DE3212432A1 - Inspektions- und sortiereinrichtung und -verfahren - Google Patents
Inspektions- und sortiereinrichtung und -verfahrenInfo
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
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-
- G—PHYSICS
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- G—PHYSICS
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Description
j NACHGEREICHTJ
PATENTANWÄLTE Ze3£sj QpL^Q ■ D 43OO ESSEtt'i" AM RU1HRSTEIN*T-"TEL".: (Ο2Ο1) 412687
Seite - J^- ^ I 232
INDUSTRIAL AUTOMATION CORP. 6740 Cortona Drive, Goleta, Kalifornien 93017, V.St.A,
Inspektions- und Sortiereinrichtung und -verfahren
Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Inspektionsund Sortiereinrlchtunq sowie auf ein Inspektions- und Sortierverfahren
·
Automatische oder halb-automatische Inspektions- und Sortiereinrichtungen
sowie Inspektions- und Sortierverfahren sind bekannt und finden in der Praxis Verwendung« Der Anmelder
hat beispielsweise eine Einrichtung zum automatischen Sortieren von Behältern, z. B. von wiederholt benutzbaren
C5etränkeflaschen hergestellt und vertrieben. Diese Einrichtunq
weist ein Transportsystem zur Übernahme von Flaschen von einem Aufgabeförderer und zum Abführen der Flaschen
in Abhängigkeit von der Bestimmung ihrer. Art und ihres Zustande über einen von mehreren Abgabeförderern auf. Die
Identifizierung der Flaschen geschieht unter Verwendung verschiedener Fühler, welche geeignet identifizierbare Charakteristiken
jeder Flasche im System abtasten, wenn die Flasche an den Fühlern vorbeiläuft· So können Fühler beispielsweise
die Flaschenhöhe oder den Flaschendurchmesser abtasten, farbempfindliche, nicht-optische Fühler können
die Glasfarbe usw. abtasten. In typischer Ausführung sind die Fühler entlang des oder um das Transportsystem angeordnet,
so daß eine Endcharakteristik bzw. -eigenschaft,
Z/ko.
Γ-:-? =;■·;■ ;·*;ν 3211432
AO
welche eine spezielle Flasche identifiziert, unmittelbar
zu einer Abführung dieser Flasche über den benachbarten Ablaufförderer fUhrt. Derartige Systeme arbeiten unter
qewissen Bedingungen gut, haben jedoch verschiedene Beschränkungen
in bezug auf die Aufstell— und Einstellzeiten und können selbstverständlich nicht geeignet verwendet
werden, um Flaschen ohne relativ starke und leicht zu erfassende Parameter au unterscheiden und zu sortieren.
Selbst wenn alle au sortierenden Flaschen bestimmbare Unterschiede haben, fehlt es solchen bekannten Elnrichtunqen
an der notwendigen Flexibilität, da durch derartige bestimmbare Unterschiede manchmal die Reihenfolge vorgegeben
wird, in der die Flaschen identifiziert werden können. Demgemäß muß auch die Reihenfolge, mit der sie an den zugehörigen
Ausgabeförderern vorbeibewegt werden, unter Umständen anders sein, als sie an sich erwünscht ist.
Maschinen und Einrichtungen der vorgenannten Art und/oder zugehörige Vorrichtungen sind in den US-PS»η 2 800 226,
3 358 552, 3 411 625, 3 430 766 und 35*5 513 beschrieben.
Die US-PS«n 3 997 780, 3 997 781, 4 051 366 und 4 074
beziehen sich auf ein System zum Orientieren von mit Etiketten versehenen Behältern derart, daß die Behälter
in einer Sechser-Backung alle mit nach außen weisenden
Etiketten angeordnet sind. Das Grundsatzsystem arbeitet an 24 Flaschen gleichzeitig, wobei 24 von optischen FaserbiSndeln
gefolgte Linsen auf eine Vidiconkamera gerichtet sind. Die Flaschen werden gedreht, und für jede der sich
drehenden Flaschen wird das Vldiconkameraausqanqssiqnal quantlsiert, gespeichert und wiederholt über aufeinanderfolgende
Zyklen verglichen, wobei ein 8-Bit-Muster von vier digitalen "schwarzen" Bits, gefolgt von vier digitalen
"weißen" Bits entwickelt wird. Der Vergleich zeigt an, daß
ΛΛ
ein Etikettenrand die Abtaststation einige Zyklen vorher nassiert hat, so daß die Flasche nach einer einstellbaren
Verzögerunq in einer gewünschten Stellung angehalten werden kann. Im Erqebnis bildet die Vidiconkamera eine Vorrichtung
zum Multiplexen der 24 FUhlersignale derart, daß das gesamte
System den Rand eines vorgegebenen Etiketts auf 24 sich drehenden Flaschen bei gleichen Flaschen- und Etikettenabmessunqen
abtasten kann· Bei einem zweiten AusfUhrungsbeispiel
ersetzen Photodetektoren die Lichtleiter und die Vidiconkamera, ein Serienspeicher ersetzt den Speicher mit
direktem Zuqriff des Datenreduktions3ystems nach dem ersten Ausführungsbeispiel, und die Etikettenmuster werden mit
optionellen "beachte nicht" Bits abgetastet, um eine feste,
vorqegebene Maximalungenauigkeit bei der Abtastung zu ermöglichen·
In der US-PS 3 955 179 ist ein System mit Mehrfachlichtsensoren
beschrieben, die an vorgegebenen Stellen zur Abtastung bestimmter Flaschen-Gesamtheitscharakteristiken
bei deren Vorbeilauf befestiqt sind. Die Sensorsignale
werden an eine Computerschaltung angelegt, die so programmiert ist, daß sie ein Ausgangssignal entsprechend dem
Wert einer vorgegebenen, die Abtaststufe durchlaufenden Flasche entwickelt. Das System kann auf der Flaschen-Schattenseite
betrieben werden. Eine Computer—Programmlereinheit
hat eine Programmiertafel, die durch selektive Herstellung
von Verbindungen über Schalter oder Verbindungsstecker zwischen ausgewählten Zellen und Spaltenleitungen programmiert
wird. Die Fühler selbst sind ebenfalls stellungsveränderlich,
so daß das System manuell programmiert und für die verschiedenen Flaschengrößen und -formen eingestellt
werden muß. Schließlich beschreibt die US-PS 4 002 823 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Videolnsoektion
von Gegenständen bei deren Herstellung. Dabei wird eine halb diffuse Lichtquelle verwendet, die auf
einer Seite von dem zsu inspizierenden und auszuleuchtenden
Gegenstand mit optischem Abstand von diesem angeordnet ist· Eine Videokamera ist auf d©r der diffusen Lichtquelle entgegengesetzten
Seite des Gegenstandes anqeordnet und tastet den beleuchteten Gegenstand ab, um ein Videosignal zu erzeugen,
das den Unterschied in den Brechungseiqenschaften
des Gegenstandes und damit das Vorhandensein oder Fehlen von Fehlern im Glas anzeigt· Das Videosignal wird in geeigneter
Weise gefiltert und danach einem Spitzendetektor zur Festeilung von Rissen, Sprüngen oder Blasen übermäßiger
Größe zugeführt·
Die Erfindung ist auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Inspizieren und Sortieren von Gegenständen, insbesondere
Behältern bzw. Flaschen, unterschiedlicher Charakteristiken
oder aum Inspizieren von Gegenständen, insbesondere Behältern oder Flaschen, mit ähnlichen Eigenschaften
gerichtet, wobeiλοπ den zuletzt genannten diejenigen
unterhalb eines Minimalstandards abgesondert bsw. zurückgewiesen werden· Eine typische erflndungsgemäße
Vorrichtung bzw. Maschine weist ein Transportsystem zum Einzeltransport der ssu inspisierenden Gegenstände
vorbei an einer Fernsehkamera auf, wobei die Transportbahn und die Kamera in solchen Relativstellungen angeordnet
sind, daß ?vorqegebene Teile der zu sortierenden Gegenstände oder die zu inspizierende Zone der Gegenstände
von der Kamera erfaßt werden können. Das Ausgangssignal der Fernsehkamera wird auf der Grundlage der Anzahl
von hell-dunkel-öbergMngen in den Abtastzeilen ziffernmäßig
dargestellt· Ein Korrelator führt danach eine spezielle Korrelation zwischen dem digitalisierten Bild
und verschiedenen zuvor digitalisierten, die unterschiedlichen Inspektions— oder Sortiermerkmale darstellenden
Rudern durch, um festzustellen, welche der zuvor ge-
S212432.
speicherten Bilder ara weifcesteim Knife da-m digitalisierten
Bild von der Fernsehkamera übereinstimmen« Die Anfangs-Vorrelation
ist allqeaeln auf die Suehe nach Shnlichkeitsbereichen
abgestellt, obwohl in einigen Fällan, bei denen
die beste Korrelation nicht wesentlich besser als die aweitbeste
Korrelation ist9 einQ sweite Korrelation unter Verwendung einer anderen Korrelafcionsnsefchode als Grundlage der
abschließenden Entscheidung ilbar das Ausmaß der Unterschiede
zwischen den ähnlichen vorelngespeieherten digitalisierten
Bildern und dem digitalisierten Bild von der Fernsehkamera
durchgeführt werden kann» Di© voreingespeicherten digitalisierten Bilder können anfangs dadurch eingegeben oder gespeichert
werden,, daß ein Gegenstand mit der au erfassenden
Charakteristik vor die Fernsehkamera gestellt und danach
dessen digitalisiertes Bild aufgezeichnet wird»
Im folgenden wftrden Beispiele der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert» In der Zeichnung seigern
FIqa 1 ein Blockschaltbild eines bevorzugten
Aus führungsstiel spiels dar Erfindung 5
Fiq» 2 eine Draufsicht auf eine Piasehen—
Xnsp@feiions°» und —Sortiermaschine
unter Darstellung der Karaaraposition
in der Maschineι
FIg5, 3 eine Sei ten ansieht sntlanq der Schnitt·
lirsis 3-3 in Figur 2%
Pig9 4 eine ÖrQ'jfoleht entlang der Linie 4-=4 In
Pjlmsr 38
Fige 5 ©ine Ansicht entlang dar Linie 5-5
Fig» 4ξ
Fiq«, δ sin ®l©eksehaS,feibild9 in der die Organisa=
felon des DlciitalurasetsQE^s und arsdere
Aspekts dao slek^onischer« Systews nach
der Erfindung veransehaulichfe sind ξ
Fig.» 7 ein Schaltbild des Digitalumsetzers;
Piqo £3 ei« Schaltbild der Afotast-Synchronisations-1
Fiq„ 9 ©In Schaltbild der Einqaba/Ausgabe-Logik%
Pig» 10 ein Blockschaltbild -^s Korrelatorsi
Fig» 11 ein Blockschaltbild des "sbellenspeichers;
Figο 12 ein Blockschaltbild des Oberlappungszähl—
generators;
Fiq. 13 ein Blockschaltbild des Korrelators;
Fiq. 14a und b linke und rechte Teilschalfcungen,
welche gemeinsam einen Teil der Korrelator— logik bilden?
Fiq. 15a bis cj und
Fig. 16a bis d Schaltbilder der restlichen Teile des Korrelators;
Fiq· 17a ein Blockschaltbild, in welchem die Organisation des Bibliothektabellen-
speichers veranschaulicht ist;
FIq. 17b ein Schaltbild eines typischen Bibliothektabellenspeichers
j
Flg. 18 bis 20 Wiedergaben des bei Verwendunq unterschiedlicher
Flaschen von einem Fassungsvermögen von einem Liter gewonnenen Monitorbildes 5
Fiq» 21 bis 23 die Hauptabschnitte der Siqnal-
aufnahmen bei Abtastung der Flaschen qemMß
Fiquren ;18 bis 20 $
Fig. 24 eine schematische Darstellung einer
alternativen Ausführung der Schaltung des Diqitalumsetsersj und
Fig. 25 eine schewatische Ansicht der Frontplatte
der beschriebenen Maschine»
Die Erfindung läßt sich am besten unter Bezugnahme auf ein
besonderes Ausführungsbeispiel s«r Lösung eines speziellen Problems beschreiben, da dieses bevorzugte AusfUhrungsbei-
321243
SDisl für die ras.ir.tsn Koraponenfears auslh anderer ÄusführungsbelsDieles
die unter üteiaiSndon anderen Zweckbestimmungen
dienen? exemplarisch ist» Das bsschriabene Ausführungsbei—
soiel ist auf eine aafcoraatlscSiG Sortierung von Mehrwegflaschen
für alkohlfreie SeteSßlse gerichtet <p die anfangs
unsortiert ©ines Förderer aufgegeben werden» Derartige
Flasche haben bereits einQ ¥©reortlerang erfahren, so daß
aroße und kleine Fiasehe« nlehfe verroischt sind, aber im
Strom von Flaschen ariffeoSiierfe der gleichen Größe eine Anzahl
verschiedener Fleischest typen vorhanden sind, von denen
Alge jedoch sis-κΐieü« veifseSiiiadoniQ F©rraQn habsns v^ie bei—
soielsweisQ eeCcsac'si und S3P@psiot3 Flaschen9 und von denen
eliiqe einander- sehr clhnlisii cIrJd9 wie "Sprite15" und
"Diet Sprite13" F'Iasshan· In JQilem Falle tragen derartige
Flaschsr« in der Req<s! ein pasrraanantes Warsnsöichen und/oder
eine seitliche DafcoratioRj, das ©der die sieh über 180° oder
weniqer des Umfanqs dar Päeseho erstreckt und sich auf der
entqeqengesetsfcen Salt© MiedorteJLte Di© "mit Hilfe des beschriebenen
Aysf'"!hsn:rtgßfc©£sp£els au sortierenden Flaschen
haben daher visusll identäffisiGirbare Unter schiede, die von
einer Seite sichtbar είηύο
Bei dem hier Im eifiaoinsn beseh^iebenon Aissführwngsbei—
spiel ist ein FIoseher^TramspoiTfcoysfeGin v©rges@hcsn, das
die ihm swgsföhrfesrj FlsiSchQn üSseff eisiarä Aufgabeförderer
aufniro!nt9 aiezein sr-fsßt \md an Gifiersii sternrad @ntlangeiner
Kreisbahn ->ic-an sportier to BS.no. Ansahl von Ausgabe—
förderern s5-iic3 an ma;-rc-sS'ei'3iferaen Punkten um die kreisför3T5if?e
vransnaififeffi^Ev/iSej] St.Gesir&as aoigess-dsicst „ ε© daß
eine Flasehs bei Preigaös von dsra Sfeoriiraclsystem neben
einem der Awsqateefirde-reE1 im dosoön Soi'ieguncjSbahn ein-ISuft
und öiier uen i.isogris-sfoipdcaPGi? oJageföhrt vtisruo Daher
wird eine Flasche naesi der SdGFsfeifisierung von dea Stern—
rad sys tem neben denj for diesen Plaoehentyp·" ^opqegebenen
Ausgabe förderer frsiqosetot und von dissesn sortiert abgeführt.
— ρ —
Für die Zwecke der Identifizierung der Flaschen auf dem
Sternradsystem und der Bestimmung des richtigen Fiaeigabepunkts
für Jede Flasche ist eine Fernsehkamera auf der dem Aufgabe« bzw. Zuführförderer benachbarten Seite
des Sternrads in solcher Anordnung vorgesehen, daß die Seite jeder Flasche unmittelbar nach deren Aufnahme durch
das Sternrad im Sichtfeld der Fernsehkamera liegt· Die Kamera ist auf das Bild-, Schrift- bzw» Etikettenfeld
jeder Flasche gerichtet, während die Flasche entlang ihrer Transportbahn an einem speziellen Inspektionspunkt vorbeiläuft.
Wegen des begrenzten Abstandes zwischen den inspizierten Flaschen und der Fernsehkamera bzw. dem dieser zugeordneten
Linsensystem reicht das Kamera-Sichtfeld nicht ganz über 180° des Flaschenurafangs und erfaßt daher nicht
das gesamte Schrift- bzw· Etikettenfeld bei bestimmten Schrift- bzw. Etikettengrößen und raschen Orientierungen.
Außerdem führt die Krümmung der Flasche zu einer EiIdkompression
des Etiketts bzw. Schriftfeldes, insbesondere im Bereich der BildrSnder der Videokamera. Da die Flaschen
bei dem beschriebenen AusfUhrungsbeispiel keine feste Winkelorientierung haben, sind die Rereiche des Schriftbzw.
Etikettenfeldes, welche bildseitig komprimiert werden,
im wesentlichen willkürlich, obwohl das beschriebene System praktisch unempfindlich gegenüber derartigen Kompressionen
bzw· Bildstauchungen ist, wie die nachfolgende Beschreibung zeigen wird. Bei einem sehr schnellen System dient ein
Strobolichtbündel oder ein Strobolichtbündelpaar zum Abtasten
der Flasche beim Erreichen des Inspektionspunktes, um ein besseres und rascheres Ansprechen der Videokamera
zu erreichen. Wegen der Flaschenkrümmunq und des einzelnen oder der beschränkten Anzahl von strobolichtstrahlen haben
verschiedene Teile des Schrift- bzw· Etikettenbildes, wie es von der Videokamera aufgenommen wird, unterschiedliche
Intensitäten. Die nachfolgende Beschreibung wird zeiqen, daß das beschriebene System gegenüber derartigen IntensitSts-
Schwankungen nur rainlraal empfindlich ist.
Viele der obengenannten! Charakteristiken des von der Videokamera aufgenommenen Bildes könnten- mit Hilfe komplizierter
Linsen- und Beleucbtuäiejssysfcerae minlraiert oder unwirksam
gemacht werden« Zusätzlich kannte das durch die Kamera erfaßte
Kennzeichnungsfeld mit Hilf® von Spiegel- und/oder
komplizierten Llnsensysteraen "abgewickelt" werden, und die
Flaschen könnten wlnkelraaßiq so>
orientiert werden, daß das Kennzeichnungfeld stets von der Frontseite sichtbar
ist. Eines der Merkmale der Erfindung besteht jedoch darin,
daß eine äußerst zuverlässig und genaue"-Betriebsweise ohne
den Aufwand und die machanissfo© Kompliziertheit susätzlicher
GerSte und Operationen erreicht wird.
Die bei dem beschriebenen Ausführung&beispiel verwendete
Video&Kmera ist eine Standard-US-Videokamera mit Zeilensprungabtastung,
einer Ver&ika&fraquenz von 60 Hs (d. h.
Entwicklung von 60 Halbbildern pro Sekunde) und einer Bildfrequenz
von 30 te« Wenn sine Flasche den Inspektionspunkt
erreicht, was durch einen Fühler sra Trensportsystem angezeigt
wird j und die Abtastung ausgelöst wird, so wird Jede
Seile aus 240 Zeilen in einem Feld digitalisiert, um eine
4-Bit-Binärsahl für jede Zmlle zu entwickeln, welche die
Anzahl von hell-dunkel^ObergSnqen In dieser Bildaelle darstellt«
Daher ist bei diesem Aüsführusngsbeisplel, ein Maximum
von 15 solcher überginge pee Seile s«lä©3ig9 ynd es hat sich
qeneigtj daß diese Anzahl vollständig ausreicht„ um Flaschen-Kennzoichnungsfaider
lesen su kfSmifüQne» 0>a das digitalisierte
Siqnal for jede Zelle nur die AnaaSil von Übergängen (bei
einem vorgegebenen Sciiiielieiwert? in der entsprechenden
Bildzeile anzeigt und qcgsn dio Lage eines Übergangs entlang
der Seile unempfindlich Ist., sollte In diesem Zusammenhang feeachtet werdenj daß die digiisllsiert© Information
für Jede Zeile relativ unempfindlich for eine wlnkelorlentierunq
der Flasche und eine Iiorlsontale Kompression des Bildes
des Kennzeichnungsfeldes entlang dessen Ränderrvist«
Die digitalisierte Information für jedes Feld wird in einem
Speicher izwischenqespaichert, dessen Kapasität zur Speiche—
rung von 63 weiteren digitalisierten Bildern ausreicht. Die am Inspektionspunkt befindliche Flasche wird im folgenden
als "Targetflasche" und das entsprechend digitalisierte
Bild der Tarqetflasche als "Targetbild", Targetdaten oder
- in Tabellenform » als "Targettabelle" bezeichnet. Die anderen digitalen Bilder, die in den restlichen 63 Spdeherblöcken
gespeichert sind, werden als "Bibliotheksbilder",
"Bibliotheksdaten" oder "Bibliothekstabelle" bezeichnet, da diese Daten voraufgezeichnete Daten for verschiedene
au sortierende Piaschentypen darstellen, mit denen die Tarqetdaten zur Bestimmung und Sortierung der jeweils am In—
speSttionspunkt befindlichen Flasche verglichen werden.
Insbesondere wird ein Hochgeschwindigkeitskorrelator zur Durchführung einer Form von Korrelation zwischen der
Targettabelle und jeder der Bibliothekstabellen auf einer zeilenweisen Basis verwendet, um au bestimmen, welche der
Bibliothekstabellen am weitestens mit der Targettabelle
übereinstimmt· Die bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendete Form der Korrelation ist nicht eine echte
Korrelation, sondern eine modifiaierte Art von Korrelation, die wegen ihrer einfachen Rechenoperation (d. h. der Möglichkeit
hoher Operationsgeschwindigkeit) und angemessenen Genauigkeit des Ergebnisses ausgewählt wurde· Insbesondere
wird in jeder Zeile der Targetdaten und In der entsprechenden Zeile einer der Bibliothekstabellen die 4-Bit-BinMrzahl
einer Targetdatenaeile mit einer 4-Bit-Zahl der Bibliothekstabellen-Datenseile
verglichen, wobei die niedrigere der beiden Zahlen einem ersten laufenden Gesamtwert für diese
Korrelation hinzuaddiert wird· Außerdem werden die 240 4-Bit-Binarasahlen für die Targettabelle akkumuliert, um
eine aweite laufende Sutnase au bilden,, und die 240
4~Bit-BinärzaSilera der 3ifo!i©ihQkstabelle werden zur BIldung
einer dritten laufenden Summe akkumuliert. Der Korrelationsfaktor zwischen der Targettabelle und der
besonderen in Betracht kommenden Bifoiiothekstabelle ist
gleich der ersten laufenden StIfMe9 "geteilt durch die
höhere der swelter? und dritten laufenden Summen· In
Gleichungsform kann der Korrelationskoeffisient wie
folgt ausgedrückt werden:
1^Sa ~.^~.J2<a,-.9 "^d iö niedrigere von beiden)
Λ tf3 '
21 T. oderΈ. T% s (die höhere von beiden)
v;obei CC » Korrelationskoeffizient
T. β Zahl der ObergSnge In Zeil® η der Targettabelle
T, » Zahl der übergMnge In Zeile η der betrachteten
RifoliothekstabelIe'
Die obengerjannte Gleichunci basiert auf dem Folgendem?
Wenn die Zahl der übergänge in einer Tabelle (Tarqet oder
Bibliothek) als Efeabdlagrasgnaufgetragen wird, indera die
Zeilennummer entlang- einer Achse und ein Stab einheitlicher Breite for Jede gsJ,isnfitge»er In der Richtunq einer
zweiten Achse awfgeferagcR worden9 v#ob@.l der Stab eine der
Anzahl von übergfingen- in dieser geile der Tabelle pro-Dortionale
LHnejs hat» so ergibt sich sine besonder© Kurven-Charakteristik
for diese spezielle Tabelle» In den Zonen
über und unter der eirsfespreehenden Ksrcmseichnungsfeldpositlon
auf der Flasche kann die Zahl flsr Überginge Mull sein,
während in unterschiedlichen Kemneeichnungsfeldsegmenten
verschiedene Anzahlen von Übergängen erfaßt werden, die
au besonderen Kurven außerhalb der Null-Abschnitte führen.
Wenn man eine Mhnlich gestaltete Tabelle für eine andere
Piaschenart darüberlegt, so ergäbe sich naturgemäß ein anderer Kurwenverlauf, der für die andere Piaschenart gemäß
einer sweiten Tabelle spezifisch ist. Teile der Zonen unter den beiden Stabdiagrammen können einander überlappen (obwohl
dies nicht notwendig ist); jedoch sind generell Größe und Form der Zonen für jeden Flaschentyp anders.
Zurückkommend auf die obengenannte Gleichung zur Berechnung
des Korrelationskoeffiaienten ist zu sehen, daß die
gesamte Summe aller Zeilen der Übergangsssahlen Jeder
Zeile der betrachteten Bibliothekstabelle (die zweite laufende Summe) nur die gesamte Zone unter der Stabdiagrammkurve
für die jeweilige Bibliothekstabelle darstellt. In ähnlicher Weise stellt die Gesamtsumme für
alle Zeilen der Anzahlen von Übergängen in jeder Zeile der Targetdaten (dritte laufende Summe) nur die Zone
unter der Stabdiagrammkurve für die Target tabelle dar«,
Daher stellt der ffenner der obengenannten Gleichung des
Korrelationskoeffiaienten nur die Zone unter der Stabdlagramrnkurve
für die Targettabelle oder die betreffende Bibliothekstabelle dar, welche Jeweils größer ist. Der
Zähler vergleicht dagegen Jede Zeile der Targettabelle mit einer entsprechenden Zeile der Bibliothekstabelle,
und durch Benutzung des niedrigeren der beiden Werte wird effektiv nur die Überlappung der entsprechenden
Zone der beiden Kurven betrachtet. Durch Summierung der Überlappungen für Jede Zeile wird die gesamte Überlappungsssone
gewonnen. Daher läßt sich die obengenannte Gleichung für den Korrelationskoeffiaienten tatsächlich
wie folgt ausdrücken!
c_, _ Gesamte überlappunqsaone
Größere Gesamt- bzw. Summenzone
Aus der vorhergehenden Gleichung Ist ^u sehen, daß dann,
wenn die Targettabelle mit der besonderen betrachteten Bibliothetöfcabelle identisch ists die beiden Stabdiagrammkurven
identisch sinds do h„ einander genau überlappen und
beide dieselbe Oesaratzone, insbesondere eine Zone gleich
der Oberlappunqssone überspannen« Daher 1st der Korrelationskoeffialent
so qewählfc, daß er die bestmögliche Korrelation zwischen den beiden Tabellen schafft» Wenn andererseits die
Targettabelle und die Bibliothekstabelle überwiegend Zellen
ohne Obergänge haben und die feilen der Targettabelle mit
Oberg'dngen von den entsprechenden Zeilen in der Bibliothekstabelle abweichen, so ist der gesamte öberlappungsbereich
Null, so daß auch dar Korrelationskoefflsient Null ist.
Dies zeiqt den Bereich des Korrelationskoeffisienten
zwischen Null und Eins und ist ebenfalls eine Einführung in einen anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung» Insbesondere
sind aus ästhetischen Gründen die Flasche.n-Kennselchnunqsfeider
generell In der Horizontalen ziemlich genau, d. h. ohne wesentliche Neigung, ausgerichtet, können
jedoch in der Höhe um etwa - O932 cm oder mehr verschoben
sein, da Höhen Schwankungen das gesamten Kennsseichnungsfeldes
visuell nicht ssu beanstanden sind* Wenn daher theoretisch die Bibliothekstabells und die Targettabelle
sum gleich Flaschentyp gehören, jedoch erhebliche Höhendifferenzen
zwischen dem Kennsseichnungsfeld für die
Bibliothekstabelle und demjenigen auf der Targetflasche
bestehen, so ist der unter Verwendung der obengenannten Gleichung entwickelte Korrelatlonskoeffialent kleiner
als Eins, und zwar um einen Wert9 der von dem speziellen
Kennzeichnungsfeld und den genauen Höhersdlfferanssn ab—
hänqig ist» offenbar könnte eine bessere Korrelation gewonnen
werdens wenn die Tabelle für die Flasche mit einem
welter unten gelegenen Kennzeichnungsfeld »«angehoben»'
werden könnte, oder aber die Tabelle für denselben Flaschen—
typ mit höher gelegenem Kenri^eichnungsfeld "abgesenkt"
werden könnte. Dieser Effekt kann wesentlich sein, da einige Flaschen, ss· B· Sprite* und Diet Sprite* Kennzeichnungsfelder
haben, welche bis auf kleine Abschnitte identisch sind, so daß Korrelationsfehler aufgrund von
Vertikalverschiebungen zu einer Fehlidentifizierung des
Piaschentyps fUhren können· Um dies zu vermeiden, wird
erf indunqscjemäß die obengenannte Korrelation '.nicht nur
durch Vergleich Jeder Zeile der Targettabelle mit der entsprechenden Zelle einer betrachteten Bibliothekstabelle
verglichen, sondern es werden für jede Bibliothekstabelle 15 andere ZShlerberechnungen durchgeführt, wobei diese
Berechnungen eine Abwärtsverschiisbung der Bibliothekstabelle mit Bezug auf die Targettabelle und danach eine
AbwSrtsverschiebung der Tarqettabelle mit Bezug auf die
Bibliothektstabelle darstellen· Ein Diagramm, das die entsprechende Verschiebunq zwischen den Target— und
Bibliothektes&ilen bei den sechszehn Berechnungen (0 bis
15) zeigt, ist unten angegeben·
Durchlauf | Targetaeile | Bibliothekszeile |
0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 2 |
7 | 0 | 4 |
3 | 0 | 6 |
4 | 0 | β |
5 | 0 | 10 |
6 | 0 | 12 |
7 | 0 | 14 |
B | 0 | 0 |
9 | 2 | 0 |
10 | 4 | 0 |
11 | 6 | 0 |
1? 13 14 15 |
R 10 12 14 |
ο ο ο ο |
Es 1st au sehen, daß Durchlauf bzw. Abtastung O und
Durchlauf 3 identisch sind, so daß eine von ihnen überflüssig ist. Dies 1st einfach das Ergebnis der besonderen
verwendeten Implementierung bzw. Ausführung und kann, falls erwünscht, eliminiert werden, obwohl
es für das gesarate Schema weitgehend ohne Konsequenz
ist. Zu beachten ist ferner, daß die Verschiebung durch die sechsehn Durchläufe tatsächlich um jeweils zwei
Zeilen gleichzeitig erfolgt, was eine Maximalverschiebung von - 14 Zeilen darstellt· Wenn die 240 Zeilen
in jeder Tabelle angenähert eine 15,24 cm Vertikalansicht der Flaschen darstellen, so stellen - 14 Zeilen
£ 0,B9 cm bei 0,127 cm Einzelschritten dar. Da Durchlauf
(und Durchlauf 8) alle 240 Zeilen beider Tabellen berücksichtiqen, wodurch der Zähler in der Gleichung des
Korrelationskoeffizienten aus der Summe von 240 Termen
besteht, reduziert sich die Anzahl von Termen für die anderen Durchläufe und beträgt 226 für die Durchläufe
und 15. Dies ist ebenfalls das Ergebnis der besonderen Implementierung nach der Erfindung, da es vielleicht
besser wäre, jeden der VielfachdurchlSufe auf dieselbe
Zahl, z. B. 226, zu begrenzen, obwohl diese Begrenzung in der Praxis nicht notwendig ist. Der Nenner der
Korrelatlonskoeffizientenglaichung ist natürlich der
gleiche für jeden Durchlayf« Wie in der nachfolgenden
Beschreibung zu sehen ist, ist der Hochgeschwindigkeitskorrelator
so ausgebildet, daß er den in sechsehn
Durchläufen gewonnen/höchsten Zähler (der die beste
Korrelation darstellt) festhält^ so daß der letzte Korrelationskoeffizient zwischen der Targettabelle und
einer besonderen Blbliothakstabeile der während eines
der sechzehn Durchläufe SIr diese Tabelle ermittelte
Höchstkorrelationskoeffizient ist. Dies wird selbstverständlich
für jade dar 63 potentiellen Bibliothekstabellen (d. h. insgesamt lOOB mal) wiederholt, um 63 Korrelations-
koefflaienten au gewinnen, vom denen jeder der Korrelation
swischen der Targettabelle und einer zugehörigen
Blbllothakstabelle entspricht«,
Nachdem vorstehend ein genereller Überblick über die
Erfindung gegeben worden ist, werden nachfolgend unter Beäugnähme auf Figur 1 Einzelheiten der generellen
Organisation der erfindungsgemlßen Maschine beschrieben«,
Das Transportsystem 30 kann durch einen einsigen Aufgabebzw«,
Zuführförderer 32 und mehrere Abgabe- bzw» Abführförderer 34 bis 39 gekennzeichnet sein, von denen jeder
in Abhängigkeit von auf das Transportsystem 30 durch eine Torsteuerung 40 wirkenden Steuerbefehlen eine
Flasche aus dem Aufgabeförderer 32 aufnehmen kann» Eine Videokamera 42 erfaet fortgesetzt eine feste Position
im Transportsystem und liefert ein zusammengesetztes
Videosignal an eine Digitalumsetzer- und Synchronisationssignalschal
feung 44« Das zusammengesetzte Videosignal enthMlt
natürlich nicht nur die Videolioformation, sondern
auch die horiaontalen und vertikalen Synchronisations—
signale, so daß die Digitalumsetsser— und Synchronisations—
schaltung 44 sich seibat mit dem zusammengesetzten Videosignal synchronisieren und ihre Synchronisation zwischen
der Targetdateneingabe aufrechterhalten kann»
Wenn eine Flasche, wie die Flasche 46 die richtige Position
im Sichtfeld der Kamera 42 erreicht hat, so liefert ein geeigneter Fühler am Transportsystem ein Auslösesignal
an die Digitalumsetzer- und Synchronisationsschaltung
44» Letatere löst den Strobostrahl ausf digitalisiert
240 Videosignal zeilen und liefert die digitalisierten Daten
Zeile für Zeile an eine S-100 Sammelleitung 48. Die s-100 Sammelleitung ist eine Hundertstift-Sammelleitung, die zuerst
von MITS9 Ine» eingeführt wurde und inzwischen für
Mikrocomputersysteme zu einer Standard—Busausbildung gehört.
-YT-
Sie wurde bei dem beschriebenen Ausführunqsbeispiel aus dem
Grunde gewählt, da Einzeltafelmikrocomputer zur Verfügung
stehen, die nlt der Sammelleitung eine direkte Schnittstelle
bilden. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Chromemco-Einzeltafelcomputer als CPU 50 verwendet,
der viel von der Kommunikationssteuerung, einen Teil der DatenreduktioniUnd andere Funktionen, wie die
Erzeugung von Torsteuersignalen, die Erzeugung von Bibliothekstabellen usw· verfUgbar macht.
Ein in die Schaltung einbezogener TV—Monitor 52 kann
dazu verwendet werden, das von der Kamera 42 erfaßte Bild zur Anzeige zu bringen« Generell wird ein Monitor wahrscheinlich
nur für das Aufstellen und/oder bei der Fehlersuche verwendet, da sein Vorhandensein für den Normal—
betrieb des Systems nicht erforderlich ist. Als zusätzliches Merkmal enthält die Digitalumsetzer- und
Synchronisationsschaltung 44 jedoch eine zusätzliche Schaltung, welche das zusammengesetzte Videosignal so modifiziert,
daß der Monitor 52 nicht nur das von der Kamera gesehene Bild der Flasche sondern auch eine Form von Stabdiagramm
entsprechend der vorstehenden Beschreibung zur Anzeige bringen kann· Insbesondere zählt der Digitalumsetzer die
Anzahl von hell—dunkel-Obergängen in jeder einzelnen der
240 Zeilen des Flaschenbildes und entwickelt eine 4-Bit-Rinärzahl, welche die Zahl der Übergänge (0 bis 15) in dieser
Zeile darstellt. Die Digitalumsetzer- und Synchronisationsschaltunq
44 enthält eine Zeitgabe- und Steuerschaltung derart, daß während eines Teils jeder der 240 Horizonta!zeilenabtastung
das Flaschenbild, wie oben gesagt, digitalisiert wird, daß jedoch während des restlichen Teils jeder
Horizontalabtastung ein den digitalisierten Wert dieser Zeile enthaltender Zähler mit einer vorgegebenen Taktgeschwindigkeit
auf Null getaktet wird» wobei das zusammengesetzte
Videosignal auf einem weißen Pegel gehalten wird.
Das Nettoergebnis besteht darin, daß das Bild des Videomonitors
5? auf der linken Seite des Schirms die Flasche mit KennaeichnunqsTsld und auf der rechten Seite des
Schirms das oben anqecjebene Stabdiagramm seigt, das mit
dem Piaschenbild höhenmäßig ausgerichtet ist·
Ebenfalls verbunden mit dem S—100 Bus ist bei dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel ein Speicher 54, der vorzugsweise als Speicher mit direktem Zugriff (RAM)
ausaebildet ist* Die Bibliothekstabellen können jedoch
auch in einem ROM oder einem anderen nicht-flüchtigen Speicher gespeichert werden» Der Speicher 54 dient zum.
Speichern der digitalisierter» Targettabelle und der zuvor
gespeicherten 63 Bibliothekstabellen, und ein Hochgeschwinrfigkeitskorrelator
dient zum Berechnen der Überlappunqssone als Teil der Berechnung der Korrelationskoeffizienten. Die Zentraleinheit C(CPU) 50 benufc2t
natürlich entweder einen Teil des Speichers 54 oder einen anderen über den S-100 Bus angeschlossenen separaten
Speicher für die eigene Zwischenspeicherung bei der Ausführung der Rechenfunlctionen für die Steuerung und au
anderen Zwecken« Schließlich ist ein N131-.—Lese—Speicher
56 (ROM) zur Speicherung eines bleibenden Systemprogramms voraesehen»
Im folqenden wird auf die Figuren 2 bis 5 Bessug genommen,
in denen verschieden® Einzelheiten des bei dem beschriebenen ÄusfOhrungsbeispiel verwendeten Transportsystems gezeigt
sind· Das besondere Transportsystem ist dasselbe Transportsystem, das die " Anmelderin froher als Teil ihres
Flaschensortlersystems der Serie 700 verwendet hat. Wie
in Figur 1 zeigt auch die Draufsicht auf das Transportsystem 30 gemäß Figur 2 den Aufgabeförderer 32 und mehrere
Abgabe- bzw· Abführforderet- 34 bis 39» Der Aufgabeförderer
liefert Flaschen zu einem Sternradsystem mit einem oberen
Sternrad 58 und einem unteren Sternrad 60 (Figuren 3 und 5), die auf einer um eine Achse drehbare Welle 62 befestigt
und von einem Antriebsmotor 64 getrieben sind. Solche Systeme arbeiten generell mit einem "voll" Aufgabeförderer,
so daß nach dem Einlaufen der ersten Flasche in eine Muldengruppe der oberen und unteren Sternräder alle
nachfolgenden Flaschen zueinander richtig positioniert werden und glatt in das Sternradsystem einlaufen. Demgemäß
wird der Motor 64 generell von einem oder mehreren Fühlern, z. B. dem Fühler 66, gesteuert, wobei die Fühler
anzeigen, ob genügend Flaschen dem Aufgabeförderer aufgegeben sind, um das Sternrad-Transportsystem einzuschalten.
Das Sternradsystem enthält eine Vakuumkammer 68 in einem Gehäuse 70 (Figuren 2 bis 5, insbesondere Figur 5), die
über eine Drehkupplung (nicht gezeigt), mit einer Vakuumquelle verbunden ist. Zwischen dem oberen Sternrad 58 und
dem unteren Sternrad 60 und ausgerichtet mit jeder Gruppe von Flaschenmulden in der Sternradanordnung
befindet sich ein Vakuumgreifer mit einem Gummisaugnapf 72, der von einem rohrförmigen Bauteil 74 getragen wird.
Das rohrförmige Bauteil- 74 steht mit einer Anordnung in
Verbindung, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 76 bezeichnet ist. Die Ventilanordnung, welche den Unterdruck
in jedem Saugnapf 72 steuert, wird selbst von einem Ventilschieber 78 gesteuert, der bei einem von zwei
Halteringen 82 begrenzten Hub vertikal verschieblich gelagert ist. O-Ringe 80 auf dem Schieber sorgen für eine
Abdichtung und damit für eine Reibwirkung auf den Ventilschieber, so daß jeder Schieber in einer eingestellten
Position solange bleibt, bis er in eine andere Position verstellt wird. Jeder Ventilschieber ist so ausgebildet
und angeordnet, daß er in der dargestellten unteren Stellung den zugehörigen Saugnapf 42 mit der Saugkammer 68
verbindet und damit ein Vakuum zum Ansaugen der Flasche
12432
in Ihrem Sitz in de» Pl asche»« I dew der Sternräder 58 und
60 anlegt» Wenn sich der Venfeilschieber 78 in der oberen
Stellung befludet 9 2© ist die Vakuumkammer 68 nicht mehr
mit dem Saugnapf 72 in Verbindung.; stattdessen sind das
Bauteil 74 und der Seugnawpf 72 sur Umgebunqsatmosphäre
Ober den ynteren Abschnitt des Schiebers 78 belüftet«
Wenn sich daher ein ¥enfeilschleber 78 in der oberen Stellung
befindetf so werden die Flaschen erfaßt und in Anlage am
Sternrad solange festgehaltenf bis der Ventilschieber wieder
nach unten verschoben wird und damit die Flasche freigibt«,
Gewöhn HcItAst ein fester Nocken zur Bewegung jedes Ventil«
Schiebers in Aufwartsriehtung an dem Plaschenaufnahraepunkt
vorgesehen j wobei Solenoid-betlltlgte Luftzylinder 84 in
geeigneter Lage nahe den AusgabefordGeorn angeordnet sindf
um einzelne Vent 11 sch leber aviecks Freigabe der Flaschen
an diesem Punkt nach geeigneter Befestigung aufgrund der Identifizierung der Flaschen aofwSrts zu bewegen«, Gegebenenfalls
kann ein Nocken am letzten Ausgabeförderer vorgesehen
sein, um sicherzustellen^ "dafl alle Flaschen freiqe·»
geben worden sind,, bevor diese Flaschenmuidengruppe zur
FlaschenaufnahmestelIe nahe des Aafgabeförderers zurückkehrt»
und um auf diese Welse einen Bruch der Flaschen und Beschädigungen der Maschine bei einer Fehl funktion au verhindern· Wie oben erwHhntf ist diese Art von Transportsystem
hier nur beispielsweise angegeben und als solches im Stande der Technik bekannt· Es wird daher hier nicht
niher beschrieben, es set denn in solchen Einzelheiten,, die für den Betrieb des Gesatntsystems von Bedeutung sind»
Generell sind die Flaschen auf dem Aufgabeförderer 32 und
auf den verschiedenen Ausgabeförderern 34 bis 39 durch
seitliche Führungsschienen 86 geführt, obwohl sie bei Erreichen des Aufnahmepunkts und Erfassen durch den Saugnapf
keiner Führungsschienen beträchtlicher Höhe bedürfen,
so daß die Videokamera 42 ein praktisch ungehindertes Sicht·»
feld auf die Seite der Flasche hat. Generell ist die
Videokamera durch eine geeignete TrHgervorrichtung 88
gehaltert und vorzugsweise auf das Transportsystem physikalisch bezogen, jedoch derart an der Trägervorrichtunq verstellbar, daß die Höhe, das Sichtfeld usw.
für unterschiedliche Flaschengrößen einstellbar sind.
Im folgenden wird auf die Figuren 6 bis 9 Bezug genommen,
welche Einzelheiten der Video—Dlgltallsierungsschaltung und zugehöriger Schaltungskomponenten zeigen. Figur 6 ist
ein allgemeines Blockschaltbild der Schaltung nach den Figuren 7 bis 9, wobei die Figuren 7 bis 9 Einzelschaltungen des Blockschaltbilds darstellen· Das zusammengesetzte Videosignal aus der Kamera 42 wird Über eine Leitung 90 (Figur 7) an einen NE 592 Video—Differenzverstärker angelegt, der als Differenziereinrichtung geschaltet ist und dessen Ausgänge mit einem Hochgeschwindigkeitskomparator verbunden sind· Letzterer liefert bei
jedem im Videosignal festgestellten Obergang einen Ausgangsimpuls auf die Leitung 92· Die Kombination aus
Digitalumsetzer und Hochgeschwindigkeitskomparator gemäß
Figur 7 erfüllt in wesentlichen die Funktion des Digitalumsetzers gemäß Figur 6, wobei eine Differenzierstufe anstelle eines Pegeldetektors verwendet wird, da die
Differenzierstufe weniger empfindlich in Beizug auf die Bildintensität ist· Insbesondere wäre ein einfacher Pegeldetektor empfindlich gegen Schwankungen in der Abtastposition und -intensität, gegen die Kameraempfindlichkeit usw., während die Differenziereinrichtung in erster
Linie auf das Vorhandensein von übergängen unabhängig von der mittleren Intensität des Bildes In dem zusammengesetzten Videosignal anspricht. Wie oben ausgeführt,
können Teile des Bildes besser beleuchtet sein als andere Teile des Bildes· Jedoch sind die Obergänge zwischen
solchen Zonen nicht einmal annähernd so steil wie bei einem hell-dunkel (oder dunkel-hell) übergang aufgrund einer
Kennzeichnung auf der Flasche· Daher kann die Schaltung
relativ unerapfIndlich gegen graduelle Schwankungen der
Licht in tens ItS t öbet1 die gesamte Breite dies Fl äschern™
bildes geraaeht werden,, Indem die Charakteristiken der
Differenzlersiufe geeignet gewählt werden® Ein Verstärker
94, der als Komparator geschaltet ist„ dient zur Entwicklung
eines Video-Auslösesignals auf der Leitung 96,
das anzeigt, daß wenigstens ein Signal mit Minimaler
Intensität empfangen wirf·
Außerdem wird das zusanimengesetate Videosignal foew«, BAS-Signal
auf der Leitung 90 zu einem Amplitudensieb 98 übertragen» Das Amplitudensieb ϊ98 weist ein® Bipolar—
transisfeor-Clipperschaltunq auf, dessen Ausgangssignal
auf der Leitung 100 das Vorhandensein des den Horisontal«
rücklauf darstellenden horizontalen Synchronsiqnals anzeigt»
(Das horizontale Synchronsignal ist In dem BAS-Signal
ein "«schwlrsser als schwara" Signal, das den Strahl
austastet und das Rücksetzen der Horizontalablenkschal— tunq in der Videokamera signalisiert)» Das Signal auf
der Leitung 100 wird einem wiederholt triggerbaren raonostabilen
Mult&vibratoml02 «ugeföhrt, dessen Ausgangssignal
auf der Leitung 104 an ein NAND-Gatter 106 angelegt wird· Das Auegangssignal des MAND-Gatters wird an
den AufwSrfesaShleingang eines ZMhlers 108 angelegt, dessen
4-Bife-Ausgang mit den Leitungen DO bis D3 verbunden 1st
und vow NAMD-Gatter 110 zur Entwicklung eines vierten
Eingangssignal3 für das NAND-Gatter 106 einer NAND-Operafcion
unteraogen wird* Im wesentlichen digitalisieren
die Differeneierstufe und der Hochgeschwindigkeltskomparator
konstant das zusammengesetzte Videosignal CBAS*Signal>
auf der Leitung 90 und entwickeln einem Iropulssug in Abhängigkeit
¥on diesem Videosignal a«f-der Leitung 92, der als
ein Eingangssignal an das NAND-Gatter 106 angelegt wird·
Ein aweites Eingangssignal wird iem NAND-Gatter durch das
3A
Video- bzw. Bildauslöeesignal auf der Leitung 96 zuqeführt,
das da3 NAND~GcfcterlO6 während des Horizontalrücklaufs
abschaltet (da zu diesem Zeitpunkt das "schwärzer als schwarzM-Signal ansteht); dasselbe geschieht während
einer Periode, in welcher die Bildintensität generell zu niedrig ist, um eine gültige Information zu erhalten.
Der triggerbare monostabile Multivibrator 102, der mit dem Amplitudensieb verbunden ist, hat eine vorgegebene
Zeitkonstante, so daß das Signal auf der Leitung 104,
das ein weiteres Eingangssignal für das NAND-Gatter 106 bildet, während der horizontalen RUcklaufphase (angenähert
5 /js) und über etwa die HSIfte der Horizontalkippzelt von
58,5 ^US, d.h. angenähert 30 yus, ein Freigabesignal darstellt.
Daher bildet die Kombination aus dem Videoaudösesignal
auf der Leitung 96 und dem Phase 1 (PHl) Signal auf der Leitung 104 Freigabesignale für das NAND-Gatter
106, die dieses Gatter bei Beginn jeder Horizontalablenkung for angenähert die Hälfte der Kippbewegung freigeben«
Schließlich bildet das vierte Eingangssignal zum NAND-Gatter 106, das vom NAND-Gatter UO geliefert wird,
ein Abschaltsignal für das NAND-Gatter 106, das getastet wird, wenn die Ausgänge DO bis D3 des Zählers 108 zeigen,
daß ein ZShlwert von 15 erreicht worden ist« Daher wird
der Zähler 108 für eine Aufwärtszählung der Vldeosignalüberqünge
während des Anfangsabschnitts jeder Horizontalablenkung eingeschaltet und etwa auf der Hälfte jeder
Horizontalablenkung abgeschaltet, wenn er nicht aufgrund der Erreichung des Zählwerts von 15 bereits frUher abgeschaltet
wird.
Während dieses Anfangsabschnitts jeder Horizontalablenkung
ist das PHl-Signal auf der Leitung 104 auf einem hohen Pegel,
so daß das Phase 2—Signal auf den Leitungen 112 auf einem niedrigen Pegel ist. Dadurch wird die Leitung 114 auf einem
niedrigen Pegel gehalten, wodurch der Transistor 116 ge-
2a
sperrt gehalten wird» Am Ende dieser Anfangsperiode, wenn
das Signal auf der Leitung 104 auf den niedrigen Wert abfällt, wird das Signal auf der Leitung 112 auf den hohen
Wert angehobene, Wenn keine Übergänge während der Anfangsperiode dieser Horizontalablenkung festgestellt wurden,
ruft die Kombination aus Inverter« 118 und einem NAND-Gatter 120 ein Signal auf einem niedrigen Pegel (L-Signal)
auf der Leitung 122 hervor, welches das NAND-Gatter 124 abschaltet und außerdem die Leitung 114 über die Diode
zwischen den Leitungen 114 und 122 auf einem L-Wert hält. Wenn andererseits Übergänge während des Anfangsabschnitts
der Horizontalablenkung festgestellt wurden, so kommt die Leitung 122 während des restlichen Abschnitts der Horizontalablenkung
auf einen Η-Wert (wie die Leitung 112) wodurch der Transistor 116 über den Widerstand 124 offen gesteuert
wird« Gleichzeitig liefern monostabile Multivibratoren
126 und 128., die als ein relativ hochfrequenter Oszillator
geschaltet sind, ein Abwärtstaktsignal über die Leitung 130 an das NAND-Gatter 124„ Da die anderen drei Signale
zum NAND-Gatter jetzt in einem Freigabezustand sind, zählt der Zähler 108 jetzt von irgendeinem in ihm während des Anfangsabschnitts
der Horizontalablenkung gespeicherten
abwärts
digitalisierten Wert aus/ wobei der Transistor 116 offen
digitalisierten Wert aus/ wobei der Transistor 116 offen
' die
gesteuert bleibt» Dies zieht/BAS-Signalleitung 90 auf einen Η-Wert oder einen hellen Zustand, wodurch ein Stab (ein Teil des oben beschriebenen Stabdiagramms) auf der rechten Seite der Monitoranzeige gebildet wird} dessen Länge dem während des Anfangsabschnitts der Horizontalablenkung gespeicherten Zählwert proportional isto Wenn der Zähler 108 wieder bis auf Null abwärts sShlt, so erkennt die Kombination aus den Invertern 118 und dem NAND-Gatter den Zählwert Null und schaltet das NAND-Gatter 124 dadurch ab, daß die Leitung 122 auf einen L-Wert getrieben wird, der ebenfalls den Transistor 116 sperrt» Daher wird das BAS-Signal während der Anfangsphase jeder Horizontalablenkung digitalisiert und gespeichert um ein digitalisiertes
gesteuert bleibt» Dies zieht/BAS-Signalleitung 90 auf einen Η-Wert oder einen hellen Zustand, wodurch ein Stab (ein Teil des oben beschriebenen Stabdiagramms) auf der rechten Seite der Monitoranzeige gebildet wird} dessen Länge dem während des Anfangsabschnitts der Horizontalablenkung gespeicherten Zählwert proportional isto Wenn der Zähler 108 wieder bis auf Null abwärts sShlt, so erkennt die Kombination aus den Invertern 118 und dem NAND-Gatter den Zählwert Null und schaltet das NAND-Gatter 124 dadurch ab, daß die Leitung 122 auf einen L-Wert getrieben wird, der ebenfalls den Transistor 116 sperrt» Daher wird das BAS-Signal während der Anfangsphase jeder Horizontalablenkung digitalisiert und gespeichert um ein digitalisiertes
4-Bit-Ausgangssignal DO bis D3 zu entwickeln. Das digitalisierte
Signal wird während des restlichen Abschnitts der Horizontalablenkung auf Null abwärts gezählt, um das BAS-Signal
durch die Erzeugung eines Signals zu ändern, das einen Abschnitt eines Stabdiagramms entsprechend der Digitalumsetzung
des entsprechenden Abschnitts des Bildes des Flaschenkennzeichnungsfeldes darstellt. Dies ist in Figur
6 gezeigt, bei der torgesteuerte Taktgeber in Verbindung mit dem Amplitudensieb eine Abwärtszählung für den Aufwärts-Abwärts-Zähler
hervorruft und gleichzeitig den Stabgenerator treibt, der das BAS-Signal auf der Leitung 90 ändert.
Im folgenden wird auf Figur 8 (in Verbindung mit Figur 6) Bezug genommen, in der' weitere Einzelheiten der Anordnung
zum Digitalisieren und Ankoppeln des Videosignals an den S-100 Bus gezeigt wird. Das PHl-Signal auf der Leitung
wird an einen monostabilen Multivibrator 132 angelegt, der als Vertikalsynchrondetektor wirkt und einen Zähler
134 bei Feststellung des vertikalen Synchronsignals im BAS-Signal rücksetzt. Der monostabile Multivibrator 132
hat eine Rücksetzzeit die etwa gleich der 1 1/2-fachen Zeit der Horizontalabtastzeit ist, so daß er inmer gesetzt
bleibt, mit Ausnahme des Vertikalrücklaufs. Der Zähler
134 erhält andererseits das horizontale Synchronsignal auf der Leitung 104, so daß er bei Rücksetzen 12 nichtsichtbare Zeilen des nachfolgenden Halbbildes (gerades
oder ungerades Halbbild) auszählt, worauf das Löschsignal am Flipflop 136 entfernt wird. Das Flipflop 136 hält
auch das horizontale Synchronsignal auf der Leitung 104 als Taktsignal und ist so geschaltet, daß es eine
"geteilt durch 2H-Funktion erfüllt, um auf der Leitung
138 ein Ausgangssignal zu entwickeln, das eine gerade Abtastzeile im Halbbild (ungerade oder gerade) anzeigt.
Das Ausgangssignal des "geteilt durch 12"-Teilers 134 liefert einen Stabimpuls, der, wie nachfolgend zu sehen
ist, an den Computer angelegt wird, um einen Beginn des
Teilbildsysachrönlöationsslgnals hervorzurufen» Der Vertikalsynchrondetektor
(monostabiler Multivibrator 132) ist ferner mit einem ZStsler 140 verbunden^ aer eine "geteilt durch 6"-Funktion
hat, um eine 10 Hz Impulsfrequenz auf die Leitung 142 ZiU legent deren Punktion nachfolgend beschrieben wird«
wenn eine Flasche die Targetposfeion erreicht,, so wird ein
Icrgetschaltsignal auf der Leitung 144 erzeugt» das entsprechend der Darstellung in Figur 8 mit dem geraden Signal
auf der Leitung 138 kombiniert wird» um ein DPLSH-Signal auf
der Leitung 146 au entwickeln* Dieses "bestimme Blitz"-lignal
treibt den Strobe nicht aktiv, sondern ist stattdessen rait dem Stift 93 des S-100 Bus über 'Verriegelungsschaltungen 148 und 3-Zustands-Ptrffer 150 (Figur 9) gekoppelt.
Das Ausgangssignal der Verriegelungsschaltung 148, das dem DFLSH-Signal entspricht, wird als S Kennzeichen bezeichnet,
das mit dem horizontalen Synchronsignal vom Flipflop 152 kombiniert wird, ura auf der Leitung 154 das Strobe-Signal
auszulösen· Gleichseitig wird die anfangs durch das Targetsignal gesetzte Verriegelungsschaltung 156 rtickgesetzt und
eine entsprechende Verriegelungsschaltung 158 rtickgesetzt,
deren Funktion nachfolgend beschrieben werden wird· Da es eine Korabination aus dem Targetsignal und dem "geraden"
Signal, d«, h. dera geraden Zeilenabtastsignal, ist, die das
DFLSH-Signal hervorruft und da das Strobe-Signal im wesentlichen durch die Kombination aus dem DFLSH-Signal und dem
Horizontalsynchronsignal getrieben wird, ist zu sehen, daß
die Anordnung tatsächlich während des Horizontalriicklaufr.
der ersten geraden Zeilenabtastung susgaöst wird uric! endet,
nachdem das Targetsiqnal eingeht« Da der Strobo-Blitz sehr
schnell ist» ist der Blitz beendet, bevor die nächst (ungerade) Abtastzeile beginnt, so daß Daten auf den Leitungen
DO bis D3 mit Beginn der nächsten ungeraden Zeil ennbt.-:. tür c;
in den Computer eingetastet werden können. Die Leitungen DO bis D3 sind ebenso wie das Startsignal STR mit el ο:--.
S-IOO Bus über die Verriegelungsschaltungen 148 und Puffer
150 verbunden· Daher kann der Strobo— bzw. Stroboskopblitz
während des Horizontalrücklaufs nach irgendeiner geraden Zeilenabtastung in entweder einem geraden oder ungeraden
Kc-.lbbild gezündet werden, worauf alle 240 digitalisierten
H.-J-bbildseilen über den £-100 Bus in den Speicher eingelesen
Offensichtlich werden generell die 240 Zeilen in jedem Halbbild (gerade oder ungerade) vertikal um d.ne Zeile im
Vergleich mit dem anderen Halbbild verschoben, was bei einem 15,24 cm Sichtfeld eine Vertika!verschiebung von
etwa 0,635 mm bedeutet. Da der Stroboskopblitz nach jeder rer?den Horizontalablenkung in einen Halbbild auftreten
kann, kommt ein erster Teil der eingelesenen Zeilen von einem Halbbild und der Rest vom nächsten oder entgegengesetzten
Halbbild. Dies kann natürlich dadurch vermieden werden, daß der Strobo- bzw· Stroboskopblitz nur während
des Vertikalrücklaufs ausgelöst wird (vor dem Zeltpunkt kann sich die Targetflasche in einem Hochgeschwindigkeltssystern
beträchtlich bewegen), oder daß die Datenaufnahme
auf Halbbilder einer Art (entweder ungerade oder gerade) beschränkt werden könnte, obwohl dies eine Kamera hoher
Nachleuchtdauer (oder spezieller Konstruktion mit Abtastung nur eines Halbbilde*) erforderlich machen würde, wenn nicht
die Strobo-Auslösung ähnlich verzögert würde· Es kann jedoch
angenommen werden, daß das zuvor beschriebene Schema, bei dem der Strobe im wesentlichen unmittelbar ausgelöst
wird und Daten sofort eingelesen werden, obwohl jeweils Teile von verschiedenen Halbbildern kommen können, vorzuziehen
ist, da dieses Schema besser zum Hochgeschwindigkeitsbetrieb
paßt und die Verwendung einer herkömmlichen Videokamera ermöglicht· Da außerdem die Kennzeichnungsfeldniveaus
auf Flaschen eines vorgegebenen Typs in ihrer Höhenlage stark schwanken können, fällt die im Vergleich hierzu relativ
geringe Verschiebung von * einer Zeile von Halbbild zu
Halbbild nur sehr wenig Ins Gewicht
und stellt tatsächlich nur 50 % eines der Verschiebungsschritte dar, die entsprechend der vorstehenden Beschreibung
dazu verwendet werden, den Höhenunterschieden zwischen einer Bibliothekstabelle und einer Targettabelle entgegenzuwirken.
(Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Daten stets eingelesen mit Beginn auf einer ungeraden
Zeilenabtastung, da die Daten tatsächlich im Speicher als zwei 4-Bit-Binärzahlen gespeichert sind, die ein 8-Bit-Datenbyte
ergeben, d. h„ Speicherung von zwei Abtastzeilen von Daten pro Speicheradresse).
Unter Bezugnahme auf Figur 8 werden im folgenden andere Aspekte der dort gezeigten Schaltung beschrieben. Wie
oben angegeben, ist das Signal auf der Leitung 144 das Targetschaltsignal (MSCAN), das von einem ein Triggersignal über einen Optoisolator entwickelnden geeigneten
Fühler erzeugt wird, wenn eine im Transportsystem befindliche Flasche die Targetposition erreicht. Zusätzlich
können jedoch äquivalente Signale von zwei anderen Quellen abgeleitet werden. Insbesondere kann ein externer 3-Stellungsschalter
160 dazu verwendet werden, Leitungen 162 und 164, die normalerweise von den dargestellten Anhebewiderständen
auf dem Η-Pegel gehalten werden, zu erden ο Wenn die Leitung 162 auf den L-Pegel gezogen wird, wird
das NAND-Gatter 166 freigegeben, so daß das 10 Impulse pro Sekunde-Signal auf der Leitung 142 über das NAND-Gatter
166 und das NOR-Gatter 168 an das Flipflop 158 angelegt wird, welche das XFLSH-Signal auf der Leitung 154 zum
Treiben des Strobe entwickelt. Im Ergebnis wird diese Schalterstellung als Testposition benutzt, d. h. durch
Einsetzen einer Flasche an der Targetposition und Bewegen des Schalters 160 in diejenige Stellung, bei der die Leitung
162 geerdet ist, zeigt der Monitor 52 (Figur 1) fortlaufend das Bild der Flasche im linken Sichtschirmteil und
das entsprechende Stabdiagramm auf der rechten Seite an.
Eine perfekte Positionierung der Flasche^ber Targetposition
ist nicht erforderlich, da derjenige Teile jeder horizontalen Abtastzeile, der der Digitalumsetzung des Flaschen-Kennzeichnungsfeldes
dient, im Gegensatz zu der Stabdiagrammerzeugung nach dem Bild auf dem Monitor beträchtlich breiter als eine
Flasche in der Targetposition ist. Wenn der Schalter 160 andererseits in derjenigen Stellung ist, bei der die Leitung
164 geerdet ist, wird das NAND-Gatter 170 freigegeben, so daß ein Bibliotheks-Abtastsignal LSCAN über das NAND-Gatter
170 und NOR-Gatter 168 zum Triggern des Flipflops 158 angelegt wird, wobei auch das XFLSH-Signal zur Ansteuerung
des Strobe auf der Leitung 154 entwickelt wird.(Das LSCAN-Signal ist, wie nachfolgend gezeigt wird, ein computererzeugtes
Signal, das während des Vorgangs der Erzeugung und Speicherung der Bibliothekstabelle verwendet wird. Da der
Computer der Rasterabtastung generell folgt, kann das LSCAN-Signal mit jedem Halbbild so synchronisiert werden, daß das
festgestellte Blitzsignal DFLSH auf der Leitung 46 mit dem Startimpuls zum Computer STR auf der Leitung 172 synchronisiert
ist).
In Figur 9, auf die im folgenden Bezug genommen wird, ist
das Schaltbild der Eingabe/Ausgabe-Logik der Digitalisiereinrichtung gezeigt. In dieser Figur sind verschiedene
Stiftzahlen angegeben, ebenso wie eine Identifizierung des Signals auf der entsprechenden Leitung. So sind beispielsweise
die Eingänge zu dem 6-Bit-Komparator 174 mit A2 bis A7 bezeichnet; die Signale auf diesen Eingängen
stellen die oberen sechs Bits einer 8-Bit-Adresse dar. Diese Signale sind ebenfalls durch Stift- oder Anschlußnummern
81, 31 30, 29, 82 bzw. 83 identifiziert. Diese Anschlußnummern und die Adressensignale A2 bis A4 sind
Standard S-100 Stiftbezeichnungen. In ähnlicher Weise sind
die zwei niedriger bewerteten Bits AO und Al der 8-Bit-Adresse an die S-100 Bus Anschlüsse 79 und 80 angelegt.
Die Siqnale PDBIN, SInP1 PWP und SOUT sind ebenfalls
Standard S-100-nussiqnale. PDBIM ist das Befehls/Steuersignal,
das im Η-Zustand Daten auf dem! DI-Bus aus dem
qerade adressierten Speicher oder Eingahe/Ausgabe-Gerä't
anfordert· SINP ist ein Status—Ausgabesignal, das in
Η-Zustand anzeigt, daß der Adressenbus die Adresse eines Einqanqsbauelements enthält und die Eingangs- bzw. Einqabedaten
auf den Datenbus qeqeben werden soll ten,wenn PDBIN aktiv ist. PWR ist das Befehls/Steuersiqnal-Aus,
das in einem niedriqen Zustand das Vorhandensein giiitiqer
Daten auf dem Datenausgabebus für Speicher -»Einschreiben oder Einqabe/Ausqabe—Bauelement^Ausgabe anzeigt. SOUT ist
ein Status~Ausqanqssiqnal, das im Η-Zustand anzeigt, daß
der Adressenbus die Adresse eines Ausqanqsbauelements und der Datenbus die Ausqanqsdaten enthält, wenn PVF aktiv
ist. Ebenfalls in Fiqur 9 sind die Verbindunqen für DOO, D04 bis D07 und DIO bis DI7 gezeigt, wobei die DO-Siqnale
Datenausgabesignale und die DI—Signale Dateneingabesiqnale darstellen. (Die Worte "Einqabe" und "Ausgabe11 beziehen
sich bei dieser Konvention auf Computersinnale, die Ausqabesignale
DOO und D04 bis D07 stellen Computer-Ausqabesiqnale oder Eingabesignale fUr die I/O—Loqik nach Fiqur
9 dar, und die Dateneingabesignale DIO bis DI7 stellen Ausqabesignale der Schaltung nach Figur 9 dar, welche für
den Computer Einqabesignale sind«)
Der 6-Bit-Komparator 174 stellt in der angegebenen Schaltung
die Dezimaladressen 32 bis 35 fest, die Adressenlei
fcunqen AO und Al sind getrennt und dienen der Adressenerq-inzunq.
Insbesondere stellen NAND-Gatter 176 und 178 Adressen 3? und 33 fest, und ihre Ausqanqssignale fallen
stets dann auf einen niedriqen Pegel, wenn die niedrig bewerteten acht Adressen-Busleitunqen einen Zählwert von
3? oder 33 enthalten. Da der vollständige Adressenbus aus
16 Leitungen oder 16 Bits besteht, werden die dekodierten
Ausqanqssiqnale bei jedem von 252 Seqrnenten des gesamten
64 K—Adressenbereichs aktiv· Jedes oder alle dieser Seqmente
kann oder können während der Proqrammausführunq adressiert
werden. Bei einem I/O-Anschluß-Zuqriff werden nur acht Bits
der Adresse gebraucht, und die Adresse wird auf den oberen und unteren HHIften des Adressenbus dupliziert. Dies geschieht
zur besseren Verteilunq der Adressenbusbelastung in Systemen mit vielen I/O-Bauelementen.
Die beiden Statussignale SIMP und SOUT definieren, wann der Adressenbus I/O-Adressen erthält. SINP zeiqt eine Eingangs-(inport-)
Adresse und SOUT zeiqt eine Ausgangs- (outport-) Adresse. Zusätzlich definieren zwei Prozessorsiqnale, wann
Daten qültiq sindj insbesondere zeigt PDBIN an, daß die
Inport-Adresse die Dateneinqangsleitunqen ansteuern soll,
und PWR zeiqt, daß die Daten auf den Datenausgangsleitungen zu einem Ausgang (outport) gill tig sind· ■ NAND-Gatter
IRO und 1Ώ2 lösen die zugehörigen Funktionspaare
und erzeugen die Signale IN und OUT· Diese Signale sind qenerell und treten bei jeder Eingangs- oder Ausgangsbefehlsausführunq
unabhängig von der Adresse auf· NAND-Gatter 184, 186 und 188 entwickeln die speziellen Steuersignale
für die Anschlüsse 32 IN, 33 IN und 33 OUT.
Das obengenannte Flipflop 148 wird unmittelbar vor Beginn
der Video—AbwärtszMhlung von der vorderflanke des Phase 2—
Signals getaktet. Die AusgMnqe DO bis D3 stellen den akkumulierten Videozählwert für die laufende TV-Abtastung
dar, wie oben beschrieben wurde· DFLSH zeigt an, daß das StroboskoDÜcht während der nächsten Horizontalsynchron—
zeit blitzt. An der Ausgangsseite wird SFLAG gesetzt und zeiqt dem Prozessor an, daß das nächste Datenbyte den
ersten gültiqen Wert zur Entwicklung einer Targettabelle darstellt· STP zeigt den Beginn eines TV-Halbbildes an und
ist ausqangsseitlq mit FFLAG bezeichnet; es ermöglicht dem
Prozessor die Synchronisation einer Zeilenzählung mit der TV-Kamera. Für synchronisierte Abtastungen (lOPPS oder LSCAN
entsprechend den Erläuterungen in bezug auf Figur 8) erscheinen die S und F Kennzeichen in demselben Byte.
Hex Bustreiber 150, 190 und 192 werden von den Eingangsports zur Ansteuerung der Datenleitungen verwendet. Diese
Bauelemente sind in Vierfach- und Dualgruppen mit jeweils eigenem Steuereingang verteilt. Die beiden Vierfachgruppen
150 und 190 treiben die Videowörter auf den Dateneingabebus. 33IN ist ein Steuersignal, das die Treiber freigibt,
wenn es auf niedrigem Pegel ist. 33IN ist auch mit dem CLR-Anschluß von Flipflop 194 verbunden. Dieses Flipflop
wird durch Phase 2 gesetzt, wenn ein neues Byte in das Hex D Flipflop 148 geladen wird. Sein Q-Ausgang dient
als aktives L-Zustandsbit, das auf die Dateneingabeleitung DIO gegeben wird, wenn 32IN auf einem L-Pegel ist.
Das Statusbit wird aktiv, wenn ein neues Datenbyte zur Verfugung steht, und es wird gelöscht, wenn das Datenbyte
vorn Prozessor eingelesen wird. Inport 32 ist ein gemeinsamer Statusport bzw. -eingang auch für andere Bits, der
zur Verwendung durch andere Systemelemente als Antwort auf einen Inport 32, gelesen vom Prozessor, zur Verfugung
steht.
Ein zweites Hex D Flipflop 194 dient zur Registrierung der Daten für Outport 33. DOO ist das LSCAN-Signal und
D04 bis D07 ist die 4-Bit-Tornummer . für die letzte
Korrelation. Die Tornummer-Bits sind von Optoisolataren 196 getrennt und geben eine isolierte 4-Bit-Binärzahl
zum Transportsystem, um sechzehn Tor- bzw. Gateauswahlen für die Sortierung von bis sechzehn unterschiedlichen
Arten von Flaschen zu dekodieren. Wenn auch das System in der Lage ist, sogar noch mehr unterschiedliche Flaschen
zu sortieren, ist sechzehn mehr als genug für praktisch
alle Anwendunqsfaille, da die meisten mechanischen
Flaschenhandhabunqssysteme auf weit weniger unterschiedliche Flaschen beschränkt sind. Obwohl das System die
Möglichkeit bietet, bis zu 63 Bibliothekstabellen zu speichern, sieht die bevorzugte Art der Verwendung des
Systems vor, daß zwei Ansichten jedes Typs einer zu
erkennenden Flasche in der Bibliothek gespeichert sind, insbesondere eine "0°-" Ansicht und eine "90°-" Ansicht.
Daher würde die 63 Bibliothekstabellen-Kapazität in solch einem Fall auf eine 31-Flaschen-Kapazitat reduziert und
kann noch weiter reduziert werden, wenn zusätzliche Ansichten der Flasche verwendet werden·
Aus Figur 1, auf die kurz zurückgekommen wird, ist zu
sehen, daß der Korrelator 56 sowie die Zentraleinheit 50 und der direkte zuqreifbare Speicher 54 alle mit dem
S-100 Bus in Verbindung steht. Da der Nenner des Korrelationskoeffizientenbruchs
der größteGesamtzählwert aus den nesamtsummenwerten für die Targettabelle und die Bibliothekstabelle
ist, werden die Oesamtsummenzählwerte durch
summieren aller Zeilenabtastwerte für eine Tabelle berechnet.
Diese ZShlwerte werden vom Computer 5e^esmal
dann erzeugt, wenn eine Flaschenansicht digitalisiert ist, da offenbar die gesamte benötigte Information über
den S-100 Bus zur Verfügung steht· Die (iberlappungszMhlung
wird jedoch durch die Oberlappungszähllogik auf
der Korrelatorplatte 56 gesetzt, welche den höchsten Öberlappungszähilwert
der sechzehn Durchlaufe bildet. Dieser höchste Zählwert wird danach über den S-10 0 Bus zum Prozessor
übertragen, der den Oberlappungszählwert danach
durch den größeren Summenzählwert dividiert, um den
Korrelationskoeffizienten zu bilden. Dieses Verfahren wird für 63 Bibliothekstabellen wiederholt, wobei der höchste
der 63 Korrelationskoeffizienten die "selektierte" Flasche bestimmt. Wenn zwei Ansichten derselben Art von Flasche als
getrennte Bibliothekstabellen gespeichert wurden»so identifiziert der Computer eine dieser Blbiliothekstabellen, die
für diese Flache selektiert wurde oder,, genauer gesagt,
es wird die Steuerung für den dieser Flasche zugehörigen AbgabefÖrderer selektiert. Wie oben beschrieben, wird
das die selektierte Flasche darstellende Ausgangssignal auf den Ausqangsleitunqen DO4 bis DO7 (vgl. Figur 9) auf
den S-IOU Bus zur Dekodierung und Steuerung des Transport«
systems gegeben. In dem hier für ein bevorzugtes AusfiJh—
rungsbeispiel beschriebenen Transportsystem wird eine Flasche an der Targetposition identifisiert, während
deren Freigabe je nach Identifizierung der Flasche und Lage des zugehörigen Abgabeförderers eine gewisse Tleit
spHter stattfindet» Demgemäß kann entweder der Prozessor so programmiert sein, daß er das die Flasche identifizierende
Ausgangssignal für eine vorgegebene Anzahl von Targetschalt— Signalen MSCAN verzögert (bevorzugte Methode), oder es kann
eine gewisse Verzögerung an der Ausgabetorsteuerunq vorgesehen werden»
Bei einem langsamen System könnte die Funktion des Korrelators
unter Programmsteuerung durch den Prozessor 50 erfüllt v/erden· Wegen der Zahl der durchführenden Fiechenoperationen
wird bei dem bevorzugten AusfUhrungsbeispiel jedoch die
Korrelatorkarte verwendet, welche diese Berechnungen mit
extrem hoher Geschwindigkeit durchführt, so daß eine sehr hohe Operationsgeschwindigkeit des F&aschensortierers
möglich 1st. Insbesondere ist das Prototypkamera-Elektroniksystem
in der Lage, die Flaschen mit einer Oeschwindiakeit von 600 pro Minute zu sortieren, wobei nur geringfügige
Abwandlungen au 1200 Flaschen pro Minute führen könnten, wenn nan ein mechanisches F'laschenhandhabung system für
solche Detriebsgeschv/indigkelten bauenkkönnte·
Es ist vielleicht am besten, in Blockschaltbildform die
OberlaDDunqszMhlerloqik des Korrelators au beschreiben und
Gleichzeitig dessen Einzelschaltungen anzuqeben. Die
Figuren 10 bis 13 zeiqen die qenerellen Blockschaltbilder und die Organisation des Korrelators, während
die Figuren 14 bis 17 dessen Detailschaltungen zeiqen.
In Fiqur 10 ist ein allgemeines Blockschaltbild des Korrelators zu sehen» Ein 8KxB Speicher 193 mit direktem
Zuqriff ist über Empfänger 200 und Treiber 202 derart mit dem S-100 Bus verbunden, daß Daten von und zu dem
Bus ausqetauscht werden können· Bei dem beschriebenen Aus— führungsbeisniel sind die einzelnen Speicherkomponenten
AM9124s, wie typischecweise In Flqur 17 gezeigt ist. Auch
zeigt Fiqur 17 die allgemeinen Anschlüsse des AM9124s zur Gewinnunq einer SK-Byte-Speicherkapazität. Die Empfänger
200 sind in Fiqur 17 ebenso wie die Treiber 202 zu sehen. Der SDeicher ist ebenfalls mit dem ÜberlappunqszMhlqenerator
?04 (Fiqur 10) gekoppelt, um Daten zur Berechnung einer 'ΊherlappungszMhlung anzulegen. Das Ausgangs—
siqnal des ÜberlappungszShlers ist seinerseits an die
beiden I/o-AnschlUsse (ports) angeschaltet, die zur Obertraqunq
jeder HberlappunqszShlunq über eine Standardanschlußschnittstelle
dienen. Der Hberlappunqszä'hl— generator 204 kann auch Daten direkt vom S-100 Bus aufnehmen,
und zwar über Empfänger 200. Die Speicheradresse wird an den S-100 nus über Empfänger 2OR angelegt, die
von einer Adressensteuerung 210 gesteuert sind. Der 3K-Bytespeicher
193 sorgt für die Speicherung von 64 Tabellen mit jeweils 128 Bytes, wobei Jede Tabelle 240 Abtastaählungen
mit jeweils 4 Bits enthält. Die AbtastzBhlungen
3ind zwei pro Byte gepackt und erfordern daher 120 Bytes für jede Tabelle. Die restlichen S Bytes jeder Tabelle
halten den Gesamtwert, die Flaschen- und Tornummer. Es gibt selbstverständlich noch einen zusätzlichen Speicher
■nit direkten] Zugriff für allgemeinen Gebrauch durch den
Prozessor, der in Figur 10 nicht gezeigt ist.
Die generelle Speicherorganisation des Speichers 198 gemäß Figur 10 ist dem Blockschaltbild gemäß Figur 11
und den Einzelschaluungen der Figuren 14 bis 17 zu entnehmen.
Der S--100 Bus liefert siebzehn Adressenleitungen, acht Dateneingabeleitungen, acht Datenausgabeleitungen und
einige Steuerfunktionen. Zusätzlich zu dem 8K-Speicher auf
der Korrelatorplatte sind sieben andere 8K-Byte-Speicher
ähnlicher Organisation irgendwo angeordnet. AO bis A12 adressieren einen der 8K~Speicherplätze in jedem 8K-Speicher
(die Dekodierung erfolgt auf dem Chip), wobei A13 bis A15 zum Dekodierer 212 gekoppelt sind, um ein voll dekodiertes
l-aus-8-Ausgangssignal zu schaffen» Der Dekodierer 212
ist auf jeder Speicherkarte anders angeschlossen, so daß nur/3K-Speicher zu jeder Zeit ansteuerbar ist, d. h.
Adressenbits A13 bis A15 bilden die 8K-Speicheransteuerbits. Es ist ferner aus Figur 14 zu sehen, daß Adressenbits
AlO bis A12 die Chipauswahl innerhalb eines 8K-Speichers bewirken, während Speicheradressenbits MAO bis
MA9 eines aus den 1024 4-Bit-Wörtern in jeder Zeile des
angesteuerten Speichers auswählen. Ferner ist ein 8-Bit-Datenbus
MDO bis MD7 vorgesehen, der den Datenweg für jede Lese-oder Schreiboperation des Speichers aufgrund
einer Schreibsteuerleitung zu jeder Zeile bildet. Der Datenbus ist zum Überlappungswertgenerator gezogen und
der Adressenbus ist vom Adressensteuerabschnitt 210 gemäß Figur 10 ansteuerbar» Die Funktion FB verhindert den
gleichzeitigen Zugriff zum Speicher, d. h„ wenn FB = 1, kann nur der Z80 Prozessor mit dem Speicher in Verbindung
treten, während bei FB = 0 nur die internen Funktionen mit dem Speicher kommunizieren können.
Figur 12 (ebenso wie Figuren 15 und 16) zeigt die Elemente des Adressensteuerabschnitts. Drei Zähler sind vorgesehen,
nämlich der AbtastzMhler 214 (KO bis K7), der Prazesszähler
216 (PO bis P3) und der Tabellenzähler 218 (K8 bis K15).
Ein R-Rit-Addierer 220 ist vorgesehen, der die Addition
der Verschiebung (oben beschrieben) zum Abtastzähler ermöqlicht. Selektoren 222 und ??A sind vorgesehen, um
(a) die unqe'inderte Abta3tzählunq oder die PrKzessions—
abtastzShlunq; und (b) die Tarqettabelle (Tabelle 0)
oder die Bibliothekstabelle auszuwählen» Diese' Selektoren
treiben den Speicheradressenbus (HAOO bis MA12).
Die Tabellen- und PrSzessionsauswahl wird von den Signalen
KO und P3 'gesteuert. Un die einzelnen Abtastzeilen au vergleichen,
fiiuß der Abtastzellenzählwert sowohl einer Targettabelle
als auch einer Bibliothekstabelle zum Überlappungszählcfenerator
iiber tragen werden. Dies qeschieht durch zwei Zugriffe sum Tabellenspeicher. Bei einem Zyklus (KO « 0)
wird ein AbtastzRhlwert von einer der Tabellen für die
Übertragung zum Hberlappunqszählqenerator adressiert. Bei
dem anderen Zyklu* (KO « 1) wird ein Abtastzählwert aus
der Präzessionstabelle zum Überlappunqszählqenerator über—
traqen. Die Durchlaufnummer, die in der Tabelle unten gezeiqt
ist, ist qleich dem Wert des PrMzessionszShlers 216. Bei den ersten acht Durchlaufen (P3 »0) wird der PrS-zessionszählwert
zu den Bibliothekstabellen hinsuqefüqt,
und bei den zx^eiten acht Durchlaufen (P3 » 1) wird der
Prozessionszählwert der Taraettabelle hinzuaddiert. Die
folgende Tabelle zeiqt die Auswahl von Tabellen und Präzessionsadditionen als Punktion von KO und P3·
P3 KO
Tarqettabelle unqeändert
Bibliothekstabelle + PrMzessionszählwert
Bibliothekstabelle ungeSndert Targettabelle + Präzessionszählwert
0 | 0 |
0 | 1 |
1 | 0 |
1 | 1 |
Die Abtasfeaeilenadresse wird von Kl bis K7 erzeugt· Die
Äbtastseilen wenden in Folge adressiert, bis das Ausqanqssiqnal des Addierers 220 auf 120 kommt« Zu diesem
Zeitpunkt sind die Operationen im ÖberlappungsziShlqenerator
für diesen Durchlauf abgeschlossen, und die Pr&zessionsBählunq des PrSzessionssählers 216 wird um
Eins weiterqeschaltet» Wach Beendigung von äächsehn
Durchläufen wird der PrMzessionsaShler auf Null rückaesetsst
und Eins zum TabellenzSnler (K8 bis K15) addiert·
Gleichseitig Übertragt der Oberlappunqszählqenerator einen
ausgewählten ÜberlappungszShlwert zum ZSO» Der Vorgang
wird danach für die nächste Bibliothekstabelle wiederholt und automatisch bis »ur Bifoliothekstabellennummer
63 fortgeführt; dann wird der Prozeß anqehalten und solange
nicht wiederaufgenommen, bis er vom 280 Proqramm wieder
initiiert wird·
Zwei Steuerflipflops 226 (FA) und 228 (PB) dienen als System-Zeitgeber. Zusätzlich liefern drei externe Signale
(i) ein vier mHa Taktsignal XCL, (ii) ein Rücksetzsignal
XRS und (üi) ein Statfsignal XST· Das Rücksetzsiqnal XRS
setzt FR und setzt die ZShlerstufen K7 bis K 15 rück. Ist
FB qesetzt, setzt es seinerseits FA und setzt KO bis K7,
PO bis P3, ACO bis ACIl und ORO bis ORlI zurück· Diese
Redinqunq bleibt bis zum Empfang des ersten. XST, das FR rücksetzt. Dies macht für KO bis K7 den Reqinn der Zählunq
möglich und leitet sechzehn Durchlaufe ein, bei denen jeweils eine Oberlappunqssählunq zwischen Tabellt
0 (der Tarqettabelle) und Tabelle 1 (der ersten Bibliothekstabelle) berechnet wird· Am Ende des sechzehnten Durchlaufs
überträgt ein Signal LDP den Inhalt des ÜberlappunqszMhlreqisters
zu zwei 8-Bit-Ausgangsanschlüssen bzw. -ports.
Oleichzeitiq wird FB gesetzt und sperrt eine weitere Verarbeitunq.
Sobald 330 die QberlappunqszMhlung hat und zu
einer benötigten Information aus den Tabellen zugegriffen hat, qibt er ein zweites XST Signal aus. Diese Folqe wird
fortgesetzt, bis die Targettabelle mit alien 63 Bibliothekstabellen
verglichen ist- Daher setzt der Start~ imouls XST FB rück, das den Zähler KO bis K7 freigibt.
PA wird mit einer abfallenden Flanke des ersten KO Impulses
qesetzt. FA dient zur Erzeugunq von ACL (dem Akkumulator— takt), der teilweise akkumulierte Zählwerte zu ACO bis ACIl
addiert· Ein Gatter 230 (Figur 12) stellt ein Ausgangssiqnal des Addierers 220 von 120 fest, und am Ende dieses
Zyklus wird FB eingeschaltet.
Der "letzte ACL Takt beim zShlwert 120 addiert zum Akkumulator
die letzte partielle Zählung, die während der ersten HMIfte des ZShlwerts 120 erzeugt worden ist. Danach werden
der Akkumulator und der Überlappungszählwert verglichen, und wenn der Akkumulator größer ist, wird dessen Wert in
den OberlappungszHhler mit der Vorderflanke von FA eingeführt·
Wenn der Zählwert vom Addierer den Wert 124 erreicht, wird die Funktion PCL erzeugt. PCL dient zum Rücksetzen
von KO bis K7, addiert Eins zum Prässessionszähler und setzt den Akkumulator zurück. Dies löst den zweiten
Durchlauf aus. Bezüglich der Beziehung von KO und ACL: Während des Zählwerts Null lädt die 'Vorderflanke von KO
das unmodifizierte Register RBO bis RB7» An der Rtlckflanke
von KO wird das Präzesaionsregister RAO bis RA7
geladen. Ein Taktimpuls (250 Nanosekunden) spSter lädt die erste ACL-Takt-Flanke den ersten partiellen Zählwert
in den Akkumulator.
Die Zeltqabe fUr den letzten der sechzehn Durchlaufe ist
ähnlich der Zeitgabe für die ersten Durchlaufe, mit wenigen Ausnahmen. Bei Beginn zeigt der AddiererzShlwert
den PrSzessionswert von 7t da der PräzessionszShler
sich bei dem Zählwert von 15 befindet· Am Ende des Durchlaufs bewirkt LDT (die AusführungsfUnktion des PrMzessions—
Zählers), daß der Inhalt des HberlappunqszShlers zu den zwei
8-Bit-I/O-Ports übertragen wird« LDP gibt auch FB frei
zum Setzen durch die Rückflanke von PCL» Sobald FB gesetzt ist, wird der Prozeß angehalten.
Das 63» XST initiiert di'e letzte Folge von sechzehn Durchlaufen»
Der von K8 bis K15 dargestellte Tabellenzählwert wird auf den Zählwert 64 an der Vorderflanke von LDP fortgeschaltet.
Der Ausgang K14 wird auf das hochbewertete Bit des zweiten ΙΟ-Ports gebracht und zeigt dem Computer an,
daß alle 63 Überlappungszählungen erzeugt worden sind.
Das Blockdiagramm gemäß Figur 13 und die Detailschaltung
gemäß Figur 15 zeigen die Komponenten des Überlappungszählgenerators» Zwei 8-Bit-Tabellenregister 232 sind vorgesehen,
von denen eines zum Halten eines Speicherworts aus der Präzessionstabelle und das andere zum Halten
eines Speicherworts aus der unmodifizierten Tabelle dient,
wobei natürlich jedes Speicherwort zwei 4-Bit-Abtastzeilenzählungen
enthält.
Diese Register sind mit zwei 4-Bit-Komparatoren 234 und
236 gekoppelt, von denen einer die Größe der beiden geradzahligen Abtastzeilenzählwerte (d. h» Komparator 236) und
der andere (Komparator 234) die beiden ungeradzahligen Abtastzeilenzählungen vergleicht. Der Komparator 236
steuert einen Selektor 238, und der Komparator 234 steuert einen Selektor 240, wobei jeder der Selektoren zur Auswahl
der niedrigeren Zählwerte verwendet wird» Der niedrigere Zählwert der beiden geradzahligen Abtastzeilenzählungen
und der niedrigere Zählwert der beiden ungeradzahligen Abtastzeilenzählungen werden zu einem 4-Bit-Addierer
242 übertragen, wo ein partiell akkumulierter Zählwert erzeugt wird.
Während eines einzelnen Durchlaufe zwischen der Targettabelle und der Bibliothekstabelle können bis zu 120
partielle Zählungen erzeugt werden· Diese partiellen Zählungen werden von dem 12—Bit—Addierer 244 als Signale
SO bis SIl und von dem 12—Bit—Akkumulator 246 als Signale
ACO bis ACIl akkumuliert. Am Ende jedes Durchlaufs wird
der vorn Akkumulator 246 gehaltene Wert mit dem im Über—
lappunqszMhlregister 248 enthaltenen Wert von einem 12-Bit—Komparator
250 verglichen· Wenn der Akkumulatorwert
höher ist, wird er zum Oberlappungszählregister 248 übertragen·
Bei Beginn jedes Durchlaufs wird der Akkumulator 246 auf Null rückgesetzt· Am Ende einer vollständigen
16-Durchlauf-Folge wird der Inhalt des Oberlappungsregisters
248 zum Z80 über die beiden I/0-Ports übertragen,
und danach wird das Register auf Null rilckgesetzt, bevor die nächste Polqe beginnt·
Nachdem im Vorstehenden der Betrieb des Systems nach
der Schaffung der Bibliothekstabeilen beschrieben worden
ist, wird im folgenden auf die Programmierung des Systems eingeganqen. Bei dem bevorzugten AusffJhrungsbeispiel sind
die elektronischen Schaltungen und der Computer in einem
Standardchassis gehaltert, das entweder ein eigenes separates Gehäuse haben kann oder als Einschub ausgebildet ist·
Eine Prontplatte für einen typischen Einschub kann die in Figur 25 gezeigte Ausbildung haben· Die Frontplatte
ist durch eine Vielzahl von Schaltern bzw. Tasten, Leuchtanzeigen sowohl zum Überwachen äs auch zum Steuern des
Systems charakterisiert· 2um Beginn der Programmierung
des Systems wird der Betriebsstrom für alle System— komponenten, insbesondere für den Computer, die Kamera
und die Digitalumsetzschaltunq eingeschaltet· Ferner ist es
zweckmäßig, den Videomonitor 52 (Figur 1) zu benutzen, damit man das, was vom System digitalisiert und gespeichert
wird, auf dem Videoschirm sehen kann. Bei Anschaltung in
einem Produktionssystem tritt das System automatisch in
das Programm PRCOG ein, obwohl bei einer realisierten Programmfolge der Eintritt in PRCOG durch Abfragen der
Adresse AOOOH und Drücken der Run-Taste 315 erfolgt. Unter diesen Bedingungen leuchtet das CMD-Betriebs-Licht
300 auf, wodurch angezeigt wird, daß das System im Befehlsbetrieb ist; entsprechendes gilt für die "bereit"-Anzeige
302« Gleichzeitig löscht das System unter Programmsteuerung den Tabellenspeicher, so daß unbenutzte
Tabellen gelöscht sind, anstatt einen beliebigen Inhalt su haben» Dies gewährleistet, daß keine willkürlichen
Daten im Speicher vorhanden sind, welche das Programm und dessen Ablauf stören könnten.,
Der dem EXT-Schalter im linken unteren Bereich der Fig»
8 entsprechende Schalter 304 wird danach auf die zehn PPS Position eingestellt, die gemäß obiger Erläuterungen
einen Strobo-Blitz mit kontinuierlicher Frequenz von sehn Impulsen pro Sekunde tastet« Wenn die Videokamera
eine einigermaßen richtige Stellung hat, so sollte der Monitor 52 (Figur 1) die Flasche in der Targetposition
auf der linken Schirmseite Und ein Stabdiagramm auf der rechten Schirmseite zeigen, wie oben erläutert wurde»
Vorzugsweise wird ein Strobo-Blits mit einstellbarer
Intensität verwendet, damit die Strobo-Intensität, die Kameraposition, die Blende und die Scharfeinstellung zur
Gewinnung eines scharfen Flaschenbildes von angemessener Größe und ausreichendem Kontrast im linken Teil des
Schirms gewonnen wird. Figuren 18, 19 und 20 zeigen Beispiele der Monitoranzeige für l-Liter-Flaschen, und
zwar eine 7UP-Flasche, eine Diet 7UP-Flasche und eine Sprite~Flasche jeweils an der Targetposition. Zu beachten
ist, daß unmittelbar rechts von jedem der Flaschenbilder die entsprechenden Stabdiagramme des digitalisierten
Kennseichnungsfeldes angezeigt werden» Insbesondere .ist
zu beachten, daß die Zahl der hell-dunkel-übergänge beim
Abtasten der Wörter "money back bottle" auf den 7UP-Flaschen generell den Maximalzählwert von 15 bei dem
beschriebenen Ausführungsbeispiel übersteigt, während andere Teile des Kennzeichnungsfeldes f z. B. die Abtastung
des oberen Bereichs des "P" bei den 7UP-Flaschen nur einen oder sehr wenige Übergänge ergibt. Wie ebenfalls
in diesen Figuren gezeigt ist, ergeben Flaschenbereiche außerhalb des Kennzeichnungsfeldes generell keine
Stabanzeigen auf dem Stabdiagramm (d. h. ein Diagramm von Null entsteht in diesen Bereichen), wodurch erkennbar
gemacht wird, daß keine hell-dunkel-Übergänge abgetastet
wurden. Sobald die Kamera und die Strobo-Einrichtung geeignet eingestellt sind, wird der Digitalisierschalter
aus der zehn PPS-Position in die LSCAN-Position umgeschaltet, wodurch das System für die Entwicklung der
Bibliothekstabellen in Bereitstellung gebracht wird.
Alle PRGOC-Befehle werden unter Verwendung eines Miniaturkippschalters
entlang des unteren Teils der Frontplatte gegeben- Es ist unter Bezugnahme auf Figur 25 zu sehen,
daß es eine Doppelreihe von Hinweisschildern unter beiden Schaltern gibt. Beispielsweise ist der NEXT-Schalter in
der unteren Reihe bzw. Zeile auch mit F2 bezeichnet. Dies bedeutet, daß der NEXT-Schalter auch dem Zweck dient,
die zweite Funktion der anderen Schalter freizugeben. (In den meisten Fällen gewährt dieses einen Schutz ■
dagegen, daß eine Bedienungsperson ungewollt falsche Dinge in den Tabellenspeicher einführt, in^jdem die zweite
Funktion nur durch Betätigen des NEXT-Schalters freigegeben
werden kann.)
Alle Befehle, welche den Tabellenspeicher berühren, sind auf der linken Seite der Fronttafel unterdem Oberbegriff
"TABLE EDIT" gruppiert« Der erste dieser Befehle ist der CREATE-Befehl, der zur Erzeugung der Bibliothekstabellen
dient. Dieser Befehl erfordert auch die Verwendung der vier LABEL INPUT-Schalter 306 an der oberen
linken Seite der Frontplatte. Diese Schalter ermöglichen die Identifizierung der Tabelle mit der Tabellennummer
(die linken beiden Ziffern), der Tornummer (die dritte Ziffer) und der Flaschennummer (die vierte Ziffer).
Die Tabellennummer bestimmt den Tabellenplatz im Tabellenspeicher,
während die Tornummer die Maschinenspur bestimmt, in die eine dieser Tabelle zugeordnete und als solche
identifizierte Flasche gerichtet wird, d.h. welcher Ausgabeförderer
diese Flasche aufzunehmen hat. Generell sollte man normalerweise mehr als eine Ansicht jeder
Flasche, vorzugsweise eine direkte Frontansicht auf das Kennzeichnungsfeld und eine 90° gegenüber dieser ersten
Position verdrehte Ansicht einspeichern. Daher unterscheidet die Flaschennummer auch Logeingaben für Tabellen,
welche dieselbe Tornummer haben, d- h» entweder verschiedene
Ansichten derselben Flasche oder verschiedene Ansichten einer oder mehrerer anderer Flaschen, selbst
in dem Falle, daß mehr als ein Flaschentyp über einen besonderen Ausgabeförderer abzuführen ist.
Um eine Tabelle herzustellen, sollte man über ein Logblatt zum katalogisieren der Tabellen-, Tor- und Flaschennummern
verfugen, da die Bibliothekstabellen gebildet werden, um einen zweckmäßigen Bezug zu dieser Information
zu haben, die wenigstens teilweise durch die Kenntnis der gewünschten Tor- und Flaschenkombination vorgegeben
ist, um die einlaufende Mischung von Flaschen zu sortieren und die sortierten Flaschen zu den richtigen Ausgabeförderern
zu leiten. Sobald das Logbuch hergestellt ist, werden die LABEL INPUT-Schalter so eingestellt, daß sie
mit der ersten Logeingabe übereinstimmen. Die entsprechende Targetflasche wird in die Targetposition ge-
bracht, der NEXT-Schalter wird gedruckt, und unter Drücken
des NEXT-Schalters wird der CREATE-Schalter betätigt. Dies
läßt das Strobo-Licht vierzehnmal blitzen, wobei die sechzehn Bilder digitalisiert, gemittelt und in den Tabellenspeicher
an der entsprechenden Stelle für diese Logein— gäbe eingespeichert werden. Gleichzeitig wird die Flaschennummer
und die Tornummer entsprechend der Einstellung durch die LABEL-Eingabeschalter gespeichert und der gesamte Zählwert
berechnet und ebenfalls eingespeichert als Ergänzung zur Tabelle. (Jeder Tabellenspeicher hat 128 Bytes, während
nur 120 Bytes zur Speicherung der 240 digitalisierten Abtastzeilen jeder Tabelle erforderlich sind.) Wenn bereits
eine aktive Tabelle mit derselben Tabellennummer vorhanden ist, erzeugt das System einen Piepton über den Alarmgeber
208 auf der Fronttafel, so daß die aktive Tabelle nicht überdeckt wird. Wenn andererseits diese Stelle überdeckt
bzw. überschrieben werden soll, kann der NEXT-Schalter wiederum betätigt werden, und der Befehl wird beendet, d. h. die
Tabelle wird überschrieben. Wenn jedoch der anfängliche Versuch zum Überschreiben der aktiven Tabelle nach der
Alarmgabe als Fehler erkannt worden ist, kann dieser Versuch durch Niederdrücken des ESCAPE-Schalters abgebrochen
werden, um das System wieder in die Bereitschaftsstellung
zurückzuführen, ohne die Tabelleneingabe zu beenden.
Verschiedene Fehler führen zu einem Piepton und der Anzeige des roten ERROR-Lichts, insbesondere des Lichts 310
auf der Fronttafel gemäß Figur 25. Diese stellen Bedingungen dar, welche die Bedienungsperson zwangsläufig
erreichen, um das Logbuch zu korrigieren. Diese Bedingung wird als ERROR TRAP bezeichnet und kann nur mit Hilfe
des ESCAPE-Schalters 310 ausgelöst werden. Diese Kennzeichnungsfeld-Eingabefehler
treten auf, wenn man versucht, unzulässige Tabellennummern einzugeben. Beispiels-
ist die Eingabe einer Tabellennummer O unzulässig, da die Tabellennummer O der Targettabelle im RUN Betrieb
vorbehalten ist und nicht als Bibliothekstabellen-Speicherstelle verwendet werden kann. In ähnlicher Weise ist eine
Targettabellennummer oberhalb von 63 unzulässig bei diesem Ausführungsbeispiel, da der Tabellenspeicher nicht über
die Tabelle 63 hinausgeht» Während die Schalter 306 die Tornummern und Flaschennummern von 0 zulassen, gilt dasselbe
nicht für die System-software, so daß ein Versuch zur Verwendung der Tornummer 0 oder der Flaschennummer
ebenso wie ein Kennzeichnungsfeld-Eingabefehler zu einem Piepton führt.
Der KILL-Befehl des Schalters 314 entfernt eine spezielle
Tabelle aus der Bibliothek durch Füllen dieses Speicherabschnitts des Tabellenspeichers mit Nullen,, Er macht
daher nur Gebrauch von dem Tabellennummernteil der Kennzeichnungsfeld-Eingabeschalter,
so daß die Tornummer- und Flaschennummer-Eingaben ignoriert werden. Der KILL-Befehl
wird einfach dadurch ausgeführt, daß die NEXT-Taste 316 und die KILL-Taste 314 gedruckt werden. Der
CLEAR-Befehl ist ähnlich, obwohl er die gesamte Bibliothek
durch Füllen des gesamten Täbellenspeichers mit Nullen
löscht. Er wird durch Niederdrücken des NEXT-Schalters
316 und des CLEAR-Schalters 318 ausgeführt.
Der HOLD-Befehl dient zum Entfernen einer Bibliothekstabelle aus dem Korrelationsprozeß während des RUN-Betriebs,
d. h. eine Tabelle auf HOLD wird im RUN-Betrieb ignoriert» Der Inhalt der Tabelle wird jedoch nicht zerstört
und kann von HOLD zu einem späteren Zeitpunkt entfernt werden. Der HOLD-Befehl wird dadurch ausgeführt,
daß die Tabellennummernschalter für diejenige Tabelle, die auf HOLD gesetzt werden soll, betätigt werden und
danach der HOLD-Schalter 314 gedrückt wird (zu beachten ist in diesem Zusammenhang, daß der NEXT-Schalter 316
- pt -
nicht gedrückt wird, so daß die obere Funktion von 314
wird
ausgeführt). Wenn in der Bibliothek keine solche Tabelle vorhanden ist, oder wenn die Tabelle bereits auf HOLD steht, so wird ein ERROR TRAP eingeführt. In diesem Falle sollte man das Logbuch doppelt prüfen, worauf die Bedingung durch Drücken des ESCAPE-Schalters 312 (die obere Funktion des Schalters 312) ausgelöst wird. Der RESTORE-Befehl dient zur Rückführung einer auf HOLD befindlichen Tabelle zur aktiven Korrelation. Wiederum werden die Tabellennummernschalter auf die auf HOLD befindliche Tabelle eingestellt, welche wiederhergestellt werden, soll, und die RESTORE-Taste 320 wird gedrückt. Wenn es keine solche Tabelle gibt oder wenn sie bereits aktiv ist, so wird ein ERROR TRAP eingeführt, der anzeigt, daß das Logbuch geprüft werden sollte, wobei die Bedingung durch Niederdrücken des ESCAPE-Schalters 312 ausgelöst wird.
ausgeführt). Wenn in der Bibliothek keine solche Tabelle vorhanden ist, oder wenn die Tabelle bereits auf HOLD steht, so wird ein ERROR TRAP eingeführt. In diesem Falle sollte man das Logbuch doppelt prüfen, worauf die Bedingung durch Drücken des ESCAPE-Schalters 312 (die obere Funktion des Schalters 312) ausgelöst wird. Der RESTORE-Befehl dient zur Rückführung einer auf HOLD befindlichen Tabelle zur aktiven Korrelation. Wiederum werden die Tabellennummernschalter auf die auf HOLD befindliche Tabelle eingestellt, welche wiederhergestellt werden, soll, und die RESTORE-Taste 320 wird gedrückt. Wenn es keine solche Tabelle gibt oder wenn sie bereits aktiv ist, so wird ein ERROR TRAP eingeführt, der anzeigt, daß das Logbuch geprüft werden sollte, wobei die Bedingung durch Niederdrücken des ESCAPE-Schalters 312 ausgelöst wird.
Ein LIST-Befehl wird zu zwei Zwecken vorgesehen. Einerseits
zum Auflisten der Bibliothekstabellen zum Verifizieren des Logbuchs und andererseits zur Bestimmung des Grundes
eines Fehlerfalls (ERROR TRAP). Zum Verifizieren des Logbuchs werden die Tabellennummernschalter auf die aufzulistende
erste Tabelle eingestellt, und der LIST-Schalter
322 wird niedergedrückt. Der Betrieb wechselt auf LIST über (d. h. Licht 324 wird eingeschaltet, und die Kennzeichnungsfeld-Tabellendaten
werden auf der Wähl/Listen-Alphanumerischen-Zeichenanzeige
326 auf der Fronttafel zur Anzeige gebracht). Das Auflisten kann über die Bibliothek
dadurch weitergeschaltet werden, daß der NEXT-Schalter nacheinander betätigt v/ird, wobei der Auflistungsvorgang
entweder durch Betätigen des ESCAPE-Schalters oder automatisch nach dem Auflisten der Tabelle 63 beendet wird.
Zu jedem Zeitpunkt, bei dem eine inaktive Tabelle berücksichtigt wird, einschließlich dem Zeitpunkt der Einqabe,
wird ein Pieptonalarm gegeben» Wenn die Tabelle niemals gebildet oder gelöscht worden ist, so erscheint auf dem
Tor- und Flaschenanzeigeabschnitt der Anzeige 326 eine
1OO", Wenn sich die Tabelle auf HOLD befindet, zeigt der
Tor- und Flaschenanzeigeabschnitt normale Zahlen.
Ein RUN-Befehl wird zur Auslösung des Operationsbetriebs
verwendet, bei dem Flaschen identifiziert werden. Dies geschieht
durch Niederdrücken des RUN-Schalters, der bewirkt,
daß Betriebszustandslamperi das RUN-Licht 328 einschalten.
Wenn die Flaschen-Handhabungsmaschine nicht aktiv ist, so bleibt das READY-Licht 302 ständig an, wodurch angezeigt
wird, daß PRCOG auf Targetschaltsignale wartet. Wenn die Handhabungsmaschine eingeschaltet ist, d. h.
wenn Targetschaltsignale empfangen werden, oder die Handhabungsmaschine danach eingeschaltet wird, so flackert
das READY-Licht, was anzeigt, daß Korrelationen ausgeführt werden. Das Ergebnis jeder Korrelation ist dreifacher
Art. Erstens wird das Kennzeichnungsfeld der Tabelle mit
dem höchsten Korrelationsfaktor auf der SELECT/LIST-Anzeige
326 angezeigt, wobei der Tornummernteil der Information zur Torsteuerung an die Flaschen-Handhabungsmaschine
geleitet wird» Zweitens wird das Kennzeichnungsfeld der Tabelle mit dem nächstkommenden Korrelationsfaktor, jedoch mit einer verschiedenen Tornummer in der
REJECT-Anzeige 330 gezeigt. Zu beachten ist, daß diese Tabelle nicht notwendigerweise diejenige mit dem nächst-'
höchsten Korrelationsfaktor zu sein braucht, da die Tabelle
mit dem nächsthöchsten Korrelationsfaktor einer anderen Ansicht derselben Flasche oder sogar einem anderen Flaschentyp
mit derselben Tornummer bei Abführung mehrerer Flaschentypen über den gleichen Ausgabeförderer zugeordnet sein
kann. Daher sind die Tabellendaten, welche auf der REJECT-Anzeige zur Anzeige gebracht werden, diejenigen, welche
dem Fall am nächsten kommen, daß durch Einleiten der Target-
flasche in die falsche Spur ein Fehler gemacht wird. Drittens wird der Unterschied zwischen den Korrelationsfaktoren für die Wähl- und Zurückweisungstabellen auf
der MARGIN-Anzeige 322 angezeigt, und zwar als Dezimalprozent. Der Rand ist eine brauchbare Zahl, da mit größer
werdendem Rand wahrscheinlich die Sicherheit der Genauigkeit der Identifizierung zunimmt. Fortgesetzte Korrelationen
eines stationären Target können gegebenenfalls ebenfalls durchgeführt werden, um. die Einflüsse einer Flaschendrehung
usw. festzustellen. Dies geschieht durch Einsetzen einer Flasche in die Targetposition bei abgeschalteter
Maschine und durch Einstellen des EXT-Schalters in die zehn PPS-Position über eine solange Zeit, wie die
kontinuierlichen Korrelationen gewünscht werden. Für eine Einzelkorrelation wird das System in den RUN-Betrieb, der
eingestellt
Digitalumsetzer auf LSCAN/und der NEXT-Schalter kurzzeitig
gedruckt. Die Korrelation wird bei Freigabe des Schalters durchgeführt; in diesem Falle ist die Targetabtastung
synchronisiert, d. h. Strobe der Oberseite des Feldes.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Bibliothekstabellen
im Speicher'mit direktem Zugriff gespeichert und gehen daher bei Ausfall der Betriebsspannung verloren,
sofern sie nicht durch ein Hilfebatteriesystem gehalten werden. Der Vorteil liegt natürlich, darin, daß das System
"lernfähig" ist, da die gewünschten Bibliothekstabellen vom Benutzer eingegeben werden können und nicht zum Zeitpunkt
der Herstellung der Anlage fest vorgegeben werden müssen. SElbstverständlich können auch vorgegebene Tabellen
beispielsweise in einem Nur-Lese-Speicher gespeichert werden, mit dessen Hilfe eine Datenverlust bei Abfall der Betriebsspannung
vermieden werden kann. In jedem Falle sind bei dem beschriebenen System Vorkehrungen für SCHREIBE Bibliothek
und LESE Bibliothek-Bandbefehle getroffen. Der WRITE-
Befehl macht eine Kassettenaufzeichnung der Bibliothekstabellen zur bleibenden Speicherung und nimmt keinen Einfluß
auf den Inhalt der Bibliothekstabellen selbst«, Dabei wird die Kassette in den Kassettenrecorder eingelegt, und
der Recorder wird mit der Rückplatte des Computers verbunden. Die Steuerungen den Kassettenrecorders sind auf
Aufnahme und Pause eingestellt. Die NEXT- und WRITE-Schalter
316 und 322 werden niedergedrückt und die Pause rasch freigegeben, damit die Bandbewegung eingeleitet wird.
Eine automatische Kopfinformation wird geschrieben und ein
Piepton gesendet, wenn die Aufzeichnung erledigt ist» Um das Band in den Tabellenspeicher surückzulesen, ist der
Recorder natürlich in die PLAY BACK-Position zu bringen,
und während des Abspielens der Kopfinformation werden die
NEXT- und READ-Schalter 316 und 318 gedruckt«. Ein Piepton
erscheint, wenn'die Leseoperation abgeschlossen ist. Sowohl bei den Lese- als auch bei den Schreib-Funktionen
gibt die MARGIN-Anzeige 322 eine Betriebsanzeige während des Vorgangs selbst. Außerdem ist das beschriebene System
in der Lage, Stabdiagramme entsprechend den gespeicherten Bibliothektstabellen (anders als bei der Targetflasche)
anzuzeigen und diese Stabdiagramme gegebenenfalls auszudrucken. Angezeigt werden 80 Stäbe bzw. Striche von einer
Datentabelle auf dem Monitor. Dies wird dadurch erreicht, daß die Tor- und Flaschenkennzeichnungsfeld-Eingabeschalter
306 auf eine 2-Ziffern-Zahl eingestellt werden, welche die
Verschiebung gegenüber dem Beginn der Tabelle bestimmt; d. h. "00" führt zu einer Anzeige von 80 Stäben, während
88 die letzten 80 Stäbe aus einer Tabelle anzeigt. Da zwei Zeilen jeder Speicheradresse gespeichert sind, stellt die
Verschiebung zwei Tabellenwerte (digitalisierte Zeilen)
pro Schritt dar. Wenn der Tabellennummernteil der Kennzeichnungsfeldeingabe
306 auf die gewünschte Tabellennummer
eingestellt ist, werden die NEXT- und CHART-Schalter 316
und 312 betätigt, um die 80 Zeilen der Tabelle anzuzeigen.
-S-I-
Um ein vollständiges Stabdiagramm auszudrücken, wird ein
Drucker mit dem Druckanschluß auf der Rückwand des Rechners verbunden, und nach Einstellung wird das Stabdiagramm für
die von den Eingabeschaltern 306 identifizierte Bibliothekstabelle durch Betätigen der NEXT- und PRINT-Schalter 316
und 315 ausgedruckt.
Im folgenden wird erneut auf die Figuren 18 bis 20 Bezug genommen, aus denen Charakteristiken der Stabdiagramme erkennbar
sind. Die Hauptteile der Stabdiagramme selbst aus den Figuren 18 bis 20 sind in den Figuren 21 bis 23 in angenäherter
Ausrichtung wiedergegeben, so daß die Ähnlichkeiten und Unterschiede dieser Diagramme besser erkennbar
sind. Figuren 18 und 19 (mit zugehörigen Figuren 21 und 22) zeigen Ähnlichkeiten in den Kennzeichnungsfeldern für 7UP
und und Diet 7UP und die entsprechenden Ähnlichkeiten in den Stabdiagrammen. Es ist aus Fig. 18 zu erkennen, daß die
reguläre 7UP-Flasche die Worte "Easy Open" relativ hoch auf dem Flaschenhals trägt, während die Diet 7UP-Flasche
diese Worte nicht trägt. Außerdem ist das 7UP-Zeichen der regulären 7UP-Flasche kleiner und etwas niedriger auf der
Diet 7UP-Flasche, wobei darüber das Wort "Diet" erscheint. Während diese Unterschiede für Stabdiagramme mit gewissen
unterschiedlichen Eigenschaften sorgen, ist insbesondere
aus den Figuren 21 und 22 zu sehen, daß die gemeinsamen Bereiche nicht notwendigerweise in jedem Falle gleich gelesen
werden. Die akkumulierten Unterschiede in den gemeinsamen
Bereichen können mehr bewirken als eine Verschiebung der schmaleren Bereiche, wodurch sich eine Fehlidentifizierung
einer 7UP-Flasche als Diet 7UP-Flasche oder umgekehrt ergeben kann. Offenbar hat auch eine Flaschendrehung
einen gewissen Einfluß auf jedes der Stabdiagramme, und da die Flaschen nicht in irgendeiner vorgegebenen Winkelorientierung
bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgerichtet sind, ist beim Sortieren von Flaschen mit so engen
Unterscheidungsmerkmalen wie bei 7UP und Diet 7UP-Flaschen
mit einem Fehler zu rechnen, wenn die oben beschriebene Korrelationsmethode verwendet wird» Es ist jedoch bei Vergleich des Sprite-F?aschen-Stabdiagramms mit den Stabdiagrammen
der 7UP~Flaschen klar, daß Flaschen mit deutlich verschiedenem Erscheinungsbild in dem Kennzeichnungsfeld
klar und genau unter Verwendung der oben beschriebenen Korrelationsmethode unterschiedentaerden können.
Um bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mögliche Fehler aus den o. g. Gründen zu vermeiden, ist ein Programm vorgesehen,
das alle o. g. Operationen durchführt und außerdem Befehleizurn Testen des Randes bzw· Abstandes zwischen der
besten Korrelation und der nächstbesten Korrelation einer anderen Tournummern gemäß Anzeige 332 in Fig. 25 geben kann.
Wenn dieserAbstand oder Rand kleiner als ein vorgegebener und geeigneter Wert ist (10 % bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel),
so wird eine zweite Korrelation unter Programmsteuerung unter den zwei Hauptkonkurrenten durchgeführt,
um abschließend festzustellen, welche der Bibliothekstabellen tatsächlich der Targetflasche entspricht. Diese
zweite Korrelation macht von der Tatsache Gebrauch, daß auch
dem ohne abschließende Entscheidung bei/"h]rgebnis der ersten
Korrelation gewisse Fakten durch jene Korrelation festgestellt worden sind. Insbesondere wurden die beiden vor allem
konkurrierenden Flaschentypen (Bibliothekstabellennummern)
identifiziert» Während 16 Korrelationen für jede dieser beiden Bibliothekstabellen mit der Targettabelle unter Verwendung
der 15 verschiedenen Präzessionswerten durchgeführt wurden, wurden mdie die besten Korrelationen ergebenden
Präzessionswerte (Verschiebungen) zurückgehalten und sind jetzt für die Zwecke der zweiten Korrelation verfügbar»
Bei der ersten Korrelation werden die Ähnlichkeiten in den
Flaschen-Kennzeichnungsfeldern betont, so daß eine rasche und genaue Unterscheidung zwischen den Kennzeichnungsfeldern
mit wenig Ähnlichkeiten getroffen, werden kann. Bei dem
Versuch der Unterscheidung von Flaschen mit wesentlichen Ähnlichkeiten, z. B. 7UP und Diet 7UP, können die geringen
Differenzen bei der Festeilung der Ähnlichkeitsbereiche wegen derQualität des Zeichenaufdrucks, des Flaschenwinkels
usw. derart akkumulieren, daß sie den Effekt kleiner Bereiche mit großen Unterschieden abdecken. Daher ist die
zweite Korrelation so gewählt, daß sie die Unterschiede in den Kennzeichnungsfeldern und nicht die Ähnlichkeiten
hervorhebt. Insbesondere führt die zweite Korrelation unter Verwendung der während der ersten Korrelation bestimmten
Verschiebungen einen zeilenweisen Neuvergleich der Targettabelle mit der "gewählten" Bibliothekstabelle und einen
zeilenweisen Neuvergleich der Targettabelle mit der "zurückgewiesenen" Bibliothekstabelle durch, um in jedem Falle
eine Koinzidenz von Nicht-Null-Daterv zu ermitteln. Ein
Zählwert wird erhöht, wenn beide Zeilen Daten haben, bleibt ungeändert, wenn keine Zeile Daten hat, und wird vermindert,
wenn nur eine Zeile Daten hat. Der Effekt dieser Korrelation besteht darin, die Ähnlichkeit des Datenplatzes
(oder deren Fehlen) festzustellen, wodurch eine Unterscheidung gegenüber Kennzeichnungsfeldelementen vorgenommen werden
kann, die nur in einer Tabelle auftreten. Offenbar kann diese zweiten Korrelation ganz rasch selbst unter Programmsteuerung
durchgeführt werden, da der Algorithmus sehr einfach ist und nur ein Durchlauf für jede der beiden Tabellen erforderlich
ist. Die beiden Ergebnisse werden verglichen, und die Tabelle, das Tor und die Flasche werden nach dem höheren
der beiden gewonnenen Zählwerte identifiziert, d. h. nach dem
höheren Korrelationsergebnis.
Aus der vorstehenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sind verschiedene wesentliche Aspekte
und Abwandlungsmöglichkeiten der Erfindung zu erkennen. Verschiedene Bildanalysenmethoden wurden vorgeschlagen, und
einige wurden zu unterschiedlichen Zwecken für einige Zeit
benutzt. Einer der Hauptvorteile der Erfindung liegt jedoch in der Tatsache, daß die anfänglichen Eingabedaten
für das Bild sofort mit sehr hoher Geschwindigkeit verarbeitet werden, wodurch sich eine beträchtliche Verringerung
der Datenmenge ergibt, für die aufeinanderfolgende Analysen bei niedrigeren Geschwindigkeiten durchgeführt
werden können, da der Datenanalysenprozeß einfacher wird«,
So wird beispielsweise bei der Erfindung das Videobild in Echtzeit digitalisiert und als Binärzahl (4-Bit-Zahl
bei dem beschriebenen Ausführunqsbeispielgespeichert, wobei
alle Daten für diese 2eilenablenkung der Rasterabtastung summiert werden. Daher ist die erste Stufe der Datenkompak~
tierung ein Echtzeit-Daterikompaktierungsvorgang. Die zweite
Stufe der Datenkompaktierung geschieht mittels eines Hochgeschwindigkeitskorrelator's,
der trotz relativ einfachen Aufbaus die Kompaktierung viel rascher durchführt als ein
Vielzweckcomputer. Die letzte Stufe der Kompaktierung der
abschließenden Flaschen™ und Toridentifizierung geschieht
sehr rasch unter Programmsteuerung, und zwar nicht deswegen, weil der Vielzweckcomputer besonders schnell ist,
sondern weil die Daten bereits mit hoher Geschwindigkeit . so kompaktiert worden sind, daß nur noch ein sehr geringer
Analysenaufwand für die abschließende Bestimmung verbleibt.
Die hier im einzelnen beschriebene Einrichtung ist ein Schwarz-Weiß-System unter Verwendung einer Horizontalabtastung.
Wenn erwünscht oder für andere Anwendungsfälle
besser geeignet, könnte die Videokamera um 90° gedreht werden, um ein Vertikalabtastsystem oder eine Aufnahme unter einem
anderen Winkel zu schaffen. Außerdem könnten gewisse Farbmerkmale durch Farbfilterung des im wesentlichen weißen
Lichts vom Stroboskop oder durch Einschaltung eines geeigneten Filters vor der Kameralinse hervorgehoben werden.
Wenn für eine besondere Anwendung eine volle Farbaufnahme erwünscht ist, könnte ein rotierendes Farbfiltersystem über
das Kameraobjektiv gesetzt werden, um aufeinanderfolgend drei korrespondierende Primärfarbbilder für getrennte
Analysen zu schaffen (in diesem Falle könnte eine gewisse Programmänderung entsprechend der vorgegebenen Basis für
die Entscheidungen bezüglich der Korrelationen aus den drei Farbbildern erforderlich Werden). Bei einem mit niedriger
Geschwindigkeit arbeitenden System dieser Art können vielleicht drei aufeinanderfolgende Aufnahmen einer Flasche
oder eines anderen Gegenstandes in der Targetposition gemacht werden, bevor die Flasche oder das Objekt aus dem
Kamerafeld ausgerückt wird. Bei einem schnelleren System könnte das Target momentan angehalten oder verlangsamt werden,
damit die drei Aufnahmen gemacht werderykönnen, oder
es könnte ein rotierendes Prisma oder ein anderer Mechanismus verwendet werden, um ein stationäres Bild von dem
bewegten Target über eine ausreichende Dauer zur Kamera zu übertragen. In anderen Fällen können nur zwei Farbfilter
oder Kombinationen von ungefilterten· oder einfach oder mehrfach gefilterten Bildern verwendet werden.
Eine Methode zur Ableitung von zweiten Korrelationsmethoden besteht in der Analyse der Familie der zu sortierenden
Flaschen. Auch eine Anzahl von Korrelationstechniken können programmiert werden, wobei jede zur Klarstellung der Unterscheidung
zwischen zwei speziellen Flaschen geeignet ist. Beispielsweise wurden ausgezeichnete Ergebnisse beim Sortieren
von 7UP und Diet 7UP-Flaschen dadurch gewonnen, daß nur die Gesamtzählwerte in dem oberen Drittel des Bildes
benutzt wurden, wodurch bestimmt werden konnte, ob die Wörter "easy open" vorhanden sind oder nicht. (Auch ungünstige
Einflüsse einer Reflexion des Stroboskopstrahls können in allen Ausführungsbeispielen in einem Stroboskop
minimiert werden, in^detn ein polarisierendes Filter über
das Stroboskop und ein polarisiertes Filter über das Kameraobjektiv gesetzt werden und die Filter gedreht werden, um
Blendeffekte im Monitorbild zu minimieren).
Die Erfindung wurde mit Bezug auf eine Flaschensortieranlage entsprechend der Funktion des bevorzugten Ausführungsbeispiels
beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, daß viele anderen Funktionen mit der erfindungsgemäßen
Einrichtung erreicht werden können, so z. B. Inspektionsfunktionen. So können insbesondere die Bibliothekstabellen
anstelle der Ladung mit den Flaschenbildern mit Daten geladen werden, die den Bildern von akzeptablen und nichtakzeptablen Charakteristiken entsprechen, um automatisch
eine Annahme-Zurückweisungsfunk tion zu schaffen. Ein besonderes
Beispiel ist ein :Kennzeichnungsfeldinspektor zur
Prüfung der Kennzeichnungsfelder auf entlang eines Förderers
bewegten Behältern, wobei festgestellt wird, ob die Kennzeichnungsfelder
bzw. Etiketten auf dem Behälter gerade sind, keine umgeklappten Ecken haben o. dgl.; außerdem
können auch die Kennzeichnungsfelder gelesen und gegebenenfalls auch der Behälter identifiziert werden, um sicherzugehen,
daß das richtige Etikett oder das richtige Kennzeichnungsfeld auf den Behälter aufgebracht worden ist.
Zu beachten ist, daß die Form von Digitalumsetzer bzw. Digitalisierer, wie sie vorstehend beschrieben worden ist
und im Rahmen des Erfindungsgedankens zur anfänglichen
Echtzeit-Datenkompaktierung dient, nicht die einzige Ausführungsform
eines Digitalisierers ist. Beispielsweise zeigt Fig. 24 ein vereinfachtes sche.matisches Schaltbild einer
anderen Form von Digitalisierung, die bei der oben beschriebenen
Flaschensortiermaschine verwendet werden kann und einige Eigenschaften hat, welche sie für andere Anwendungen
besonders vorteilhaft machen» In Fig.. 7 wurde das Videosignal
auf der Leitung 90 verstärkt und durch den NE 592 Videoverstärker bei jedem Hell-Dunkel-Übergang differenziert,
wodurch sich ein Impuls-Ausgangssignal des AT 20-Hochgeschwindigkeitskomparators
für die Zählung durch den Zähler 108 über NAND-Gatter 106 bei jeder Horizontalablenkung des
- 97 -
Flaschenbildes ergab. In Fig. 24 wird das Videosignal von einem nur als Verstärker, nicht aber als Differenzierstufe
geschalteten Videoverstärker verstärkt und an einen Hochgeschwindigkeitskomparator 402 angelegt. Die
Schaltung kann sehr ähnlich derjenigen des entsprechenden Schaltungsteils gemäß Fig. 7 sein, mit der Ausnahme, daß
der NE 592 Videoverstärker nicht als Differenzierstufe geschaltet
ist. Das Ausgangssignal des Komparators 402 ist über einen Schalter 404 (vorzugsweise ein elektronischer
Schalter) und über ein zusätzliches UND-Gatter 406 an das NAND-Gatter 106 angekoppelt, wodurch das UND-Gatter ein
Freigabesignal erhält. Der andere Eingang des UND-Gatters 406 ist mit einem HF-Takt 408 beaufschlagt, so daß das
entsprechende Eingangssignal zum NAND-Gatter 106 ein torgesteuertes HF-Signal ist, im Gegensatz zu die Übergänge
in der Rasterabtastsignalintensität darstellenden Impulsen. Der Schalter 404 ermöglicht die Umschaltung zwischen dem
direkten Ausgang des Komparators 402 und dessen Ausgang nach Inversion durch einen Inverter 410, so daß das Torsteuersignal
zum UND-Gatter 406 so eingestellt werden kann, daß es entweder einen vorgegebenen Helligkeitsgrad oder
einen vorgegebenen Dunkelheitsgrad der entsprechenden Zone des Videobildes darstellti Das torgesteuerte Taktfrequenzausgangssignal
des NAND-Gatters 106 wird von einem Zähler 412 im wesentlichen in der gleichen Weise gezählt wie beim
Zähler 104 in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7, wenn auch aus nachfolgend angegebenen Gründen ein größerer Zähler
vorzuziehen ist.
Das Konzept und die Operationsweise der Schaltung gemäß Fig. 24 sind wie folgt? Es sei beispielsweise angenommen,
daß der der Schaltung gemäß Fig. 24 entsprechende Schaltungsteil der Fig. 7 durch die Schaltung gemäß Fig. 24 ersetzt
ist und daß das modifizierte System bei der oben beschriebenen
Flaschensortiereinrichtung für 7UP-Flaschen nach Fig.
an der Targetposition Verwendung findet. Es sei ferner
angenommen, daß der Schalter 404 so eingestellt ist, daß das HF-Signal zum Zähler 412 immer dann durchgelassen
wird, wenn das Raster die hellen Zonen des Flaschenbildes abtastet. Da. die hochfrequenz während des Abtastens
der hellen Zonen zum Zähler durchgesteuert wird, ist der Summenzählwert des Zählers für eine Horizontalablenkung
des Bildes proportional zur Gesamtlänge der hellen Zonen dieser Horizontalablenkung. Beispielsweise
mit Bezug auf die große Horizontale P im unteren Bereich des Bildes gemäß Pig. 18 wird das Hochfrequenzsignal zu
einem beträchtlichen Teil der Ablenkung bzw. Abtastung durchgesteuert, so daß ein Stabdiagramm von beträchtlicher
Höhe im Gegensatz zu einem einzigen Hell-Dunkel-Übergang
bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel entsteht» Die als HF-Takt verwendete besondere Frequenz bestimmt
die Minimalbreite einer abtastbaren Lichtzone. Diese kann in der Größenordnung von 1 % der Länge jeder Bildabtastzeile
gewählt werden. Daher kann die Frequenz des HF-Taktgebers 408 so gewählt werden, daß wahrend jeder Zeilenabtastung
des Targetbildes in der Größenordnung von 100 Impulsen oder mehr entwickelt werden. Wenn ein 4-Bit-Zähler
als Zähler 412 verwendet würde, so wäre die Zählung bei
15 beendet. In den meisten Anwendungsfällen wäre es jedoch
besser, einen größeren Zähler zu verwenden und das 4-Bit-Ausgangssignal aus diesem Zähler bei jeder Zeilenabtastung
als die 4 am höchsten bewerteten Bits des Summenzählwerts
zu nehmen. Auf diese Weise tragen kleine Lichtzonen auch zum Summenzählwert bei, obwohl ihre Bewertung kleiner als
1 Bit des Ausgangssignals vom Zähler bei der Bildung der Signale DO bis D3 ist. Durch Verwendung einer noch höheren
Frequenz kann ein 8-Bit-Zähler als Zähler 412 verwendet werden, um eine Abtastempfindlichkeit von einem Teil in
256 zu schaffen, obwohl das Endergebnis auf einen Teil in
16 begrenzt ist.
Eine Prüfung des Bildes der 7UP-Flasche gemäß Fig. 18
und des Bildes der Sprifce-Flasche gemäß Fig. 20 zeigt, daß das Konzept des Ausführungsbeispiels nach Fig. 24
bezüglich der Flaschensortlieraufgabe ausgezeichnet funktioniert. Das System gemäß Fig. 24 kann jedoch besondere
Vorteile im Zusammenhang mit bestimmten Inspektionsfunktionen haben. So können beispielsweise Etiketten auf
Pillenflaschen weiße Etiketten auf farbigen Flaschen
sein. Solche Etiketten können sehr leicht unter Verwendung des in Fig. 24 dargestellten Ausführungsbeispiels
inspiziert werden, da die Flasche durch Filterung der Flaschenfarbe mit Hilfe eines geeigneten Filters über
dem Kameraobjektiv im Bild schwarz gemacht werden kann.
Durch geeignete Einstellung der Bezugsspannung des Komparators 402 kann daher die Breite und Position des Etiketts gemessen werden, und es kann sofort festgestellt
werden, ob schräggestellte Etiketten, Etiketten mit umgefalteten Ecken, Etiketten falscher Größe oder fehlende
Etiketten auf den zugehörigen Flaschen sind. Die Zurückweisung kann auf einem Korrelationsfaktor basieren, der
kleiner als ein vorgegebener Mindestwert ist, so z. B. 0.95, ir\_,dem eine bessere Korrelation mit einem nicht
akzeptablen Bibliotheksbild geschaffen wird als diejenige für ein akzeptables Bibliotheksbild.
Selbstverständlich sind die Möglichkeiten zur Verwendung der Erfindung nicht auf die Sortier- oder Inspektionsfunktionen
begrenzt. Es können beispielsweise Situationen entstehen, wo Teile auf einem Förderband willkürlich orientiert
sind und für eine automatische Zusammenbauanlage automatisch erfaßt werden müssen. Mit Hilfe der Erfindung kann die
Winkel- oder Linearposition oder beide Positionen eines Teils auf einem Förderband durch Vergleich des Bildes des
Teils, d. h. des Targetbildes, mit voreingespeicherten Bildern der Teile in verschiedenen Stellungen identifiziert werden,
um die passendste Position zur Steuerung der automatischen Handhabungsanlage zu bestimmen.
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Claims (29)
- PATENTANWÄLTE 2ENZÜT ^Εΐ.θΕΪ$·*·Ο 4300 ESSEN 1 AM frjHReTEINV· TSL.;, <02ΐϋ)"*Ί2687 Seite - 1 » ■ . χNACHG EREICHTJPa t e η t a η s ρ r ü c h eFlaschensortiereinrichtung, gekennzeichnet durch eine Videokameraanordnung zur Aufnahme eines Bildes wenigstens eines visuell unterscheidbaren Bereichs einer Targetflasche (46) innerhalb des Sichtfeldes der Videokamera und zur Erzeugung eines Videosignals in Abhängigkeit von dem aufgenommenen Bild; eine Digitalumsetzerschaltung (44), die mit der Videokamera (42) gekoppelt ist und eine erste Anzahl digitalisierter Signale in Abhängigkeit von dem Videosignal erzeugt» wobei jedes Digitalsignal in digitaler Form die Merkmale des entsprechenden Bereichs der Targetflasche (46) zusammenfaßt; eine Speicheranordnung (54,' 56) zur Speicherung einer zweiten Anzahl von Digitalsignalen, von denen jedes dieser zweiten Anzahl von Digitalsignalen in digitaler Form die Merkmale eines entsprechenden Bereichs einer Flasche eines von mehreren zu sortierenden Flaschentypen zusammenfaßt; und .eine Korrelatoranordnung (56), die/Korrelation zwischen der ersten Anzahl von Digitalsignalen und jedem der zweiten Anzahl von Digitalsignalen herstellt, um' zu identifizieren, welcher der vorgegebenen Flaschentypen der Targetflasche (46) am nächsten kommt.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Zusammenfassung der Merkmale eines entsprechenden Bereichs der Targetflasche (46) wenigstens eineZ/ko.Rasterabtastzeile des Targetflaschenbildes zusammengefaßt wird.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes die Merkmale der Targetflasche (46) zusammenfassende Digitalsignal ein binär kodiertes Digitalsignal ist.
- 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Digitalsignal die Merkmale eines entsprechenden Bereichs der Targetflasche (46) in einer Rasterabtastzeile des Targetflaschenbildes in Digitalform zusammengefaßt sind.
- 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Merkmale der Targetflasche (46) in digitaler Form zusammenfassende Digitalsignal ein kodiertes Digitalsignal ist.
- 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transportvorrichtung (30) zum aufeinanderfolgenden Transportieren von Flaschen vorbei an einer Targetposition vorgesehen ist, an der die Videokamera (42) ein Bild von wenigstens einem visuell unterscheidbaren Bereich der Targetflasche aufnehmen kann.
- 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beleuchtung einer Flasche (46) in der Targetposition eine Strobo-Lichtquelle vorgesehen ist und die Videokamera (42) so angeordnet ist, daß sie das Strobo-BiId jeder Targetflasche (46) aufnimmt.
- 8.. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auslöseschaltung zum Auslösen der Strobo-Blitze vorgesehen ist, die dann wirksam wird, wenn eine Flasche (46) die Targetposition erreicht.
- 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseschaltung so ausgebildet und angeordnetist, daß sie auch zur Auslösung der Digitalisierschaltung (44) dient, so daß ein.neu aufgenommenes Bild für die Korrelation digitilisierbar ist.
- 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein polarisierendes Filter über dem Objektiv der Videokamera (42) angeordnet ist.
- Ho Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein polarisierendes Filter über der Strobo-Einrichtung angeordnet ist, das das Licht zur Beleuchtung der Targetflasche (46) polarisiert,
- . 12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die polarisierenden Filter zur Minimierung von Reflexionen des Strobolichts in dem von der Videokamera (42) aufgenommenen Bild zueinander ausgerichtet sind.
- 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalisierungsanordnung so ausgebildet ist, daß sie Übergänge in der Bildintensität bei der Rasterabtastung der Videokamera erfaßt und als jeweils entsprechendes Digitalsignal ein Ausgangssignal entwickelt, das von der Anzahl der Übergänge in einem vorgegebenen Abschnitt der Rasterabtastung abhängig ist.
- 14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Abschnitt der Rasterabtastung eine Zeile der Rasterabtastung ist.
- 15. Einrichtung nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalisierungsschaltung eine Zonen einer besonderen Intensität des Rasterabtastbildes erfassende Schaltungsanordnung ist, die als Digitalsignal ein Signal in Abhängigkeit von der Länge der Zonen der besonderen Intensität in einem vorgegebenen Bereich der Rasterabtastung entwickelt (Figur 24).
- 16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Bereich der Rasterabtastung eine Rasterabtastzeile ist.
- 17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Abstandes der Korrelationen zwischen derjenigen Korrelation, die zwischen einer Targetflasche (46) und einem ersten vorgegebenen Flaschentyp gewonnen ist, mit dem die Digitalsignale am weitesten übereinstimmen, und der Korrelation zwischen der Targetflasche (46) und einem zweiten vorgegebenen Flaschentyp, mit dem die digitalisierten Signale in der nächst besten Korrelation stehen, und durch eine zweite Korrelationsschaltung, in der die erste Anzahl von Digitalsignalen mit jeder der zweiten Anzahl von Digitalsignalen für die ersten und zweiten vorgegebenen Flaschentypen in Korrelation gebracht wird, wobei die Korrelation der zweiten Korrelationsschaltung von der Korrelationstechnik der ersten Korrelationsschaltung abweicht, wenn der Korrelationsabstand kleiner als ein vorgegebener Wert ist. .
- 18. Inspektionseinrichtung, gekennzeichnet durch' eine Videokameraanordnung (42) zur Aufnahme eines Bildes von wenigstens einem Bereich eines zu inspizierenden Gegenstandes, der innerhalb des Sichtfeldes der Videokameraliegt, und zur Entwicklung eines Rasterabtast-Videosignals in Abhängigkeit von der Bildaufnahme, eine Digitalisierschaltung (44) zur Entwicklung einer ersten Anzahl von digitalisierten Signalen in Abhängigkeit von dem Rasterabtast-Videosignal , wobei jedes Digitalsignal in digitaler Form die Charakteristik eines entsprechenden Abschnitts der Rasterabtastung des Bildes des zu inspizierenden Artikels zusammenfaßt, ferner eine Speicheranordnung (54, 56) zur Speicherung einer zweiten.Anzahl von Digitalsignalen, wobei jedes dieser Digitalsignale in der zweiten Anzahl von Digitalsignalen in digitaler Form die Merkmale eines entsprechenden Abschnitts der Rasterabtastung eines Bildes eines vorgegebenen Gegenstandes zusammenfaßt, der die bestimmte gesuchte Charakteristik hat, und eine Korrelationsanordnung (56) zur Herstellung einer Korrelation zwischen der ersten Anzahl von Digitalsignalen und der zweiten Anzahl von Digitalsignalen, um die Ähnlichkeit des inspizierten Gegenstandes mit dem vorgegebenen Gegenstand zu bestimmen.
- 19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalisierungsschaltung (44) so ausgebildet ist, daß sie die erste Anzahl von Digitalsignalen während der Rasterabtastung des Bildes des inspizierten Gegenstandes entwickelt.
- 20. Einrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Anzahlen von digitalisierten Signalen binär kodierte Digitalsignale sind. ·
- 21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrelationsanordnung so ausgebildet ist, daß sie die Korrelation zwischen den ersten und zweiten Anzahlen von Digitalsignalen herstellt, nachdem alle ersten Digitalsignale desinspizierten Gegenstandes (46) von den Digitalisierschaltung (44) erfaßt sind.
- 22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrelationsanordnung (44) eine Präzessionseinrichtung zur Herstellung einer Korrelation der ersten und zweiten Anzahlen von Digitalsignalen mit verschiedenen Präzessionswerten aufweist, um Lagedifferenzen zwischen dem inspizierten Gegenstand (46) und dem vorgegebenen Gegenstand auszugleichen.
- 23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transportvorrichtung zum aufeinanderfolgenden Überführen von zu inspizierenden Gegenständen (46) in das Sichtfeld der Videokamera (42) vorgesehen ist.
- 24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung (54, 56) so ausgebildet ist, daß sie die zweite Anzahl von Digitalsignalen speichert, wobei jedes der Digitalsignale innerhalb der zweiten Anzahl von Digitalsignalen in digitaler Form zu inspizierende Charakteristiken zusammenfaßt, und daß eine in Abhängigkeit von der Korrelationsanordnung (56) gesteuerte Vorrichtung aar Lagebestimmung des zu inspizierenden Gegenstandes (46) vorgesehen ist.
- 25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch-gekennzeichnet, daß eine Anordnung zur Speicherung der zweiten Anzahl von Digitalsignalen bei Einführung von vorgegebenen Gegenständen in das Sichtfeld der Videokamera (42) vorgesehen ist, so daß die zu inspizierenden speziellen Charakteristiken änderbar sind.
- 26. Verfahren zum Inspizieren von Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daßa) eine erste Anzahl von DigitalSignalen gespeichert wird, die jeweils eine Zusammenfassung von Merkmalen der Rasterabtastung eines gesuchten Teils darstellt,b) daß der zu inspizierende Gegenstand in das Sichtfeld einer Videokamera gestellt wird, um ein Rasterabtast-Videosignal in Abhängigkeit von dem Bild wenigstens eines Teils des zu inspizierenden Gegenstandes zu gewinnen,c) daß das Videosignal zur Bildung einer zweiten Anzahl von Digitalsignalen digitalisiert wird, wobei jedes Digitalsignal der zweiten Anzahl eine Zusammenfassung von Merkmalen des zu inspizierenden Gegenstandes entsprechend einem Abschnitt der Rasterabtastung darstellt, undd) daß die Digitalsignale gemäß Verfahrensschritt (a) und Verfahrensschritt (c) zur Feststellung von Ähnlichkeiten in Korrelation gebracht werden.
- 27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß als erste und zweite Digitalsignale binär kodierte Digitalsignale verwendet werden.
- 28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß während des VerfahrensSchrittes (a) erste Anzahlen von Digitalsignalen gespeichert werden, wobei jedes Digitalsignal in jeder Anzahl eine Zusammenfassung der Merkmale der Rasterabtastung des entsprechenden gesuchten Teils darstellt, und daß während des Verfahrensschrittes (d) die Digitalsignale nach Verfahrensschritt (a) und nach Verfahrensschritt (c) derart in Korrelation gebracht werden, daß bestimmt werden kann, welche der für den inspizierten Gegenstand zu suchenden Teile einander am nächsten kommen.ύ ψ - -< W -
- 29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrelationsabstand zwischen dem inspizierten Gegenstand und (i) dem Merkmal, mit dem die Digitalsignale des Gegenstandes am weitesten übereinstimmen, und (ii) dem Merkmal, mit dem die Digitalsignale des Gegenstandes am zweitbesten übereinstimmen bestimmt wird, und daß eine zusätzliche und andere Korrelation unter Verwendung der Digitalsignale für die den Abstand bestimmenden Merkmale durchgeführt wird, wenn der Abstand kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
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