Markierung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Markierungssystems
zeigt, näher
erläutert.
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Die
Markierung 1 der 1 umfaßt einen Zentralkreis 2 sowie
einen den Zentralkreis 2 konzentrisch umgebenden Codekreisring 4,
der in sechzehn radiale Sektoren 6 eingeteilt ist, welche
den einzelnen sechzehn Codebits der Codierung entsprechend dem Codierungssystem
entsprechen. Die Markierung 1 ist schwarzweiß ausgelegt,
um auf jeden Fall einen ausreichenden Kontrast zu gewähren sowie eine
Bildaufnahme durch Schwarzweiß-Bilderfassungsgeräte zu ermöglichen.
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Mehrere
benachbarte Codekreisring-Sektoren gleicher, fest gewählter Farbe
werden jeweils gemeinsam als Codekreisring-Segment 7 bezeichnet. Mit
Bezug auf die 1 und
die übrigen
Figuren der Anmeldung wird willkürlich,
aber fest, die Farbe schwarz gewählt.
Die Markierung 1 der 1 enthält somit
vier Codekreisring-Segmente 7, und zwar zwei Codekreisring-Segmente,
die jeweils nur aus einem einzigen Codekreisring-Sektor 6a, 6b,
bestehen (im folgenden kurz als Codekreisring-Segmente der Länge 1 bezeichnet)
sowie zwei weitere Codekreisring-Segmente, die jeweils aus drei
Codekreisring-Sektoren bestehen (im folgenden kurz als Codekreisring-Segmente
der Länge
3 bezeichnet). Aufgrund der Gesamtzahl von vier Codekreisring-Segmenten 7 auf
dem Codekreisring 4 ergeben sich bei einem Umlauf auf dem
Codekreisring 4 insgesamt vier Farbwechsel von schwarz
auf weiß sowie
entsprechend vier Farbwechsel von weiß auf schwarz.
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Aufgrund
des Erfindungsprinzips, daß alle codierten
Markierungen des Markierungssystems jeweils die gleiche Anzahl von
Farbwechseln bzw. Codekreisring-Segmenten auf einem Codekreisring
aufweisen, ergibt sich der Vorteil, daß bei der rechnergesteuerten
Bildauswertung auch Fehler erkennbar sind, die durch das Verdecken
oder Abschatten kompletter Codekreisring-Segmente verursacht werden. Dieser
Mehrfachfehler läßt sich
durch das Prinzip der Erfindung erkennen und ausschalten.
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In
Weiterbildung der Erfindung zeigt das bevorzugte Ausführungsbeispiel
der 1 einen kleinen
Zentralkreisring 5 im Zentrum des Zentralkreises 2.
Dieser Zentralkreisring 5 dient der optischen Anpeilung
der Marke, z.B. mit einem Zieltheodoliten.
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Außerdem ist
in Weiterbildung der Erfindung bei der Markierung 1 der 1 zwischen dem Zentralkreis 2 und
dem Codekreisring 4 ein weißer, vom Schwarz des Zentralkreises 2 abweichend
eingefärbter
Kontrastring 3 eingefügt.
Dieser Kontrastring 3 dient der Vereinfachung der optischen
und der rechnergesteuerten Erkennung und Auswertung der Markierung 1,
da er den Codekreisring 4 durch Erhöhung des Kontrastes optisch
vom Zentralkreis 2 abhebt.
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Erfindungsgemäß wird weiter
bevorzugt, daß die
Codekreisringe aller Markierungen eines erfindungsgemäßen Erfindungssystems
jeweils mindestens einen Codekreisring-Sektor aufweisen, dessen Farbe
bei einer geradzahligen Anzahl von Codekreisring-Sektoren identisch
mit der Farbe des den jeweiligen Codekreisring-Sektor auf dem Codekreisring gegenüberliegenden
Codekreisring-Sektors ist bzw. bei einer ungeradzahligen Anzahl
von Codekreisring-Sektoren identisch mit der Farbe der beiden dem jeweiligen
Codekreisring-Sektor
auf dem Codekreisring gegenüberliegenden
Codekreisring-Sektoren ist. Bei der Markierung 1 der 1, die insgesamt sechzehn
Codekreisring-Sektoren 6 in ihrem Codekreisring 4 aufweist,
sind drei Paare einander gegenüberliegender
Codekreisring-Sektoren
vorhanden. Ein solches Paar einander gegenüberliegender Codekreisring-Sektoren 6a, 6b ist
in der 1 entsprechend
markiert. Diese Ausbildung einander gegenüberliegender Codekreisring-Sektoren
erleichtert das Auffinden und Identifizieren einer Markierung, da
sie für
eine ordnungsgemäße Markierung
das zusätzliche
Kriterium liefert, daß auf
beiden Seiten des Zentralkreisrings im gleichen Abstand einander gegenüberliegend
mindestens eine Fläche
gleicher Farbe (nämlich
die einander gegenüberliegenden
gleichfarbigen Codekreisring-Sektoren) vorhanden sein muß.
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Zur
Erkennung von Einfachfehlern wird weiter bevorzugt, daß die Codekreisringe
der Markierungen jeweils in an sich bekannter Weise einen Codekreisring-Sektor
zur Paritätsprüfung umfassen
bzw. daß das
Codierungssystem ein Bit zur Paritätsprüfung umfaßt.
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In
Weiterbildung der Erfindung enthält
das Codierungssystem keine Codierung, die bei einem Start des Auslesens
des Codekreisrings an jeglichem beliebigen Codekreisring-Sektor
irgendeine andere gültige
Codierung des Codierungssystems liefert. Auf diese Art und Weise
wird die Festlegung eines Start-Stop-Bits überflüssig; der bei der Codierung verwendete
Code des Codierungssystems ist rotationsinvariant.
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Besonders
bevorzugt wird, daß die
Codekreisringe der Markierungen des Markierungssystems nicht nur
erfindungsgemäß die gleiche
Anzahl von Codekreisring-Segmenten überhaupt, sondern außerdem die
gleiche Anzahl von Codekreisring-Segmenten bestimmter Längen aufweisen.
Der Codekreisring 4 der Markierung 1 der 1 besitzt, wie oben ausgeführt, zwei
schwarze Codekreisring-Segmente der Länge 1 sowie zwei weitere schwarze
Code-Segmente der Länge
3. Diese Codierung dieses Codekreisrings 4 wird im folgenden kurz
als 1-1-3-3-Codierung bezeichnet. Enthält ein Codierungssystem beispielsweise
ausschließlich
solche 1-1-3-3-Codierungen, so kann dadurch ausgeschlossen werden,
daß durch
Abdecken eines oder mehrerer Codekreisring-Sektoren der festgewählten Farbe
(hier schwarz) ein anderer gültiger
Code des Codierungssystems entsteht, unabhängig davon, ob beispielsweise
durch das gleichzeitige Abdecken von zwei Codekreisring-Sektoren
eine ggf. vorhandene Paritätsprüfungsbedingung
weiterhin erfüllt
ist und die erfindungsgemäße Forderung,
daß die
Codekreisringe des Markierungssystems jeweils die gleiche Anzahl
von Codekreisring-Segmenten aufweisen, weiterhin erfüllt ist.
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Das
Codierungssystem der Markierung 1 der 1, das ausschließlich Codierungen mit vier schwarzen
Codekreisring-Segmenten im Codierungssystem vorsieht, wird im folgenden
kurz als 4-Segment-Codierung bezeichnet.
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Die
vorgenannte Weiterbildung der Erfindung hat allerdings den Nachteil,
daß die
Anzahl der im Codierungssystem zur Verfügung stehenden gültigen Codierungen
gegenüber
einer aufgrund der gewählten
Bit-Länge
des Codierungssystems maximal möglichen
Anzahl von Codierungen beträchtlich
eingeschränkt
wird. Dies kann vorteilhafterweise zum Teil dadurch kompensiert
werden, daß man
nicht nur Codekreisringe eines Codierungssystems zuläßt, die jeweils
die gleiche Anzahl von Codekreisring-Segmenten bestimmter Längen aufweisen,
sondern daß man
Codekreisringe zuläßt, die
jeweils eine Anzahl von Codekreisring-Segmenten bestimmter Längen, ausgewählt aus
einer Gruppe von Codekreisring-Segmenten
bestimmter Längen
zuläßt. Allerdings
sollte dabei darauf geachtet werden, daß nur solche Kombinationen
gewählt
werden, bei denen durch Abdecken von einzelnen Codekreisring-Sektoren
aus Codekreisring-Segmenten keine anderen gültigen Codierungen des Codierungssystems
entstehen.
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Unabhängig von
dem gewählten
Codierungssystem sind auch Einzelmarkierungen gemäß Anspruch
9 Gegenstand der Erfindung, bei denen der Zentralkreis oder -kreisring
in seinem Zentrum eine Zielmarke, insbesondere einen Zielpunkt,
einen Zielkreisring oder ein Zielkreuz aufweist. Diese Zielmarke
im Zentrum des Zentralkreises oder -kreisrings dient dem erleichterten
manuellen optischen Anpeilen des Zentralkreises oder -kreisrings,
z.B. mit einem Theodoliten.
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Weitere
bevorzugte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von Markierungssystemen aus Markierungen
mit jeweils einem Codekreisring von 12 bis 18 Codekreisring-Sektoren
noch weiter erläutert.
Diesen 12 bis 18 Codekreisring-Sektoren entsprechen dann Codierungen
des Codierungssystems von 12 bis 18 Bit. Diese Bit-Zahlen liefern
in der Praxis sinnvolle Maximalzahlen von Codierungen in einem Codierungssystem, nämlich bei
nCodebits maximal 2n-Codewörter im Codierungssystem. Bei
12 Bit sind dies 4.096, bei 18 Bit 262.144 grundsätzlich maximal
mögliche
Codewörter.
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Reserviert
man jeweils eines der Bits für
eine Paritätsprüfung – z.B. durch
die Forderung nach gerader Parität
-, so halbiert sich durch den Wegfall eines Bits die Anzahl der
grundsätzlich
maximal zur Verfügung
stehenden Codewörter.
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Durch
die bevorzugte Forderung nach mindestens einem Paar gegenüberliegender
Codekreisring-Sektoren gleicher Farbe – d.h. einem Paar auf dem Codekreisring
gegenüberliegender
gesetzter Bits – und
durch die bevorzugte Forderung nach Rotationsinvarianz des Codes
ergibt sich eine weitere Reduktion der zur Verfügung stehenden Codierungen,
z.B. (bei zusätzlicher
Paritätsprüfung) bei
12 Bit von 4.096 auf 148 und bei 18 Bit von 262.144 auf 6.767 Codierungsmöglichkeiten
(vergleiche Tab. 1).
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Durch
die erfindungsgemäße Forderung, daß die codierten
Markierungen des Markierungssystems jeweils die gleiche Anzahl von
Farbwechseln bzw. von Codekreisring-Segmenten auf dem Codekreisring aufweisen,
ergibt sich eine weitere Reduzierung der zur Verfügung stehenden
Codierungsmöglichkeiten
im Codierungssystem.
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Tabelle
1 zeigt die bei Codewortlängen
von 12, 14, 16 und 18 Bit zur Verfügung stehenden Codierungsmöglichkeiten
in Abhängigkeit
von der Anzahl der Codekreisring-Segmente, wobei zusätzlich eine
Paritätsprüfung, eine
Rotations-Invarianz sowie mindestens ein Paar gegenüberliegend
gesetzter Bits bei dem Codierungssystem gefordert wurde. Für die besonders
praxisrelevanten Codierungen mit 14 und 16 Bit Codewortlänge verbleibt
die größte Anzahl von
Codierungsmöglichkeiten
bei der Festlegung auf vier Segmente pro Codekreisring, nämlich 201
bzw. 755 gültige
Codierungsmöglichkeiten.
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Die
geschilderten Auswahlprozesse können vorteilhaft
durch eine Datenverarbeitungsanlage durchgeführt werden, da sie sich leicht
für eine
Rechnerdurchführung
programmieren lassen. Beispielsweise kann die Forderung nach Rotations-Invarianz aller
Codierungen des Codierungssystems, d.h. die Forderung, daß im Codierungssystem
keine Codierung enthalten ist, die bei einem Start des Auslesens des
Codekreisrings an jeglichem beliebigen Codekreisring-Sektor 6 eine
andere gültige
Codierung des Codierungssystems liefert, auf folgende Art und Weise
durch eine Datenverarbeitungsanlage geprüft werden:
Zunächst ordnet
man den grundsätzlich
möglichen Codekreisringen
entsprechende Codierungswörter zu,
z.B. entspricht die Codierung der Markierung 1 der 1 dem Codewort 0010001110100111 (schwarz
wurde gleich 1 gesetzt, weiß als
0; der Startpunkt des Auslesens des Codekreisrings ist willkürlich gewählt). Dies
führt man
für alle
grundsätzlich möglichen
Codekreisringe des Codierungssystems aus. Anschließend werden
die Bits jedes Codewortes zyklisch im jeweiligen Codewort verschoben,
bis sich am Beginn des Codewortes eine maximale Anzahl von Nullen
ergibt. Für
die Codierung der Markierung 1 der 1 ergibt sich dann die Bit-Folge 0001110100111001
(durch die zyklische Verschiebung der Code-Bits, wobei deren Rangfolge
untereinander natürlich
erhalten bleibt, wird eine Rotation des Codekreisrings 4 simuliert).
Hat man diese Operation für
alle zur Auswahl stehenden Codewörter des
Codierungssystems durchgeführt,
so vergleicht man die erhaltenen Codewörter. Stimmen zwei oder mehr
Codewörter
des Codierungssystems nunmehr überein,
so müssen
sie bis auf eines aus dem Codierungssystem ausgeschieden werden,
da der entsprechende Codekreisring sonst nicht rotationsinvariant ist.
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Auf ähnliche
Art und Weise lassen sich auch die übrigen Anforderungen, die das
erfindungsgemäße Codierungssystem
zwingend oder in vorteilhafter Weiterbildung bevorzugt erfüllen soll,
einfach rechnergesteuert überprüfen. Beispielsweise
bedeutet die Forderung, daß sich
auf dem Codekreisring mindestens zwei einander gegenüberliegende
identisch gefärbte
Sektoren befinden müssen,
bei einem 8-Bit-Codewort, daß entweder
das erste und fünfte oder
das zweite und sechste oder das dritte und siebte oder das vierte
und achte Bit des Codeworts gleichzeitig „0" oder „1" sind.
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Um
eine noch größere Sicherheit
der Codierungsauswertung zu erhalten, kann vorgesehen sein, daß das Codierungssystem
nur bestimmte Typen von n-Segment-Codekreisringen enthält.
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Tabelle
2 enthält
für 4-Segment-Codes
mit 12, 14, 16 und 18 Bit Codewortlänge Angaben über die
gültigen
Codewörter
unter Beachtung der weiteren o.g. Einschränkungen (ein Paritätsbit; Rotations-Invarianz
des Codes; mindestens ein Paar gegenüberliegende gesetzte Bits),
wenn die vier Codekreis-Segmente jeweils bestimmte Längen aufweisen.
Der Tabelle 2 ist entnehmbar, daß für die Codesegment-Konfiguration
1-1-1-3 bei einer Codewortlänge
von 14 Bit (die Codekreisring-Sektoren nehmen bei Gleichaufteilung
dann jeweils einen Winkel von 25,7° ein) 31 mögliche Codewörter verbleiben, während es
für eine
1-1-1-9-Code-Segment-Konfiguration bei einer Codewortlänge von
12 Bit überhaupt kein
gültiges
Codewort mehr gibt.
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Maximal
mögliche
Anzahlen gültiger
Codewörter
treten für
12 Bit Codewortlänge
(aufgrund des Paritätsprüfungs-Bits
verbleiben dann 11 signifikante Bits) bei der Codesegment-Konfiguration 1-1-2-2,
bei 14 Bit Codewortlänge
(entspricht 13 signifikanten Bits) bei der selben Codesegment-Konfiguration,
bei 16 Bit bei den Konfigurationen 1-1-2-4 und 1-2-2-3 und bei 18
Bit (das bedeutet bei Gleichaufteilung eine Winkelgröße des einzelnen
Codekreisring-Sektors von 20°)
bei den selben Codesegment-Konfigurationen auf. Es ergeben sich
dann bei 12 Bit 16 verschiedene verwendbare Codewörter, bei
14 Bit 48 Codewörter,
bei 16 Bit 105 Codewörter
und bei 18 Bit 240 Codewörter.
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Um
die Anzahl der verwendbaren Codewörter bei vorgegebener Codewortlänge und
Beibehaltung der übrigen
Anforderungen zu vergrößern, kann man
in einem Codierungssystem auch Codierungen mit gleicher Anzahl von
Codekreisring-Segmenten, aber unterschiedlichen, aber dennoch festgelegten Längen dieser
Codekreisring-Segmente kombinieren. Auch diese Möglichkeit ist in dieser Tabelle
2 niedergelegt. Bei der Kombination muß lediglich darauf geachtet
werden, daß durch
Abdecken oder Abschatten von Teilen von Codekreisring-Segment keine
anderen gültigen
Codewörter
des Codierungssystems entstehen.
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Wie
aus Tabele 2 entnehmbar ist, wird beispielsweise bei 12 Bit Codewortlänge (d.h.
11 signifikante Bits bei einem Paritätsprüfungsbit) die Anzahl der möglichen
gültigen
Codewörter
auf 26 erhöht, wenn
man die Codesegment-Konfigurationen 1-1-1-3 und 1-1-2-2 zusammen
in einem Codierungssystem zuläßt (Kombination
2 der Tabelle 2 für
12 Bit). Die Kombination 1 der Tabelle 2 für 14 Bit (bestehend aus den
fünf möglichen
Codesegment-Konfigurationen
1-1-1-5, 1-1-2-4, 1-1-3-3, 1-2-2-3 und 2-2-2-2) liefert z.B. 89
mögliche
gültige
Codewörter.
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Tabelle
3 zeigt beispielhaft anhand einer Kombinationsmatrix für verschiedene
Codesegment-Konfigurationen eines 4-Segment-Codes bei 14 Bit Codewortlänge (d.h.
13 signifikante Bits), welche Codesegment-Konfigurationen jeweils
paarweise miteinander kombinierbar sind. Beispielsweise ist die
Code-Segment-Konfiguration 1-1-1-7 mit 23 anderen 4-Segment-Codesegment-Konfigurationen paarweise
kombinierbar, während
die 4-Segment-Codesegment-Konfiguration
1-1-2-2 nur mit vier anderen Codesegment-Konfigurationen paarweise
kombinierbar ist.
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Aus
Tabelle 2 ist entnehmbar, daß es
bei einer Kombination von zwei oder mehr verschiedenen 4-Segment-Codesegment-Konfigurationen
bei einer Codewortlänge
von 12 Bit (11 signifikante Bits) maximal 26 verschiedene
gültige
Codewörter
gibt („Kombination
2"), bei 14 Bit
maximal 89 Codewörter („Kombination
1"), bei 16 Bit
maximal 309 Codewörter
(„Kombination
1 ") und bei 18
Bit (17 signifikante Bits) maximal 738 mögliche gültige Codewörter („Kombination 3").
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Abschließend zeigt
Tabelle 4 (unter Zugrundelegung der gleichen Anforderungen wie bei
Tabelle 1) sämtlliche
gültigen
Codewörter
bei einer 14-Bit-4-Segment-Codierung. Es ergeben sich insgesamt
201 mögliche
gültige
Codewörter,
entsprechend dem entsprechenden Wert aus Tabelle 1. Mit „*" sind die Codewörter gekennzeichnet,
die zu einer Kombination der Codesegment-Konfigurationen 1-1-2-2
und 1-1-1-3 gehören.
Dies sind 79 Codewörter,
entsprechend der „Kombination
2" aus Tabelle 2.
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In 2 sind beispielhaft bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Markierungen gezeigt, die zu den Codewörtern Nummer (*36–*44) der
Tabelle 4 gehören.
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Das
in Tabelle 4 und 2 gezeigte 14-Bit-4-Segment-Codierungssystem
von „*"-Codewörtern aus den kombinierten
Codesegment-Konfigurationen 1-1-2-2 und 1-1-1-3 erfüllt als
ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eine ganze Reihe von Forderungen, die eine besonders einfache und
sichere Identifizierung der Codierungen der codierten Markierungen
erlauben:
- – Der
Zentralkreis der Markierungen enthält einen zentralen kleinen
Zielkreisring zur optischen Anmessung mit einem Theodoliten.
- – Der
Codekreisring ist in unmittelbarer Nähe des Zentralkreises angeordnet,
dadurch wird eine Fehlzuordnung eines Codekreisrings zu einer benachbarten
Markierung ausgeschlossen.
- – Ein
Codekreisring-Sektor bzw. ein Code-Bit zur Paritätsprüfung ist vorhanden, so daß Einfachfehler
erkannt werden.
- – Es
ist eine für
fotogrammetrische Zwecke ausreichende Anzahl von möglichen
gültigen
Codewörtern,
nämlich
79 Codewörter,
vorhanden.
- – Der
Codekreisring ist rotationsinvariant angelegt, so daß auf ein
Start- und Stop-Bit verzichtet werden kann.
- – Mindestens
ein Paar einander gegenüberliegender
schwarz gefärbter
Codekreisring-Sektoren
erleichtert das Identifizieren einer Markierung.
- – Die
Tatsache, daß das
Markierungssystem ausschließlich
Markierungen mit Codekreisringen mit jeweils vier Segmenten enthält, verhindert
Mehrfachfehler durch ein Abdecken oder Abschatten kompletter Codesegmente.
- – Die
Tatsache, daß das
Codierungssystem ausschließlich
die Codesegment-Konfigurationen 1-1-2-2 und 1-1-1-3 enthält, erhöht die Auslese-Sicherheit
der codierten Information noch weiter.