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Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Bildverarbeitung und insbesondere über dem
Band angeordnete optische Zeichenerkennungssysteme (OCR). Die Erfindung
betrifft insbesondere ein Angabenlesesystem, das eine projizierte
optische Führung
enthält,
um das Positionieren von Paketen auf einem Förderer zu unterstützen.
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Allgemeiner
Stand der Technik
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Seit
Jahren werden Maschinen dazu verwendet, Pakete zu scannen, während sie
sich entlang eines Förderers
bewegen. In jüngster
Zeit sind über
dem Band angeordnete optische Zeichenerkennungssysteme (OCR) entwickelt
worden, die Angaben wie etwa eine maschinengeschriebene oder handgeschriebene
Zieladresse auf zu versendenden Paketen lesen kann. Paketzustellfirmen,
wie etwa United Parcel Service verschickt jeden Tag Millionen Pakete.
Diese Paketzustellfirmen machen ausgiebig Gebrauch von OCR-Systemen,
um die Zieladressetiketten auf Paketen zu lesen, um das Sortieren
der Pakete zu ihren richtigen Zielen zu unterstützen.
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Zu
den grundlegenden physischen Komponenten eines OCR-Systems zählen ein
Scanner und ein Zeichenerkennungssystem mit einer zentralen Verarbeitungseinheit
(CPU), einem Computerspeicher und einem hochentwickelten Zeichenerkennungsprogrammodul.
Der Scanner ist in der Regel eine optische Kamera, wie etwa ein
CCD-Array (ladungsgekoppeltes Bauelement), das ein Bild der Zieladresse
auf den Paketen erfaßt,
während
sie sich auf dem Förderer
an dem Scanner vorbeibewegen. Im allgemeinen wird von dem Scanner
ein durchgehendes Videobild des die Pakete tragenden Förderers
erfaßt,
wobei das Videobild in digitales Format umgewandelt und zum Zeichenerkennungssystem übertragen
wird. Es muß jedoch
nur ein kleiner Teil des Videobilds, wie etwa die Teile, die die
Zieladressen der Pakete enthalten, vom Zeichenerkennungssystem verarbeitet
werden. Das OCR-System muß deshalb
eine gewisse Möglichkeit
aufweisen, um die Teile des Videobilds identifizieren zu können, die
vom Zeichenerkennungssystem verarbeitet werden müssen.
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Ein
Ansatz besteht darin, das ganze vom Scanner erzeugte Videobild zu
speichern und später diejenigen
Teile des Videobilds herauszuanalysieren, die vom Zeichenerkennungssystem
verarbeitet werden müssen.
Ein ständig
laufender Scanner erzeugt jedoch eine riesige Menge von Videodaten.
Diese Daten werden als eine kontinuierliche Bitmap des Förderers
formatiert, während
der Förderer
Pakete am Scanner vorbeiführt.
Diese Bitmap übermittelt
inhärent
Informationen über
die räumliche
Beziehung der Pixel des Bilds. Das Speichern dieser durchgehenden
Bitmap erfordert eine riesige Menge an Computerspeicher. Es ist
deshalb vorteilhaft, die Anforderungen hinsichtlich Speicherplatz
zu reduzieren.
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Datenkompression
ist eine Technik zum Reduzieren der Anforderung hinsichtlich Speicherplatz. Die
Videodaten können
zur Speicherung komprimiert werden, wobei eine beliebige einer Vielfalt
wohlbekannter Datenkompressionsverfahren wie Lauflängencodierung
verwendet wird. Diese Datenkompressionstechniken verändern jedoch
das Bitmapformat der Daten. Dies ist nicht erwünscht, da es für das Zeichenerkennungsprogrammodul
vorteilhaft ist, an Bitmaps zu arbeiten, die leichten Zugang zu
Informationen hinsichtlich Nachbarschaften um individuelle Pixel
herum gestatten. Die komprimierten Daten müssen jedoch zur Verarbeitung
durch das Zeichenerkennungsprogrammodul in der Regel in einem Bildwiederholspeicher
dekomprimiert werden. Das Komprimieren der Videodaten zur Speicherung
und das nachfolgende Dekomprimieren der Videodaten zur Verarbeitung
belastet die CPU und verlangsamt den Zeichenerkennungsprozeß.
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Die
Echtzeitextrahierung der gewünschten Teile
der Videodaten stellt eine andere Technik zum Reduzieren der Anforderung
hinsichtlich Speicherplatz dar. Die Echtzeitdatenextrahierung ist
sogar eine sehr effektive Technik, da der größte Teil der vom ständig laufenden
Scanner erzeugten Videodaten ein nutzloses Bild des Förderers
und der keine Angaben tragenden Bereiche der sich entlang des Förderers
bewegenden Pakete darstellt; nur ein kleiner Prozentsatz der Daten
enthält
die Zieladressen der zu versendenden Pakete. Wenn nur kleine Teile der
Videodaten wie etwa relativ kleine Bereiche, die die Zieladressen
abdecken, extrahiert werden, wird dadurch die Anforderung hinsichtlich
Speicherplatz stark reduziert und der Zeichenerkennungsprozeß beschleunigt.
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Es
wurden Systeme entwickelt, um ein Videokamerasystem auszulösen, damit
es nur gewünschte
Videobilder speichert. Beispielsweise wird von Tonkin, US-Patent
Nr. 4,742,555, ein mechanischer Grenzschalter, optischer Sensor,
oder Magnetsensor beschrieben, der ein Videosystem auslöst, damit
es ein Bild eines Pakets erfaßt
und speichert, wenn das Paket eine vorbestimmte Stelle entlang einem
Förderer
erreicht. Das von Tonkin beschriebene System würde jedoch bei Anwendung auf
ein Paketversandsystem einen signifikanten Mangel aufweisen, weil das
von Tonkin beschriebene System ein Bild des ganzen Pakets erfaßt; es arbeitet
nicht dahingehend, nur einen spezifischen Teil des Bilds zu erfassen,
wie etwa die Zieladresse. Bei einem Paketversandsystem muß die Zieladresse
zu Sortier- und Lenkzwecken erfaßt werden, doch werden andere
Angaben auf dem Paket, wie etwa die Rücksendeadresse, nicht benötigt, um
das Paket zu seinem richtigen Ziel zu lenken. Es ist deshalb vorteilhaft,
die Zieladresse vor dem Speichern des Bilds des Pakets zu identifizieren,
so daß nur
der die Zieladresse enthaltende Bereich des Bilds im Computerspeicher
gespeichert werden kann.
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Bei
dem Versuch, die Zieladressen auf verschiedenen, sich auf einem
Förderer
bewegenden Paketen zu identifizieren, trifft man jedoch auf mehrere
Schwierigkeiten. Zunächst
können
die Zieladressen hinsichtlich Größe variieren,
und sie können
sich auf verschiedenen Paketen an unterschiedlichen Stellen befinden.
Zweitens können
die Pakete selbst hinsichtlich Größe, Form und Position auf dem
Förderer
variieren. Das heißt
die präzise
Position einer Zieladresse auf einem Paket kann nicht bestimmt werden,
indem einfach die Kante des Pakets unter Verwendung eines Grenzschalters
oder Sensors erfaßt
wird, wie von Tonkin beschrieben.
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Es
wurden Systeme zum Speichern von Videobildern von ausgewählten Teilen
von auf einem Förderer
sich bewegenden Paketen entwickelt. Beispielsweise wird von Kizu
et al., US-Patent Nr. 4,516,265, ein Zwei-Kamera-System beschrieben, das
die postalischen Codes (Postleitzahlen) auf Umschlägen liest,
die sich auf einem Umschlagtransportsystem bewegen. Das System enthält einen
niedrigaufgelösten
Vorscanner, der die Oberfläche
des Umschlags grob scannt. Die Position des Zieladressenblocks wird
anhand des Grobscans, und die Koordinaten des Zieladressenblocks
bezüglich
der Vorderkante des Umschlags werden dann zu einem zweiten hochaufgelösten Kamerasystem
weitergeleitet. Das zweite Kamerasystem speichert ein Bild des Zieladressenblocks,
indem es zunächst
die Vorderkante des Umschlags erfaßt. Das zweite Kamerasystem
beginnt mit dem Speichern eines Bilds des Zieladressenblocks, wenn
der Block die zweite Kamera erreicht, und beendet die Speicherung
des Bilds, wenn sich der Block an der zweiten Kamera vorbeibewegt.
Ein Postleitzahlenlesegerät
verarbeitet danach den hochaufgelösten Scan, um die Postleitzahl zu
lesen.
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Ein
weiteres Beispiel ist aus Morton et al., US-Patent Nr. 5,642,442
bekannt. Dieses Patent beschreibt ein Zwei-Kamera-System, das die
Zieladressen auf sich auf einem Förderer bewegenden Paketen liest.
Eine Bezugsmarkierung aus Leuchtstofftinte wird relativ zu der Zieladresse
auf einem Paket überlagert.
Eine erste Kamera erfaßt
ein Bild der Bezugsmarkierung, dessen Position und Orientierung
ermittelt wird. Die Positon und Orientierung der Bezugsmarkierung
wird dann verwendet, um aus einem von einer zweiten Kamera, die
hinter der ersten Kamera positioniert ist, erzeugten Videodatensignal
ein Bild der Zieladresse zu extrahieren. Das Bild der Zieladresse
wird in einem Computerspeicher zur späteren Verarbeitung durch ein
Zeichenerkennungssystem gespeichert.
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Die
oben beschriebenen Zwei-Kamera-Systeme minimieren sehr effektiv
die Menge an Videodaten, die in einem OCR-System gespeichert werden muß. Es sind
jedoch recht aufwendige Systeme, die sich am besten für Pakethandhabungssysteme
mit sehr hoher Geschwindigkeit eignen. Die mit diesen Systemen verbundenen
Kosten sind möglicherweise für viele
langsamere Pakethandhabungssysteme nicht gerechtfertigt. Das IBM
Technical Disclosure Bulletin, Band 15, Nr. 4, S. 1170–1171, beschreibt
ein Paketpositionier-, -scan- und -sortiersystem mit beweglichem
Licht, das Bilder von Adressen auf Paketen erfaßt. Dieses System beschreibt
jedoch weder weitere Techniken, um ein scharfes Bild der Adressen
zu erhalten, noch beschreibt es ein Paketpositioniersystem ohne
sich bewegendes Licht. Außerdem wird
in dem IBM-Offenlegungsdokument kein Mehr-Förderer-Paketpositionierungssystem beschrieben.
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Es
besteht deshalb ein Bedarf an einem weniger aufwendigen und effektiveren
System zum Minimieren der Menge an Videodaten, die in einem OCR-System
gespeichert werden müssen.
Insbesondere besteht ein Bedarf an einem preiswerten und dennoch
effektiven Angabenlesesystem, das sich für Pakethandhabungssysteme mit
geringer bis mittlerer Geschwindigkeit eignet.
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Kurze Darstellung
der Erfindung
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Die
Erfindung strebt die Bereitstellung eines preiswerten Systems zum
Minimieren der Menge an Videodaten an, die in einem OCR-System gespeichert
werden müssen.
Insbesondere strebt die Erfindung die Bereitstellung eines preiswerten
Angabenlesesystems an, das sich für Pakethandhabungssysteme mit
geringer bis mittlerer Geschwindigkeit eignet.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Angabenlesesystem nach Anspruch 1 bereitgestellt. Das System kann
beispielsweise eine optische Führung
aufweisen, die einen statischen länglichen Lichtstreifen enthält, der
von einer über
den Förderer
positionierten Beleuchtungsquelle aus zum Förderer projiziert wird. Ein
Bediener positioniert ein Paket auf dem Förderer, so daß abzubildende
Angaben, wie etwa die Zieladresse auf dem Paket, sich innerhalb
des statischen länglichen
Lichtstreifens befindet. Das Paket kann auch so auf dem Förderer positioniert
werden, daß andere
Angaben, die nicht abgebildet werden sollen, wie etwa die Rückadresse
auf dem Paket, nicht innerhalb des statischen länglichen Lichtstreifens liegen.
Durch das Projizieren der optischen Führung auf das Paket werden
parallaxe bezogene Ausrichtfehler vermieden, zu denen es ansonsten
bei hohen Paketen in Systemen kommen könnte, die andere Arten optischer
Führungen
verwenden, wie etwa Referenzmarkierungen, die auf dem Förderer selbst
angeordnet sind.
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Das
optisch geführte
Angabenlesesystem kann auch einen Abstandssensor enthalten, wie
etwa einen Photodetektor, um die Ankunft des Pakets beim Scanner
zu erfassen. Als Reaktion auf ein Signal von dem Abstandssensor
können
der Computerspeicher und der Scanner so betrieben werden, daß ein Bild
eines Gebiets mit einer Breite, die etwa gleich der Breite des durch
die Beleuchtungsquelle definierten Bereichs ist, und einer Länge, die
etwa gleich der Länge
des Pakets in Richtung des Fördererwegs
ist, gespeichert wird.
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Das
optisch geführte
Angabenlesesystem kann auch einen Reflexionsgradsensor umfassen, der
vor dem Scanner angeordnet und so positioniert ist, daß er mit
dem Paket verbundene Reflexionsgraddaten bestimmt. Eine Kommunikationsstrecke überträgt die Reflexionsgraddaten
vom Reflexionsgradsensor zum Scanner, und der Verstärkungsfaktor
des Scanners wird als Reaktion auf die Reflexionsgraddaten justiert.
Außerdem
kann ein optisch geführtes
Angabenlesesystem einen Höhensensor enthalten,
der über
dem Förderer
und vor dem Scanner angeordnet und so positioniert ist, daß er mit
dem Paket verbundene Höhendaten
an der Stelle der Zieladresse bestimmt. Eine Kommunikationsstrecke überträgt die Höhendaten
von dem Höhensensor
zu dem Scanner, und der Scanner wird als Reaktion auf die Höhendaten
fokussiert.
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Daß die vorliegende
Erfindung die Mängel des
Stands der Technik verbessert und die Aufgaben der Erfindung löst, ergibt
sich aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und den beigefügten Zeichnungen
und Ansprüchen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist ein Diagramm eines
optisch geführten
Angabenlesesystems.
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Ausführliche
Beschreibung
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1 ist ein Diagramm eines
optisch geführten
Angabenlesesystems 10, das einen Förderer 12 enthält, der
ein Paket 14 von einer vorgeschalteten Stelle 16 zu
einer nachgeschalteten Stelle 18 des Förderers 12 transportiert.
Das Paket 14 enthält
Angaben, die durch das optisch geführte Angabenlesesystem 10 gelesen
werden können,
wie etwa eine Zieladresse 20. Das Paket 14 kann
andere Angaben enthalten, wie etwa die Rückadresse, die das Angabenlesesystem 10 bevorzugt
zu lesen vermeidet.
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Eine
Beleuchtungsquelle 24 ist so positioniert, daß sie einen
statischen Bereich 26 definiert, um das Positionieren des
Pakets 14 auf dem Förderer 12 zu
unterstützen.
Der Bereich 26 ist insofern statisch, daß er sich
nicht entlang des Förderers 12 bewegt,
sondern bezüglich
einer Bedienerstation, die entlang der Seite des Förderers 12 angeordnet
ist, stationär
bleibt. Somit bewegt sich der Förderer 12 durch
den Bereich 26, der durch von der Beleuchtungsquelle 24 projiziertes
Licht definiert wird.
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Die
Beleuchtungsquelle 24 kann den Bereich 26 auf
viele unterschiedliche Weisen definieren. Beispielsweise kann die
Beleuchtungsquelle 24 das Innere des Bereichs 26 oder
die Grenze des Bereichs 26 auf zwei beabstandeten parallelen
Linien in Richtung der Fördererbewegung
usw. beleuchten. Die Beleuchtungsquelle 24 ist in einer
ausreichenden Entfernung über
dem Förderer 12 positioniert,
so daß das
Paket 14 so auf dem Förderer 12 positioniert werden
kann, daß es
unter der Beleuchtungsquelle 24 hindurchpaßt. Ein
Bediener kann deshalb den Bereich 26, der durch von der
Beleuchtungsquelle 24 projiziertes Licht definiert wird,
direkt auf dem Paket 14 betrachten, während der Bediener das Paket 14 auf
dem Förderer 12 positioniert.
Der Bereich 26 stellt somit eine optische Führung bereit,
die den Bediener beim Positionieren des Pakets 14 auf dem
Förderer 12 unterstützt.
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Eine
Sensorbaugruppe 28, die einen Höhensensor und einen Reflexionsgradsensor
enthält, kann
in Richtung des vorgeschalteten Endes der Beleuchtungsquelle 24 angeordnet
sein. Eine Kommunikationsstrecke 30 verbindet die Sensorbaugruppe 28 funktionell
mit einem Scanner 32, der hinter der Sensorbaugruppe 28 angeordnet
ist. Der Scanner 32 wird als Reaktion auf Höhendaten
vom Höhensensor fokussiert,
und der Verstärkungsfaktor
des Scanners 32 wird als Reaktion auf Reflexionsgraddaten
vom Reflexionsgradsensor justiert, so daß der Scanner 32 ein
klares Bild der Oberseite des Pakets 14 erzeugt, während sich
das Paket unter dem Scanner 32 hindurch bewegt. Der Scanner 32 ist
bevorzugt so positioniert, daß die
Scanlinie über
einen Teil des Förderers 12 hinweg
orientiert ist, der in der Maschinenquerrichtung auf dem Bereich 26 ausgerichtet
ist.
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Ein
Bandcodierer 36 mißt
den Weg des Förderers 12.
Eine Kommunikationsstrecke 38 verbindet den Bandcodierer 36 funktionell
mit dem Scanner 32 und mit einem Zeichenerkennungssystem 40,
das eine Verarbeitungseinheit 41 und einen Computerspeicher 42 enthält. Eine
weitere Kommunikationsstrecke 44 verbindet das Zeichenerkennungssystem 40 funktionell
mit dem Scanner 32. Die Höhendaten der Sensorbaugruppe 28 zeigen
das Vorliegen eines Pakets an einer bestimmten Stelle des Förderers 12 an.
Mit den Höhendaten
und dem Signal von dem Bandcodierer 36 kann somit bestimmt
werden, ob bei dem Scanner 32 ein Paket 14 vorliegt.
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Alternativ
kann ein Abstandssensor, wie etwa ein Photosensor 45, vor
dem Scanner 32 positioniert sein. Eine Kommunikationsstrecke 48 verbindet
den Scanner 32 funktionell mit dem Photosensor 45.
Der Photosensor enthält
eine Lichtquelle 46a, die einen säulenartigen Lichtstrahl 50 zu
einem Photodetektor 46b projiziert. Der Photosensor 45 erfaßt das Vorliegen
des Pakets 14, während
es sich am Photosensor 45 vorbeibewegt, da das Paket den
Lichtstrahl 50 unterbricht. Viele andere Arten von Abstandssensoren,
wie etwa ein mechanischer oder ein Magnetsensor, können gleichwertig
dazu verwendet werden, die Stelle des Pakets 14 auf dem
Förderer 12 zu
erfassen.
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Der
Bandcodierer 36 ist ein standardmäßiger, über ein Band angetriebener
optomechanischer Codierer, der ein Signal liefert, das den linearen
Weg des Förderers 12 anzeigt.
Das CCD-Array des Scanners 32 wird als Reaktion auf das
Signal von dem Bandcodierer 36 periodisch betätigt, um
eine Reihe analoger Bilder der Scanlinie 34 zu erzeugen,
die zu einem Analog-Digital-Umsetzer im Scanner 32 übertragen
werden. Der Analog-Digital-Umsetzer des Scanners 32 verwendet
einen standardmäßigen Schwellwertbildungs-
oder ähnlichen
Prozeß,
um das von dem CCD-Array des Scanners 32 erzeugte analoge
Signal in ein digitales Acht-Bit-Videosignal
umzuwandeln, das über
die Kommunikationsstrecke 44 zu dem Zeichenerkennungssystem 40 übertragen wird,
das die Videodaten zur späteren
Verarbeitung im Computerspeicher 42 speichert.
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Das
im Computerspeicher 42 abzuspeichernde Gebiet kann die
Scanlinie 34 ganz oder teilweise enthalten. Dies kann dadurch
geschehen, daß nur
das Ausgangssignal von allen oder einem Teil der Zellen des Scanners 32 gespeichert
wird. Das im Computerspeicher 42 zu speichernde Gebiet
ist bevorzugt auf den Bereich 26 ausgerichtet und weist eine
Länge auf,
die etwa gleich der Breite des Bereichs 26 ist, so daß das im
Computerspeicher 42 gespeicherte Gebiet dem durch die Beleuchtungsquelle 24 definierten
Bereich 26 entspricht, sich aber hinter diesem befindet.
Dadurch wird ein Bediener dabei unterstützt, ein Paket 14 so
zu orientieren, daß die Zieladresse 20 effektiv
von dem Angabenlesesystem 10, wie es konfiguriert ist,
gescannt werden kann. Alternativ kann der Bediener bestimmen, daß das Paket 14 nicht
so orientiert werden kann, daß die
Zieladresse 20 von dem Angabenlesesystem 10, wie
es konfiguriert ist, effektiv gescannt werden kann. Dazu kann es
kommen, wenn die Zieladresse 20 größer ist als das im Computerspeicher 42 zu
speichernde Gebiet. In diesem Fall kann der Bediener das Paket 14 zum
Sortieren oder Abbilden von Hand umlenken, wobei ein unterschiedlich
konfiguriertes Angabenlesesystem verwendet wird.
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Der
Scanner 32 kann ständig
laufen, so daß das
vom Scanner 32 erzeugte und im Computerspeicher 42 des
Zeichenerkennungssystems 40 gespeicherte Gebiet ein kontinuierlicher
Streifen mit einer Breite ist, die etwa gleich der Breite des durch
die Beleuchtungsquelle 24 definierten Bereichs ist. Die
Größe des Gebiets
kann weiter reduziert werden, indem die Höhendaten von der Sensorbaugruppe 28 oder das
Signal vom Photosensor 45 verwendet wird, um die Speicherung
von vom Scanner 32 erzeugten Videodaten auszulösen. Beispielsweise
werden die vom Scanner 32 erzeugten Videodaten möglicherweise
nur dann im Computerspeicher 42 gespeichert, wenn der Strahl 50 des
Photosensors 45 unterbrochen ist. Eine Zeitverzögerung kann
auferlegt werden, um die Entfernung zwischen dem Strahl 50 oder
der Sensorbaugruppe 28 und der Scanlinie 34 zu
berücksichtigen.
Auf diese Weise kann im Computerspeicher 42 ein Bild eines
Streifens der Oberseite des Pakets 14 einschließlich der
Zieladresse 20 gespeichert werden. Das heißt, im Computerspeicher 42 des
Zeichenerkennungssystems 40 kann ein Bild eines Gebiets
des Pakets 14 mit einer Breite, die etwa gleich der Breite
des von der Beleuchtungsquelle 24 definierten Bereichs 26 ist,
und einer Länge,
die etwa gleich der Länge
des Pakets 14 in Richtung der Fördererbewegung ist, gespeichert
werden.
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Die
Speicherung des Bilds des Gebiets im Computerspeicher 42 kann
auf mehrere unterschiedliche Weisen ausgelöst werden. Beispielsweise kann der
Scanner 32 durch das Signal vom Photosensor 45 oder
von der Sensorbaugruppe 28 (mit einer entsprechenden Zeitverzögerung)
ein- und ausgeschaltet werden. Auch kann der Scanner 32 ständig laufen,
und mit dem Signal von dem Photosensor 45 oder Sensorbaugruppe 28 kann
eine Steuerleitung zu einem Eingangswiederholspeicher des Zeichenerkennungssystems 40 verriegelt
werden. Alternativ kann das Signal vom Photosensor 25 oder
von der Sensorbaugruppe 28 als ein Eingangssignal zu einem
softwarebasierten Algorithmus verwendet werden, der auf der Verarbeitungseinheit 41 läuft, das
die Speicherung von Videodaten vom Scanner 32 im Computerspeicher 42 auslöst. Viele
andere, dem Fachmann bekannte Mittel können gleichwertig eingesetzt
werden, um den Computerspeicher 42 und den Scanner 32 so
zu betreiben, daß ein
Bild eines Gebiets im Computerspeicher 42 gespeichert wird.
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Um
das Angabenlesesystem 10 mit einem statischen Licht zu
verwenden, positioniert ein Bediener das Paket 14 so auf
dem Förderer 12,
daß sich die
Zieladresse 20 innerhalb des von der Beleuchtungsquelle 24 definierten
Bereichs 26 befindet. Der Bediener kann das Paket 14 auch
so auf dem Förderer 12 positionieren,
daß sich
andere Angaben auf dem Paket 14, wie etwa die Rückadresse 22,
nicht in dem von der Beleuchtungsquelle 24 definierten
Bereich 26 befinden. Es versteht sich, daß viele
andere Arten von Angaben in dem Bereich 26 angebracht oder
davon ausgeschlossen werden können,
wie etwa ein Strichcode, ein zweidimensionaler Code, ein Hologramm
usw.
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Eine
aktzeptable Leistung erfährt
man, wenn ein Angabenlesesystem 10 mit optischem Licht
wie folgt konfiguriert wird. Der Bereich 26 ist in der
Regel ein rechteckiger Streifen, der wesentlich schmaler ist als
der Förderer 12 und
ausreichend lang ist, damit ein Bediener unter Verwendung der optischen
Führung
leicht auf dem Förderer 12 und
etwa in der Mitte des Förderers 12 positionieren
kann. Beispielsweise kann der Bereich 26 in Maschinenquerrichtung
etwa 4 Inch (10 cm) und in Richtung der Fördererbewegung etwa 12 (30
cm) bis 36 Inch (91 cm) groß sein. Wenn
eine projizierte Beleuchtung verwendet wird, anstatt ein auf dem Förderer 12 gemalter
Bereich, kann der Bediener den durch die Beleuchtungsquelle 24 definierten
Bereich 26 direkt auf der Oberseite des Pakets 14 sehen.
Es existiert somit keine Verschiebung zwischen dem Bereich 26 und
der Oberseite des Pakets 14, die parallaxe bezogene Ausrichtungsfehler
bei großen
Paketen verursachen könnte. Durch
die Verwendung eines relativ schmalen Bereichs 26 kann
der Winkel des Blickfelds des Scanners 32 relativ schmal
sein, so daß der
Scanner 32 ein scharfes Bild der Oberseite des Pakets 14 erzeugt.
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Der
Bandcodierer 36 ist ein standardmäßiger, über ein Band angetriebener
optomechanischer Codierer, der ein Signal liefert, das den linearen
Weg des Förderers 12 anzeigt.
Das CCD-Array des Scanners 32 wird als Reaktion auf das
Signal von dem Bandcodierer 36 periodisch betätigt, um
eine Reihe analoger Bilder der Scanlinie 34 zu erzeugen,
die zu einem Analog-Digital-Umsetzer im Scanner 32 übertragen
werden. Der Analog-Digital-Umsetzer des Scanners 32 verwendet
einen standardmäßigen Schwellwertbildungs-
oder ähnlichen
Prozeß,
um das von dem CCD-Array des Scanners 32 erzeugte analoge
Signal in ein digitales Acht-Bit-Videosignal
umzuwandeln, das über
die Kommunikationsstrecke 44 zu dem Zeichenerkennungssystem 40 übertragen wird,
das die Videodaten zur späteren
Verarbeitung im Computerspeicher 42 speichert.
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Bei
dem Scanner 32 handelt es sich bevorzugt um ein monochromes
CCD-Array vom Linienscantyp mit 4096 Pixeln, wie eines, das einen CCD-Chip
TH7833A von Thompson verwendet. Da das Blickfeld des Scanners 32 bei
dem Förderer 12 etwa
16 Inch (41 cm) groß ist,
beträgt
die Auflösung des
vom Scanner 32 erzeugten Bilds über das Blickfeld des Scanners 32 hinweg
etwa 256 Pixel oder „Punkte" pro Inch (DPI) (101
Punkte pro cm). Der Bandcodierer 36 löst bevorzugt das CCD-Array
des Scanners 32 mit einer Rate von etwa 256 Zyklen pro Inch
(101 Zyklen pro cm) aus, so daß die
Auflösung des
vom Scanner 32 erzeugten Bilds in Richtung des Fördererwegs
etwa 256 Pixel oder „Punkte" pro Inch (DPI) (101
Punkte pro cm) groß ist.
Es ist deshalb zu erkennen, daß ein
digitales Bild mit einem korrekten Seitenverhältnis (d. h. das Verhältnis der
Länge des Bilds
zu der Breite) von dem Scanner 32 erzeugt und im Computerspeicher 42 des
Zeichenerkennungssystems 40 gespeichert werden kann, indem
die Taktrate des Scanners 32 auf die lineare Geschwindigkeit
des Förderers 12 synchronisiert
werden kann. Siehe beispielsweise Shah et al., US-Patent Nr. 5,291,564,
das durch Bezugnahme hier aufgenommen ist.
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Der
Förderer 12 kann
etwa 24 Inch (61 cm) breit sein und mit linearen Geschwindigkeiten
von 20 Inch pro Sekunde oder 100 Fuß pro Minute (51 cm pro Sekunde
oder 30 Meter pro Minute) oder mehr bewegen. Die Beleuchtungsquelle 24,
bei der es sich um eine von einer Vielzahl von im Handel erhältlichen Lichtquellen
mit einem schmalen Strahl handeln kann, ist bevorzugt etwa 18 Inch
(46 cm) über
dem Förderer 12 positioniert
und definiert einen Bereich 26, der in Maschinenquerrichtung
etwa 4 Inch (10 cm) und in Richtung des Fördererwegs etwa 12 (30 cm)
bis 36 Inch (91 cm) groß ist.
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Der
Scanner 32 ist bevorzugt so angebracht, daß er einen
Lichtweg von etwa 120 Inch (304 cm) zum Förderer 12 bei einem
16 Inch (41 cm) großen Blickfeld
beim Förderer 12 aufweist.
Um Platz einzusparen, ist der Scanner 32 etwa 30 Inch (76
cm) über der
Mitte des Förderers 12 positioniert
und zu einem Komplex von Spiegeln (nicht gezeigt) ausgerichtet, der
den Lichtweg vom Scanner 32 zum Förderer auf etwa 120 Inch (305
cm) vergrößert. Diese
Parameter können
etwas variiert werden, ohne daß die
Leistung der offenbarten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unnötig
beeinflußt
wird. Siehe auch Smith et al., US-Patent Nr. 5,308,960 und Bjorner
et al., US-Patent Nr. 5,485,263, die durch Bezugnahme hier aufgenommen
sind.
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Es
ist auch zu verstehen, daß die
Scanlinie 34 länger
sein kann als die Breite des im Computerspeicher 42 gespeicherten
Gebiets. Beispielsweise kann der Scanner 32 so positioniert
sein, daß er
beim Förderer 12 ein
Blickfeld (d. h. die Scanlinie 34) gleich etwa 16 Inch
(41 cm) aufweist. Das im Computerspeicher 42 gespeicherte
Gebiet kann jedoch möglicherweise
nur etwa 4 Inch (10 cm) groß sein, was
bevorzugt der Breite des von der Beleuchtungsquelle 24 definierten
Bereichs 26 entspricht. Dies bewerkstelligt man, indem
nur das Ausgangssignal eines Teils der Zellen des Scanners 32 (z.
B. die mittleren 1024 Pixel eines 4096-Pixel-Scanners) im Computerspeicher 42 gespeichert
werden.
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Angesichts
des oben Gesagten ist zu verstehen, daß das optisch geführte Angabenlesesystem 10 die
Menge der Videodaten reduziert, die im Computerspeicher 42 des
Zeichenerkennungssystems 40 gespeichert werden müssen. Durch
die Verwendung von projizierter Beleuchtung kann der Bediener den durch
die Beleuchtungsquelle 24 definierten Bereich 30 direkt
auf der Oberseite des Pakets 14 sehen. Folglich gibt es
keine Verschiebung zwischen dem Bereich 26 und der Oberseite
des Pakets 14, die bei großen Paketen parallaxen bezogene
Ausrichtungsfehler verursachen könnte.
Außerdem
gestattet das optisch geführte
Angabenlesesystem 10, daß der Winkel des Blickfelds
des Scanners 32 relativ schmal ist, so daß der Scanner 32 ein
scharfes Bild der Oberseite des Pakets 14 erzeugt.
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Es
versteht sich, daß sich
das oben Gesagte nur auf spezifische Ausführungsformen des vorliegenden
Erfindung bezieht und daß darin
zahlreiche Änderungen
vorgenommen werden können,
ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie durch die folgenden Ansprüche definiert,
abzuweichen.