Устройство сканирования для декодирования оптически считываемой этикетки и оптически считываемая этикетка для такого устройства

изображения, создания поразрядной карты и возбуждения каждого элемента, отличающееся тем, что блок декодирования выполнен в виде последовательно связанных блока двумерного восстановления сигнала тактовой синхронизации на оптической этикетке, блока обнаружения геометрических центров закодированных многоугольников этикетки при идентификации их оптических свойств и блока декодирования многоугольников при инвертировании процесса кодирования.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок двумерного восстановления сигнала тактовой синхронизации выполнен в виде последовательно соединенных блока нелинейного преобразования Цифровых сигналов этикетки с идентификацией переходов оптических свойств между смежными многоугольниками, блока преобразования Фурье, двумерное представление которого соответствует направлению, протяженности и яркости полученных переходов, блока фильтрации преобразованных цифровых сшналов с исключеъшем неправильного направления и разнесением переходов оптических свойств и блока обратного преобразования Фурье, обеспечивающего восстановленный сигнал тактовой синхронизации.3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что введен блок нормализации информации изображения на этикетке до заданных уровней для каждого оптического свойства, связанный с блоком формирования оптического изображения, создания поразрядной карты и возбуждения элементов.4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что введен блок изменения масштаба изображения на этикетке с одинаковым горизонтальным и вертикальным увеличением, связанный с блоком формирования оптического изображения, создания поразрядной карты и возбуждения элементов.5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что введен блок пороговой обработки и построения гистограмм, представляющих оптические свойства изображения в каждом многоугольнике этикетки, связанный с блоком формирования оптического изображения, создания поразрядной карты и возбуждения элементов.6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок обнаружения геометрических центров многоугольников этикетки выполнен с возможностью определения области с максимальной яркостью в заданной зоне восстановленного сигнала тактовой синхронизации и обеспечения непрерывного цикла поиска всего такого сигнала от области наибольшей яркости и при циклическом обходе каждой смежной области с очередной наибольшей яркостью, причем каждая из обнаруженных областей соответствует центру многоугольника.7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что введен блок обнаружения зоны концентричных колец оптической этикетки при корреляционной обработке входных сигналов и сигнала заданной частоты.8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования оптического изображения, создания поразрядной карты и возбуждения элементов выполнен с возможностью фильтрации аналоговых сигналов,соответствующих значениям яркости света, при определении наличия концентричных колец и оптической этикетки в заданной зоне.9. Оптически считываемая этикетка, содержащая информационно-кодированные многоугольники, причем геометрические центры смежных многоугольников расположены в вершинах заданной двумерной решетки и многоугольники имеют одно, по меньшей мере, из двух оптических свойств, отличающаяся тем,что многоугольники имеют три, или пять, или более сторон, расположены смежно или частично смежно и этикетка выполнена с концентрическими кольцами в зоне, отделенной от зоны с многоугольниками, а каждое концентрическое кольцо имеет одно, по меньшей мере, из двух оптических свойств в чередующейся последовательности.10. Этикетка по п. 9, отличающаяся тем, что многоугольники являются правильными шестиугольниками, а двумерная решетка является правильной шестиугольной решеткой.11. Этикетка по п. 9, отличающаяся тем, что оптические свойства характеризуют черный, белый и серый цвета.. Патент США 3693154, МПК С 06 К 7/14, 1974. 9. Патент США 3801775, МПК С 06 К 9/00, 1974. 10. Патент США 4443694, МПК С 06 К 7/12, 1984. 11. Патент США 4736109, МПК С 06 К 7/10, 1988 (прототип устройства). 12. Патент США 4488679, МПК С 06 К 7/12, 1984 (прототип этикетки). Изобретение относится к устройству сканирования для декодирования оптически считываемой этикетки,содержащей закодированную информацию, включающему оптически считываемую этикетку, средства для освещения заданной зоны, через которую проводится этикетка, средства для создания оптического изобра мчат-дымн ВУ 2634 С 1жения зоны И генерирования поразрядной карты, соответствующей яркостям света, отраженного от этикетки,И возбуждения каждого пикселя средства создания изображения, средство для декодирования поразрядной карты.Товары, различные компоненты, письма, упаковки, контейнеры и вся гамма соответствующих изделий,которые перевозятся или транспортируются, часто нуждаются в идентификации информацией, относящейся к происхождению, номеру полетного рейса, назначению, названию, цене, количеству изделий и множеству других видов информации. В одних случаях, считывание кодированной информации, отпечатанной на этикетках, прикрепленных к этим изделиям, позволяет автоматизировать считывание цифр, относящихся к продаже и инвентаризацию или работу электронных кассовых аппаратов. Другие случаи применения таких кодированных этикеток - это автоматизированное слежение и сортировка почты, пакетов, багажа и т.п., а также помещение этикеток, несущих инструкции по изготовлению на сырьевых материалах или комплектующих изделиях в процессе изготовления. Этикетки для изделий таких типов обычно помечают штриховь 1 ми кодами, одним из которых является универсальный код изделий. Известны также многочисленные другие кодовые Штриховые системы.Обычный недостаток коммерческих штриховых кодовых систем заключается в значительной плотности данных, которая должна приспосабливаться к настоящей и возрастающей потребности с целью кодирования все большей информации на этикетках все меньшего размера. Попытки уменьшить общий размер и расстояние между штрихами в различных кодовых системах с целью повышения плотности данных не позволили решить эту проблему оптические считывающие устройства, имеющие значительную разрешающую способность для определения штриховых кодов, включающих в себя разнесенные на пять мил или меньше штрихи,обычно экономически не осуществимы в изготовлении, потому что малые допуски, присущие процессу печати этикеток, и усложненная оптическая аппаратура, необходимая для различения битно-штриховых кодов в этих размерах, сильно усложняют процесс. Иначе для приспособления к увеличивающимся количествам должны изготавливаться очень большие этикетки со штриховым кодом, что приведет к тому, что такие этикетки станут совершенно некомпактными для прикрепления к небольшим изделиям. Другим важным фактором является стоимость материала этикетки типа бумаги. Небольшая этикетка имеет меньшую стоимость бумаги, чем большая этикетка эта стоимость является важным фактором при операциях большого объема.Альтернативы штриховых кодов включают в себя круглые формы, в которых используются радиально расположенные клинообразные кодированные элементы 1, или концентрические черные и белые двоично-кодированные кольца 2, 3, сетки из рядов и столбцов из кодированных квадратов данных или прямоугольников 4, микроскопические пятнышки, расположенные в ячейках, образующих регулярно расположенную сетку 5.Некоторые из описанных в приведенных примерах систем кодирования и другие системы кодирования,известные в технике, в первую очередь страдают от недостатка в плотности данных, как в случае кодированных круговых рисунков и сеток на прямоугольных и квадратных коробках. Или же в случае сеток, составленных из микроскопических точек, о которых говорилось выше, для таких систем требуются специальные средства ориентации и транспортировки, ограничивающие их применение только случаями с сильно управляемыми условиями считывания.Из-за размера и скорости современных транспортирующих систем (использующих конвейерные ленты шириной, например, в 0,9 до 1,2 м), имеющих скорости перемещения лент, приближающиеся к 2,5 м/с или более, на которых располагают упаковки различной высоты, на которых прикреплены кодированные информационные этикетки, и потребности в использовании небольшой, недорогой компактной этикетки плоЩадью около одного квадратного дюйма возникают большие напряжения в оптической и декодирующей системах, предназначенных для отыскания и считывания этикеток с кодированными данными на этих бь 1 стродвижущихся упаковках и т.п. изделиях. Имеются трудности в оптической развертке, которая просто обнаруживает изображение этикетки. Кроме того, после обнаружения или идентификации изображение этикетки должно быть точно декодировано перед следующей операцией на упаковке в конвейерной системе, часто это должно производиться за долю секунды. Эти проблемы привели к потребности в создании простого, быстрого и дешевого средства сигнализации о присутствии этикетки с закодированными данными в пределах поля зрения оптического считывателя, установленного так, чтобы можно было производить развертку по всей конвейерной ленте. Это средство предпочтительно соединено с решеткой данных высокой плотности, опись 1 ваемой ниже.Известны решетки данных, содержащие сборные мишени, например, это концентрические геометрические фигуры, содержащие кольца, квадраты, треугольники, шестиугольники и многочисленные их варианты 6,7.Также описано применение символов, содержащих концентрические окружности в качестве индикаторов распознавания и положения, причем эти символы прикреплены к изделиям, которые необходимо считывать оптически 8,9. Однако, в этих системах использованы два различных символа для определения идентифи ВУ 2634 С 1кации поля данных И его положения, за счет чего повышается сложность логической схемы, необходимой для выявления символов, а также снижается емкость данных соответствующего поля данных. Также, когда используют два символа, повреждение одного создает проблемы в определении положения поля данных и для возможностей оператора восстановить информацию из поля данных. В последней системе используют отдельные метки положения и ориентации на противоположных концах дорожек данных, имеющих линейнь 1 е метки кодированных данных только ограниченной емкости данных.Описанные выше устройства, в основном, применяют сканирование оптическим датчиком, способным вырабатывать выходной видеосигнал, соответствующий изменению яркости света, отраженного от решетки данных и символов положения и ориентации. Выходной видеосигнал в таких системах после его квантования имеет конкретную картину битов, которая может согласовываться с заданной последовательностью битов. Однако, эти системы страдают недостатком, заключающимся в том, что требуются два отдельных символа сначала для ориентации. Также из-за необходимости согласования цифрового сигнала выхода оптического датчика с заданной последовательностью битов, представляющей символы и положения, и ориентации более вероятно появление ошибочных считываний, чем в способе по изобретению и в системе по изобретению, потому что в известных системах определения этикетки обеспечивается негибкое отличие уровня распознавания сигнала мишени.В 1 показана круглая решетка данных, имеющая расположенную по центру мишень распознавания, содержащую последовательность концентрических окружностей. Мишень распознавания обеспечивает наличие средства отыскания круглой этикетки оптическим датчиком и определения ее геометрического центра, а значит и геометрического центра круглой решетки данных. Это производят с помощью логической схемы,производящей распознавание импульсной диаграммы, представляющей конфигурации в виде глаза быка для опознавательной мишени. Однако, что касается штриховых кодов, решетка данных имеет лишь ограниченную емкость данных и для системы требуется второй круговой процесс сканирования. За счет использования как линейного, так и кругового сканирования для системы с такой ограниченной емкостью данных может получиться нежелательная сложность системы ради незначительного увеличения емкости данных при обь 1 чных штриховых кодах.Для кодирующих систем высокой плотности, в которых используются микроскопические точки кодирования данных, 5 требуется специальное транспортирующее средство, за счет чего обеспечивается, что решетка данных перемещается в заданном направлении, а не просто со случайной ориентацией, как могло бы происходить с багажом, транспортируемым на конвейерной ленте или аналогичным способом. Таким образом, кодированная этикетка должна считываться полоска за полоской с использованием линейного устройства считывания, соединенного со средством транспортирования этикетки, с целью точного декодирования информации, записанной на этикетке. В 6 также показано, что для обеспечения возможности считывания,положение карточки относительно датчика должно очень тщательно контролироваться.При производстве штриховых кодирующих систем в технике также используются многократные цвета для устранения оптических проблем при сканировании очень мелких штрихов. Штриховой код, в котором используется больше двух оптических характеристик для кодирования данных в решетке данных, например,за счет использования перемещающихся черных, серых и белых штрихов описан в 10. Однако, системы описанного типа, хотя и представляют собой усовершенствование относительно известных ранее систем штрихового кода, тем не менее, не обладают достаточной компактностью плотности данных.Ближайшим аналогом заявленного устройства является устройство сканирования для декодирования оптически считываемой этикетки, содержащее блок освещения заданной зоны прохождения этикетки, блок формирования оптического изображения заданной зоны с установленной этикеткой, создания поразрядной карты, элементы которой соответствуют значениям яркостей отраженного от этикетки света, и возбуждения каждого элемента формируемого оптического изображения, а также блок декодирования поразрядной карты в электрические сигналы, связанный с выходом блока формирования оптического изображения, создания поразрядной карты и возбуждения каждого элемента 11. Однако, для данной системы требуется применение ручных оптических анализирующих устройств изображения, которые полностью неспособны производить запись и декодирование при быстром перемещении решеток данных на упаковке, транспортируемой на высокоскоростной конвейерной ленте.Ближайшим аналогом заявленной этикетки является оптически считываемая этикетка, содержащая информационно-кодированнь 1 е многоугольники, причем геометрические центры смежных многоугольников расположены в вершинах заданной двумерной решетки и многоугольники имеют одно, по меньшей мере, из двух оптических свойств 12. Такая система обладает недостаточно высокой информационной плотностью,требует специальные средства ориентации и транспортировки, ограничивающие ее применение только случаями с условиями считывания высокой степени управления.С точки зрения указанных недостатков известных устройств сканирования для декодирования машиночитаемой этикетки задачей изобретения является создание устройства сканирования для декодирования машиночитаемой этикетки с новыми и улучшенными компактными оптически считываемыми этикетками с вь 1 со ВУ 2634 С 1кой информационной плотностью, которые могут счить 1 ваться с помощью оптического датчика, когда этикетка прикреплена к багажу или иному изделию, транспортируемому высокоскоростной конвейерной системой, безотносительно ориентации багажа на ней или изменению высоты багажа, к которому прикреплена оптически считываемая этикетка, так, чтобы такая система позволяла надежно декодировать этикетку даже в наклонном, в скрученном, в покоробленном, частично стертом или частично разорванном виде, причем эта система также должна включать в себя возможности коррекции для восстановления неправильно считанной или пропущенной информации, предпочтительно для кодированной информации высокого приоритета, при использовании в системе относительно недорогих логических схем.Другие задачи и преимущества изобретения становятся очевидными из описания изобретения, которое следует далее.Устройство по данному изобретению состоит в устройстве сканирования для декодирования оптически считываемой этикетки, содержащем блок освещения заданной зоны прохождения этикетки, блок формирования оптического изображения заданной зоны с установленной этикеткой, создания поразрядной карты,элементы которой соответствуют значениям яркостей отраженного от этикетки света, и возбуждения каждого элемента формируемого оптического изображения, а также блок декодирования поразрядной карты в электрические сигналы, связанный с выходом блока формирования оптического изображения, создания поразрядной карты и возбуждения каждого элемента, причем блок декодирования выполнен в виде последовательно связанных блока двумерного восстановления сигнала тактовой синхронизации на оптической этикетке, блока обнаружения геометрических центров закодированных многоугольников этикетки при идентификации их оптических свойств и блока декодирования многоугольников при инвертировании процесса кодирования.В предпочтительном варианте реализации устройства сканирования по данному изобретению блок двумерного восстановления сигнала тактовой синхронизации выполнен в виде последовательно соединенных блока нелинейного преобразования цифровых сигналов этикетки с идентификацией переходов оптических свойств между смежными многоугольниками, блока преобразования Фурье, двумерное представление которого соответствует направлению, протяженности и яркости полученных переходов, блока фильтрации преобразованных цифровых сигналов с исключением неправильного направления и разнесением переходов оптических свойств и блока обратного преобразования Фурье, обеспечивающего восстановленный сигнал тактовой синхронизации.В другом предпочтительном варианте реализации устройства сканирования по данному изобретению в устройство сканирования введен блок нормализации информации изображения на этикетке до заданных уровней для каждого оптического свойства, связанный с блоком формирования оптического изображения,создания поразрядной карты и возбуждения элементов.В одном предпочтительном варианте реализации устройства сканирования по данному изобретению в устройство сканирования введен блок изменения масштаба изображения на этикетке с одинаковым горизонтальным и вертикальным увеличением, связанный с блоком формирования оптического изображения, создания поразрядной карты и возбуждения элементов.В еще одном предпочтительном варианте реализации устройства сканирования по данному изобретению в устройство сканирования введен блок пороговой обработки и построения гистограмм, представляющих оптические свойства изображения в каждом многоугольнике этикетки, связанный с блоком формирования оптического изображения, создания поразрядной карты и возбуждения элементов.Сущность одного предпочтительного варианта реализации устройства сканирования по данному изобретению состоит в том, что блок обнаружения геометрических центров многоугольников этикетки выполнен с возможностью определения области с максимальной яркостью в заданной зоне восстановленного сигнала тактовой синхронизации и обеспечения непрерывного цикла поиска всего такого сигнала от области наибольщей яркости и при циклическом обходе каждой смежной области с очередной наибольшей яркостью,причем каждая из обнаруженных областей соответствует центру многоугольников.Сущность другого предпочтительного варианта реализации устройства сканирования по данному изобретению состоит в том, что в устройство сканирования введен блок обнаружения зоны концентрических колец оптической этикетки при корреляционной обработке оптических сигналов и сигнала заданной частоты.В предпочтительном варианте реализации устройства сканирования по данному изобретению блок формирования оптического изображения, создания поразрядной карты и возбуждения элементов выполнен с возможностью фильтрации аналоговых сигналов, соответствующих значениям яркости света, при определении наличия концентрических колец и оптической этикетки в заданной зоне.Оптически считываемая этикетка по данному изобретению состоит в оптически считываемой этикетке,содержащей информационно-кодированнь 1 е многоугольники, причем геометрические центры смежных многоугольников расположены в вершинах заданной двумерной решетки и многоугольники имеют одно, по меньшей мере, из двух оптических свойств, причем многоугольники имеющие три, пять или более сторон,расположены смежно или частично смежно и этикетка выполнена с концентрическими кольцами в зоне, отделенной от зоны с многоугольниками, а каждое концентрическое кольцо имеет одно, по меньшей мере, из