用于運動中的物體的光學識別的方法
【專利摘要】本發(fā)明的方法包括如下步驟：通過具有預定的放大比的至少一個相機（2）獲取包含至少一個編碼信息（30）和至少一個物體（3）的至少一個圖像并基于所述編碼信息（30）和所述至少一個物體（3）沿前進方向（A）相對于固定參考系統(tǒng)的位置將所述編碼信息與所述至少一個物體（3）正確地相關聯(lián)。上述編碼信息的位置從編碼信息（30）在由相機（2）獲取的圖像內(nèi)的位置開始且基于編碼信息（30）距相機（2）的距離來確定。該距離又基于在物體（3）或編碼信息（30）的表面處檢測的參考物理尺寸的放大因子來確定。
【專利說明】用于運動中的物體的光學識別的方法
【技術(shù)領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于運動中的物體的光學識別的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在以下說明和所附權(quán)利要求中，措辭“光學識別”用于表示物體編碼信息(例如，距離、體積、整體尺寸或物體識別數(shù)據(jù))的獲取和讀取，例如通過由同一物體散播的光信號的獲取和處理。術(shù)語“編碼信息”優(yōu)選地用于指示在光學代碼中包含的整個識別數(shù)據(jù)。術(shù)語“光學代碼”用于指示具有存儲所述編碼信息的功能的任何圖形表示。
[0003]光學代碼的特定示例由線性或二維代碼組成，其中信息通過由清晰的元素(空白，通常為白色)比如條形碼、堆疊代碼、通常的二維代碼、色碼等分離的暗色(通常為黑色)的具有預定形狀(例如正方形、矩形或六邊形)的元素的合適組合進行編碼。更通常地，術(shù)語“光學代碼”還包括具有信息編碼功能的另外其它圖形圖案(包括清晰的印刷符號(字母、數(shù)字等))和特有圖案(比如，印記、標志、簽名、指紋等)。術(shù)語“光學代碼”還包括不僅在可見光領域中而且也在包括在紅外和紫外之間的波長范圍內(nèi)可檢測的圖形表示。
[0004]為了使下面的解釋更容易，下文中將明確參考線性和二維代碼。
[0005]通常在運輸和后勤領域使用用于輸送和分類包裹、行李以及，更上位地，物體的系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，物體放置在運動中的輸送帶中并基于在與每一個物體相關聯(lián)的標簽上印刷的光學代碼的讀取來分類。
[0006]過去，當僅有線性代碼時，讀取光學代碼通過在光學代碼上掃描由專用激光讀取器發(fā)射的激光束來執(zhí)行。
[0007]在出現(xiàn)二維代碼時，通常采用CCD/CM0S傳感器的數(shù)字相機的使用變得越來越廣泛。這種相機允許更大的使用靈活性。實際上，除提供諸如OCR (光學符號識別)的另外的功能之外，它們能夠讀取傳統(tǒng)線性代碼和二維代碼，以及其它類型的代碼。
[0008]物體輸送和分類系統(tǒng)的問題是區(qū)分可能甚至彼此更靠近的物體，以便將每一個物體與相應的光學代碼的內(nèi)容相關聯(lián)。
[0009]在使用激光讀取器的這些系統(tǒng)中，物體和相應代碼之間的正確關聯(lián)的問題例如通過在EP0851376和EP1363228中描述的類型的系統(tǒng)來解決。在這種系統(tǒng)中，執(zhí)行掃描來讀取光學代碼的激光讀取器還測量掃描內(nèi)的光學代碼的距離和角位置，因此提供光學代碼相對于讀取器的極坐標?？臻g中光學代碼相對于固定參考系統(tǒng)的位置由這些數(shù)據(jù)獲得，讀取器相對于這種固定參考系統(tǒng)的位置是已知的。光電池屏障或其它外部傳感器提供物體存在信號。物體相對于進入激光讀取器的視場內(nèi)的信號的暫時前進從由與輸送帶相關聯(lián)的編碼器提供的另外信號獲得。物體沿前進方向的位置從這些數(shù)據(jù)獲得。代碼與相應物體的關聯(lián)基于光學代碼的位置和物體沿所述前進方向的位置之間的比較來進行。
[0010] 申請人:已經(jīng)注意到合適的關聯(lián)代碼-物體的問題在采用數(shù)字相機的系統(tǒng)中以特別關鍵的方式發(fā)生。實際上，數(shù)字相機具有通常比激光讀取器的視場寬很多的二維視場。相應地，其中在由數(shù)字相機獲取的圖像內(nèi)存在多個物體和多個光學代碼的條件可能頻繁發(fā)生。
[0011] 申請人:注意到在使用數(shù)字相機的系統(tǒng)中，可能發(fā)生這樣的情形，在該情形中為了執(zhí)行光學代碼和相應物體之間的正確關聯(lián)，需要具有關于物體相對于相機的距離的信息。
[0012]為了更好地理解這方面，讓我們考慮例如在附圖1A和IB中顯示的情形。
[0013]這種圖形示意了這樣一種情形，在該情形中，相機T檢測在其視場V內(nèi)兩個物體K和K-1的存在并參考物體K和K-1的前進方向A讀取視場V的入口端處的光學代碼C。圖1A顯示了一種可能情形，其中物體K具有比物體K-1的高度大的高度且以至于剛好在視場V的入口端處至少部分地隱藏物體K-1。另一方面，圖1B顯示了這樣一種可能情形，其中物體K具有的高度不能隱藏物體K-1。兩個圖之間的對比顯示需要具有關于物體K和K-1的高度的信息，用于確定兩個物體K和K-1中的哪一個應與光學代碼C相關聯(lián)。實際上，在圖1A的情形中，光學代碼C應與物體K相關聯(lián)，因為即使物體K-1在視場V的入口端處具有光學代碼，其也不能由相機T可視，因為其被物體K隱藏。相比之下，在圖1B的情形中，光學代碼C應與物體K-1相關聯(lián)。
[0014] 申請人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，用于執(zhí)行在采用數(shù)字相機的系統(tǒng)中測量距離的技術(shù)的非常簡單且有效的方式是使用高度檢測器(比如，例如，在EP0851376和EP1363228中使用的高度檢測器)，包括例如，光電池屏障。
[0015]這種系統(tǒng)的示例性實施方式在圖2中顯示。該系統(tǒng)(整體上用參考數(shù)字10指示)包括使多個物體3相對于相機2沿方向A移動的輸送帶1，每一個物體3設有光學代碼(不可見)。相機2勾畫出(frame)形狀為金字塔的視場4。連接到相機2的處理單元5能夠在物體3在視場4內(nèi)時對與物體3相關聯(lián)的光學代碼進行解碼。處理單元5還接收物體3到達的信號和來自相對于物體3的進給方向A布置在相機2上游的存在/高度傳感器6的相應高度的信號。還基于實質(zhì)上被視為恒定或者由與輸送帶I相關聯(lián)的編碼器7實時測量的進給速度的知識，處理單元5能夠使相機2獲取圖像與每一個檢測的物體3移動穿過視場4的瞬時同步。因此，可以使在某一瞬時具有沿進給方向A的預定位置的光學代碼與在同一瞬時具有同一位置的物體3相關聯(lián)，這種關聯(lián)基于由存在/高度傳感器6提供的高度信號完成。
[0016]在整個說明書和所附權(quán)利要求中，術(shù)語“高度”用于指距檢測物體的存在和/或編碼信息所借助的相機的距離。因此，術(shù)語“高度”包括當所述相機布置在物體所布置的輸送帶上方使得其垂直投影剛好落在輸送帶上時沿垂直方向(或者，沿在垂直方向具有至少一個分量的方向)的距離，以及當所述相機布置在輸送帶側(cè)面、前面或后面或者在輸送帶上方但向前或向后側(cè)向地位移使得其垂直投影不落在輸送帶上時沿水平方向(或者在水平方向上具有至少一個分量的方向)的距離兩者。為此原因，術(shù)語“高度”和更一般的術(shù)語“距離”將被不加以區(qū)分地使用。
[0017]關于物體存在和物體高度的信息可以由特定的傳感器(分別地存在傳感器和高度傳感器)或僅由高度傳感器提供，高度傳感器實際上還能夠用作存在傳感器。
[0018]在對于上述實施方式的可替代的實施方式中，距離信息由與相機成整體并在幾何限定位置處連接到相機的距離測量裝置提供。在該情形中，例如，可以使用在EP0851376和EP1363228中描述的類型的激光讀取器。作為替代，可以使用激光指示器，激光指示器為能夠測量發(fā)射的激光信號和反射的激光信號之間的飛行時間或相移的靜態(tài)束類型，比如，例如由Datalogic Automation銷售的激光距離測量裝置S80。
[0019]根據(jù)另外的可替代實施方式，距離信息由光圖案投影儀提供，例如，能夠產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化的光束的激光投影儀，例如，一對會聚或發(fā)散光圖或線。物體距離可以從由相機獲取的圖像上的像素來測量的所述兩個線或圖之間的距離以及通過使用存儲在處理單元中的合適的查找表(經(jīng)驗上獲得的或從對應于光束所經(jīng)受的變形的幾何模型的實現(xiàn)的公式開始)獲得。該操作可以與由相機獲取圖像同時執(zhí)行。
[0020]投影儀對于多個相機也可以為單個投影儀，只要在各種距離處投影的圖案的位置和形狀對于每一個相機的視場是已知的，例如通過使用所述查找表。
[0021]上述類型的投影儀也可以允許通過分析專用參考標線的變形來檢測關于行進穿過視場的物體直接在所獲取的圖像上的形狀、位置和足跡的信息。
[0022]另外的可替代實施方式提供立體相機的使用，即設有兩個或更多個透鏡和用于每一個透鏡的分離的圖像傳感器的特定類型的相機。這種相機能夠模擬人類雙目視覺且因此捕捉三維圖像(該過程稱為立體攝影)。立體相機可實際上用于產(chǎn)生用于電影的立體視圖或三維圖像或用于產(chǎn)生包含物體距離信息的圖像(范圍成像)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023] 申請人:已經(jīng)注意到，盡管所有上述解決方案適合于允許正確的代碼-物體關聯(lián)，但是它們提供通過與相機關聯(lián)或者安裝在相機內(nèi)的另外裝置的使用獲得的距離信息。這明顯地涉及成本的增加和安裝操作的復雜性。
[0024]因此， 申請人:考慮發(fā)現(xiàn)適合于在使用數(shù)字相機的系統(tǒng)中實施不需要使用另外的裝置來實現(xiàn)正確的且有效的代碼-物體關聯(lián)的距離測量技術(shù)的另外的解決方案而不會增加成本和/或安裝負擔的問題。
[0025] 申請人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上述問題的解決方案可以通過使用具有這樣的光學分辨率以允許光學代碼的可靠讀取的TOF相機(其中TOF是“飛行時間”的簡稱)來提供。實際上，TOF相機能夠基于在光脈沖的發(fā)射和由物體背散射的信號的接收之間逝去的時間來提供物體
距離信息。
[0026]然而， 申請人:已經(jīng)注意到迄今為止，TOF相機由于其減小的光學分辨率而不允許光學代碼的可靠讀取。這種解決方案將因此能夠僅在具有足以用于該目的的光學分辨率的TOF相機可用時被致動。
[0027]由 申請人:發(fā)現(xiàn)的另一解決方案提供在輸送帶上應用已知尺寸的標志和在物體上應用相同的標志。從由相機獲取的圖像中的兩個標志的尺寸與所述標志的實際尺寸的對比，可以減少物體和相機之間的距離，而在該情形中不需要已知相機的放大比。
[0028] 申請人:想找到解決涉及不需要使用另外的裝置的距離測量技術(shù)的在使用數(shù)字相機的系統(tǒng)中的實施的問題的另外方式并且作為另外的有效解決方案發(fā)現(xiàn)了下面描述的本發(fā)明。
[0029]本發(fā)明涉及一種用于運動中的物體的光學識別的方法，包括以下步驟:
[0030]-通過至少一個相機獲取預定的檢測區(qū)域的至少一個圖像，所述至少一個相機至少在獲取預定的檢測區(qū)域的至少一個圖像期間具有相應的預定的放大比，所述至少一個圖像包含沿預定的前進方向行進穿過檢測區(qū)域的至少一個物體的至少一部分；[0031]-確定所述至少一個物體的所述至少一部分沿預定的前進方向相對于預定的參考系統(tǒng)的位置；
[0032]-在所述至少一個圖像中或在包含至少一個物體的所述至少一部分的至少一個隨后的圖像中檢測沿預定的前進方向行進穿過檢測區(qū)域的至少一個編碼信息，所述檢測分別通過所述至少一個相機或相對于所述至少一個相機具有預定的相對位置并且至少在所述至少一個圖像的獲取期間或在所述至少一個隨后的圖像的獲取期間具有相應的預定的放大比的不同的相機，來執(zhí)行；
[0033]-讀取所述至少一個編碼信息；
[0034]-確定在圖像內(nèi)所述至少一個編碼信息的至少一部分沿預定的前進方向的位置；
[0035]-通過所述至少一個相機或所述至少一個不同的相機檢測屬于所述至少一個物體或所述至少一個編碼信息的至少一個表面部分的至少一個參考物理尺寸；
[0036]-基于所述至少一個參考物理尺寸和檢測所述至少一個參考物理尺寸所借助的相機的放大比，確定所述至少一個表面部分距所述至少一個相機的距離以及，如果設有至少一個不同的相機的話，確定所述至少一個表面部分距所述至少一個不同的相機的距離；
[0037]-基于所述距離和在圖像內(nèi)所述至少一個編碼信息的所述至少一部分沿預定的前進方向的位置，確定編碼信息的所述至少一部分沿預定的前進方向相對于預定的參考系統(tǒng)的位置；
[0038]-在所述至少一個編碼信息被檢測時將所述至少一個編碼信息與行進穿過檢測區(qū)域的相應物體關聯(lián)，所述關聯(lián)基于所述至少一個物體的所述至少一部分相對于預定的參考系統(tǒng)的所述位置和所述至少一個編碼信息的所述至少一部分相對于預定的參考系統(tǒng)的所述位置來進行。
[0039]有利地， 申請人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的方法允許在通過數(shù)字相機進行在運動中的物體的光學識別的系統(tǒng)中基于僅由通過相機獲取的圖像的分析得到的距離讀數(shù)來執(zhí)行正確的代碼-物體關聯(lián)，即不需要使用除常規(guī)相機之外的另外裝置。
[0040]具體地，為了簡化解釋參考光學識別系統(tǒng)包括單個相機的情形， 申請人:注意到，一個參考物理尺寸是已知的或在物體的表面上確定的(如下面描述的)，或者編碼信息和安裝在相機中的成像傳感器的放大比是已知的，可以確定所述表面距所述相機的距離。通過使用該距離信息與涉及在由所述相機獲取的圖像內(nèi)編碼信息沿物體的前進方向的位置的信息，可以確定編碼信息沿前進方向相對于固定參考系統(tǒng)的位置。因此，可以進行將所述編碼信息指定給在由相機獲取包含編碼信息的圖像時在相應的位置的物體。
[0041]如果光學識別系統(tǒng)包括多于一個相機，則一旦這些相機在固定參考系統(tǒng)中的相對位置和相應的放大比是已知的，就可以通過上述的測量技術(shù)確定物體距所有上述相機的距離。
[0042]根據(jù)本發(fā)明，檢測編碼信息的存在所借助的圖像也可以不同于檢測行進的物體所借助的圖像。此外，獲取包含編碼信息的圖像所借助的相機也可以不同于獲取包含行進的物體的圖像所借助的相機。
[0043]如果通過不同的相機執(zhí)行行進的物體和編碼信息的檢測，則所有這些相機具有隨著時間可以是恒定的或可變的各自的放大比，在該后者情形中，在獲取相應的圖像時了解所述放大比的范圍就足夠了。因此，可以確定由相機所勾畫出的相對于所述固定參考系統(tǒng)的位置。
[0044]如果一個或多個相機的放大比是可變的，如在自動聚焦/變焦距系統(tǒng)的情形中，該放大比的范圍由本文論述的識別系統(tǒng)的合適的處理單元(這種處理單元被結(jié)合或不結(jié)合在相機內(nèi)但是在任何情形中與相機相關聯(lián))，基于在獲取時刻自動聚焦/變焦距系統(tǒng)的聚焦位置來確定。
[0045]根據(jù)本發(fā)明，如果行進穿過檢測區(qū)域的物體布置成沿所述行進方向彼此間隔開，則所述參考物理尺寸可以在物體上或在編碼信息上沒有區(qū)分的情況下被限定。因此，在該情形中，物體距相機的距離的確定不必需要編碼信息的事先檢測。
[0046]另一方面，如果物體至少部分地關于所述前進方向并排布置，則所述參考物理尺寸在編碼信息上限定。
[0047]所述參考物理尺寸的檢測也可以在物體或編碼信息進入由本文論述的識別系統(tǒng)的一個或多個相機勾畫出的檢測區(qū)域之前進行。
[0048]在本發(fā)明的方法的第一優(yōu)選實施方式中，其可以在行進穿過檢測區(qū)域的物體布置成關于所述前進方向彼此間隔開的情況下執(zhí)行，檢測所述至少一個參考物理尺寸的步驟包括以下步驟:
[0049]-確定所述至少一個物體沿所述前進方向的位移；
[0050]-基于所述位移確定所述至少一個物體沿所述前進方向的最大尺寸。
[0051]因此，在該情形中，參考物理尺寸直接在物體上做出且有利地確切地對應于物體沿前進方向的最大尺寸。
[0052]如果物體的前進速度是恒定的，則所述位移可以利用存在傳感器(例如，光電池)確定。在該情形中，這種位移對應于在傳感器指示物體進入觀察區(qū)域開始的時刻和存在傳感器指示物體進入所述觀察區(qū)域結(jié)束的時刻之間的時間間隔。這種觀察區(qū)域可以在由本文論述的光學識別系統(tǒng)的一個或多個相機勾畫出的檢測區(qū)域之前、同時或與其至少部分地重疊。
[0053]如果物體的前進速度不是恒定的，則所述位移可以使用除存在傳感器之外的設有合適的增量計數(shù)的編碼器來確定。在該情形中，編碼器的單元步驟的數(shù)量通過從存在傳感器指示物體通過的時刻開始的增量計數(shù)來進行計數(shù)。每一個計數(shù)增加實際上對應于物體沿前進方向的物理位移。
[0054]優(yōu)選地，確定所述至少一個物體沿所述前進方向的最大尺寸的步驟包括以下步驟:
[0055]-確定在所述至少一個圖像內(nèi)沿所述前進方向的第一明顯的對比變換(contrastvariation)的位置；
[0056]-基于所述第一明顯的對比變換的位置確定由所述至少一個物體占據(jù)的所述至少一個相機的所述至少一個圖像的像素的數(shù)量。
[0057]有利地，所述第一明顯的對比變換的位置可以基于由所述存在傳感器提供的物體進入信號來確定，任選地與由所述編碼器提供的信號組合(如果物體前進速度不恒定)。
[0058]在任何情形中，一旦已經(jīng)確定由物體占據(jù)的圖像的像素數(shù)量，可以通過相機的放大比確定物體相對于相機自身的距離。
[0059]更優(yōu)選地，圖像被獲取使得它們整體地包含所述至少一個物體。在該情形中，確定所述至少一個物體沿所述前進方向的最大尺寸的步驟包括以下步驟:
[0060]-確定在所述至少一個圖像內(nèi)沿所述前進方向的第一明顯的對比變換和最后的明顯的對比變換的位置；
[0061]-基于所述第一明顯的對比變換的位置和所述最后的明顯的對比變換的位置確定由所述至少一個物體占據(jù)的所述至少一個圖像的像素的數(shù)量。
[0062]這樣，物體沿前進方向的最大尺寸的確定執(zhí)行起來較簡單且更直接。
[0063]在本發(fā)明的方法的不同實施方式中，所述至少一個參考物理尺寸由應用到物體上的標志或不同的圖形元素的已知尺寸來限定。
[0064]在本發(fā)明的方法的第二優(yōu)選實施方式中，其不必需要行進穿過檢測區(qū)域的物體被布置成關于前進方向彼此間隔開，所述至少一個參考物理尺寸的檢測包括確定所述至少一個編碼信息沿所述至少一個特征方向的物理尺寸的步驟，所述至少一個編碼信息具有預定的光學分辨率。
[0065]因此，在該情形中，參考物理尺寸在編碼信息上且有利地對應于沿至少一個預定方向的編碼信息的長度獲取。
[0066]在整個說明書和所附的權(quán)利要求中，使用表達“預定的光學分辨率”指示由對應于預期的分辨率的單個值或由在該公差范圍內(nèi)的值范圍給出的已知范圍的光學分辨率以便引起比兩個相鄰物體之間的最小可容許距離小的編碼信息的定位誤差。
[0067]如從以下描述更清楚地，在本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方式中，所述編碼信息是具有預定光學分辨率和/或?qū)儆陬A定的符號體系的光學代碼。在該情形中，所述特征方向是光學代碼的元素(或信息特征)彼此跟隨的方向。
[0068]有利地， 申請人:觀察到通過之前設定所述光學分辨率的值(或值范圍)和安裝在一個或多個相機中的成像傳感器的放大比，可以基于實際的已知尺寸和由一個或多個相機獲取的圖像中的尺寸之間的比較來確定編碼信息距一個或多個相機的距離。
[0069]優(yōu)選地，如果是可變的，則所述預定的光學分辨率相對于預定的參考值變化±15%，更優(yōu)選地±5%。
[0070]優(yōu)選地，確定所述至少一個編碼信息的物理尺寸的步驟包括以下步驟:
[0071]-確定第一明顯的對比變換沿所述至少一個特征方向的位置；
[0072]-從所述第一明顯的對比變換的位置開始且基于所述預定的光學分辨率確定由所述編碼信息占據(jù)的所述至少一個相機或所述至少一個不同的相機的所述至少一個圖像的
像素的數(shù)量。
[0073]有利地，通過計數(shù)由所述編碼信息占據(jù)的圖像的像素數(shù)量，可以通過相機的放大比確定編碼信息相對于相機自身的距離。
[0074]更優(yōu)選地，圖像被獲取使得它們整個地包含所述至少一個編碼信息。在該情形中，確定所述至少一個編碼信息的物理尺寸的步驟優(yōu)選地包括以下步驟:
[0075]-確定沿所述至少一個特征方向第一明顯的對比變換和最后的明顯的對比變換的位置；
[0076]-從所述第一明顯的對比變換的位置和所述最后的明顯的對比變換的位置開始并基于所述預定的光學分辨率來確定由所述編碼信息占據(jù)的所述至少一個不同的相機或所述至少一個相機的所述至少一個圖像的像素數(shù)量。[0077]這樣，編碼信息沿前進方向的物理尺寸的確定執(zhí)行起來較簡單且更直接。
[0078]優(yōu)選地，確定所述至少一個編碼信息的物理尺寸的步驟包括沿所述至少一個特征方向測量所述光學代碼的至少一個元素的步驟。
[0079]具體地，如果所述至少一個編碼信息是線性光學代碼(S卩，其元素沿單個方向延伸的代碼)，則確定所述至少一個編碼信息的物理尺寸的步驟包括沿所述單個方向確定所述光學代碼的尺寸的步驟。另一方面，如果所述至少一個編碼信息是其元素沿至少兩個預定的正交方向延伸的光學代碼(例如，二維代碼或其它類型的代碼)，則確定所述至少一個編碼信息的物理尺寸的步驟包括確定所述光學代碼沿所述至少兩個預定的正交方向中的至少一個的尺寸的步驟。
[0080]有利地， 申請人:注意到，在物體分類系統(tǒng)中使用的光學代碼的類型和光學分辨率是已知的且在任何情形中是有限的。因此，光學代碼沿預定方向的物理尺寸(在線性代碼的情形中)或沿兩個預定的正交方向(在二維代碼或其它類型的代碼的情形中)的物理尺寸基本上恒定(如果光學代碼的元素數(shù)量是恒定的)或在任何情形中為信息特征的所述數(shù)量的函數(shù)(如果該數(shù)量為可變的)。光學代碼的物理尺寸因此是提前已知的(如果光學代碼的元素數(shù)量是恒定的)或它們可以在讀取同一光學代碼時確定(如果光學代碼的元素數(shù)量是可變的)。因此，可以通過沿預定的特征方向測量該光學代碼的至少一個元素來確定代碼沿前進方向的物理尺寸。
[0081]在任何情形中，上述類型的分析是尤其有利的，因為光學代碼或其部分的物理尺寸不依賴于印刷質(zhì)量且因此可以之前在系統(tǒng)上設定。
[0082]如果在光學代碼上獲取了參考物理尺寸，則上述對比變換通過沿預定方向的代碼的第一和/或最后的元素或者通過代碼元素所在的光學邊框的相對側(cè)來界定。如果所述邊框存在，則一旦編碼信息已經(jīng)被讀取且光學代碼的特征方向已經(jīng)被確定(通過合適的軟件)，其可以被檢測和測量。光學代碼的物理尺寸因此可以從沿相應方向的光學代碼的第一元素和最后的元素之間的距離或者從通常沿預定方向設置在光學代碼的第一元素之前和最后的元素之后的兩個空白區(qū)之間的距離，或者也從在與代碼的發(fā)展方向正交的方向中一個元素的尺寸來獲得。
[0083]在整個說明書和所附權(quán)利要求中，使用表達“空白區(qū)”來指示布置在代碼元素的開始之前和序列末端之后且通常從該末端元素延伸直到包括所述元素的序列的邊框的邊緣的預定寬度的白色部分。
[0084]優(yōu)選地，所述光學代碼屬于預定的符號體系且所述至少一個參考物理尺寸基于所述預定的符號體系來確定。
[0085] 申請人:有利地觀察到，光學代碼的特征數(shù)量可以單獨地給定或者通過使用特定的符號體系類型減少到可能的有限數(shù)量。一旦符號體系已經(jīng)是已知的，因此可以確定光學代碼的物理尺寸。
[0086]在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，確定第一明顯的對比變換沿所述至少一個預定方向的位置的步驟被沿平行路徑重復多次。該操作對于證實所獲得的結(jié)果是有利的。
[0087]而且，所述步驟優(yōu)選地包括沿兩個相反的方向行進穿過所述至少一個預定方向的步驟。
[0088]優(yōu)選地，確定所述至少一個物體的所述至少一部分的位置的步驟包括以下步驟:[0089]-檢測所述至少一個物體行進穿過預定的檢測位置的瞬間；
[0090]-確定所述至少一個物體沿所述前進方向的位移。
[0091]優(yōu)選地，確定所述至少一個物體的位移的步驟包括以下步驟:
[0092]-比較在至少兩個獲取中所述至少一個圖像的所述至少一部分的位置；
[0093]-基于所述比較計算所述至少一個物體的位移。
[0094]兩個上述獲取不必是連貫的。
[0095]作為替代，可以使用與輸送帶相關聯(lián)的常規(guī)編碼器，如在圖2中顯示的系統(tǒng)中。當然，在輸送帶以恒定速度移動的那些情形中，不需要確定物體沿前進方向的移動，因為該位移是提前已知的。
[0096]在其優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的方法還包括通過不同于相機的具體的距離測量裝置檢測所述至少一個物體的距離的步驟。
[0097]該解決方案在當由于編碼信息靠近物體邊緣和/或彼此非常靠近地布置的物體行進穿過相機的視場(比如，例如在圖1A和IB中顯示的情形中)而在代碼-物體關聯(lián)中存在不確定性時的那些情形中是特別有利的。在該情形中，代碼-物體關聯(lián)基于來自所述距離測量裝置的物體距離信息和編碼信息相對于相機的距離信息之間的對比而做出。所述距離測量裝置因此作為用于減少代碼-物體關聯(lián)中的不確定性的輔助裝置。
[0098]在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的方法還包括以下步驟:
[0099]-確定在所述至少一個圖像內(nèi)所述至少一個物體沿兩個正交方向的位置；
[0100]-基于所述至少一個物體沿所述兩個正交方向的位置和所述距離確定在相對于所述預定的參考系統(tǒng)的平面中所述至少一個物體的足跡。
[0101]甚至更優(yōu)選地，本發(fā)明的方法還包括基于所述足跡和所述距離確定所述至少一個物體的體積的步驟。
[0102]這樣，有利地，所有物體尺寸被確定且因此，物體在固定參考系統(tǒng)中的位置被唯一地確定。相應地，一旦每個相機相對于其它相機和固定參考系統(tǒng)的位置是已知的，物體和光學識別系統(tǒng)的任何其它相機之間的相對位置也被唯一地確定。每一個相機因此可以向其它相機通信獲取的信息，因而允許在任何情形中解決代碼-物體關聯(lián)的問題，甚至在該問題不能由單個相機解決且需要其它相機干預的那些情形中。
[0103]在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施方式中，使用至少兩個不同的相機，其中至少一個相機定位成從物體上方勾畫出所述至少一個物體且至少另一相機定位成從其任一側(cè)勾畫出所述至少一個物體。優(yōu)選地，所述相機中的至少一個定位在物體所布置的輸送帶的至少一側(cè)，以便勾畫出物體的右側(cè)面和左側(cè)面之間的至少一個。然而，可替代的實施方式不排除在外，其中所述相機或至少一個另外的相機相對于所述輸送帶定位在前面位置或后面位置，以便在物體的前面和后面之間勾畫出至少一個。
[0104]在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施方式中，所述至少一個相機且如果存在的話，至少一個不同的相機布置成使得其光軸垂直于所述前進方向。
[0105]在該情形中，優(yōu)選地所述至少一個圖像在所述至少一個物體處于所述光軸處時由所述至少一個相機獲取。
[0106]有利地，用于獲取圖像的上述特定位置的選擇允許減少在物體如圖A和IB中顯示的被布置的那些情況中代碼-物體關聯(lián)中的誤差可能性，這是由于在物體之中任何相對暗化效果的最小化且由于勾畫出的物體是感興趣的之一的可能性的最大化。而且，防止了由透視變形引起的任何可能誤差。
[0107]優(yōu)選地，本發(fā)明的方法還包括以下步驟:
[0108]-確定所述至少一個表面部分的多個點的距離；
[0109]-基于所述多個點的距離確定所述至少一個相機的光軸和表面部分之間的可能旋轉(zhuǎn)角度。
[0110]因此也可以在存在圍繞相機的光軸旋轉(zhuǎn)的物體或編碼信息且相機布置在輸送帶的側(cè)面、前面或后面，在其中編碼信息在物體的側(cè)面上而不是在上面或下面的物體上的那些情形中確定前述參考物理尺寸。
[0111]優(yōu)選地，所述多個點的距離基于所述至少一個編碼信息的透視變形的分析來確定。
[0112]這樣，也可以在存在布置在物體面中的一個上在旋轉(zhuǎn)位置中的編碼信息中確定前述的參考物理尺寸。
[0113]更優(yōu)選地，所述任選旋轉(zhuǎn)角度基于所述足跡的分析來確定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0114]本發(fā)明的進一步的特征和優(yōu)點將從本發(fā)明優(yōu)選實施方式的以下詳述而更清楚地顯現(xiàn)，該詳述參考附圖借助非限制性示例做出。在這些附圖中:
[0115]-圖3是執(zhí)行本發(fā)明方法的物體識別系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施方式的示意圖；
[0116]-圖4a_4d顯示了在本發(fā)明方法的一個實施方式中執(zhí)行的技術(shù)的各種示例性應用；
[0117]-圖5a是執(zhí)行本發(fā)明方法的系統(tǒng)的可能操作配置的示意性俯視圖；
[0118]-圖5b顯示了在本發(fā)明方法的一個實施方式中執(zhí)行的另外技術(shù)的示意性應用；
[0119]-圖6a是執(zhí)行本發(fā)明方法的系統(tǒng)的另外可能操作配置的示意性俯視圖；
[0120]-圖6b顯示了可以由圖6a的系統(tǒng)檢測的編碼信息的圖像；
[0121]-圖7a是執(zhí)行本發(fā)明方法的系統(tǒng)的另外可能操作配置的示意性側(cè)視圖；
[0122]-圖7b顯示了可以由圖7a的系統(tǒng)檢測的編碼信息的圖像；
[0123]-圖8a是執(zhí)行本發(fā)明方法的系統(tǒng)的另外可能操作配置的示意性俯視圖；
[0124]-圖8b顯示了可以由圖8a的系統(tǒng)檢測的編碼信息的圖像。
【具體實施方式】
[0125]在圖3中，參考數(shù)字10指示執(zhí)行本發(fā)明的方法的第一優(yōu)選實施方式的物體識別系統(tǒng)。
[0126]系統(tǒng)10包括輸送帶I，該輸送帶I使多個物體3相對于數(shù)字相機2沿前進方向A移動，每一個物體在其頂面上設有光學代碼(不可見)，這樣的光學代碼具有預定的光學分辨率。
[0127]相機2布置在相對于輸送帶I的預定位置中。具體地，相機2布置在輸送帶I上方且勾畫出物體3移動所穿過的形狀為金字塔形狀的檢測區(qū)域4。
[0128]優(yōu)選地，如所示，相機2布置成其光軸垂直于輸送帶I且在物體3在所述光軸處行進時獲取圖像。
[0129]如所示，至少一些物體3至少部分地關于所述前進方向A并排布置。
[0130]連接到相機2的處理單元5能夠在物體3位于檢測區(qū)域4內(nèi)時對與物體3相關聯(lián)的光學代碼進行解碼。這種單元也可以結(jié)合到相機2中。
[0131]相機2包括具有預定放大比和預定光學分辨率的成像傳感器(不可見)。相機2還可以包括可變放大系統(tǒng)，其放大比在獲取時是已知的，如上面描述的。
[0132]在處理單元5上，連同在光學代碼的表面上得到的且與其分辨率和/或用于對光學代碼進行光學編碼的符號體系類型聯(lián)系的參考物理尺寸，事先設置預定放大比和預定光學分辨率。這種尺寸可以為對應于預期分辨率或有限的值范圍的單個值。
[0133]通過相對于前進方向A在檢測區(qū)域4上游布置在輸送帶I附近的進入傳感器8的存在，相機2檢測多個物體3在檢測區(qū)域4內(nèi)的進入，且基于輸送帶I的前進速度的知識(如果這種速度是恒定的則是提前已知，或者如果這種速度不是恒定的則通過使用編碼器來確定)，其允許處理單元5使由相機2的圖像序列的重復獲取與每個物體3進入檢測區(qū)域4內(nèi)的瞬間同步。
[0134]處理單元5還能夠通過相機2確定每個光學代碼和每個物體3在平行于輸送帶I的頂表面的參考平面中的位置。
[0135]如下面更好地描述的，根據(jù)本發(fā)明，從通過相機2獲取的單個圖像的分析已知光學代碼的光學分辨率、它們所屬的符號體系和相機2的成像傳感器的放大比，處理單元5能夠確定光學代碼距相機2的距離。
[0136]將該距離信息與涉及每一個光學代碼在所述參考平面中的位置的信息相組合，處理單元5能夠確定光學代碼相對于預定參考系統(tǒng)沿前進方向A的位置。
[0137]將該位置與物體3的位置進行比較以便將光學代碼讀數(shù)與該特定物體3相關聯(lián)，在由相機2獲取圖像的時刻，該特定物體3具有相應的位置。
[0138]一旦每個物體在預定檢測位置(其可以在檢測區(qū)域4之前或在檢測區(qū)域4內(nèi))處行進的瞬間已經(jīng)被檢測到且當輸送帶I的前進速度是已知時，物體3沿前進方向A的位置是已知的。
[0139]該速度可以被視為常量(且因此提前已知)或者，如果其是可變的，則如上面描述的進行實時測量。
[0140]在圖3中顯示的實施方式中，物體的前進速度的測量(且因此，其臨時位置的測量)通過相機2且基于在兩個隨后的獲取中勾畫出的任何物品(例如光學代碼或物體3)的位移的分析直接由處理單元5執(zhí)行。
[0141]具體地，該測量可以通過僅分析每次獲取的圖像的一部分來獲得以便減少處理次數(shù)。這由于獲取和傳輸僅由獲取的圖像的總像素的一部分產(chǎn)生的信號的某些傳感器的能力而是可能的，例如，僅平行于掃描方向的線，或者僅減小尺寸的窗口(該能力已知為術(shù)語開窗口或傳感器開窗口)。
[0142]在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，將分析的圖像部分的位移與輸送帶I的前進速度聯(lián)系的信息可以通過分析圖像內(nèi)的光學代碼的元素的至少一部分(例如，條和/或條形碼的空白)的位置來獲得。
[0143]作為替代，可以使用布置在物體3自身面上或輸送帶I上的任何幾何形狀的任何標記或元素，只要其尺寸提前已知。
[0144]可替代地，一旦已經(jīng)確定了距離，可以測量前部的位移速度(對比變換)，其識別物體的邊緣或在相機2獲取的圖像序列上的光學代碼(或者另一光學標記或元素)的邊緣。該測量可以實時進行，一個圖像接一個圖像地校正檢測的速度值。
[0145]現(xiàn)在將特別參考線性光學代碼和圖4a_4d來描述根據(jù)本發(fā)明的用于測量光學代碼的距離的技術(shù)，其中參考數(shù)字30表示條形碼。下面所描述的內(nèi)容同樣也適用于不同類型的代碼，比如，例如，二維代碼等。
[0146]代碼30包括允許沿預定的水平方向O彼此跟隨的多個元素(所有都用B指示且在所示的特定情形中，用條和空白來限定)。
[0147]與圖4a和4b不同，圖4c和4d的代碼30包括限定在第一元素BI的左側(cè)的空白區(qū)32a和在最后的元素Bn的右側(cè)的空白區(qū)32b的邊框31。
[0148]根據(jù)本發(fā)明且如上面已經(jīng)預期的，一旦其光學分辨率、安裝在相機2中的成像傳感器的放大比(該放大比至少在獲取相關圖像時是已知的)和任選地光學代碼所屬的符號體系是已知的，代碼30距相機2的距離的測量利用代碼30自身執(zhí)行。如果光學分辨率是可變的，則其優(yōu)選地相對于預定的參考值改變±15%，更優(yōu)選地改變±5%。
[0149]距離測量特別設想通過多個平行的線性路徑(水平的或垂直的)分析代碼30，尋找第一明顯的對比變換的位置。
[0150]在圖4a中顯示的具體示例中，第一水平路徑Ola從左進行到右且同樣優(yōu)選地相反路徑Olb從右進行到左。在該情形中，將分別在第一元素BI和最后的元素Bn處檢測到第一明顯的對比變換。
[0151]作為替代，如在圖4b中顯示的具體示例中顯示的，第一垂直路徑02a從頂部進行到底部且同樣優(yōu)選地相反路徑02b從底部進行到頂部。在該情形中，將分別在代碼30的任何元素B處檢測到第一明顯的對比變換。在該情形中，通過進行多個垂直路徑重復分析直到代碼30的條被截獲是重要的。
[0152]作為替代，如在圖4c中顯示的具體示例顯示的，第一水平路徑03a從左進行到右且同樣優(yōu)選地相反的路徑03b從右進行到左。在該情形中，將分別在邊框31的垂直側(cè)處和所述邊框的相反垂直側(cè)處檢測到第一明顯的對比變換。
[0153]作為替代，如在圖4d中顯示的具體示例中顯示的，第一路徑04a從頂部進行到底部且同樣優(yōu)選地相反路徑04b從底部進行到頂部。在該情形中，將分別在邊框31的水平側(cè)處和所述邊框的相反水平側(cè)處檢測到第一明顯的對比變換。
[0154]一旦已經(jīng)根據(jù)圖4a_4d中顯示的方法之一檢測到在兩個相反路徑中的至少一個中第一明顯的對比變換的位置，計算由代碼30占據(jù)的圖像像素的數(shù)量是可能的。就圖像平面中的距離D處的像素而言(下文也為“在D處占據(jù)的像素”)，該數(shù)據(jù)代表代碼30的尺寸。
[0155]代碼30距相機2的幾何距離D可以應用以下公式來獲得:
[0156]
純麵麵瞧
[0157]其中Dmax是相機2和輸送帶I (之前在處理單元5中設定的)之間的距離。
[0158]已知在相機2中安裝的特定類型的傳感器的光學分辨率，相機2在距離Dmax處勾畫出具有邊LA和LB的矩形，其中邊LA和LB的尺寸是已知的。在距代碼距離Dmax處占據(jù)的像素的數(shù)量和傳感器分辨率之間的比率可因此從比率So/LA或Sv/LB獲得(取決于代碼30是沿水平方向或垂直方向加以分析)，其中So是代碼30的水平尺寸且Sv是代碼30的垂直尺寸。尺寸So和Sv之前在處理單元5中設定，因為基于在讀取光學代碼時代碼的元素B的數(shù)量(如果這種數(shù)量是可變的)是基本上恒定或可獲得的，也已知使用的符號體系和/或沿代碼自身的各種元素彼此跟隨的方向測量代碼的單個元素的尺寸。
[0159]在二維代碼的情形中，或者更通常的沿兩個平行方向延伸的代碼的情形，上述的技術(shù)可以沿至少一個水平方向或至少一個垂直方向重復。
[0160]為了使利用上述的查找技術(shù)獲得的結(jié)果生效，優(yōu)選地是通過多個水平和/或垂直平行路徑重復所述技術(shù)。
[0161]本說明書的方法的不同實施方式在下面參考圖5描述，如果物體3布置在輸送帶I上使得關于前進方向A彼此間隔開，則可以使用圖5作為上述實施方式的替代。
[0162]該實施方式不同于上面參考圖3描述的實施方式在于，每個物體3距相機的距離的確定不必需要編碼信息的事先檢測。實際上，距離可以從沿前進方向A的物體3的最大尺寸開始確定。該最大尺寸基于物體3沿前進方向A的位移來確定，如下面詳細描述的。
[0163]如所示，而且在該情形中，物體識別系統(tǒng)10包括物體3所布置的輸送帶1、至少一個相機(不可見)、存在傳感器8和編碼器7。當然，如果輸送帶I的前進速度恒定，則不需要使用編碼器7。
[0164]如在圖3中顯示的實施方式中，而且在該情形中為簡化解釋，考慮到相機布置在輸送帶I上方。
[0165]如果提供的話，編碼器7和存在傳感器8兩者都聯(lián)接到設有增量計數(shù)器的運動控制單元(未顯示)。這種運動控制單元可以結(jié)合到相機中或為與相機分離的單元。
[0166]物體3沿前進方向A位移的確定通過由編碼器7和存在傳感器8提供的信號的適當檢測來進行，如下面描述的。
[0167]在圖5a中示出的具體示例中，顯示了分別用Κ、Κ_1和Κ_2表示的三個矩形物體3。物體K與前進方向?qū)R且顯示在其中在其沿前進方向A位移期間其已經(jīng)到達提前激活的存在傳感器8的位置。在可能與到達傳感器8的瞬間同時或在到達傳感器8的瞬間之后的瞬間，相機檢測明顯的對比變換并存儲在該瞬間的編碼器7的增量計數(shù)的值(第一值)。當物體K的后部已經(jīng)經(jīng)過存在傳感器8時，在可能與經(jīng)過傳感器8的瞬間同時或在經(jīng)過傳感器8的瞬間之后的瞬間，相機檢測新的明顯的對比變換并存儲在該瞬間的增量計數(shù)的值(第二值)。
[0168]第二值和第一值之間的差代表編碼器7的差分，這取決于物體3沿前進方向A的最大尺寸，在物體K的具體情形中，該最大尺寸對應于其長度(在圖中用I表示)。具體地，所述最大尺寸可以通過編碼器7的差分乘以編碼器的單位節(jié)距來確定。
[0169]上述的相同步驟可以應用于物體K-1和Κ-2。在這些情形中，如上述確定的兩個物體的最大尺寸不代表各自物體的長度而是代表各自長度沿前進方向A的投影(分別用I’和I’’來表示)。
[0170]如上所述繼續(xù)進行，可以指定每個物體3各自的最大尺寸，其被合適地存儲。
[0171]如圖5a所述，物體3的位移(且因此其最大尺寸)優(yōu)選地在存在傳感器8處確定，存在傳感器8布置在先于由相機勾畫出的檢測區(qū)域4的觀察區(qū)域中。在任何情形中設想可替代的實施方式，其中所述觀察區(qū)域與檢測區(qū)域4 一致或至少部分地與檢測區(qū)域4重疊。
[0172]在預確定數(shù)量的單元編碼器步驟之后，每個物體3到達檢測區(qū)域4。相機優(yōu)選地在物體3處于相機的光軸處時獲取圖像。沿前進方向A的第一明顯的對比變換以及優(yōu)選地最后的明顯的對比變換通過圖像處理技術(shù)來識別。上述技術(shù)之一提供跟蹤多個平行線05b(全都垂直于前進方向A)，如圖5b中顯示的，且測量間隔開兩個末端平行線的圖像中的像素數(shù)量。物體3沿前進方向A的像素的總體尺寸(在圖5b中用I指示)因而被確定。
[0173]通過對比基于由存在傳感器8和編碼器7提供的信號預先確定的最大尺寸和在像素中的尺寸，可以確定物體3距相機的距離。
[0174]作為替代，前述的參考物理尺寸為標記或與物體3相關聯(lián)的已知尺寸的不同圖形元素。
[0175]在上述所有實施方式中，考慮到物體3和輸送帶I之間的對比度凸顯物體3沿兩個正交方向的在由相機獲取的圖像中的位置，可以確定物體3的像素中的足跡，且已知物體3距相機的距離，確定在固定參考系統(tǒng)中物體3的足跡。基于該足跡和物體距相機的距離，可以確定物體3的體積。
[0176]上述技術(shù)可以應用于相機2從頂部勾畫出物體3的情形(如圖3中顯示的)和相機2相對于物體3側(cè)向地(如圖6a和8a所示)、在前面(如圖7a所示)或在后面布置的情形，以便獲取布置在物體表面中的任一個上的光學代碼。在底表面上執(zhí)行讀取的情形中，光學代碼距相機的距離唯一地被確定且對應于相機和輸送帶之間的距離。
[0177]而且，上述技術(shù)可適用于光學代碼位于不是優(yōu)選地垂直于相機2的光軸的平面的情形，如圖6a、7a和8a所示。在這些情形中，在多個點處進行光學代碼的分析允許檢測物體3是否旋轉(zhuǎn)且是在哪一側(cè)上。
[0178]例如，考慮讀取關于從右到左的前進方向A布置在物體3的側(cè)面上的代碼(圖6a)。使用上述技術(shù)之一，可以確定所述側(cè)面的多個點距相機2的距離。如果如圖6b所示發(fā)現(xiàn)在左側(cè)沿垂直路徑檢測的光學代碼30的物理尺寸大于在右側(cè)沿垂直路徑檢測的物理尺寸，則物體3旋轉(zhuǎn)將其前側(cè)朝相機2。實際上，相機2越接近，由相機2勾畫出的面積減小越多且占據(jù)的像素的數(shù)量成比例增加。假如頂部水平測量與底部水平測量一致，即，代碼所位于的平面垂直于輸送帶，則發(fā)生這種情況。
[0179]在該情形中，可以通過在左垂直測量和右垂直測量之間進行數(shù)學平均來計算光學代碼30的距離。
[0180]同樣，可以在物體3不相對于相機2旋轉(zhuǎn)且代碼位于垂直于前進方向A的表面上(圖7a)時計算代碼距相機2的距離。在該情形中，可以通過在頂部水平測量和底部水平測量之間進行數(shù)學平均來計算代碼30的距離(圖7b)。
[0181]另一方面，如果代碼30在其位于的平面中旋轉(zhuǎn)(圖8a和8b)，即，其側(cè)不平行于或不垂直于前進方向A，則上述技術(shù)允許確定代碼30的定向，且任選地旋轉(zhuǎn)平面中的圖像以便回到之前情形之一。
[0182]一般而言，一旦已經(jīng)從物體3的像素中的足跡(該足跡任選地通過物體3合適的透視變形來確定)的分析以及從其在圖像內(nèi)的位置以上述方法之一確定了參考物理尺寸，就可以通過甚至比簡單的旋轉(zhuǎn)更復雜的幾何變換來獲得物體3相對于相機的定向以及相應地其總體距離。
[0183]可能存在由于物體3和/或彼此非?？拷奈矬w3的邊緣附近的編碼信息的存在而在代碼-物體關聯(lián)中存在不確定性的情形。
[0184]在這種情形中，優(yōu)選地，上述的距離測量技術(shù)與通過布置在輸送帶I附近的合適的距離測量裝置(比如，例如，圖2的高度測量裝置6)檢測的距離信號組合。
[0185]在實踐中，代碼-物體關聯(lián)在該情形中基于來自所述距離測量裝置的物體3的高度信息和來自相機2的讀取代碼的距離的測量之間的對比而做出。如果距離測量裝置發(fā)送關于其通過開始于Tll且結(jié)束于T12的具有高度Al的物體3的信號，且已知特定物體3在檢測區(qū)域4內(nèi)的行進時間的相機2檢測在檢測區(qū)域4的相應區(qū)內(nèi)相同高度處的一個或多個代碼，則這些代碼被指派給該物體3。如果在“物體存在”信號的存在中沒有代碼被讀取，則這激活“非識別物體”信號，這可由系統(tǒng)產(chǎn)生特定動作。
[0186]作為替代，所有包含在圖像中的代碼被讀取，且同時，來自存在傳感器的所有“物體進入”信號被收集，此后，利用可用于這種盡可能正確的關聯(lián)的最大信息量來進行概率性的代碼-物體關聯(lián)。
[0187]在上述系統(tǒng)10的優(yōu)選實施方式中，使用布置在輸送帶I上方的至少一個相機(如圖3)和布置在輸送帶I側(cè)面的至少一個相機(如圖6a和8a)。相機還可以設置在輸送帶I前面(如圖7a)。這種相機的相對位置和它們中的每一個在固定參考系統(tǒng)中的位置將是已知的且因此可以之前在系統(tǒng)中設定。上述相機可以以這樣的方式交換獲取的信息以便獲得足夠量的信息來進行代碼和物體之間的正確關聯(lián)。
[0188]清楚的是，本領域技術(shù)人員可以對前面描述的本發(fā)明做出進一步的改變和修改以便滿足具體的和可能的應用需求，這些改變和修改在任何情形中都落入由所附權(quán)利要求限定的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于運動中的物體的光學識別的方法，包括以下步驟:-通過至少一個相機(2)獲取預定的檢測區(qū)域(4)的至少一個圖像，所述至少一個相機(2)至少在獲取預定的檢測區(qū)域(4)的至少一個圖像期間具有相應的預定的放大比，所述至少一個圖像包含沿預定的前進方向(A)行進穿過所述檢測區(qū)域(4)的至少一個物體(3)的至少一部分；-確定所述至少一個物體(3)的所述至少一部分沿預定的前進方向(A)相對于預定的參考系統(tǒng)的位置；-在所述至少一個圖像中或在包含所述至少一個物體(3)的至少一部分的至少一個隨后的圖像中檢測沿所述預定的前進方向(A)行進穿過所述檢測區(qū)域(4)的至少一個編碼信息(30)，所述檢測分別通過所述至少一個相機(2)或相對于所述至少一個相機(2)具有預定的相對位置并且至少在所述至少一個圖像的獲取期間或在所述至少一個隨后的圖像的獲取期間具有相應的預定的放大比的不同的相機，來執(zhí)行；-讀取所述至少一個編碼信息(30)； -確定在所述圖像內(nèi)所述至少一個編碼信息(30)的至少一部分沿所述預定的前進方向(A)的位置；-通過所述至少一個相機(2)或所述至少一個不同的相機檢測屬于所述至少一個物體(3)或所述至少一個編碼信息(30)的至少一個表面部分的至少一個參考物理尺寸；-基于所述至少一個參考物理尺寸和檢測所述至少一個參考物理尺寸所借助的所述相機的放大比，確定所述至少一個表面部分距所述至少一個相機的距離以及，如果設有至少一個不同的相機的話，確定所述至少一個表面部分距所述至少一個不同的相機的距離；-基于所述距離和在圖像內(nèi)所述至少一個編碼信息(30)的所述至少一部分沿所述預定的前進方向(A)的位置，確定所述編碼信息(30)的至少一部分沿所述預定的前進方向(A)相對于所述預定的參考系統(tǒng)的位置；-在所述至少一個編碼信息(30)被檢測時將所述至少一個編碼信息(30)與行進穿過所述檢測區(qū)域(4)的相應物體(3 )關聯(lián)，所述關聯(lián)基于所述至少一個物體(3)的所述至少一部分相對于所述預定的參考系統(tǒng)的所述位置和所述至少一個編碼信息(30)的所述至少一部分相對于所述預定的參考系統(tǒng)的所述位置來進行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中檢測至少一個參考物理尺寸的步驟包括以下步驟:-確定所述至少一個物體(3)沿所述前進方向(A)的位移；-基于所述位移確定所述至少一個物體(3)沿所述前進方向(A)的最大尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中確定所述至少一個物體(3)沿所述前進方向(A)的最大尺寸的步驟包括以下步驟:-確定在所述至少一個圖像內(nèi)沿所述前進方向(A)的第一明顯的對比變換的位置；-基于所述第一明顯的對比變換的位置確定由所述至少一個物體(3)占據(jù)的所述至少一個相機(2)的所述至少一個圖像的像素的數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述至少一個圖像整體地包含所述至少一個物體(3)并且確定所述至少一個物體(3)沿所述前進方向(A)的最大尺寸的步驟包括以下步驟:-確定在所述至少一個圖像內(nèi)沿所述前進方向(A)的第一明顯的對比變換和最后的明顯的對比變換的位置；-基于所述第一明顯的對比變換的位置和所述最后的明顯的對比變換的位置確定由所述至少一個物體(3)占據(jù)的所述至少一個圖像的像素的數(shù)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一個參考物理尺寸由應用到所述至少一個物體(3)上的標志或不同的圖形元素的已知尺寸來限定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一個編碼信息(30)具有預定的光學分辨率且其中檢測至少一個參考物理尺寸的步驟包括確定沿至少一個特征方向所述至少一個編碼信息(30)的物理尺寸的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中確定所述至少一個編碼信息(30)的物理尺寸的步驟包括以下步驟:-確定沿所述至少一個特征方向第一明顯的對比變換的位置；-從所述第一明顯的對比變換的位置開始且基于所述預定的光學分辨率確定由所述編碼信息(30)占據(jù)的所述至少一個相機(2)或所述至少一個不同的相機的所述至少一個圖像的像素的數(shù)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中所述至少一個編碼信息(30)是線性光學代碼且確定所述至少一個編碼信息(30)的物理尺寸的步驟包括沿所述至少一個特征方向測量所述光學代碼的至少一個元素的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中所述至少一個編碼信息(30)是其內(nèi)容沿至少兩個預定的正交方向延伸的光學代碼且確定所述至少一個編碼信息(30)的物理尺寸的步驟包括確定所述光學代碼沿所述至少兩個預定的正交方向中的至少一個的尺寸的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所`述的方法，其中所述光學代碼屬于預定的符號體系且所述至少一個參考物理尺寸基于所述預定的符號體系來確定。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中確定所述至少一個物體(3)的所述至少一部分的位置的步驟包括以下步驟:-檢測所述至少一個物體(3)行進穿過預定的檢測位置的瞬間；-確定所述至少一個物體(3)沿所述前進方向(A)的位移。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中確定所述至少一個物體(3)的位移的步驟包括以下步驟:-比較在至少兩個獲取中所述至少一個圖像的所述至少一部分的位置；-基于所述比較計算所述至少一個物體(3)的位移。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，還包括通過具體的距離測量裝置檢測所述至少一個物體(3)的距離的步驟。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，還包括以下步驟:-確定在所述至少一個圖像內(nèi)所述至少一個物體(3)沿兩個正交方向的位置；-基于所述至少一個物體(3)沿所述兩個正交方向的位置和所述距離確定在相對于所述預定的參考系統(tǒng)的平面中所述至少一個物體(3)的足跡。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括基于所述足跡和所述距離確定所述至少一個物體(3)的體積的步驟。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述至少一個相機(2)布置成從所述物體(3)上方勾畫出所述至少一個物體(3)且所述至少一個不同的相機布置成從其任一側(cè)勾畫出所述至少一個物體(3 )。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述至少一個相機(2)和，如果存在所述至少一個不同的相機的話，所述至少一個不同的相機布置成使得其光軸正交于所述前進方向(A)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中在所述至少一個物體(3)處于所述光軸處時由所述至少一個相機(2)獲取所述至少一個圖像。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，包括以下步驟:-確定所述至少一個表面部分的多個點的距離；-基于所述多個點的距離確定所述至少一個相機(2)的光軸和所述表面部分之間的可能旋轉(zhuǎn)角度。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述多個點的距離基于所述至少一個編碼信息(30)的透視變形的分析來確定。
21.根據(jù)從屬于權(quán)利要求14或15時的權(quán)利要求19或20所述的方法，其中所述可能的旋轉(zhuǎn)角度基于所述足跡的分 析來確定。
【文檔編號】B65G47/48GK103443001SQ201280010789
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月28日
【發(fā)明者】丹尼利·菲奧里尼, 瑞奇·達雷爾·歐文, 路易吉·佩萊格里諾 申請人:得利捷Ip科技有限公司