Inteligentní řešení pro datové kódy

Moderní provoz se dnes bez systému pro sledování toku a identifikaci výrobků neobejde. Ke klasickému čtení čárových kódů přibyly maticové kódy a často je požadováno také čtení znaků a nápisů. Kompletní inteligentní řešení přinášejí bezkontaktní automatizované systémy pracující na základě zpracování obrazu.

DATOVÉ KÓDY
Základní podmínkou logistiky je možnost sledování toku materiálu, polotovarů a výrobků, což přináší možnost pracovat přímo s příslušnými cennými daty vztaženými k danému výrobku. Na základě těchto dat je potom například možné sledovat zboží na skladě, zpětně zjišťovat výrobu konkrétní součásti a kontrolovat pořadí výrobních operací. Je zřejmé, že chci-li sledovat daný produkt musím jej umět nejprve identifikovat, tzn. rozpoznat jej na základě označení nebo jedinečných charakteristických znaků.

Charakteristickými znaky pro identifikaci mohou být velikost, tvar, barva apod. Výhodou je použití samotného produktu bez žádné další modifikace. Na druhou stranu je tento způsob málo konkrétní, není unikátní a poskytuje o produktu málo dat. Zdokonalení identifikace poskytuje zavedení značení. Prvním krokem je alfanumerické označení. To je snadno čitelné pro člověka, ale strojové čtení je náročné. Navíc nápisy zaberou velmi mnoho místa. Dalším krokem ve značení produktů jsou čárové kódy. Tyto symboly tvořené vzorem z tmavých a světlých čar popř. pruhů byly přímo stvořeny pro snadné strojové čtení zakódované informace. Také tyto symboly jsou náročné na plochu a neobsahují žádnou korekci chyb. V hierarchii stojí ještě výše maticové kódy. Informace je zakódována do dvourozměrného symbolu, který při větším obsahu informace zabere menší plochu než čárový kód. Korekce chyb podle Reed-Solomona umožňuje dekódování informace i při 50 % degradaci kódu.

INTELIGENTNÍ SKENER
Všestranné inteligentní kamery DVT pro systémy zpracování obrazu nabízí mimo široké množiny speciálních funkcí pro hromadnou kontrolu polotovarů a výrobků také nástroje pro čtení datových kódů a optické rozpoznávání znaků (OCR). Čtení a verifikace kódů a nápisů je založeno na metodě zpracování digitálního obrazu, která je obecně známá pod názvem „Machine Vision“. Je to bezkontaktní metoda, která umožňuje relativně snadnou modifikaci kontrolovaných parametrů. Obraz vzniká specifickým osvětlením kontrolovaného produktu. Osvětlení se volí podle aplikace a typu povrchu, nejčastěji přímé nebo typu temné pole. Používané barvy jsou červená a infračervená, popř. další podle aplikace. Použité osvětlení zvýrazní kontrast mezi žádanými a ostatními složkami obrazu a umožňuje spolu s pokročilými algoritmy automatické vyhodnocení kontroly. Inteligentní kamera zajišťuje snímání, zpracování a vyhodnocení obrazu. Kamera obsahuje CCD snímací prvek s rozlišením 640 x 480 obrazových bodů v 256 odstínech šedi, výkonný RISC nebo DSP procesor a komunikační rozhraní – digitální vstupně výstupní linky a ethernetový kanál. Digitální linky s 24 V logikou mohou být přímo napojeny na okolní automatizační prostředky, např. signalizační nebo třídicí členy. Vestavěná flash paměť umožňuje uložení celé řady kontrolních programů, mezi kterými lze snadno přepínat. Samotný proces kontroly běží bez potřeby externího počítače, který může být použit pro vizualizaci a sběr dat.

Pro široké spektrum aplikací vyžadujících čtení a verifikaci datových kódů nabízí společnost DVT odlehčený model inteligentní kamery - inteligentní skener. Skener poskytuje dokonalé řešení pro čtení datových kódů rozšířené o možnosti optického rozpoznávání znaků. Je to autonomní kompaktní jednotka, která na základě zpracování sejmutého obrazu předává výsledek nadefinované kontrolní úlohy svému okolí. Ke snímačům je poskytováno potřebné programové vybavení, rozsáhlý systém školení a technické podpory včetně vzdálené diagnostiky. Expoziční doba od 10 µs a asynchronní spouštění umožňuje číst kódy výrobků pohybujících se na výrobním pásu při taktu až několik tisíc kusů za minutu. Rozměry bez objektivu jsou 112 x 60 x 30 mm, hmotnost je 170 gramů.

Mezi hlavní výhody inteligentního skeneru DVT patří možnost snímání kódů pohybujících se součástí bez zpomalení cyklu, ke kterému dochází při ručním skenování kódů operátorem. Dalším častým omezením bývá maximální vzdálenost snímaných kódů od čtecího zařízení. V této oblasti je díky výměnným objektivům velmi široká variabilita. Pro větší vzdálenosti se samozřejmě musí vzít v úvahu okolní rušivé světlo. Častou doplňkovou úlohou k automatizovanému čtení a kontrole čárových kódů bývá archivace obrazu chybných a nečitelných čárových kódů. Inteligentní skener svou koncepcí přirozeně poskytuje zobrazování a ukládání obrazů přes ethernetové rozhraní, např. v rámci podnikové sítě.

Modelová řada inteligentních kamer spolu s inteligentními skenery pokrývá celou škálu řešení. Pro standardní aplikace s běžnými nároky na rychlost je určen inteligentní skener Legend IS s procesorem Hitachi SH4. Vysoké nároky na rychlost a výpočetně náročné zpracování způsobené nekvalitním tiskem, nerovnoměrným pozadím apod. splňuje inteligentní skener Legend XS se signálovým procesorem zvládajícím čtení až 100 maticových kódů za sekundu! Pro barevné aplikace nebo pro aplikace vyžadující vysoké rozlišení se používají inteligentní kamery Legend 542C, popř. Legend 544. Model Legend XE v nerezovém provedení s krytím až IP68 splní nároky těžkého průmyslového prostředí. Všechny systémy splňují požadavky na zabezpečený přístup a dokumentování prováděných změn.

PROGRAMOVÉ VYBAVENÍ
Zpracování obrazu v procesoru probíhá podle algoritmu sestaveného pomocí uživatelského rozhraní na PC v programu FrameWork, který se automaticky přizpůsobuje připojené kameře. Je-li programován inteligentní skener, nabízí program pouze funkce příslušné ke zvolenému modelu. FrameWork v aktuální verzi obsahuje robustní algoritmy pro čtení znaků, čárových a maticových kódů. To umožňuje číst značení laserové, inkoustové, bodové, vyleptané i z termotiskáren.

Modul pro čtení znaků (OCR) je schopen díky možnosti učení pracovat s jakýmikoli znaky a abecedami. Tyto aplikace většinou vyžadují i nalezení pozice nápisu, který se nemusí vyskytovat vždy na stejné pozici se shodnou orientací. Stejně může být kontrolováno natočení etikety. Algoritmy zvládají i nápisy tištěné maticovými tiskárnami a segmentované fonty. OCR se používá zejména u popisu elektronických součástek a integrovaných obvodů, v leteckém a automobilovém průmyslu pro čtení čísel bloku motoru, karoserie, skel a kontrolu funkce displejů, ve strojírenství při čtení vyražených čísel součástí, apod.

U čárových kódů je kromě čtení také možno klasifikovat jejich kvalitu. To je výhodné zejména pro tvůrce systémů pro tisk čárových kódů a pro výrobce k zajištění  kvality označení produktů. Mezi monitorované parametry patří kontrast symbolu a hran, odrazivost, modulace, dekódovatelnost, sledování výběhové zóny a vyhledávání defektů. FrameWork podporuje mnoho používaných standardů pro čárové kódy: UPC/EAN, Interleaved 2 of 5, USS-128, USS-39, Codabar, PharmaCode, BC412, PDF417, RSS-14, Code 93, POSTNET, Micro PDF417, Planet Code, UPC Composite a další.

Pro čtení maticových kódů je potřeba pouze specifikovat typ kódu (DataMatrix, SnowFlake, Vericode) a pravoúhlou oblast pro vyhledávání kódu. FrameWork podporuje všechny typy ECC formátu s automatickou detekcí velikosti symbolu, včetně rozšířeného ECC 200. Nové algoritmy jsou méně citlivé na změnu velikosti kódu, jeho natočení a zkreslení obrazu.

Inteligentní skenery a kamery Legend v České i Slovenské republice dodává společnost TSI System, která současně zajišťuje kompletní technickou podporu pro systémové integrátory i konečné uživatele.