(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作中物体の光学的識別方法であって、
所定の検出領域（４）の少なくとも１つの画像を少なくとも１つのカメラ（２）によって取得する工程であって、前記少なくとも１つのカメラ（２）は、少なくともその取得期間中に所定の倍率を有し、前記少なくとも１つの画像は、所定の進行方向（Ａ）に沿って前記検出領域（４）を通過する少なくとも１つの物体（３）の少なくとも一部分を含む、工程と、
所定の基準系に対して前記所定の進行方向（Ａ）に沿った前記少なくとも１つの物体（３）の前記少なくとも一部分の位置を測定する工程と、
前記少なくとも１つの画像において、または、少なくとも１つの物体（３）の前記少なくとも一部分を含む少なくとも１つの後続の画像において、前記所定の進行方向（Ａ）に沿って前記検出領域（４）を通過する少なくとも１つのコード化情報（３０）を検出する工程であって、この検出は、前記少なくとも１つのカメラ（２）によって、または、前記少なくとも１つのカメラ（２）に対して所定の相対位置を有する別のカメラによって、前記少なくとも１つの画像または前記少なくとも１つの後続の画像の少なくとも取得期間中に、所定の倍率で実施される、工程と、
前記少なくとも１つのコード化情報（３０）を読み取る工程と、
前記画像内で前記所定の進行方向（Ａ）に沿って前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の少なくとも一部分の位置を測定する工程と、
前記少なくとも１つのカメラ（２）または前記少なくとも１つの別のカメラによって、前記少なくとも１つの物体（３）または前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の少なくとも１つの表面部分に属する少なくとも１つの基準物理的寸法を検出する工程であって、前記基準物理的寸法が、前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の物理的寸法を含み、前記少なくとも１つのコード化情報が、所定の光学解像度および所定の記号表記法に属する光コードを有する、工程と、
前記検出した基準物理的寸法と、前記少なくとも１つの基準物理的寸法を検出した前記カメラの前記倍率と、前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の既知の光学解像度とに基づいて、前記少なくとも１つのカメラから、さらに、前記少なくとも１つの別のカメラを備えている場合は、前記少なくとも１つの別のカメラから、前記少なくとも１つの表面部分までの距離を測定する工程と、
前記距離と、前記画像内の前記所定の進行方向（Ａ）に沿った前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の前記少なくとも一部分の前記位置とに基づいて、前記所定の基準系に対する、前記所定の進行方向（Ａ）に沿ったコード化情報（３０）の前記少なくとも一部分の位置を測定する工程と、
前記少なくとも１つのコード化情報（３０）を検出する際に、前記少なくとも１つのコード化情報（３０）を、前記検出領域（４）を通過する対応の物体（３）に関連付ける工程であって、前記関連付けは、前記所定の基準系に対する前記少なくとも１つの物体（３）の前記少なくとも一部分の前記位置と、前記所定の基準系に対する前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の前記少なくとも一部分の前記位置とに基づいて行われる工程とを備えた、動作中物体光学的識別方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記少なくとも１つの基準物理的寸法を検出する工程は、
前記進行方向（Ａ）に沿って前記少なくとも１つの物体（３）の変位量を測定する工程と、    
前記変位量に基づいて、前記進行方向（Ａ）に沿って前記少なくとも１つの物体（３）の最大サイズを測定する工程とを含む、動作中物体光学的識別方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
前記進行方向（Ａ）に沿って前記少なくとも１つの物体（３）の最大サイズを測定する工程は、
前記少なくとも１つの画像内で前記進行方向（Ａ）における最初の有意なコントラスト変化の位置を測定する工程と、
前記最初の有意なコントラスト変化の前記位置に基づき、前記少なくとも１つの物体（３）が占有する、前記少なくとも１つのカメラ（２）の前記少なくとも１つの画像の画素数を測定する工程とを含む、動作中物体光学的識別方法。
【請求項４】
請求項２に記載の方法において、
前記少なくとも１つの画像は、前記少なくとも１つの物体（３）を全て含み、前記進行方向（Ａ）に沿って前記少なくとも１つの物体（３）の最大サイズを測定する工程は、
前記少なくとも１つの画像内で、前記進行方向（Ａ）における最初の有意なコントラスト変化および最後の有意なコントラスト変化の位置を測定する工程と、
前記最初の有意なコントラスト変化および前記最後の有意なコントラスト変化の前記位置に基づき、前記少なくとも１つの物体（３）が占有する前記少なくとも１つの画像の画素数を測定する工程とを含む、動作中物体光学的識別方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
前記少なくとも１つの基準物理的寸法は、前記少なくとも１つの物体（３）に施したロゴまたは別のグラフィック要素の既知の寸法で規定される、動作中物体光学的識別方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、
前記少なくとも１つの基準物理的寸法を検出する工程は、少なくとも１つの固有な方向において、前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の物理的寸法を測定する工程を含む、動作中物体光学的識別方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の物理的寸法を測定する工程は、
前記少なくとも１つの固有な方向において最初の有意なコントラスト変化の位置を測定する工程と、
前記コード化情報（３０）が占有する、前記少なくとも１つのカメラ（２）または前記少なくとも１つの別のカメラの前記少なくとも１つの画像の画素数を、前記最初の有意なコントラスト変化の位置から開始して、前記所定の光学解像度に基づいて測定する工程とを含む、動作中物体光学的識別方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載の方法において、
前記少なくとも１つのコード化情報（３０）は１次元光コードであり、前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の物理的寸法を測定する工程は、前記少なくとも１つの固有な方向において、前記光コードの少なくとも１つの要素を測定する工程を含む、動作中物体光学的識別方法。
【請求項９】
請求項６または７に記載の方法において、
前記少なくとも１つのコード化情報（３０）は、要素が少なくとも２つの所定の直交する方向に延びる光コードであり、前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の物理的寸法を測定する工程は、前記少なくとも２つの所定の直交する方向の少なくとも一方向において前記光コードの寸法を測定する工程を含む、動作中物体光学的識別方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の方法において、
前記光コードは、所定の記号表記法に属し、前記少なくとも１つの基準物理的寸法は、前記所定の記号表記法に基づいて測定される、動作中物体光学的識別方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法において、
前記少なくとも１つの物体（３）の前記少なくとも一部分の位置を測定する工程は、
前記少なくとも１つの物体（３）が所定の検出位置を通過する瞬間を検出する工程と、
前記進行方向（Ａ）に沿った前記少なくとも１つの物体（３）の変位量を測定する工程とを含む、動作中物体光学的識別方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
前記少なくとも１つの物体（３）の変位量を測定する工程は、
前記少なくとも１つの画像の前記少なくとも一部分の位置を少なくとも２回取得して照合する工程と、
前記照合に基づき、前記少なくとも１つの物体（３）の変位量を算出する工程とを含む、動作中物体光学的識別方法。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法において、さらに、
専用の距離測定装置によって前記少なくとも１つの物体（３）の距離を検出する工程を備えた、動作中物体光学的識別方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法において、さらに、
前記少なくとも１つの画像内で互いに直交する２つの方向における前記少なくとも１つの物体（３）の位置を測定する工程と、
前記互いに直交する２つの方向における前記少なくとも１つの物体（３）の位置および前記距離に基づき、前記所定の基準系の一平面における前記少なくとも１つの物体（３）の占有面積を測定する工程とを備えた、動作中物体光学的識別方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、さらに、
前記占有面積および前記距離に基づき、前記少なくとも１つの物体（３）の体積を測定する工程を備えた、動作中物体光学的識別方法。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法において、
前記少なくとも１つのカメラ（２）は、前記少なくとも１つの物体（３）をその物体（３）の上方から捉えるように配置され、前記少なくとも１つの別のカメラは、前記少なくとも１つの物体（３）をその任意の側方から捉えるように配置される、動作中物体光学的識別方法。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法において、
前記少なくとも１つのカメラ（２）の光軸が前記進行方向（Ａ）に直交するように配置され、
前記少なくとも１つの別のカメラを備えている場合には、この少なくとも１つの別のカメラの光軸も、前記進行方向（Ａ）に直交するように配置される、動作中物体光学的識別方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、
前記少なくとも１つの物体（３）が前記光軸の位置に存在する時に、前記少なくとも１つの画像が前記少なくとも１つのカメラ（２）によって取得される、動作中物体光学的識別方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法において、
前記少なくとも１つの表面部分の複数箇所の距離を測定する工程と、
前記複数箇所の距離に基づき、前記少なくとも１つのカメラ（２）の光軸と前記表面部分間の想定回転角を測定する工程とを備えた、動作中物体光学的識別方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、
前記複数箇所の距離は、前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の遠近変形の解析に基づいて測定される、動作中物体光学的識別方法。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の方法において、
請求項１４または１５に従属する場合、前記想定回転角は、前記占有面積の解析に基づいて測定される、動作中物体光学的識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作中物体の光学的識別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
明細書および請求の範囲の全体を通して、「光学的識別」という用語は、物体のコード化情報（例えば距離、体積、全体寸法、または物体識別データ）の取得および読取り（例えば物体が拡散した光信号の取得および処理による）を示すのに用いる。「コード化情報」という用語は、光コードに含まれる全ての識別データを示すのに用いるのが好ましい。「光コード」という用語は、上記コード化情報を保存する機能を有する任意のグラフィック表現を示すのに用いる。
【０００３】
光コードの具体的な例は１次元または２次元コードからなる。これらのコードでは、バーコード、スタックコード、２次元コード全般、カラーコードなどの、明色要素（空白で通常白色）によって隔てられた所定の形状（例えば、正方形、長方形、または六角形）を有する暗色（通常黒色）の要素の適切な組み合わせによって、情報がコード化されている。さらに、「光コード」という用語は、より一般的には、明瞭に印刷したキャラクタ（文字および数字など）および特殊なパターン（スタンプ、ロゴ、サインおよび指紋など）といった、情報コード化機能を有するその他のグラフィックパターンも含む。「光コード」という用語は、また、可視光帯域だけでなく、赤外線と紫外線の間に含まれる波長範囲において検出できるグラフィック表現も含む。
【０００４】
以下の説明をよりわかり易くするために、以下に１次元および２次元コードを明示的に参照する。
【０００５】
包み、荷物（そしてより一般的には、物体）を運搬し、選別するためのシステムは、輸送および物流の分野で通常用いられる。これらのシステムでは、物体は動作中（動いている）コンベヤベルトに載置され、各物体のラベルに印刷された光コードの読取りに基づいて仕分けられる。
【０００６】
１次元コードしかなかった過去において、光コードの読取りは、専用のレーザ読取器によって光コード上に放射されたレーザ光線をスキャンすることによって行われていた。
【０００７】
２次元コードの出現に伴い、典型的にＣＣＤ／ＣＭＯＳセンサを用いるデジタルカメラの使用が普及してきた。このようなカメラによって、より弾力的に用途が拡大される。実際、これらデジタルカメラは、従来の１次元コードおよび２次元コードの両方、ならびに、その他の種類のコードを読み取ることができる。そして、ＯＣＲ（光学キャラクタ認識）のような付加機能を提供できる。
【０００８】
物体運搬選別システムにおける課題は、互いに極めて近接する物体を区別して、各物体を対応する光コードの内容に関連付けることである。
【０００９】
レーザ読取器を用いるシステムにおいては、物体と各コードの正確な関連付けの課題が、例えば特許文献１および特許文献２に記載される種類のシステムによって解決される。このようなシステムにおいて、光コードを読み取るためにスキャンを行うレーザ読取器は、スキャン範囲内の光コードの距離および角度位置の測定も行う。そのため、読取器に対する光コードの極座標が提供される。固定基準系（固定された基準系）に対する読取器の位置が既知であるため、該固定基準系に対する上記空間における光コードの位置が、これらのデータから得られる。フォトセルの障壁またはその他の外部センサが、物体存在信号を提供する。コンベヤベルトのエンコーダが提供するさらなる信号から、レーザ読取器の視野内進入信号に対する物体の経時的進行状況が得られる。進行方向における物体の位置は、これらのデータから得られる。物体に対するコードの関連付けは、光コードの位置と上記進行方向における物体の位置との照合に基づいて行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】欧州特許第０８５１３７６号明細書
【特許文献２】欧州特許第１３６３２２８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
出願人は、コードと物体の正確な関連付けの課題が、デジタルカメラを用いたシステムで特に深刻に発生することに気付いた。実際、デジタルカメラはレーザ読取器よりも通常かなり広い２次元視野を有する。したがって、デジタルカメラが取得した画像内に複数の物体および複数の光コードが存在するという状況が頻繁に起こる可能性がある。
【００１２】
出願人は、デジタルカメラを用いるシステムでは、光コードと物体の正確な関連付けを行うために、カメラに対する物体の距離の情報を得る必要があるという状況が発生し得ることに気付いた。
【００１３】
この構成をよりよく理解するために、例えば、添付の図１Ａおよび１Ｂに示す状態を検討する。
【００１４】
これらの図は、カメラＴがその視野Ｖ内に２つの物体ＫおよびＫ−１の存在を検出し、物体ＫおよびＫ−１の進行方向Ａに関して、視野Ｖの入口端部において、光コードＣを読み取る例を図式化している。図１Ａは、物体Ｋの高さが物体Ｋ−１よりも大きいため、視野Ｖの正に入口端部の位置において、物体Ｋ−１を少なくとも一部隠しているような想定状態を示す。一方、図１Ｂは、物体Ｋが物体Ｋ−１を隠さない高さを有するような想定状態を示す。これら２つの図を比較すると、２つの物体ＫとＫ−１のいずれを光コードＣに関連付けるべきかを決定するためには、物体ＫおよびＫ−１の高さ情報を取得する必要があることがわかる。実際、図１Ａの場合、物体Ｋ−１が視野Ｖの入口端部において光コードを有していたとしても、光コードは物体Ｋで隠れて、カメラＴには不可視であると考えられるため、光コードＣは物体Ｋに関連付けられるであろう。逆に、図１Ｂの場合、光コードＣは、物体Ｋ−１に関連付けられる。
【００１５】
出願人は、デジタルカメラを用いるシステムにおいて、距離を測定する技法を実施するための極めて簡単かつ有効な方法は、例えばフォトセルの障壁を備える高さ検出器（例えば、上記特許文献１および上記特許文献２で用いられるものなど）を用いることであるということを見出した。
【００１６】
図２に、このようなシステムの例示的な実施形態を示す。このシステム（包括的に符号１０で示す）は、カメラ２に対して方向Ａに複数の物体３を移動させるコンベヤベルト１を備える。物体３には、それぞれ光コード（図示せず）が設けられる。カメラ２は、ピラミッド状の視野４を形成する。処理ユニット５は、カメラ２に接続されており、物体３が視野４内にある際に物体３の光コードを解読できる。さらに、処理ユニット５は、物体３の給送方向Ａに関してカメラ２の上流に配置した存在／高さセンサ６から物体３の到着信号および各高さを受信する。また、給送速度に基づいて、処理ユニット５は、カメラ２による画像取得を各検出物体３が視野４を通過する瞬間と同期させることができる。給送速度は、実質的に一定であるとみなされるか、または、コンベヤベルト１に付随したエンコーダ７がリアルタイムで測定する。したがって、存在／高さセンサ６が提供する高さ信号に基づいて、ある瞬間に給送方向Ａにおいて所定の位置にある光コードを、その瞬間に同一位置にある物体３に関連付けることができる。
【００１７】
本明細書および本特許請求の範囲の全体を通して、「高さ」という用語は、物体および／またはコード化情報の存在を検出するカメラからの距離を示すのに用いる。したがって、「高さ」という用語は、物体を載置するコンベヤベルトの上側に、上記カメラをその垂直投影が正にコンベヤベルトに当たるように配置した場合の垂直方向（または少なくとも１つの垂直方向成分を有する方向）における距離と、コンベヤベルトの横側、前側もしくは後側、またはコンベヤベルトの上側であるが、前方もしくは後方のいずれかの横方向に位置をずらして、上記カメラをその垂直投影がコンベヤに当たらないように配置した場合の水平方向（または少なくとも１つの水平方向成分を有する方向）における距離との両方を含む。この理由から、「高さ」という用語と、より包括的な「距離」という用語は、区別せずに用いるものとする。
【００１８】
物体の存在および物体の高さの情報は、複数の専用センサ（別個の存在センサと高さセンサ）によって得てもよく、事実上存在センサの機能も果たすことができる高さセンサのみによって得てもよい。
【００１９】
上述したものに代わる実施形態において、距離情報は、カメラと一体化され、形状的に規定された位置でカメラに接続された距離測定装置によって得られる。この場合、例えば上記特許文献１および上記特許文献２に記載される種類のレーザ読取器を用いることができる。別の方法として、例えば、データロジックオートメーション（Datalogic Automation）社が市販するレーザ距離測定装置Ｓ８０のような、飛行時間、または放射レーザ信号と反射レーザ信号間の位相シフトを測定できる静止ビーム型のレーザポインターを用いてもよい。
【００２０】
さらに別の実施形態によると、距離情報は、光パターン投影装置、例えば、収束光または発散光の一対の像または線などの構造化された光ビームを発生できるレーザ投影装置によって得られる。物体の距離は、上記一対の線または像間の距離から得ることができる。該距離は、カメラが取得した画像において、適切なルックアップ表（実験に基づいて得たもの、または、光線に生じる変形の形状モデルの導入に相当する公式から始めて得たもの）を用いて、画素を単位として測定され、処理ユニットに格納される。この操作は、カメラによる画像取得と同時に行ってもよい。
【００２１】
投影装置は、複数のカメラに対して１つであってもよい。ただし、この場合、例えば上記ルックアップ表を用いることによって、様々な距離で投影されるパターンの位置および形状が、各カメラの視野についてわかることが前提である。
【００２２】
上述した種類の投影装置は、専用の基準レチクルの変形を解析することによって、視野を通過する物体の形状、位置、および占有面積の情報を、取得した画像上に直接検出することもできる。
【００２３】
さらに別の実施形態は、ステレオカメラ、すなわち、２つ以上のレンズと、各レンズ用の別々の画像センサとが設けられた特殊な種類のカメラの使用を提供する。このようなカメラは、人間の両眼視をシミュレーションして、三次元画像を取り込むことができる（このプロセスは、ステレオ写真撮影として知られる）。ステレオカメラは、動画用または物体距離情報（距離画像）を含む画像生成用の立体視または三次元画像の生成用に実際に用いることができる。
【００２４】
出願人は、上記の全ての解決法は、正確なコード−物体の関連付けを実現するのに適しているが、距離情報を得るにはカメラに付随する、またはカメラ内に搭載される付加装置の使用を要することに気付いた。これには、明らかに費用の増加および取付け操作の複雑化が伴う。
【００２５】
したがって、出願人は、費用の増加および／または取付けの負担を伴わずに正確かつ効率的なコード−物体の関連付けを行えるように、デジタルカメラを用いるシステムにおいて付加装置の使用を要しない距離測定技法を実施するのに適したさらなる解決法を発見するという課題を検討した。
【００２６】
出願人は、光コードの確実な読取りを可能にするように、光学解像度を有するＴＯＦカメラ（ＴＯＦは「飛行時間型（time-of-flight）」の頭字語）の使用によって、上記課題の解決法が得られる可能性があることを見出した。実際、ＴＯＦカメラは、光パルスの放射から物体が後方散乱した信号の受信までに経過した時間に基づいて物体距離情報を提供できる。
【００２７】
しかし、出願人は、現在までのところＴＯＦカメラはその光学解像度が低いため、光コードの確実な読取りが可能ではないことに気付いた。したがって、上記のような解決法は、当該目的に対して十分な光学解像度を有するＴＯＦカメラが入手可能な場合にのみ機能することになる。
【００２８】
出願人が見出した別の解決法は、既知の寸法のロゴをコンベヤベルトに貼付し、同一のロゴを物体に貼付することである。カメラが取得した画像中のこれら２つのロゴの寸法を同ロゴの実際寸法と照合することによって、この場合はカメラの倍率を知る必要なく物体とカメラ間の距離を推測できる。
【００２９】
出願人は、デジタルカメラを用いるシステムにおいて、付加装置の使用を必要としない距離測定技法の実施に関する課題を解決するさらなる方法を発見したいと考え、さらに有効な解決法として以下に記載する発明を見出した。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
該発明は、
−所定の検出領域の少なくとも１つの画像を少なくとも１つのカメラによって取得する工程であって、上記少なくとも１つのカメラは、少なくともその取得期間中に所定の倍率を有し、上記少なくとも１つの画像は、所定の進行方向に沿って上記検出領域を通過する少なくとも１つの物体の少なくとも一部分を含む、工程と、
−所定の基準系に対して上記所定の進行方向に沿った上記少なくとも１つの物体の上記少なくとも一部分の位置を測定する工程と、
−上記少なくとも１つの画像において、または、少なくとも１つの物体の上記少なくとも一部分を含む少なくとも１つの後続の画像において、上記所定の進行方向に沿って上記検出領域を通過する少なくとも１つのコード化情報を検出する工程であって、この検出は、上記少なくとも１つのカメラによって、または、上記少なくとも１つのカメラに対して所定の相対位置を有する別のカメラによって、上記少なくとも１つの画像または上記少なくとも１つの後続の画像の少なくとも取得期間中に、所定の倍率で実施される、工程と、
−上記少なくとも１つのコード化情報を読み取る工程と、
−上記画像内で上記所定の進行方向に沿って上記少なくとも１つのコード化情報の少なくとも一部分の位置を測定する工程と、
−上記少なくとも１つのカメラまたは上記少なくとも１つの別のカメラによって、上記少なくとも１つの物体または上記少なくとも１つのコード化情報の少なくとも１つの表面部分に属する少なくとも１つの基準物理的寸法を検出する工程と、
−上記少なくとも１つの基準物理的寸法と、上記少なくとも１つの基準物理的寸法を検出した上記カメラの上記倍率とに基づいて、上記少なくとも１つのカメラから、さらに、上記少なくとも１つの別のカメラを備えている場合は、上記少なくとも１つの別のカメラから、上記少なくとも１つの表面部分までの距離を測定する工程と、
−上記距離と、上記画像内の上記所定の進行方向に沿った上記少なくとも１つのコード化情報の上記少なくとも一部分の上記位置とに基づいて、上記所定の基準系に対する、上記所定の進行方向に沿ったコード化情報の上記少なくとも一部分の位置を測定する工程と、
−上記少なくとも１つのコード化情報を検出する際に、上記少なくとも１つのコード化情報を、上記検出領域を通過する対応の物体に関連付ける工程であって、上記関連付けは、上記所定の基準系に対する上記少なくとも１つの物体の上記少なくとも一部分の上記位置と、上記所定の基準系に対する上記少なくとも１つのコード化情報の上記少なくとも一部分の上記位置とに基づいて行われる工程とを含む、動作中物体の光学的識別方法に関する。
【００３１】
有利なことに、本発明の方法によれば、従来のカメラの他に付加装置を使用する必要なく、カメラが取得した画像の解析によってのみ得られる距離の測定値に基づいて、デジタルカメラを介して動作中物体を光学的に識別するシステムにおいて、正確なコード−物体の関連付けが実施できることを出願人は見出した。
【００３２】
特に、説明を簡単にするために、光学的識別システムが単一のカメラを備える例を参照すると、物体またはコード化情報の表面の１つの基準物理的寸法が既知であるか測定され（以下に記載する通り）、かつカメラに搭載された画像センサの倍率が既知であれば、該カメラから該表面までの距離を測定（決定）できることに出願人は気付いた。この距離情報を上記カメラが取得した画像内の物体の進行方向におけるコード化情報の位置に関する情報と組み合わせて用いることによって、進行方向におけるコード化情報の固定参照系に対する位置を測定できる。したがって、カメラによるコード化情報を含む画像の取得時に、対応位置にある物体への上記コード化情報の割り当てを進めることができる。
【００３３】
光学的識別システムが複数のカメラを備える場合、固定参照系におけるこれらのカメラの相対位置およびそれぞれの倍率が既知であれば、上記測定技法によって、全てのカメラから物体までの距離を測定できる。
【００３４】
本発明によれば、コード化情報の存在の検出に用いる画像は、通過中の物体の検出に用いる画像と異なっていてもよい。さらに、コード化情報を含む画像を取得するカメラは、通過中の物体を含む画像を取得するカメラと異なっていてもよい。
【００３５】
通過中の物体およびコード化情報の検出を異なるカメラで行う場合、これらカメラは全て、それぞれに対応した倍率を有する。これら倍率は、一定であっても経時的に変動するものであってもよい。後者の場合、各画像取得時の上記倍率の範囲が既知であればよい。これにより、カメラが捉えた物（カメラのフレーム内の）の上記固定基準系に対する位置を測定できる。
【００３６】
オートフォーカス／ズームシステムの場合のように、カメラの倍率が変動する場合、そのような倍率の範囲は、取得時のオートフォーカス／ズームシステムの焦点位置に基づき、本識別システムの適切な処理ユニットによって求められる（該処理ユニットは、カメラに内蔵されていてもカメラ内になくてもよいが、いずれにせよカメラに内蔵されない場合にはカメラに接続される）。
【００３７】
本発明によれば、検出領域を通過する物体が上記進行方向に沿って互いに間隔をあけて配置される場合、上記基準物理的寸法は、物体上またはコード化情報上での区別なしに、規定されてよい。したがって、この場合、カメラから物体までの距離の測定にはコード化情報の事前検出が必ずしも必要というわけではない。
【００３８】
一方、物体が上記進行方向に沿って少なくとも一部隣り合わせに配置される場合、上記基準物理的寸法はコード化情報上で規定される。
【００３９】
上記基準物理的寸法の検出は、本識別システムのカメラが構成する検出領域に物体またはコード化情報が進入する前に行ってもよい。
【００４０】
本発明の方法の第１の好ましい実施形態は、検出領域を通過する物体が上記進行方向に沿って互いに間隔をあけて配置される場合に実施されてもよく、
上記少なくとも１つの基準物理的寸法を検出する工程は、
−上記進行方向に沿って上記少なくとも１つの物体の変位量を測定する工程と、
−上記変位量に基づいて、上記進行方向に沿って上記少なくとも１つの物体の最大サイズを測定する工程とを含む。
【００４１】
この場合、基準物理的寸法は物体において直接取得され、有利には進行方向に沿った物体の最大サイズと正確に一致する。
【００４２】
物体の進行速度が一定である場合、上記変位量は存在センサ（例えばフォトセル）を用いて測定してもよい。その場合、該変位量は、観察領域内の物体の進入開始をセンサが示す瞬間から該観察領域内の物体の進入終了を存在センサが示す瞬間までの期間に相当する。上記観察領域は、本光学識別システムのカメラが構成する検出領域に先行しても、一致しても、少なくとも一部分が重なってもよい。
【００４３】
物体の進行速度が一定でない場合、上記変位量は、存在センサの他に、適切なインクリメントカウンタを備えたエンコーダを用いて測定してもよい。その場合、エンコーダの単位ステップ数は、存在センサが物体の通過を示す瞬間から開始して、インクリメントカウンタがカウントする。実際、各カウンタの増加は進行方向における物体の物理的変位に相当する。
【００４４】
上記進行方向に沿って上記少なくとも１つの物体の最大サイズを測定する工程は、
−上記少なくとも１つの画像内で上記進行方向における最初の有意なコントラスト変化の位置を測定する工程と、
−上記最初の有意なコントラスト変化の位置に基づき、上記少なくとも１つの物体が占有する、上記少なくとも１つのカメラの上記少なくとも１つの画像の画素数を測定する工程とを含むのが好ましい。
【００４５】
有利には、上記最初の有意なコントラスト変化の位置は、上記存在センサが提供した物体進入信号に基づき求められてもよい。また、この信号は、必要に応じて、上記エンコーダが提供した信号と任意に組み合わされてもよい（物体の進行速度が一定でない場合）。
【００４６】
いずれにせよ、物体が占有する画像の画素数が測定されれば、カメラの倍率を通じて、物体がカメラ自体に対して位置する距離を求めることができる。
【００４７】
さらに好ましくは、画像は、上記少なくとも１つの物体を全部含むように取得する。その場合、上記進行方向に沿って上記少なくとも１つの物体の上記最大サイズを測定する工程は、
−上記少なくとも１つの画像内で、上記進行方向における最初の有意なコントラスト変化および最後の有意なコントラスト変化の位置を測定する工程と、
−上記最初の有意なコントラスト変化および上記最後の有意なコントラスト変化の位置に基づき、上記少なくとも１つの物体が占有する上記少なくとも１つの画像の画素数を測定する工程とを含む。
【００４８】
このようにして、進行方向における物体の最大サイズの測定が、より簡単かつより即時的に実施される。
【００４９】
本発明の方法の別の実施形態において、上記少なくとも１つの基準物理的寸法は、物体に貼付（塗着）したロゴまたは別のグラフィック要素の既知の寸法で規定される。
【００５０】
本発明の方法の第２の好ましい実施形態においては、検出領域を通過する物体を進行方向に関して互いに間隔を空けて配置することが必ずしも必要ではないが、上記少なくとも１つの基準物理的寸法の検出は、少なくとも１つの固有な方向において、所定の光学解像度を有する上記少なくとも１つのコード化情報の物理的寸法を測定する工程を含む。
【００５１】
この場合、基準物理的寸法は、コード化情報において取得され、有利には、少なくとも１つの所定の方向におけるコード化情報の長さに相当する。
【００５２】
本明細書および特許請求の範囲の全体を通して、「所定の光学解像度」という表現は、期待解像度（expected resolution）に相当する単一の数値によって、または、隣り合う２つの物体間の最小許容距離よりも小さいコード化情報について位置測定エラー（positioning error）を生じるような許容差範囲内の数値範囲によって与えられる、大きさが既知の光学解像度を示すのに用いる。
【００５３】
以下の説明からより明らかになるように、本発明の方法の好ましい実施形態において、上記コード化情報は、所定の光学解像度を有する、かつ／または、所定の記号表記法に属する光コードである。その場合、上記固有な方向は、光コードの要素（または情報キャラクタ）が互いに並ぶ方向である。
【００５４】
有利には、上記光学解像度の数値（または数値範囲）と、カメラに搭載した画像センサの倍率とを予め設定することによって、既知の実際寸法とカメラが取得した画像中の寸法との照合に基づいてカメラからコード化情報までの距離を測定できることに出願人は気付いた。
【００５５】
上記所定の光学解像度は、変動する場合、所定の基準値に対して、好ましくは±１５％、より好ましくは±５％変動する。
【００５６】
上記少なくとも１つのコード化情報の物理的寸法を測定する工程は、
−上記少なくとも１つの固有な方向において最初の有意なコントラスト変化の位置を測定する工程と、
−上記コード化情報が占有する、上記少なくとも１つのカメラまたは上記少なくとも１つの別のカメラの上記少なくとも１つの画像の画素数を、上記最初の有意なコントラスト変化の位置から開始して、上記所定の光学解像度に基づいて測定する工程とを含むのが好ましい。
【００５７】
有利には、上記コード化情報が占有する画像の画素数を計数することによって、カメラの倍率を通じて、カメラ自体に対するコード化情報の距離を測定できる。
【００５８】
さらに好ましくは、画像は、上記少なくとも１つのコード化情報を全部含むように取得する。その場合、上記少なくとも１つのコード化情報の物理的寸法を測定する工程は、
−上記少なくとも１つの固有な方向において、最初の有意なコントラスト変化および最後の有意なコントラスト変化の位置を測定する工程と、
−上記コード化情報が占有する、上記少なくとも１つのカメラまたは上記少なくとも１つの別のカメラの上記少なくとも１つの画像の画素数を、上記最初の有意なコントラスト変化および上記最後の有意なコントラスト変化の位置から開始して、上記所定の光学解像度に基づいて測定する工程とを含む。
【００５９】
このようにして、進行方向におけるコード化情報の物理的寸法の測定が、より簡単かつより即時的に実施される。
【００６０】
好ましくは、上記少なくとも１つのコード化情報の物理的寸法を測定する工程は、上記少なくとも１つの固有な方向において、上記光コードの少なくとも１つの要素を測定する工程を含む。
【００６１】
特に、上記少なくとも１つのコード化情報が１次元光コード（すなわち、要素が単一方向に延びるコード）である場合、上記少なくとも１つのコード化情報の物理的寸法を測定する工程は、上記単一方向において上記光コードの寸法を測定する工程を含む。一方、上記少なくとも１つのコード化情報が、要素が少なくとも２つの所定の直交する方向に延びる光コード（例えば２次元コードまたはその他の種類のコード）である場合、上記少なくとも１つのコード化情報の物理的寸法を測定する工程は、上記少なくとも２つの所定の直交する方向の少なくとも一方向において上記光コードの寸法を測定する工程を含む。
【００６２】
有利には、物体選別システムに用いる光コードの種類および光学解像度は既知であり、いずれにせよ限定されていることに出願人は気付いた。したがって、所定の方向（１次元コードの場合）または２つの所定の直交する方向（２次元コードまたは他の種類のコードの場合）における光コードの物理的寸法は、ほぼ一定である（光コードの要素数が一定の場合）か、いずれにせよ、上記情報キャラクタ数の関数である（該数が変動する場合）。したがって、光コードの物理的寸法は、予め既知（光コードの要素数が一定の場合）であるか、同光コードの読取り時に求めることができる（光コードの要素数が変動する場合）。したがって、所定の固有な方向におけるそのような光コードの少なくとも１つの要素の測定によって、進行方向におけるコードの物理的寸法を測定できる。
【００６３】
いずれにせよ、光コードまたはその一部の物理的寸法は印刷品質に依存せず、そのためシステムに予め設定できるため、上記の種類の解析が特に有利である。
【００６４】
光コードにおいて基準物理的寸法を取得する場合、上記コントラスト変化は、所定の方向におけるコードの最初および／もしくは最後の要素、または内側にコードの要素が存在する随意のフレームの対向する辺によって規定される。上記フレームが存在する場合、コード化情報が読み取られ、光コードの固有な方向が決定されると（適切なソフトウェアによって）、フレームが検出して測定される。したがって、光コードの物理的寸法は、各方向における光コードの最初の要素と最後の要素の間の距離や、所定の方向における光コードの最初の要素の前および最後の要素の後にしばしば設けられる２つのクワイエットゾーン間の距離や、コードの展開方向に直交する方向における１つの要素の寸法からも得ることができる。
【００６５】
本明細書および特許請求の範囲の全体を通して、「クワイエットゾーン」という表現は、コードの要素の配列（シーケンス）の開始位置の前および終了位置の後に配置され、通常これら端部の要素から上記要素の配列を包含するフレームの縁部まで延びる所定幅の白い部分を示すのに用いる。
【００６６】
好ましくは、上記光コードは、所定の記号表記法に属し、上記少なくとも１つの基準物理的寸法は、上記所定の記号表記法に基づいて測定される。
【００６７】
有利には、光コードのキャラクタ数は、使用した記号表記法の特定の種類によって一意的に特定できるか、限られた数の選択肢に限定できることに出願人は気付いた。したがって、記号表記法が既知であれば、光コードの物理的寸法を求めることができる。
【００６８】
本発明の好ましい実施形態において、上記少なくとも１つの所定の方向において最初の有意なコントラスト変化の位置を測定する工程は、平行経路に沿って複数回繰り返される。このような操作は、得られた結果を検証するのに有益である。
【００６９】
さらに、上記工程は、２つの反対の方向に沿って上記少なくとも１つの所定の方向に通過する工程を好ましくは含む。
【００７０】
好ましくは、上記少なくとも１つの物体の上記少なくとも一部分の位置を測定する工程は、
−上記少なくとも１つの物体が所定の検出位置を通過する瞬間を検出する工程と、
−上記進行方向に沿った上記少なくとも１つの物体の変位量を測定する工程とを含む。
【００７１】
好ましくは、上記少なくとも１つの物体の変位量を測定する工程は、
−上記少なくとも１つの画像の上記少なくとも一部分の位置を少なくとも２回取得して照合する工程と、
−上記照合に基づき、上記少なくとも１つの物体の変位量を算出する工程とを含む。
【００７２】
上記の２回の取得は、必ずしも連続している必要はない。
【００７３】
別の方法として、図２に示すシステムの場合のように、コンベヤベルトに接続された従来のエンコーダを用いてもよい。当然、コンベヤベルトが一定の速度で動く場合は、上記変位量は既知であるため、進行方向における物体の移動を測定する必要はない。
【００７４】
本発明の方法は、その好ましい実施形態において、カメラとは別の専用の距離測定装置によって上記少なくとも１つの物体の距離を検出する工程をさらに含む。
【００７５】
このような解決法は、コード化情報が物体の縁部の付近にあることから、および／または、互いに極めて接近して配置された物体がカメラの視野を通過することから（例えば、図１Ａおよび１Ｂに示す場合のように）、コード−物体の関連付け（コードと物体の関連付け）に不確定要素がある場合に、特に有利である。その場合、コード−物体の関連付けは、上記距離測定装置から得た物体の距離情報と、カメラに対するコード化情報の距離情報との照合に基づいて行う。したがって、上記距離測定装置は、コード−物体の関連付けの不確定要素を減らす補助装置の役割を果たす。
【００７６】
本発明の方法は、その特に好ましい実施形態において、
−上記少なくとも１つの画像内で互いに直交する２つの方向における上記少なくとも１つの物体の位置を測定する工程と
−上記互いに直交する２つの方向における上記少なくとも１つの物体の位置および上記距離に基づき、上記所定の基準系の一平面における上記少なくとも１つの物体の占有面積を測定する工程とをさらに含む。
【００７７】
さらに好ましくは、本発明の方法は、上記占有面積および上記距離に基づき、上記少なくとも１つの物体の体積を測定する工程をさらに含む。
【００７８】
このようにして、有利には、物体の寸法の全てが測定され、そのため、固定参照系における物体の位置が一意的に測定される。したがって、他のカメラおよび固定参照系に対するカメラの位置が既知であれば、物体と、光学的識別システムの他のあらゆるカメラとの相対位置も一意的に求められる。これにより、カメラが他のカメラに取得情報を伝達してもよく、いずれにせよ、単一のカメラでは解決できず、他のカメラの介入を要するような場合でも、コード−物体の関連付けの課題を解決できる。
【００７９】
本発明の特に好ましい実施形態において、少なくとも２つの異なるカメラが用いられ、その内少なくとも１つのカメラは、上記少なくとも１つの物体を物体の上方から捉えるように配置され、少なくとももう１つのカメラは、上記少なくとも１つの物体をその一側方から捉えるように配置される。好ましくは、上記カメラのうち少なくとも１つは、物体を載置するコンベヤベルトの少なくとも左右一方の側に配置され、物体の左右側面の少なくとも一方を捉えるようにする。ただし、上記カメラまたは少なくとも１つのさらなるカメラを上記コンベヤベルトに対して前方または後方に配置し、物体の前後面の少なくとも一方を捉えるようにした他の実施形態が除外されるわけではない。
【００８０】
本発明の特に好ましい実施形態において、上記少なくとも１つのカメラと、上記少なくとも１つの別のカメラ（存在する場合）とは、その光軸が上記進行方向に垂直になるように配置される。
【００８１】
その場合、上記少なくとも１つの物体が上記光軸の位置にある時に、上記少なくとも１つの画像を上記少なくとも１つのカメラによって取得するのが好ましい。
【００８２】
有利には、画像取得のために上記の特定の位置を選択することによって、物体間の任意の相互遮光効果（relative darkening effect）が最小限に抑えられ、捉えた物体が対象のものであるという確率が最大限に高まるため、物体が図１Ａおよび１Ｂに示すように配置されるような状況において、コード−物体の関連付けにおける誤りの可能性を低減できる。さらに、遠近変形に起因する誤りが防止される。
【００８３】
好ましくは、本発明の方法は、
−上記少なくとも１つの表面部分の複数箇所の距離を測定する工程と、
−上記複数箇所の距離に基づき、上記少なくとも１つのカメラの光軸と上記表面部分間の想定回転角（回転が発生していると考えられる場合のその回転角）を測定する工程とをさらに含む。
【００８４】
これにより、コード化情報が物体の上面と下面以外の面にあるような場合に、カメラがコンベヤベルトの側方、前方または後方に配置されていれば、カメラの光軸周りに回転した状態の物体またはコード化情報における基準物理的寸法を測定できる。
【００８５】
好ましくは、上記複数箇所の距離は、上記少なくとも１つのコード化情報の遠近変形の解析に基づいて測定される。
【００８６】
このようにして、物体の一表面の回転した位置に配置されたコード化情報における基準物理的寸法を測定できる。
【００８７】
さらに好ましくは、上記随意の回転角は、上記占有面積の解析に基づいて測定される。
【００８８】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付図面を参照して非限定的な例によってなされる以下の本発明の好ましい実施形態の詳細な説明からより明瞭になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１Ａ】従来の物体識別システムにおいて発生し得る状況を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａとは別の発生し得る状況を示す図である。
【図２】従来の物体識別システムを示す概略側面図である。
【図３】本発明の方法を実施する物体識別システムの好ましい実施形態の１つの概略図である。
【図４ａ】本発明の方法の一実施形態において実施される技法の一応用例を示す図である。
【図４ｂ】本発明の方法の一実施形態において実施される技法の図４ａとは別の応用例を示す図である。
【図４ｃ】本発明の方法の一実施形態において実施される技法の図４ａおよび４ｂとは別の応用例を示す図である。
【図４ｄ】本発明の方法の一実施形態において実施される技法の図４ａ〜４ｃとは別の応用例を示す図である。
【図５ａ】本発明の方法を実施するシステムの想定の動作構成の概略上面図である。
【図５ｂ】本発明の方法の一実施形態において実施されるさらなる技法の例示的な適用を示す図である。
【図６ａ】本発明の方法を実施するシステムのさらなる想定の動作構成の概略上面図である。
【図６ｂ】図６ａのシステムが検出する可能性があるコード化情報の画像を示す図である。
【図７ａ】本発明の方法を実施するシステムのさらなる想定の動作構成の概略側面図である。
【図７ｂ】図７ａのシステムが検出する可能性があるコード化情報の画像を示す図である。
【図８ａ】本発明の方法を実施するシステムのさらなる想定の動作構成の概略上面図である。
【図８ｂ】図８ａのシステムが検出する可能性があるコード化情報の画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００９０】
図３において、符号１０は本発明の方法の第１の好ましい実施形態を実施する物体識別システムを示す。
【００９１】
システム１０は、複数の物体３をデジタルカメラ２に対して進行方向Ａに移動させるコンベヤベルト１を備える。各物体には、その上面に所定の光学解像度を有する光コード（図示せず）が設けられている。
【００９２】
カメラ２は、コンベヤベルト１に対して所定の位置に配置される。具体的には、コンベヤベルト１の上方に配置され、物体３が通過するピラミッド状の検出領域４を構成する。
【００９３】
好ましくは、図示の通り、カメラ２は、その光軸がコンベヤベルト１に対して垂直に配置され、物体３が該光軸を通る時に画像を取得するのが好ましい。
【００９４】
図示の通り、複数の物体３の少なくとも一部は、上記進行方向Ａに対して少なくとも一部分が横方向に並んで配置される。
【００９５】
処理ユニット５は、カメラ２に接続されており、物体３が検出領域４内にある時に物体３の光コードを解読できる。該ユニットは、カメラ２に内蔵されてもよい。
【００９６】
カメラ２は、所定の倍率および所定の光学解像度を有する画像センサ（図示せず）を備える。また、上述の通り、カメラ２は可変倍率システムを備えてもよい。この場合、光コードの取得時の倍率は既知とする。
【００９７】
光コードの表面において取得され、かつその解像度および／または光コードの光学コーディングに用いる記号表記法の種類に関連付けられた基準物理的寸法とともに、所定の倍率および所定の光学解像度が、処理ユニット５に予め設定される。該寸法は、期待解像度に相当する単一の数値であってもよいし、複数の数値の限定範囲であってもよい。
【００９８】
検出領域４の進行方向Ａに対する上流に、コンベヤベルト１の付近に配置された進入センサ８が存在するため、カメラ２は、検出領域４内に対する複数の物体３の進入を検出する。また、進入センサ８が存在するため、コンベヤベルト１の進行速度の情報に基づき（進行速度が一定の場合は予め既知であり、進行速度が一定でない場合はエンコーダを用いて測定する）、処理ユニット５は、カメラ２による画像シーケンスの反復取得を検出領域４内の各物体３の進入の瞬間と同期できる。
【００９９】
さらに、処理ユニット５は、カメラ２を通じて、コンベヤベルト１の上面に平行な基準面における各光コードおよび各物体３の位置を測定できる。
【０１００】
以下により詳細に説明する通り、本発明によれば、光コードの光学解像度、光コードが属する記号表記法、およびカメラ２の画像センサの倍率が既知であれば、カメラ２が取得した単一の画像の解析から、処理ユニット５はカメラ２から光コードまでの距離を測定できる。
【０１０１】
この距離情報を上記基準面における各光コードの位置に関する情報と組み合わせて、処理ユニット５は、進行方向Ａにおける所定の基準系に対する光コードの位置を測定できる。
【０１０２】
この光コードの位置は物体３の位置と照合されて、読み取った光コードを、カメラ２による画像取得時に一致する位置を含む特定の物体３に関連付ける。
【０１０３】
コンベヤベルト１の進行速度が既知であり、各物体が所定の検出位置（検出領域４より前でも検出領域内でもよい）を通過する瞬間が検出されると、進行方向Ａにおける物体３の位置が分かる。
【０１０４】
進行速度は、上述の通り、一定とみなされてもよく（したがって、予め既知である）、変動する場合は、リアルタイムで測定されてもよい。
【０１０５】
図３に示す実施形態において、物体の進行速度（したがって物体の経時的位置）の測定は、カメラ２を通じて、２回の連続する取得で捉えた物（例えば、光コードまたは物体３）の変位量、つまり２回の連続する取得におけるカメラ２のフレーム内の物の変位量の解析に基づいて、処理ユニット５が直接実施する。
【０１０６】
特に、この測定値は、処理時間を減らすように、取得するたびに画像の一部のみを解析することによって得られてもよい。これは、取得した画像の全画素のうちの一部のみ、例えばスキャン方向に平行な線のみ、または寸法を減らしたウィンドウのみによって生成される信号を取得および送信するある種のセンサの機能によって可能となる（この機能は、ウィンドウ生成（windowing）またはセンサウィンドウイング（sensor windowing）という用語で知られる）。
【０１０７】
本発明の好ましい実施形態において、解析した画像部分の変位量をコンベヤベルト１の進行速度に関連付ける情報は、画像内の光コードの要素（例えば、バーコードのバーおよび／またはスペース）の少なくとも一部の位置を解析することによって得られてもよい。
【０１０８】
代替方法として、物体３の表面自体またはコンベヤベルト１に配置された任意の幾何学的形状の任意の記号または要素が用いられてもよい。ただし、これら記号や要素の寸法は予め既知であるものとする。
【０１０９】
代わりに、距離が測定されれば、カメラ２が取得した一連の画像における物体または光コード（または他の随意の記号もしくは要素）の端部を特定する前部（コントラスト変化）の変位速度が測定されてもよい。この測定は、リアルタイムに行って画像ごとに検出速度値を修正してもよい。
【０１１０】
ここで、本発明に係る光コードの距離を測定する技法を、特に１次光コードおよび図４ａ〜４ｄを参照して説明する。図中、符号３０はバーコードを示す。以下の記載内容は、例えば２次元コードなどの異なる種類のコードにも同様に適用する。
【０１１１】
コード３０は、所定の水平方向Ｏに連続する複数の要素（全体を符号Ｂで示し、かつ、ここに図示する具体例において、全体Ｂはバーおよびスペースで画定される）を備える。
【０１１２】
図４ａおよび４ｂとは異なり、図４ｃおよび４ｄのコード３０は、最初の要素Ｂ１の左側のクワイエットゾーン３２ａと、最後の要素Ｂｎの右側のクワイエットゾーン３２ｂとを画定するフレーム３１を備える。
【０１１３】
本発明によれば、すでに上記で予想される通り、カメラ２からコード３０までの距離の測定は、コード３０の光学解像度と、カメラ２に搭載した画像センサの倍率（この倍率は、少なくとも当該画像の取得時に既知である）と、随意的に該光コードが属する記号表記法とが既知であれば、コード３０自体を用いて実施される。光学解像度が変動する場合、所定の基準値に対して、好ましくは±１５％、より好ましくは±５％変動する。
【０１１４】
距離測定には、最初の有意なコントラスト変化の位置を探索する、複数の水平または垂直の平行線状経路を介したコード３０の解析が特に想定される。
【０１１５】
図４ａに示す具体例では、左から右に第１の水平経路Ｏ１ａが構成され、好ましくは、右から左に逆の経路Ｏ１ｂが構成される。この場合、最初の有意なコントラスト変化は、最初の要素Ｂ１および最後の要素Ｂｎにおいてそれぞれ検出される。
【０１１６】
別の方法として、図４ｂの具体例に示すように、上から下に第１の垂直経路Ｏ２ａが構成され、好ましくは、下から上に逆の経路Ｏ２ｂも構成される。最初の有意なコントラスト変化は、コード３０の任意の要素Ｂにおいてそれぞれ検出される。この場合、コード３０のバーが途切れるまで複数の垂直経路を構成することによって解析を繰り返すことが重要である。
【０１１７】
別の方法として、図４ｃの具体例に示すように、左から右に第１の水平経路Ｏ３ａが構成され、好ましくは右から左に逆の経路Ｏ３ｂが構成される。最初の有意なコントラスト変化は、フレーム３１の一方の垂直な辺と、該フレームの反対側の垂直な辺とにおいてそれぞれ検出される。
【０１１８】
別の方法として、図４ｄの具体例に示すように、上から下に第１の経路Ｏ４ａが構成され、好ましくは、下から上に逆の経路Ｏ４ｂも構成される。最初の有意なコントラスト変化は、フレーム３１の一方の水平な辺と、該フレームの反対側の水平な辺とにおいてそれぞれ検出される。
【０１１９】
図４ａ〜４ｄに示す方法の１つによって、２つの逆向きの経路の少なくとも一方において最初の有意なコントラスト変化の位置が検出されれば、コード３０が占有する画像画素数が算出できる。このデータは、画像面中の距離Ｄにおけるコード３０の寸法を画素単位で表す（以下、「Ｄにおける占有画素」ともいう）。
【０１２０】
カメラ２からコード３０までの幾何学的距離Ｄは、以下の式を適用して得ることができる。
【０１２１】
Ｄ＝コードとカメラの距離
＝（Ｄmaxにおける占有画素／センサの解像度）／（Ｄにおける占有画素／センサの解像度）×Ｄmax
【０１２２】
ただし、Ｄmaxはカメラ２とコンベヤベルト１との距離である（処理ユニット５に予め設定）。
【０１２３】
カメラ２に搭載した特定の種類のセンサの光学解像度が既知として、カメラ２は、距離Ｄmaxにおいて、寸法が既知の辺ＬＡおよびＬＢを有する長方形を捉える。したがって、コード３０の水平寸法をＳｏ、コード３０の垂直寸法をＳｖとした場合、コードからの距離Ｄmaxにおける占有画素数とセンサの解像度との比は、比Ｓｏ／ＬＡまたはＳｖ／ＬＢから（コード３０を水平方向に解析しているか、または垂直方向に解析しているかによる）得ることができる。寸法ＳｏおよびＳｖは、ほぼ一定の場合、処理ユニット５に予め設定される。または、用いた記号表記法が既知であり、かつ／もしくは、コード自体の各要素が連続する方向におけるコードの単一の要素の寸法を測定すれば、光コード読取り時のコードの要素Ｂの数（数が変動する場合）に基づいて、寸法ＳｏおよびＳｖを得ることができる。
【０１２４】
２次元コード、または、より一般的には、２つの平行する方向に延びるコードの場合、上記の技法を、少なくとも１つの水平方向または少なくとも１つの垂直方向に繰り返してもよい。
【０１２５】
上記の探索方法で得た結果を検証する（有効なものにする）ために、複数の水平および／または垂直の平行経路によって上記技法を繰り返すのが好ましい。
【０１２６】
以下に、図５ａおよび５ｂを参照して、本方法の別の実施形態を説明する。この実施形態は、上記実施形態に代わるものとして、物体３が進行方向Ａに関して互いに間隔をあけてコンベヤベルト１に配置される場合に用いられてもよい。
【０１２７】
該実施形態は、カメラから各物体３までの距離の測定にコード化情報の事前検出が必ずしも必要ではないという点で、上記の図３を参照した上記実施形態とは異なる。実際、距離は、進行方向Ａにおける物体３の最大サイズから出発して求められることができる。該最大サイズは、以下に詳述する通り、進行方向Ａにおける物体３の変位量に基づいて求められる。
【０１２８】
図示の通り、この場合も、物体識別システム１０は、物体３を載置するコンベヤベルト１、少なくとも１つのカメラ（図示せず）、存在センサ８、およびエンコーダ７を備える。当然、コンベヤベルト１の進行速度が一定である場合、エンコーダ７を用いる必要はない。
【０１２９】
図３に示す実施形態と同様、この場合も説明をわかりやすくするために、カメラはコンベヤベルト１の上側に配置されていると考える。
【０１３０】
エンコーダ７および存在センサ８が設けられている場合、これらはいずれもインクリメントカウンタを備える動作制御ユニット（図示せず）に接続される。該動作制御ユニットは、カメラに内蔵されていてもカメラとは別体のユニットであってもよい。
【０１３１】
進行方向Ａにおける物体３の変位量の測定は、以下に記載するように、存在センサ８およびエンコーダ７が提供する信号を適切に検出することによって行う。
【０１３２】
図５ａに示す具体例において、それぞれＫ、Ｋ−１、およびＫ−２で示す３つの四角形の物体３を示す。物体Ｋは、進行方向Ａに沿っており、進行方向Ａにおけるその変位中に、事前に起動した存在センサ８に到達した位置に示す。センサ８に到達した瞬間、またはその到達した瞬間の後に、カメラは有意なコントラスト変化を検出し、この瞬間におけるエンコーダ７のインクリメントカウンタの値を保存する（第１の値）。物体Ｋの後部が存在センサ８を通過すると、センサ８を通過した瞬間、またはその通過の後に、カメラは新しい有意なコントラスト変化を検出し、この瞬間におけるインクリメントカウンタの値を保存する（第２の値）。
【０１３３】
第２の値と第１の値の差は、エンコーダ７の差動を表すが、これは、進行方向Ａにおける物体３の最大サイズに依存する。この最大サイズは、物体Ｋの具体例ではその長さ（図中Ｉで示す）に相当する。具体的には、上記最大サイズは、エンコーダ７の差動にエンコーダの単位ピッチを掛けることによって求められることができる。
【０１３４】
上記のステップは、物体Ｋ−１およびＫ−２にも適用できる。これらの場合、上記の通り測定した２つの物体の最大サイズは、各物体の長さではなく、進行方向Ａにおける各長さの投影に相当する（それぞれＩ'およびＩ''で示す）。
【０１３５】
上記の通り進めることによって、各物体３に各最大サイズを割り当てることができ、各最大サイズは適切に保存される。
【０１３６】
図５ａに示す通り、物体３の変位量（したがってその最大サイズ）は、カメラが構成する検出領域４に先行する観察領域に配置された存在センサ８で測定されるのが好ましい。いずれにせよ、別の実施形態が想定される。このような実施形態では、上記観察領域が検出領域４と一致するか、または、少なくとも一部重なる。
【０１３７】
所定数のエンコーダ単位ステップを終えた後、物体３は検出領域４に到達する。カメラは、物体３がカメラの光学軸の位置にある時に画像を取得するのが好ましい。進行方向Ａにおける最初の有意なコントラスト変化と、好ましくは、最後の有意なコントラスト変化とを、画像処理技法によって特定する。上記の技法の１つは、図５ｂに示すように、いずれも進行方向Ａに垂直な複数の平行線Ｏ５ｂをトレースし、画像中の両端の２本の平行線を隔てる画素の数を測定する。このようにして、進行方向Ａにおける物体３の画素を単位とした全体サイズ（図５ｂ中Ｉで示す）を測定する。
【０１３８】
存在センサ８およびエンコーダ７が提供する信号に基づいて事前に求めた最大サイズと、上記の画素を単位としたサイズとを照合することによって、カメラから物体３までの距離を求めることができる。
【０１３９】
別の方法として、上述の基準物理的寸法を、物体３における既知の寸法のロゴまたは別のグラフィック要素とする。
【０１４０】
上記の全ての実施形態において、物体３とコンベヤベルト１の明暗差（コントラスト）が、カメラが取得した画像において、２つの直交する方向に沿った物体３の位置を強調することを考慮すると、物体３の画素を単位とした占有面積を求めることができ、カメラから物体３までの距離が既知であれば、固定参照系における物体３の占有面積を求めることができる。この占有面積と、カメラから物体までの距離とに基づき、物体３の体積を求めることができる。
【０１４１】
上記の技法は、物体の任意の表面に配置された光コードを読み取るために、カメラ２が上方から物体３を捉える場合（図３に示す）と、カメラ２を物体３に対して側方（図６ａおよび８ａに示す）、前方（図７ａに示す）、または後方に配置した場合とのいずれにも適用できる。底面に対して読取りを行う場合、カメラから光コードまでの距離は一意に求められ、カメラとコンベヤベルトの距離に一致する。
【０１４２】
さらに、上記の技法は、図６ａ、７ａおよび８ａに示すように、光コードがカメラ２の光軸に対して完全には垂直でない面に存在する場合にも適用可能である。このような場合、複数箇所において光コードを解析することによって、物体３の回転の有無および向きを検出できる。
【０１４３】
例として、右から左へ進む進行方向Ａに関して物体３の側面が配置されたコードの読取りを検討する（図６ａ）。上記技法の１つを用いて、カメラ２から該側面の複数箇所までの距離を測定できる。図６ｂに示すように、左側の垂直経路に沿って検出した光コード３０の物理的寸法が右側の垂直経路に沿って検出した物理的寸法よりも大きい場合、物体３は、前方側がカメラ２に向かって回転していることになる。実際、カメラ２に近づくほど、比例して、カメラが捉える面積は減少して占有画素数は増加する。これは、上側水平測定値と下側水平測定値が一致する場合、すなわち、コードが存在する面がコンベヤベルトに対して垂直である場合に起こる。
【０１４４】
この場合、光コード３０の距離は、左側垂直測定値と右側垂直測定値の算術平均を求めることによって算出できる。
【０１４５】
カメラ２に対して物体３が回転しておらず、進行方向Ａに対して垂直な面にコードが存在する場合（図７ａ）も同様にカメラ２からコードまでの距離を算出できる。この場合、コード３０の距離は、上側水平測定値と下側水平測定値の算術平均を求めることによって算出できる（図７ｂ）。
【０１４６】
一方、コード３０がその存在する面において回転している場合（図８ａおよび８ｂ）、すなわち、コード３０の各辺が進行方向Ａに対して平行でも垂直でもない場合、上記の技法によってコード３０の向きを求め、随意に該面において画像を回転して上記例の１つに戻すことができる。
【０１４７】
一般に、基準物理的寸法が上記の方法の１つにおいて測定されると、物体３の画素を単位とした占有面積の解析（該占有面積は、物体３の適切な遠近変形によって随意に求められる）と、物体３の画像内の位置とから、単純な回転よりもさらに複雑な幾何学的変換によって、カメラに対する物体３の向きと、ひいては物体の全体的な距離とを得ることができる。
【０１４８】
１つの物体３および／または互いに極めて近接する複数の物体３の縁部付近にコード化情報が存在するために、コード−物体の関連付けに不確定要素があるという状況があり得る。
【０１４９】
この場合、好ましくは、上記距離測定技法は、コンベヤベルト１の付近に配置された適切な距離測定装置（例えば、図２の高さ測定装置６など）によって検出した距離信号と組み合わせられる。
【０１５０】
実際のところ、この場合、上記距離測定装置からの、物体３の高さ情報と、カメラ２から読み取ったコードまでの距離の測定値との照合に基づいて、コード−物体の関連付けを行う。距離測定装置が、物体３に対してＴ１１に始まりＴ１２に終わる経路の高さＡ１の信号を出力し、カメラ２が、検出領域４内のある物体３の通過時間が知っており、検出領域４の対応する区域内の同じ高さにおいて１つ以上のコードを検出した場合、これらのコードはその物体３に割り当てられる。「物体存在」信号の存在下で読み取られたコードがない場合、「非識別物体」信号が有効化されて、システムによる特定の動作を発生してもよい。
【０１５１】
別の方法として、画像に含まれる全てのコードを読取り、同時に、存在センサからの全ての「物体進入」信号を収集した上で、入手し得る最大量の情報を用いて確率論的なコードと物体の関連付けを行い、そのような関連付けができるだけ正確になるようにする。
【０１５２】
上記のシステム１０の好ましい実施形態では、少なくとも１つのカメラをコンベヤベルト１の上方に配置し（図３）、かつ、少なくとも１つのカメラをコンベヤベルト１の側方に配置して（図６ａおよび８ａ）用いる。さらに、コンベヤベルト１の前方にもカメラを設けてもよい（図７ａ）。固定参照系におけるこれらカメラの相対位置および各カメラの位置は既知であるものとし、これにより、予めシステムに設定できる。これらカメラは取得情報を交換してもよく、これらコードと物体の正確な関連付けを進めるのに十分な量の情報が得られる。
【０１５３】
特定の出願要件および条件付きの出願要件を満たすために、当業者が上述の本発明に対して変更および変形を行えるのは明らかである。いずれにせよ、これらの変更および変形は、特許請求の範囲によって定義する保護の範囲内に含まれる。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
〔態様１〕
動作中物体の光学的識別方法であって、
所定の検出領域（４）の少なくとも１つの画像を少なくとも１つのカメラ（２）によって取得する工程であって、前記少なくとも１つのカメラ（２）は、少なくともその取得期間中に所定の倍率を有し、前記少なくとも１つの画像は、所定の進行方向（Ａ）に沿って前記検出領域（４）を通過する少なくとも１つの物体（３）の少なくとも一部分を含む、工程と、
所定の基準系に対して前記所定の進行方向（Ａ）に沿った前記少なくとも１つの物体（３）の前記少なくとも一部分の位置を測定する工程と、
前記少なくとも１つの画像において、または、少なくとも１つの物体（３）の前記少なくとも一部分を含む少なくとも１つの後続の画像において、前記所定の進行方向（Ａ）に沿って前記検出領域（４）を通過する少なくとも１つのコード化情報（３０）を検出する工程であって、この検出は、前記少なくとも１つのカメラ（２）によって、または、前記少なくとも１つのカメラ（２）に対して所定の相対位置を有する別のカメラによって、前記少なくとも１つの画像または前記少なくとも１つの後続の画像の少なくとも取得期間中に、所定の倍率で実施される、工程と、
前記少なくとも１つのコード化情報（３０）を読み取る工程と、
前記画像内で前記所定の進行方向（Ａ）に沿って前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の少なくとも一部分の位置を測定する工程と、
前記少なくとも１つのカメラ（２）または前記少なくとも１つの別のカメラによって、前記少なくとも１つの物体（３）または前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の少なくとも１つの表面部分に属する少なくとも１つの基準物理的寸法を検出する工程と、
前記少なくとも１つの基準物理的寸法と、前記少なくとも１つの基準物理的寸法を検出した前記カメラの前記倍率とに基づいて、前記少なくとも１つのカメラから、さらに、前記少なくとも１つの別のカメラを備えている場合は、前記少なくとも１つの別のカメラから、前記少なくとも１つの表面部分までの距離を測定する工程と、
前記距離と、前記画像内の前記所定の進行方向（Ａ）に沿った前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の前記少なくとも一部分の前記位置とに基づいて、前記所定の基準系に対する、前記所定の進行方向（Ａ）に沿ったコード化情報（３０）の前記少なくとも一部分の位置を測定する工程と、
前記少なくとも１つのコード化情報（３０）を検出する際に、前記少なくとも１つのコード化情報（３０）を、前記検出領域（４）を通過する対応の物体（３）に関連付ける工程であって、前記関連付けは、前記所定の基準系に対する前記少なくとも１つの物体（３）の前記少なくとも一部分の前記位置と、前記所定の基準系に対する前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の前記少なくとも一部分の前記位置とに基づいて行われる工程とを備えた、動作中物体光学的識別方法。
〔態様２〕
態様１に記載の方法において、
前記少なくとも１つの基準物理的寸法を検出する工程は、
前記進行方向（Ａ）に沿って前記少なくとも１つの物体（３）の変位量を測定する工程と、
前記変位量に基づいて、前記進行方向（Ａ）に沿って前記少なくとも１つの物体（３）の最大サイズを測定する工程とを含む、動作中物体光学的識別方法。
〔態様３〕
態様２に記載の方法において、
前記進行方向（Ａ）に沿って前記少なくとも１つの物体（３）の最大サイズを測定する工程は、
前記少なくとも１つの画像内で前記進行方向（Ａ）における最初の有意なコントラスト変化の位置を測定する工程と、
前記最初の有意なコントラスト変化の前記位置に基づき、前記少なくとも１つの物体（３）が占有する、前記少なくとも１つのカメラ（２）の前記少なくとも１つの画像の画素数を測定する工程とを含む、動作中物体光学的識別方法。
〔態様４〕
態様２に記載の方法において、
前記少なくとも１つの画像は、前記少なくとも１つの物体（３）を全て含み、前記進行方向（Ａ）に沿って前記少なくとも１つの物体（３）の最大サイズを測定する工程は、
前記少なくとも１つの画像内で、前記進行方向（Ａ）における最初の有意なコントラスト変化および最後の有意なコントラスト変化の位置を測定する工程と、
前記最初の有意なコントラスト変化および前記最後の有意なコントラスト変化の前記位置に基づき、前記少なくとも１つの物体（３）が占有する前記少なくとも１つの画像の画素数を測定する工程とを含む、動作中物体光学的識別方法。
〔態様５〕
態様１に記載の方法において、
前記少なくとも１つの基準物理的寸法は、前記少なくとも１つの物体（３）に施したロゴまたは別のグラフィック要素の既知の寸法で規定される、動作中物体光学的識別方法。
〔態様６〕
態様１に記載の方法において、
前記少なくとも１つのコード化情報（３０）は所定の光学解像度を有し、前記少なくとも１つの基準物理的寸法を検出する工程は、少なくとも１つの固有な方向において、前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の物理的寸法を測定する工程を含む、動作中物体光学的識別方法。
〔態様７〕
態様６に記載の方法において、
前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の物理的寸法を測定する工程は、
前記少なくとも１つの固有な方向において最初の有意なコントラスト変化の位置を測定する工程と、
前記コード化情報（３０）が占有する、前記少なくとも１つのカメラ（２）または前記少なくとも１つの別のカメラの前記少なくとも１つの画像の画素数を、前記最初の有意なコントラスト変化の位置から開始して、前記所定の光学解像度に基づいて測定する工程とを含む、動作中物体光学的識別方法。
〔態様８〕
態様６または７に記載の方法において、
前記少なくとも１つのコード化情報（３０）は１次元光コードであり、前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の物理的寸法を測定する工程は、前記少なくとも１つの固有な方向において、前記光コードの少なくとも１つの要素を測定する工程を含む、動作中物体光学的識別方法。
〔態様９〕
態様６または７に記載の方法において、
前記少なくとも１つのコード化情報（３０）は、要素が少なくとも２つの所定の直交する方向に延びる光コードであり、前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の物理的寸法を測定する工程は、前記少なくとも２つの所定の直交する方向の少なくとも一方向において前記光コードの寸法を測定する工程を含む、動作中物体光学的識別方法。
〔態様１０〕
態様８または９に記載の方法において、
前記光コードは、所定の記号表記法に属し、前記少なくとも１つの基準物理的寸法は、前記所定の記号表記法に基づいて測定される、動作中物体光学的識別方法。
〔態様１１〕
態様１から１１のいずれか一態様に記載の方法において、
前記少なくとも１つの物体（３）の前記少なくとも一部分の位置を測定する工程は、
前記少なくとも１つの物体（３）が所定の検出位置を通過する瞬間を検出する工程と、
前記進行方向（Ａ）に沿った前記少なくとも１つの物体（３）の変位量を測定する工程とを含む、動作中物体光学的識別方法。
〔態様１２〕
態様１１に記載の方法において、
前記少なくとも１つの物体（３）の変位量を測定する工程は、
前記少なくとも１つの画像の前記少なくとも一部分の位置を少なくとも２回取得して照合する工程と、
前記照合に基づき、前記少なくとも１つの物体（３）の変位量を算出する工程とを含む、動作中物体光学的識別方法。
〔態様１３〕
態様１から１２のいずれか一態様に記載の方法において、さらに、
専用の距離測定装置によって前記少なくとも１つの物体（３）の距離を検出する工程を備えた、動作中物体光学的識別方法。
〔態様１４〕
態様１から１３のいずれか一態様に記載の方法において、さらに、
前記少なくとも１つの画像内で互いに直交する２つの方向における前記少なくとも１つの物体（３）の位置を測定する工程と、
前記互いに直交する２つの方向における前記少なくとも１つの物体（３）の位置および前記距離に基づき、前記所定の基準系の一平面における前記少なくとも１つの物体（３）の占有面積を測定する工程とを備えた、動作中物体光学的識別方法。
〔態様１５〕
態様１４に記載の方法において、さらに、
前記占有面積および前記距離に基づき、前記少なくとも１つの物体（３）の体積を測定する工程を備えた、動作中物体光学的識別方法。
〔態様１６〕
態様１から１５のいずれか一態様に記載の方法において、
前記少なくとも１つのカメラ（２）は、前記少なくとも１つの物体（３）をその物体（３）の上方から捉えるように配置され、前記少なくとも１つの別のカメラは、前記少なくとも１つの物体（３）をその任意の側方から捉えるように配置される、動作中物体光学的識別方法。
〔態様１７〕
態様１から１６のいずれか一態様に記載の方法において、
前記少なくとも１つのカメラ（２）の光軸が前記進行方向（Ａ）に直交するように配置され、
前記少なくとも１つの別のカメラを備えている場合には、この少なくとも１つの別のカメラの光軸も、前記進行方向（Ａ）に直交するように配置される、動作中物体光学的識別方法。
〔態様１８〕
態様１７に記載の方法において、
前記少なくとも１つの物体（３）が前記光軸の位置に存在する時に、前記少なくとも１つの画像が前記少なくとも１つのカメラ（２）によって取得される、動作中物体光学的識別方法。
〔態様１９〕
態様１８に記載の方法において、
前記少なくとも１つの表面部分の複数箇所の距離を測定する工程と、
前記複数箇所の距離に基づき、前記少なくとも１つのカメラ（２）の光軸と前記表面部分間の想定回転角を測定する工程とを備えた、動作中物体光学的識別方法。
〔態様２０〕
態様１９に記載の方法において、
前記複数箇所の距離は、前記少なくとも１つのコード化情報（３０）の遠近変形の解析に基づいて測定される、動作中物体光学的識別方法。
〔態様２１〕
態様１９または２０に記載の方法において、
態様１４または１５に従属する場合、前記想定回転角は、前記占有面積の解析に基づいて測定される、動作中物体光学的識別方法。
【図１Ａ】
0005947819.tif 000002
【図１Ｂ】
0005947819.tif 000003
【図２】
0005947819.tif 000004
【図３】
0005947819.tif 000005
【図４ａ】
0005947819.tif 000006
【図４ｂ】
0005947819.tif 000007
【図４ｃ】
0005947819.tif 000008
【図４ｄ】
0005947819.tif 000009
【図５ａ】
0005947819.tif 000010
【図５ｂ】
0005947819.tif 000011
【図６ａ】
0005947819.tif 000012
【図６ｂ】
0005947819.tif 000013
【図７ａ】
0005947819.tif 000014
【図７ｂ】
0005947819.tif 000015
【図８ａ】
0005947819.tif 000016
【図８ｂ】
0005947819.tif 000017