Этикетка, а также способ и система для автоматизированного распознавания изделия с ее использованием Российский патент 2022 года по МПК G06K7/10 G06V30/10 

[01] Область техники

[02] Группа изобретений относится к этикетке, а также способу и системе для автоматизированного распознавания изделий по такой этикетке. Изобретения могут применяться на кассах самообслуживания покупателей, а также на автоматизированных складах при сортировке товаров.

[03] Уровень техники

[04] На кассах самообслуживания не редко применяется автоматизированная система распознавания товаров без непосредственного участия покупателя и работника магазина. В таких системах покупатель только выкладывает товары на кассовую ленту, и они сами перемещаются в зону сканирования, где автоматически распознаются путем сканирования нанесенного на изделие графического кода (штрих-кода, QR-кода и т.д.) с разных ракурсов. Для весовых товаров или товаров, производимых непосредственно магазином, графический код печатается на этикетке, которая наклеивается на упаковку изделия.

[05] В случае изгиба или замятия этикетки, например, в результате ее наклеивания на угол упаковки или при деформации гибкой упаковки, автоматическое распознавание графического кода значительно затрудняется. В этом случае блок обработки получает несколько раздельных изображений или образов этикетки, на которых имеются только части графического кода. В такое ситуации блоку обработки данных кассы необходимо сопоставить эти части изображения для получения единого кода, который идентифицирует изделие.

[06] Алгоритмы «сшивания» частей графического кода широко известны из уровня техники. В частности, в патенте США US 10635877, 28.04.2020, предложен метод считывания штрих-кодов при автоматизированном распознавании изделия, в котором формируют множество изображений кода, нанесенных на товар, определение трехмерного положения каждого сегмента этикетки, и связывание сегментов для считывания кода.

[07] Указанный способ является достаточно сложным и занимает много времени. С целью ускорения распознавания графического кода с нескольких изображений этикетки целесообразно отказаться от сшивания изображений кода и предварительно разделить код на небольшие области, которые будут кодировать части идентификационного номера. Такие области будут гарантированно сканироваться целиком.

[08] С учетом этого принципа, наиболее близким аналогом заявленной группы изобретений является этикетка, а также способ и система распознавания изделия с ее использованием, раскрытые в публикации заявки США US 2021073496, 11.03.2021. Этикетка включает основу и нанесенный на нее графический код, который разбивается на несколько физически отделенных друг от друга областей. В каждой из указанных областей размещены графические элементы, которые соответствуют символам идентификационного номера изделия. Кроме того, на этикетке расположен триггер дополненной реальности в виде графического элемента, который, помимо визуального функционала, может также задавать положение распознанных символов в идентификационном номере. При считывании этикетки блок обработки получает изображение частей графического кода и с помощью триггера дополненной реальности соединяет их в правильной последовательности, получая идентификационный номер. Однако в указанном аналоге прием разделения графического кода на отдельные области применяется лишь с декоративной целью, чтобы «спрятать» код в изображении этикетки. Кроме того, все области графического кода расположены в центральной части этикетки, что не позволяет использовать ее при автоматизированном распознавании изделий, где может произойти изгиб или замятие этикетки. При этом использование триггера дополненной реальности для определения местоположения частей кода является сложным и затратным по времени процессом.

[09] Раскрытие сущности изобретения

[010] Основной технической проблемой, на решение которой направлена рассматриваемая группа изобретений, является сложность автоматизированного распознавания изделий по наклеенным на них этикеткам в случае деформации (изгиба, скручивания, замятия и т.д.) таких этикеток

[011] Техническим результатом группы изобретения является повышение скорости и точности автоматизированного распознавания изделия при изгибе или замятии этикетки на изделии.

[012] Указанная проблема решается, а технический результат достигается в прикрепляемой к изделию этикетке для автоматизированного распознавания изделия, за счет того, что она включает основу и нанесенный на основу графический код, соответствующий идентификационному номеру изделия, причем графический код содержит по меньшей мере четыре области, каждая из которых кодирует часть идентификационного номера изделия. Указанные области расположены в разных частях этикетки. В каждой из указанных областей размещено по меньшей мере два графических элемента, один из которых кодирует по меньшей мере один символ идентификационного номера, а другой - положение указанного символа в идентификационном номере.

[013] Кроме того, согласно частным вариантам реализации этикетки:

[014] - основа этикетки имеет прямоугольную форму, а области графического кода расположены в разных углах основы;

[015] - в центре между областями графического кода размещена дополнительная область, содержащая графические элементы для проверки распознавания графических элементов областей графического кода или для восстановления данных элементов в одной из областей,

[016] - символ идентификационного номера представляет собой цифру или буквы, а графический элемент графического кода представляют собой буквенный или числовой символ, или иконку, или набор точек, или набор штрихов.

[017] Указанный технический результат также достигается в способе автоматизированного распознавания изделия, за счет того, что включает сканирование этикетки с использованием по меньшей мере одного сканирующего устройства, получение от по меньшей мере одного сканирующего устройства образов или изображений областей графического кода, распознавание графических элементов кода в указанных областях на изображениях или образах, декодирование данных графических элементов, определение идентификационного номера изделия путем подстановки символов в соответствующие позиции идентификационного номера на основании декодированных данных и сопоставление идентификационного номера с базой данных для идентификации изделия.

[018] Согласно частным вариантам реализации способа каждое из полученных образов или изображений содержит только часть областей графического кода, при этом этикетка при сканировании может находится в изогнутом или смятом состоянии.

[019] Технический результат также достигается в системе для автоматизированного распознавания изделий, которая включает по меньшей мере одно сканирующее устройство, выполненное с возможностью сканирования этикетки в автоматизированном режиме, и связанный со сканирующим устройством блок обработки данных. Блок обработки данных выполнен возможностью получения образов или изображений областей графического кода от по меньшей мере одного сканирующего устройства, распознавания графических элементов кода в указанных областях на изображениях или образах, декодирования данных графических элементов; определения идентификационного номера изделия путем подстановки символов в соответствующие позиции идентификационного номера, на основании декодированных данных, и сопоставления идентификационного номера с базой данных для идентификации изделия.

[020] В соответствии с частным вариантом реализации системы, сканирующее устройство может представлять собой лазерный сканер, светодиодный сканер, имидж-сканер, фотокамеру или видеокамеру.

[021] В отличие от аналогов, в рассматриваемой группе изобретений применяется этикетка, в которой графический код разделен на четыре области, располагаемые разных частях этикетки. Это гарантирует возможность раздельного распознавания каждой из указанных областей с разных ракурсов практически при любом изгибе или смятии этикетки в любой плоскости. При этом в каждой из указанных областей закодировано не только значение символа идентификационного номера, но и его расположение (разряд) в этом номере. Это позволяет легко установить идентификационный номер в автоматизированном режиме при получении нескольких изображений (образов) этикетки с разных ракурсов путем подстановки декодированных символов в соответствующую позицию (разряд) идентификационного номера. Поскольку каждая из областей является небольшой (состоит из двух графических элементов) исключается возможность распознавания лишь части такой области и отпадает необходимость «сшивания» фрагментов изображений. В результате повышается скорость и точность распознавания изделия.

[022] Краткое описание чертежей

[023] Изобретение поясняется фигурами, где:

на фигуре 1 показан пример выполнения этикетки по рассматриваемому изобретению,

на фигуре 2 показана схема распознавания изделия по этикетке.

[024] Элементы на фигурах обозначены следующими позициями:

1 - этикетка,

2 - основа этикетки,

3 - изделие,

4 - графический код;

4а, 4b, 4с, 4d области графического кода;

5 - идентификационный номер;

6 - графический элемент, кодирующий положение символа идентификационного номера;

7 - графический элемент, кодирующий символ идентификационного номера;

8 - дополнительная область;

9 - сканирующее устройство;

10 - блок обработки данных.

[025] Осуществление изобретения

[026] Заявленная этикетка (1) включает основу (2), которая может быть наклеена на изделие (3), и нанесенный на основу (1) графический код (4), который шифрует идентификационный номер (5) изделия. Указанный графический код (4) имеет по меньшей мере четыре области (4a, 4b, 4c, 4d), расположенные в разных частях основы (2) этикетки (1). Основа этикетки, предпочтительно, имеет прямоугольную форму, а области (4a, 4b, 4c, 4d) кода (4) размещены в углах основы (2).

[027] В каждой из указанных областей (4a, 4b, 4c, 4d) помещено по меньшей мере два графических элемента, один (7) из которых кодирует символ идентификационного номера (5), а другой (6) положение (разряд) указанного символа в идентификационном номере (5). Графические элементы (6) и (7) могут представлять собой, например, буквенные символы различных алфавитов, цифры, иконки, набор точек, штрихов и т.д. Символы идентификационного номера (5) изделия могут являться, например, буквами и/или цифрами.

[028] В качестве примера на фиг. 1 показан идентификационный номер (5) изделия в виде четырехзначного числа. В графическом коде (4) на этикетке (1) элементы А, В, С и D (7) кодируют цифры «1», «2», «3» и «4» номера (5), соответственно, а элементы γ, π, τ, ω (6) - положения этих цифр в номере (5), т.е. разряд четырехзначного числа, где γ соответствует тысячам, π - сотням, τ - десяткам, а ω единицам. В данном примере имеется возможность задания 10000 вариантов идентификационных номеров. Если необходимо большее число вариантов, можно добавить в идентификационный номер буквы или кодировать в одном графическом элементе (7) несколько символов номера (5), например двухзначные числа.

[029] Между областями (4a, 4b, 4c, 4d) кода (4) в центре этикетки (1) может быть размещен дополнительный графический элемент (8) или несколько таких элементов, которые дают возможность проверить правильность распознавания графических элементов (6, 7) кода (4) или восстановить значения элементов (6, 7) в одной из областей (4a, 4b, 4c, 4d), например при повреждении части этикетки (1). Элемент (8) может представлять собой символ, иконку, набор точек, штрихов и т.д. Данный элемент (8) может, например, кодировать контрольную сумму значений элементов (6, 7) в областях (4a, 4b, 4c, 4d) для целей проверки значений или восстановления недостающих данных. Такие элементы широко применяются при распознавании штрихкодов или QR-кодов и хорошо известны специалистам.

[030] Система для автоматизированного распознавания изделий (3) по этикетке (1) включает одно или несколько сканирующих устройств (9) и связанный с ними блок обработки данных (10). Сканирующие устройства (9) могут представлять собой лазерные сканеры, светодиодные сканеры, имидж-сканеры (фото сканеры), фотокамеры, видеокамеры или их комбинацию. При этом устройства (9) обеспечивают возможность получения изображений (для имидж-сканера, фото- или видеокамеры) или образов (для лазерных и светодиодных сканеров) этикетки (1) с разных ракурсов. Для этого может применяться несколько устройств (9), расположенных в разных точках пространства или одно вращающееся устройство, или всенаправленное устройство. Система может также включать сканирующий тоннель и конвейер для перемещения изделий (3) по указанному тоннелю.

[031] Блок обработки данных (10) может представлять собой конструктивно единое или распределенное устройство из нескольких узлов. Например, функции распознавания могут осуществляться аппаратными средствами сканера, которые будут являться частями распределенного блока обработки данных.

[032] Способ распознавания изделия (3) может быть реализован следующим образом.

[033] Изделие (3) перемещается по конвейеру, и приклеенная к нему этикетка (1) попадает в поле зрения одного или нескольких сканирующих устройств (9). Происходит ее сканирование и блок обработки данных (10) получает образы или изображения областей (4a, 4b, 4c, 4d) графического кода (4) этой этикетки. Если этикетка (1) загнута, как, например, показано на фиг. 2, разные области (4a, 4b, 4c, 4d) кода (4) распознаются с разных ракурсов сканирования, т.е. на каждом изображении или образе содержатся не все области, а лишь их часть. Далее блок (10) осуществляет распознавание графических элементов (6, 7) в каждой области (4a, 4b, 4c, 4d) в произвольном порядке и производит их декодирование, определяя символы идентификационного номера и их разрядность (получает части идентификационного номера 5). По этому набору данных блок обработки данных (10) восстанавливает правильный порядок символов идентификационного номера (5). После этого блок (10) сопоставляет идентификационный номер с базой данных и определяет конкретное изделие (3).

[034] При необходимости, блок (10) посредством сканирующих устройств (9) может также распознать элементы дополнительной области (8) и проверить правильность кода (4) или восстановить значение данных в одной из областей (4a, 4b, 4c, 4d).

Группа изобретений относится к этикетке, а также к способу и системе для автоматизированного распознавания изделий по такой этикетке. Сущность заявленной группы изобретений состоит в следующем. Этикетка включает основу с нанесённым графическим кодом, который соответствует идентификационному номеру распознаваемого изделия. При этом графический код содержит по меньшей мере четыре области, расположенные в разных частях этикетки и каждая из которых кодирует часть идентификационного номера. В каждой из областей размещено по меньшей мере два графических элемента, один из которых кодирует по меньшей мере один символ идентификационного номера. При этом другой графический элемент кодирует положение указанного символа в идентификационном номере. Система распознавания изделия по заявленной этикетке включает по меньшей мере одно сканирующее устройство и блок обработки данных. Способ распознавания изделия по заявленной этикетке предусматривает сканирование этикетки, получение образов или изображений областей графического кода, распознавание графических элементов кода, декодирование данных, определение идентификационного номера для дальнейшей идентификации изделия. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение скорости и точности автоматизированного распознавания изделия при изгибе или замятии этикетки на изделии. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Прикрепляемая к изделию (3) этикетка (1) для автоматизированного распознавания изделия, которая включает основу (2) и нанесенный на основу графический код (4), соответствующий идентификационному номеру (5) изделия (3), причем графический код (4) содержит по меньшей мере четыре области (4a, 4b, 4c, 4d), каждая из которых кодирует часть идентификационного номера (5) изделия (3), отличающаяся тем, что указанные области (4a, 4b, 4c ,4d) расположены в разных частях этикетки (1), причем в каждой из указанных областей (4a, 4b, 4c, 4d) размещено по меньшей мере два графических элемента (6, 7), один из которых (7) кодирует по меньшей мере один символ идентификационного номера (5), а другой (6) – положение указанного символа в идентификационном номере (5).

2. Этикетка по п.1, отличающаяся тем, что основа (2) имеет прямоугольную форму, а области (4a, 4b, 4c, 4d) графического кода (4) расположены в разных углах основы (2).

3. Этикетка по п.2, отличающаяся тем, что в центре между областями (4a, 4b, 4c, 4d) графического кода (4) размещен по меньшей мере один графический элемент (8) для проверки распознавания графических элементов (6, 7) областей (4a, 4b, 4c, 4d) графического кода (4) или для восстановления данных элементов (6, 7) в одной из областей.

4. Этикетка по п.1, отличающаяся тем, что символ идентификационного номера (5) представляет собой цифру или буквы, а графический элемент (6, 7) графического кода (4) представляют собой буквенный или числовой символ, или иконку, или набор точек, или набор штрихов.

5. Способ автоматизированного распознавания изделия (3) по прикрепленной к нему этикетке (1), выполненной по любому из пп.1-4, включающий:

- сканирование этикетки (1) с использованием по меньшей мере одного сканирующего устройства (9),

- получение от по меньшей мере одного сканирующего устройства (9) образов или изображений областей (4a, 4b, 4c, 4d) графического кода (4),

- распознавание графических элементов (6, 7) кода (4) в указанных областях (4a, 4b, 4c, 4d) на изображениях или образах,

- декодирование данных графических элементов (6, 7);

- определение идентификационного номера (5) изделия путем подстановки символов в соответствующие позиции идентификационного номера (5), на основании декодированных данных, и

- сопоставление идентификационного номера (5) с базой данных для идентификации изделия (3).

6. Способ по п.5, в котором каждое из полученных образов или изображений содержит только часть областей (4a, 4b, 4c, 4d) графического кода (4).

7. Способ по п.6, в котором этикетка (1) при сканировании находится в изогнутом или смятом состоянии.

8. Система для автоматизированного распознавания изделий по этикетке (1) по любому из пп.1-4, включающая

по меньшей мере одно сканирующее устройство (9), выполненное с возможностью сканирования этикетки в автоматизированном режиме, и

связанный со сканирующим устройством блок обработки данных (10), который выполнен возможностью:

- получения образов или изображений областей (4a, 4b, 4c, 4d) графического кода (4) от по меньшей мере одного сканирующего устройства (9),

- распознавания графических элементов (6, 7) кода (4) в указанных областях (4a, 4b, 4c, 4d) на изображениях или образах,

- декодирования данных графических элементов (6, 7);

- определения идентификационного номера (5) изделия (3) путем подстановки символов в соответствующие позиции идентификационного номера, на основании декодированных данных, и

- сопоставления идентификационного номера (5) с базой данных для идентификации изделия (3).

9. Система по п.8, в которой сканирующее устройство (6) выбрано из группы, включающей лазерный сканер, светодиодный сканер, имидж-сканер, фотокамеру и видеокамеру.