mwirth-epo/epo-nmt-datasets huggingface dataset:
Sistema e metodo di lettura di informazioni codificate La presente invenzione riguarda un sistema ed un metodo di lettura di informazioni codificate.
The present invention concerns a system and a method for reading coded information.
In particolare, la presente invenzione riguarda un sistema ed un metodo per la lettura di informazioni codificate da un oggetto.
Specifically, the present invention concerns a system and a method for reading coded information from an object.
Con il termine “informazione codificata” si intende indicare l'insieme dei dati identificativi contenuti in un codice, preferibilmente un codice ottico.
The term “coded information” is used to indicate the set of identification data contained within a code, preferably an optical code.
Con il termine “codice ottico” si intende indicare una qualsiasi rappresentazione grafica avente la funzione di memorizzare la suddetta informazione codificata.
The term “optical code” is meant to indicate any graphical representation that has the function of storing said coded information.
Il termine "codice ottico" comprende rappresentazioni grafiche rilevabili sia nel campo della luce visibile sia nella gamma di lunghezze d’onda compresa tra l’infrarosso e l’ultravioletto.
The term “optical code” comprise graphical representations detectable both in the visible light field and in the range of wavelengths between infrared and ultraviolet.
Esempi particolari di codice ottico sono costituiti da codici lineari o codici bidimensionali, in cui l'informazione è codificata tramite opportune combinazioni di elementi di forma prefissata, ad esempio quadrati, rettangolari o esagonali, di colore scuro (normalmente nero) separati da elementi chiari (spazi, normalmente bianchi), quali i codici a barre, i codici stacked, i codici bidimensionali in genere, i codici a colori, ecc. Il termine "codice ottico" comprende inoltre, più in generale, anche altre forme grafiche con funzione di codifica di informazioni, includenti caratteri stampati in chiaro (lettere, numeri, ecc.) e forme ("pattern") particolari (quali ad esempio timbri, logo, firme, impronte digitali ecc.).
Particular examples of an optical code consist in linear or two-dimensional codes, in which information is encoded by using appropriate combinations of fixed shape elements, for example square, rectangular or hexagonal, of a dark color (usually black) separated by light elements (spaces, usually white), such as bar codes, stacked codes and two-dimensional codes in general, color codes, etc. The expression “optical code” also comprises, more generally, other graphical forms with an information coding function, including clearly printed characters (letters, numbers, etc.) and special patterns (“pattern”) (such as stamps, logos, signatures, fingerprints, etc.).
Le informazioni codificate possono essere relative, ad esempio, a distanza, volume, ingombro, e/o dati identificativi di un oggetto.
The coded information can relate, for example, to distance, volume, size, and/or identifying data of an object.
NeN’ambito dei trasporti e della logistica sono comunemente usati sistemi di trasporto e smistamento di pacchi, valigie e più in generale oggetti.
In transport and logistics commonly used systems are those of transport and the sorting of parcels, bags and more generally objects.
In questi sistemi, gli oggetti vengono posti su un nastro trasportatore in movimento ed identificati sulla base della lettura di un codice ottico stampato su un’etichetta associata a ciascun oggetto.
With these systems, the objects are placed on a moving conveyor belt and identified on the basis of reading an optical code printed on a label associated with each object.
La lettura del codice ottico viene effettuata in modo automatico mediante l'utilizzo di un apposito sistema automatizzato di lettura di informazioni codificate.
Reading the optical code is performed automatically by means of a special automated coded information reading system.
Come descritto da EP2681138, in passato, quando esistevano solo i codici lineari, la lettura dei codici ottici veniva effettuata tramite scansione sul codice ottico di un fascio di luce laser emesso da un apposito lettore laser.
As described by EP2681138, in the past, when there were only linear codes, optical code reading was performed by means of scanning an optical code using a beam of laser light emitted from a laser reader.
Con l’avvento dei codici bidimensionali, si è diffuso l’impiego di telecamere digitali, tipicamente utilizzanti sensori CCD/CMOS.
With the advent of two-dimensional codes, the use of digital cameras has spread, typically utilizing CCD/CMOS sensors.
Tali telecamere permettono una maggior flessibilità d’uso; esse sono infatti in grado di leggere sia i tradizionali codici lineari, sia quelli bidimensionali, sia gli altri tipi di codice, oltre ad offrire funzioni aggiuntive come l’OCR (riconoscimento ottico di caratteri).
These cameras allow greater flexibility of use; they are in fact able to read traditional linear codes two-dimensional codes and other types of codes, as well as offering additional features such as OCR (optical character recognition).
La Richiedente ha osservato che le telecamere digitali utilizzate in tali sistemi sono telecamere bidimensionali (2D).
The Applicant has observed that the digital cameras used in these systems are two-dimensional (2D) cameras.
Tuttavia, l'utilizzo di telecamere 2D è affetto da problemi di distorsione prospettica dell’immagine dovuti al fatto che si utilizza un sistema 2D per riprendere un oggetto che, in realtà, è tridimensionale (3D).
The use of 2D cameras is however affected by problems of perspective distortion of the image due to the fact that a 2D system is being used to capture an object that in reality, is three-dimensional (3D).
L’eliminazione di tale distorsione dalle immagini 2D acquisite richiede l’uso di algoritmi di correzione complessi.
The elimination of this distortion from the captured 2D images requires the use of complex correction algorithms.
Inoltre, per garantire l’identificazione di informazioni codificate che possono essere presenti su una faccia qualsiasi dell’oggetto, tali sistemi richiedono l’uso di più telecamere 2D.
In addition, to ensure the identification of coded information that may be present on a face of any object, these systems require the use of multiple 2D cameras.
La Richiedente ha, però, osservato che, per garantire la rilevazione di un codice ottico in ogni situazione possibile, è necessario sovradimensionare il numero di telecamere in modo da garantire che ci sia almeno una telecamera che sia in grado di rilevare tutto il codice ottico nella sua interezza, anche nel caso più sfavorevole (vale a dire, codice ottico posizionato vicino alla telecamera e/o codice ottico di dimensioni massime).
The Applicant has, however, observed that, in order to ensure the detection of an optical code in every possible situation, it is necessary to over-specify the number of cameras in such a way as to ensure that there is at least one camera that can capture all of the optical code in its entirety, even in the most unfavorable of cases (namely, an optical code located near the camera and/or an optical code of maximum dimensions).
In aggiunta, nel caso di oggetti molto vicini l’uno all’altro lungo la direzione di avanzamento del nastro trasportatore e/o lungo una direzione perpendicolare ad essa, vi è il problema di distinguere tali oggetti per effettuare una corretta associazione tra codice ottico e rispettivo oggetto.
In addition, in the case of objects that are very close to one another along the direction of travel of the conveyor belt and/or along a direction that is perpendicular to it, there is the problem of distinguishing those objects in order to make a correct association between the optical code and a respective object.
Come evidente da EP2681138, ovviare a tale problema richiede l’uso di strumentazione aggiuntiva e/o di algoritmi complicati e spesso si risolve in un calo delle prestazioni garantite di lettura per i limiti intrinsechi della soluzione implementata (si richiede al cliente di mantenere gli oggetti molto distanziati tra loro, di ridurre la velocità di movimentazione, di ridurre le dimensioni massime e/o aumentare le dimensioni minime degli oggetti trattati, ecc).
As is evident from EP2681138, avoiding this problem requires the use of additional equipment and/or complicated algorithms and often results in decreased guaranteed reading performance due to the intrinsic limitations of the solution implemented (it requires the customer to keep objects spaced far apart, to reduce the speed of movement, to reduce the maximum dimensions and/or to increase the minimum dimensions of the objects being processed, etc).
La Richiedente si è quindi posta il problema tecnico di fornire un sistema ed un metodo di lettura di informazioni codificate migliorato rispetto a quelli della tecnica nota.
The Applicant has therefore raised the technical problem of providing a system and an improved method for reading coded information compared to those of the prior art.
In particolare, la Richiedente si è posta il problema tecnico di fornire un sistema ed un metodo di lettura di informazioni codificate che consenta di eliminare i problemi sopra menzionati relativi alla distorsione prospettica deN’immagine, al sovradimensionamento delle telecamere ed alla distinzione di oggetti molto vicini tra loro, sia lungo la direzione di avanzamento del nastro trasportatore sia lungo una direzione perpendicolare ad essa.
In particular, the Applicant has raised the technical problem of providing a system and a method for reading coded information that allows the above mentioned problems relating to the perspective distortion of the image, the over-specifying of the cameras and the distinguishing of objects that are very close to one another to be eliminated, both along the direction of travel of the conveyor belt and along a direction perpendicular to it.
La Richiedente ha trovato che tale problema tecnico può essere risolto mediante l'utilizzo di telecamere tridimensionali atte ad acquisire immagini tridimensionali deN’oggetto da diverse direzioni (vale a dire, da diversi punti di osservazione) ed una opportuna elaborazione delle immagini tridimensionali acquisite, atta a generare immagini bidimensionali deH’oggetto su cui implementare algoritmi di riconoscimento di informazioni codificate; l’elaborazione delle immagini comprendendo una operazione di fusione delle immagini tridimensionali acquisite dalle telecamere digitali in modo da ottenere una singola immagine fusa tridimensionale rappresentativa dell'oggetto nella sua interezza; una operazione di individuazione di piani su cui giacciono facce deH’oggetto (vale a dire, facce che delimitano il volume dell’oggetto); ed una operazione di estrazione, dalla singola immagine fusa tridimensionale, di immagini bidimensionali che giacciono sui piani individuati.
The Applicant has found that this technical problem can be solved through the use of one or more three-dimensional cameras, designed to capture three-dimensional images of the object, and appropriate processing of the captured three-dimensional images that is designed to generate two-dimensional images of the object upon which to implement coded information recognition algorithms; the processing of the images comprising an operation of identifying planes upon which faces of the object lie (namely, faces that delimit the volume of the object) and an operation for extracting two-dimensional images that lie on the identified planes.
La Richiedente ha, infatti, percepito che l’ottenimento di immagini bidimensionali dell’oggetto dalle immagini tridimensionali consente di ottenere immagini bidimensionali già prive di qualsiasi distorsione prospettica.
The Applicant has, in fact, perceived that obtaining two-dimensional images of the object from three-dimensional images allows two-dimensional images to be obtained that already lack any perspective distortion.
Inoltre, considerato che le immagini tridimensionali portano già in sé informazioni di volume dell’oggetto, è possibile, grazie all’operazione di individuazione dei piani su cui giacciono le facce dell’oggetto, distinguere -già alla radice- un oggetto dall’altro per cui si è sicuri che le immagini bidimensionali che si ottengono con la suddetta elaborazione delle immagini 3D sono relative ad un unico e solo oggetto (e, quindi, contengono solo informazioni codificate appartenenti a tale oggetto).
Also, given that the three-dimensional images already carry information regarding the volume of the object, it is possible, thanks to the operation of identifying planes upon which faces of the object lie, to distinguish—from the beginning—one object from another, being ensured that the two-dimensional images that are obtained from said processing of the 3D images relate to one and only one object (and therefore only contain coded information belonging to that object).
In altre parole, si elimina alla fonte il problema di dover associare correttamente un codice ottico al rispettivo oggetto.
In other words, the problem of having to correctly associate an optical code with each object is eliminated at source.
Le immagini bidimensionali ottenute con la metodologia dell’invenzione sono dunque già rappresentative di tutte le facce di interesse di un oggetto senza ridondanza e senza distorsioni prospettiche.
The two-dimensional images obtained using the methodology of the invention are thus already representative of the faces of interest of an object without redundancy and without perspective distortion.
Ciò rappresenta un notevole progresso tecnico rispetto alle tecniche note sopra descritte.
This represents notable technical progress with respect to the prior art described above.
Inoltre, con Γ utilizzo di telecamere tridimensionali, non è più necessario sovradimensionare il numero di telecamere come sopra descritto.
Furthermore, with the use of three-dimensional cameras, it is no longer necessary to over specify the number of cameras as described above.
Infatti, in questo caso la sovrapposizione è richiesta solo per garantire di riprendere -con la pluralità di telecamere tridimensionali- tutto il volume dell’ oggetto, senza discontinuità, è non è più legata alle caratteristiche dell’applicazione: dimensioni minime e massime degli oggetti e dei codici ottici che devono essere riconosciuti.
In fact, in cases where the coded information can be located on any face of an object, overlapping is only required in order to guarantee capturing—with the plurality of three-dimensional cameras—the entire volume of the object, without discontinuity, and it is no longer linked to the characteristics of the application: minimum and maximum dimensions of the objects and optical codes that must be recognized.
Per di più, avendo a disposizione la suddetta singola immagine fusa tridimensionale rappresentativa dell’oggetto nella sua interezza, è possibile fornire informazioni relative alla forma e/o volume dell’oggetto, senza richiedere strumentazione aggiuntiva (quale un sensore di volume).
What is more, it is possible to obtain information regarding the shape and/or volume of an object, without requiring additional equipment (such as a volume sensor).
Infine, considerato che gli algoritmi di riconoscimento di informazioni codificate vengono eseguiti sulle immagini bidimensionali, si possono vantaggiosamente utilizzare algoritmi ben noti nell’arte, operanti su immagini bidimensionali.
Finally, given that the coded information recognition algorithms are performed with two-dimensional images, algorithms that are well-known in the art can advantageously be used, acting upon two-dimensional images.
In un suo primo aspetto, l’invenzione riguarda dunque un sistema di lettura di informazioni codificate da un oggetto, comprendente: - una pluralità di telecamere tridimensionali configurate in modo da acquisire immagini tridimensionali dell’oggetto da diverse direzioni; - un elaboratore configurato per elaborare le immagini tridimensionali acquisite dalla pluralità di telecamere tridimensionali in modo da: • fondere dette immagini tridimensionali in modo da ottenere una singola immagine fusa tridimensionale rappresentativa dell’oggetto nella sua interezza; • individuare piani su cui giacciono facce dell’oggetto; • estrarre, da detta singola immagine fusa tridimensionale, immagini bidimensionali che giacciono sui piani individuati; • applicare algoritmi di riconoscimento di informazioni codificate su almeno parte delle immagini bidimensionali estratte.
In a first aspect, the invention therefore relates to a system for reading coded information from an object, comprising:a three-dimensional camera configured in such a way as to capture three-dimensional images of the object;a processor configured to process each three-dimensional image captured by the three-dimensional camera in order to: identify planes upon which faces of the object lie;extract two-dimensional images that lie on the identified planes;apply coded information recognition algorithms to at least part of the extracted two-dimensional images.
In un suo secondo aspetto l'invenzione riguarda un metodo per la lettura di informazioni codificate da un oggetto, comprendente le seguenti fasi: - acquisire, mediante una pluralità di telecamere tridimensionali, immagini tridimensionali deH'oggetto da diverse direzioni; - elaborare le immagini tridimensionali acquisite mediante le seguenti fasi: • fondere dette immagini tridimensionali in modo da ottenere una singola immagine fusa tridimensionale rappresentativa dell’oggetto nella sua interezza; • individuare piani su cui giacciono facce deH’oggetto; • estrarre, da detta singola immagine fusa tridimensionale, immagini bidimensionali che giacciono sui piani individuati; • applicare algoritmi di riconoscimento di informazioni codificate su almeno parte delle immagini bidimensionali estratte.
In a second aspect thereof, the invention relates to a method for reading coded information from an object, comprising the following steps:capturing, by means of a three-dimensional camera, three-dimensional images of the object;processing every three-dimensional image captured by mean of the following steps: identifying planes upon which faces of the object lie;extracting two-dimensional images that lie on the identified planes;apply coded information recognition algorithms to at least part of the extracted two-dimensional images.
La presente invenzione in almeno uno dei suddetti aspetti può presentare almeno una delle caratteristiche preferite che seguono.
The present invention in at least one of the above aspects can present at least one of the preferred characteristics that follow.
In una forma di realizzazione, l’elaboratore è configurato per applicare gli algoritmi di riconoscimento di informazioni codificate separatamente su ciascuna di detta almeno parte delle immagini bidimensionali estratte.
In one embodiment, the processor is configured to apply the coded information recognition algorithms separately to each of said at least part of the extracted two-dimensional images.
In una forma di realizzazione, l’elaboratore è configurato per applicare gli algoritmi di riconoscimento di informazioni codificate su tutte le immagini bidimensionali estratte.
In one embodiment, the processor is configured to apply the coded information recognition algorithms to all of the extracted two-dimensional images.
In una forma di realizzazione preferita, l’elaboratore è configurato per unire detta almeno parte delle (preferibilmente, tutte le) immagini bidimensionali estratte in una singola immagine bidimensionale combinata, comprendente uno sviluppo in piano di detta almeno parte delle (preferibilmente, di tutte le) immagini bidimensionali estratte.
In a preferred embodiment, the processor is configured to merge said at least part of the (preferably all) extracted two-dimensional images into a single combined two-dimensional image, comprising the flattening of said at least part of the (preferably all) extracted two-dimensional images.
Preferibilmente, l’elaboratore è configurato per applicare gli algoritmi di riconoscimento di informazioni codificate su detta immagine bidimensionale combinata.
Preferably, the processor is configured to apply the coded information recognition algorithms to said combined two-dimensional images.
Ciò consente vantaggiosamente di applicare i suddetti algoritmi una sola volta, ad un’unica immagine.
This advantageously allows said algorithms to be applied only once, to a single image.
Rispetto a soluzioni note che prevedono di utilizzare una pluralità di telecamere bidimensionali, ognuna dotata di una propria unità di elaborazione per applicare gli algoritmi di riconoscimento alle immagini acquisite dalle rispettive telecamere, nonché l’uso di tecniche per combinare successivamente, in modo opportuno, i risultati ottenuti da ciascuna unità di elaborazione, questa soluzione consente di ridurre notevolmente il carico computazionale.
In comparison to known solutions that involve the use of a plurality of two-dimensional cameras, each with its own processor for applying the recognition algorithms to the images captured by the respective cameras, as well as the use of techniques for subsequently combining, in a timely manner, the results obtained from each processing unit, this solution can significantly reduce the computational load.
Preferibilmente, l’elaboratore è configurato per applicare gli algoritmi di riconoscimento di informazioni codificate solo alle immagini bidimensionali (o porzioni di esse) che -tra le immagini bidimensionali estratte- contengono informazioni codificate.
Preferably, the processor is configured in such a way as to apply the coded information recognition algorithms only to two-dimensional images (or portions thereof) that—amongst the extracted two-dimensional images—contain coded information.
Ciò consente vantaggiosamente di ridurre il carico computazionale.
This advantageously allows the computational load to be reduced.
Detta almeno parte delle immagini bidimensionali estratte su cui l’elaboratore applica gli algoritmi di riconoscimento sono dunque, preferibilmente, le immagini bidimensionali che, tra quelle estratte, contengono informazioni codificate.
Said at least part of the extracted two-dimensional images to which the recognition algorithms are applied are therefore, preferably, the two-dimensional images that, amongst those extracted, contain coded information.
Preferibilmente, le immagini tridimensionali acquisite dalla pluralità di telecamere sono rappresentate da rispettive nuvole di punti (vale a dire, voxels) tridimensionali.
In one embodiment, the three-dimensional images captured by the plurality of cameras are represented by respective three-dimensional point clouds (i.e. voxels).
Per contro, il filtro digitale di riferimento può avere una frequenza di taglio non approssimata fc=4666 Hz, con il filtro digitale di riferimento comprendente blocchi circuitali di moltiplicatore.
Conversely, the reference digital filter may have a non-approximated cutoff frequency fc=4666 Hz, with the reference digital filter including multiplier circuit blocks.
Di conseguenza, il segnale di uscita Y4 può comprendere una sequenza di gradini, che possono alternarsi in funzione degli impulsi di clock TC del segnale di clock CLK, tra: - un primo gradino G1, che rappresenta il segnale di uscita Y4 quando l’uscita degli switch 18 del filtro digitale 20 è l’uscita dei primi blocchi di shift 141, e - un secondo gradino G2, che rappresenta il segnale di uscita Y4quando l’uscita degli switch 18 del filtro digitale 20 è l’uscita dei secondi blocchi di shift 142.
Accordingly, the output signal Y4 may comprise a sequence of steps that may alternate depending on clock pulses TC of the clock signal CLK, between a first step G1, which represents the output signal Y4 when the output of the switches 18of the digital filter 20is the output of the first shifting blocks 141, and a second step G2, which represents the output signal Y4 when the output of the switches 18of the digital filter 20is the output of the second shifting blocks 142.