-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Systeme zum Verfolgen
von Paketsendungen und insbesondere auf Systeme zum automatischen
Lesen und Decodieren von Paketdaten wie z. B. alphanumerische Zieladressen.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Postdienste
und Paket-Lieferunternehmen schlagen jeden Tag mehrere Millionen
Pakete um. Das automatische Sortieren von Paketen und automatische
Leiteinrichtungen werden zunehmend angewendet, um die Wirtschaftlichkeit
und Genauigkeit, mit der dieser enorme Umfang von Paketen bewältigt wird,
zu verbessern.
-
Der
Sortier- und Verfolgungsprozess von Paketen während des Durchlaufens von
Sortierzentren erfordert, dass jedes Paket mit zwei Datentypen versehen
ist: die Zieladresse des Pakets und eine Verfolgungsnummer, die
es eindeutig von anderen Paketen in dem System unterscheidet. Die
Daten sind im Allgemeinen auf ein Paketetikett mit der Zieladresse
in alphanumerischer Form und der Verfolgungsnummer in maschinenlesbarer
Form wie z. B. ein Barcode aufgedruckt. Während die Zieladresse angibt,
wo das Paket ankommen soll, hilft die Verfolgungsnummer dem Postdienst
oder dem Paketunternehmen beim Verwalten seiner Versandoperationen und
ermöglicht
es ihm, Pakete zu verfolgen, während sie
sich in dem System bewegen. Wenn es sich bei dem Absender um einen
Massensender handelt, der einen Vertrag mit dem Postdienst oder
Paketunternehmen abgeschlossen hat, beinhaltet die Verfolgungsnummer
typischerweise einen eindeutigen Code, der den Absender identifiziert.
Im deutschen Postsystem werden beispielsweise etwa 100.000 solcher
Massensender-Identifikationscodes
verwendet.
-
Um
die Pakete automatisch zu sortieren und leiten, werden die Zieladresse
und die Verfolgungsnummer typischerweise von einem Bildaufnahmesystem
mit hoher Auflösung
gelesen. Eine Bildverarbeitungs-Einheit muss dann innerhalb kurzer
Zeit den Barcode (und/oder andere maschinenlesbare Kennzeichen)
und die Zieladresse auf dem Paket ausfindig machen und lesen. Diese
Aufgabe wird durch die Tatsache erschwert, dass sich die Pakete
in der Größe und Form
stark unterscheiden und zum Sortieren auf einem Fließband praktisch
beliebig ausgerichtet sein können.
Darüber
hinaus kommt es häufig
vor, dass sich neben der Zieladresse eine andere Aufschrift wie
z. B. die Rücksendeadresse
auf dem Paket befindet. Deshalb besteht eines der schwierigsten
Probleme beim automatischen Sortieren von Paketen darin, die Zieladresse
schnell, genau und übereinstimmend
zu erkennen. Andernfalls könnten
Pakete an das falsche Ziel gesendet werden, was zusätzliche
Kosten und die Unzufriedenheit der Kunden zur Folge hätte.
-
Die
US-Patentschrift 5 103 489 beschreibt ein
Etikett, ein Verfahren und eine Einheit zum Auffinden von Adressen
auf Artikeln, die sortiert werden müssen. Eine spezielle Adressmarkierung,
die typischerweise einen Ring und eine asymmetrische Art Logo umfasst,
wird mit der Adresse auf einem Adressetikett oder einer anderen
Adressangabe verknüpft. Die
Adressmarkierung ist dazu vorgesehen, das eindeutige Auffinden der
Adresse in dem digitalisierten Bild des Artikels zu ermöglichen.
Dazu wird die Adressmarkierung von ihrer Gestaltung her so ausgeführt, dass
sie sich praktisch von allen Zeichen und Grafiken, die möglicherweise
auf den verschiedenen zu sortierenden Artikeln vorhanden sind, unterscheidet.
Mit anderen Worten, das Auffinden der Adresse hängt davon ab, dass die Kunden
Etiketten verwenden, auf denen eine spezielle Markierung auf dem Etikett
in einer bestimmten Position relativ zu der Adresse vorhanden ist.
-
Die
US-Patentschrift 5 770 841 beschreibt ein
System und Verfahren zum Lesen von Paketdaten. Ein Bildaufnahmesystem
nimmt ein Bild einer Paketoberfläche
auf, die einen maschinenlesbaren Code wie z. B. einen Barcode und
eine alphanumerische Zieladresse enthält. Die Zieladresse wird auf dem
Paket mittels einer Passermarke (optische Referenzmarkierung) mit
fluoreszierender Tinte innerhalb eines Zieladressblocks auf der
Paketoberfläche geortet.
Ein Etikett-Decodiersystem
ortet und decodiert den maschinenlesbaren Code und verwendet OCR-Techniken
zum Lesen der Zieladresse. Deshalb hängt die Ortung der Zieladresse
auch in diesem Patent davon ab, dass der Kunde ein Etikett mit einer speziellen
Erkennungsmarkierung verwendet, die in einer festen Beziehung zu
der Adresse steht.
-
Die
US-Patentschrift 5 617 481 beschreibt eine
Postadressen-Lesevorrichtung
zum optischen Lesen von Adressdaten auf Sendungen in einer Sortiervorrichtung.
Die Ortung und die Ausrichtung des Adressblocks werden von einem
benachbarten Barcode ermittelt.
-
EP 440 129 beschreibt ein
Verfahren zum Orten von Adressen auf zu sortierenden Artikeln wie z.
B. Postsendungen. Eine spezielle Adressmarkierung ist mit der Adresse
auf dem Adressetikett verknüpft.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren, wie es in Anspruch 1
beansprucht wird, eine entsprechende Vorrichtung und ein Computerprogramm bereit.
-
Es
ist eine Aufgabe einiger Gesichtspunkte der Erfindung, verbesserte
Verfahren und Systeme zum Sortieren von Paketen bereitzustellen.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe einiger Gesichtspunkte der Erfindung, verbesserte
Verfahren und Systeme zum automatischen Erkennen der Zieladresse
auf einem Paketetikett bereitzustellen.
-
Es
ist eine nochmals weitere Aufgabe einiger Gesichtspunkte der Erfindung,
Verfahren und Systeme zum automatischen Erkennen der Zieladresse auf
Paketetiketten bereitzustellen, ohne dass die Versandetiketten eine
bestimmte feste Anordnung oder zugehörige Erkennungsmarkierungen
aufweisen müssen.
-
In
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung umfasst ein Paketetikett wenigstens einen maschinenlesbaren
Code, typischerweise einen Barcode, und eine Zieladresse. Ein Paketsortiersystem erkennt
und liest den Code. Der Inhalt und/oder die Position des Codes auf
dem Etikett werden zum Orten der Zieladresse verwendet, indem das
Etikett mit bekannten Arten verglichen wird, die in einem Speicher
des Systems gespeichert sind. Wenn der Code einen bestimmten Massensender
als den Absender des Pakets kennzeichnet, erkennt das System vorzugsweise
eine bekannten Etikettanordnung, die von diesem Massensender bislang üblicherweise
verwendet wurde. Die bekannte Anordnung wird dann zum Finden der
Zieladresse auf dem momentanen Etikett verwendet, wobei die Position
des Codes als ein Bezug dient. Falls andererseits der Massensender
oder die bevorzugte Etikettanordnung des Massensenders nicht bekannt
sind, wird die auf dem Etikett ermittelte Position des oder der
Codes mit einer Datenbank bekannter Etikettenarten oder togologischer
Klassen verglichen, zu denen die Etiketten gehören können. Die Position der Zieladresse
wird dann ermittelt, indem die beste Übereinstimmung mit einer bekannten
Art oder Klasse ermittelt wird.
-
Auf
diese Weise verwendet die Erfindung den Code auf dem Etikett, um
die Zieladresse schnell und zuverlässig zu finden. Es müssen keine
speziellen Zeichen oder eine spezielle Tinte auf dem Etikett verwendet
werden, sodass es den Absendern überlassen
ist, innerhalb breiter Randbedingungen ein Etikett ihrer Wahl zu
verwenden. Das System funktioniert ohne vorherige Kenntnis der Anordnung
oder der Art des Etiketts. Wenn es sich bei der gefundenen Adresse
mit einiger Wahrscheinlichkeit um die Zieladresse handelt, prüft das System
vorzugsweise, ob die Adresse gültig
ist, um beispielsweise sicherzustellen, dass der Absender und die
Zieladressen nicht versehentlich verwechselt wurden.
-
Typischerweise
zählen
zu den Objekten Paketsendungen, und der Code und die Zeichen sind auf
ein Etikett aufgedruckt, das an dem Objekt angebracht ist. Vorzugsweise
enthält
der Code einen Barcode.
-
Vorzugsweise
bezeichnet der jeweilige Erkennungscode einen Absender des Objekts,
und das Ermitteln des Position der Zeichen schließt das Ermitteln
einer Position auf der Grundlage einer bekannten Anordnung der Zeichen
relativ zu dem Code ein, wobei die bekannte Anordnung mit dem bezeichneten
Absender verknüpft
ist.
-
Alternativ
oder zusätzlich
gehört
zum Ermitteln der Position des Codes das Ermitteln der Positionen
des ersten und zweiten maschinenlesbaren Codes auf dem Objekt, wobei
das Feststellen der Position der Zeichen das Ermitteln der Zeichenposition
in einem Koordinatenrahmen beinhaltet, der durch den ersten und
zweiten Code festgelegt wird. Vorzugsweise beinhaltet das Ermitteln
der Zeichenposition das Ermitteln einer bekannten Anordnung eines
Markierungsmusters auf einigen der Objekten in der auf der Position
des ersten und zweiten Codes beruhenden Reihenfolge und das Ermitteln
der Zeichenposition in der bekannten Anordnung. Typischerweise entspricht
das Markierungsmuster einem auf dem Objekt angebrachten Etikett,
auf dem die Codes und die Zeichen aufgedruckt sind.
-
Nochmals
alternativ oder zusätzlich
beinhaltet das Ermitteln der Position der Zeichen das Folgende:
Festlegen
einer Vielzahl togologischer Klassen, wobei jede Klasse durch eine
gemeinsame Position des Codes in einem Markierungsmuster auf den
Objekten in der Klasse und einer Fläche relativ zu dem Code gekennzeichnet
ist, auf der sich die Zeichen befinden;
Zuordnen des Objekts
zu einer der Klassen auf der Grundlage der Position des darauf vorhandenen
Codes; und
Ermitteln der Zeichen auf der Fläche, die die zu dem Objekt
gehörende
Klasse kennzeichnet.
-
Vorzugsweise
beinhaltet das Festlegen der topologischen Klassen das Festlegen
der Klassen, die bzgl. einer Drehung des Markierungsmusters unveränderlich
sind. Am meisten bevorzugt beinhaltet der Code einen Barcode, und
jede Klasse wird ferner durch eine Leserichtung des Barcodes relativ
zu dem Markierungsmuster gekennzeichnet. Typischerweise entspricht
das Markierungsmuster einem an dem Objekt angebrachten Etikett,
auf dem die Codes und die Zeichen gedruckt sind, wobei die Klassen
ferner durch eine Form des Etiketts gekennzeichnet sind und das
Zuordnen des Objekts zu einer der Klassen das Zuweisen des Objekts
je nach der Form des daran angebrachten Etiketts beinhaltet.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
beinhaltet das Verarbeiten der Zeichen das Prüfen, ob die Zeichen eine gültige Adresse
für das
Objekt wiedergeben. Vorzugsweise bezeichnet der zugehörige Identifikationscode
einen Absender des Objekts, und das Prüfen, ob die Zeichen ein gültiges Ziel
wiedergeben, beinhaltet das Prüfen,
ob die ermittelte Zieladresse nicht die Adresse des Absenders enthält.
-
Vorzugsweise
beinhaltet das Lesen des Codes das Ermitteln einer Position des
Codes auf dem Objekt, und das Verarbeiten der Zeichen beinhaltet das
Ermitteln einer Position der Zeichen in Reaktion auf die Position
des Codes. Nochmals bevorzugt gehört zum Lesen des Codes das
Erkennen des Absenders in Reaktion auf den Code, und das Ermitteln
der Position der Zeichen beinhaltet das Verknüpfen einer Anordnung der Zeichen
relativ zu dem Code mit dem erkannten Absender sowie das Ermitteln
der Position auf der Grundlage der bekannten Anordnung. Am meisten
bevorzugt beinhaltet das Verknüpfen
der Anordnung mit dem erkannten Absender das Verwalten eines entsprechenden
Datensatzes einer oder mehrerer Anordnungen, die vom Absender übereinstimmend
zum Markieren des Codes und der Zeichen auf den zu sortierenden
Objekten verwendet werden, für jeden
aus der Vielzahl von Absendern einschließlich des erkannten Absenders
des Objekts sowie das Auswählen
der bekannten Anordnung aus dem entsprechenden Datensatz. Vorzugsweise
beinhaltet das Verwalten des jeweiligen Datensatzes das Verarbeiten
mehrerer Objekte, die vom Absender versendet wurden, um die eine
oder mehrere Anordnungen zu finden, die von dem Absender übereinstimmend verwendet
werden.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
beinhaltet das Lesen des Codes das Erkennen des Absenders in Reaktion
auf den Code, und das Verarbeiten der Zeichen beinhaltet das Prüfen, ob
die Zeichen einen gültigen
Zielort für
die von dem erkannten Absender versendeten Objekte wiedergeben.
Vorzugsweise beinhaltet das Prüfen,
ob die Zeichen den gültigen
Zielort wiedergeben, das Prüfen,
ob der ermittelte Zielort keine Adresse des Absenders enthält, am meisten
bevorzugt, indem eine Postleitzahl der ermittelten Zieladresse mit
einer bekannten Postleitzahl des Absenders verglichen wird. Des
Weiteren oder alternativ beinhaltet das Prüfen, ob die Zeichen die gültige Zieladresse
wiedergeben, das Vergleichen der Wörter, die durch die Zeichen
einer vorgegebenen Liste von Schlüsselwörtern buchstabiert werden. Nochmals
zusätzlich
oder alternativ beinhaltet das Prüfen, ob die Zeichen den gültigen Zielort
wiedergeben, das Erkennen, ob das Objekt von seinem ursprünglichen
Empfänger
zu dem Absender zurückgesendet
wurde, der durch den Code bezeichnet wird, sodass eine Adresse des
Absenders das gültige Ziel
enthält.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
beinhaltet die Vorrichtung eine Bildaufnahme-Einheit, die zum Aufnehmen
eines Bildes des Objekts geeignet ist, wobei die Verarbeitungseinheit
zum Verarbeiten des Bildes geeignet ist, um den Zielort des Objekts
zu ermitteln.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
beinhaltet die Vorrichtung eine automatische Sortiervorrichtung,
die das Leiten des Objekts an den ermittelten Zielort durchführt.
-
Darüber hinaus
wird gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm-Produkt mit einem
computerlesbaren Medium bereitgestellt, in dem Programmanweisungen
gespeichert werden, die das Verfahren ausführen, wenn sie von einem Computer
eingelesen werden.
-
Die
vorliegende Erfindung wird mit der folgenden ausführlichen
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen umfassender verstanden
werden, begleitet von den Zeichnungen, in denen:
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 eine
schematische, bildliche Veranschaulichung eines Systems zum Sortieren
von Paketen gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung darstellt;
-
2A, 2B und 2C schematische Darstellungen von Paketetiketten
sind, die zum Verständnis
des Verfahrens der Erfindung nützlich
sind;
-
3 ein
Flussdiagramm darstellt, das ein Verfahren zum Finden und Lesen
einer Zieladresse auf einem Paketetikett gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung schematisch veranschaulicht;
-
4 eine
Darstellung ist, die Äquivalenzklassen
von Adressetiketten gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung schematisch darstellt; und
-
5 ein
Flussdiagramm ist, das schematisch ein Verfahren zum Aufbauen einer
Datenbank bekannter Etikettanordnungen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER
AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 stellt
eine schematische, bildliche Veranschaulichung eines Systems 20 zum
Sortieren von Paketen gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung dar. Ein Paket 22 mit einem Etikett 24 wird
mit einem Fließband 26 befördert. Ein
Bild des Pakets wird von einer Bildaufnahmeeinheit wie z. B. einer
Digitalkamera 28 aufgenommen. Das aufgenommene Bild wird
digitalisiert und an eine Verarbeitungseinheit 30 geleitet,
die die weiter unten beschriebenen Verfahren zum Erkennen einer
Zieladresse auf dem Etikett 24 ausführt. Alternativ kann die Verarbeitungseinheit
das Bild von einer anderen Quelle empfangen oder aus einem Speicher
(nicht gezeigt) abrufen. Die Verarbeitungseinheit liest dann die
erkannte Adresse automatisch und steuert eine Sortiereinheit 32,
um das Paket entsprechend zu leiten.
-
Die
Verarbeitungseinheit 30 umfasst vorzugsweise einen Universalcomputer,
der mit geeigneter Software zum Ausführen der Verfahren der Erfindung
programmiert ist. Diese Software kann in die Verarbeitungseinheit
in elektronischer Form z. B. durch ein Netzwerk heruntergeladen
oder alternativ auf physischen Medien bereitgestellt werden, z.
B. auf einer CD-ROM,
zur Installation auf der Verarbeitungseinheit. Solche Software kann
gleichermaßen zum
Verwenden in anderen Bildverarbeitungsanwendungen geeignet sein
und deshalb für
andere Computer auf dieselbe Weise bereitgestellt und darauf installiert
werden. Alternativ können
die hier beschriebenen Verfahren mit spezieller Hardware, einem
programmierbaren digitalen Signalprozessor oder einer Kombination
aus speziellen und/oder programmierbaren Elementen und/oder Software
realisiert werden. Die Verwendung der Verarbeitungseinheit 30 im Paketsortiersystem 20 wird
hier nur als Beispiel und nicht als Einschränkung beschrieben.
-
Die 2A, 2B und 2C veranschaulichen schematisch die Etiketten 40, 50 und 60,
die beispielhaft die typischerweise im System 20 vorhanden
Etikettenarten darstellen. Das Etikett 40 weist eine Zieladresse 44 neben
dem Barcode 42 auf. Wie im Abschnitt „Hintergrund der Erfindung" angemerkt wurde,
kennzeichnet der Barcode eindeutig das Paket, auf dem das Etikett
angebracht ist, und beinhaltet eine Identifikationsnummer eines
Massensenders des Pakets, in diesem Fall „XYZ Kosmetik". Das Etikett 50 beinhaltet
zwei Barcodes 52 und 54 zusätzlich zu einer Zieladresse 56.
Das Etikett 60 weist auch zwei Barcodes 62 und 64 auf,
aber in einer anderen Anordnung als das Etikett 50.
-
Das
Etikett 60 beinhaltet sowohl eine Zieladresse 66 als
auch eine Rücksendeadresse 68.
In diesem Fall bezieht sich die Zieladresse jedoch tatsächlich auf
den Massensender „Ajax
Vertrieb", an den
der Absender, der das Etikett angebracht hat, das Paket zurückschickt.
Typischerweise wird von dem Massensender ein Rücksende-Etikett wie z. B. das
Etikett 60 gedruckt und einem Warenpaket beigefügt, das
an einen Kunden gesendet wird. Falls die Kundin die Ware nicht behalten
möchte,
kann sie einfach das Rücksende-Etikett
am Paket anbringen und es an den Massensender zurückschicken.
Beim automatischen Sortieren dieses Pakets ist entscheidend, dass
das System 20 die Zieladresse 66 richtig von der
Rücksendeadresse 68 unterscheidet,
um eine Fehlleitung des Pakets zu vermeiden. Eine solche Fehlleitung
kann auch passieren, wenn das System die Rücksendeadresse des Massensenders
mit der Adresse des Empfängers
verwechselt oder eine andere Aufschrift auf dem Paket als Zieladresse
annimmt. Fehler bei der Erkennung der Zieladresse auf einem Paket
werden hier als „Ersetzungen" bezeichnet.
-
3 stellt
ein Flussdiagramm dar, das ein Verfahren zum Finden und Lesen der
Zieladressen auf Paketen veranschaulicht, die vom System
20 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden. Nachdem die Kamera
28 ein
Bild des Pakets
22 aufnimmt, analysiert die Verarbeitungseinheit
30 zuerst
das Bild, um in einem Etikett- Ermittlungsschritt
70 ein
Etikett
24 zu ermitteln. Das Etikett kann mit einem nach
dem Stand der Technik bekannten, geeigneten Verfahren zur Bildanalyse
ermittelt werden, das allgemein auf dem Ermitteln einer Bildfläche mit
enthaltenem Text und Barcodes beruht, die entsprechende Kriterien
erfüllen.
Die Verarbeitungseinheit versucht dann, die Ränder des Etiketts um die Text-
und Barcodefläche zu
ermitteln. Ein beispielhaftes Verfahren zum Ermitteln von Textflächen in
einem Bild eines Pakets wird in der US-Patentanmeldung 09/268 137
beschrieben, die auf den Zessionar der vorliegenden Patentanmeldung übertragen
und als
US-Patentschrift Nr. 6
343 139 veröffentlicht
wurde. In einem Barcode-Leseschritt
72 findet die Verarbeitungseinheit
die Barcodes auf dem Etikett und analysiert sie, um die von ihnen
wiedergegebenen Zahlen auszulesen. Alternativ können die Barcodes mit einem
geeigneten Laserscanner ausgelesen werden, was nach dem Stand der
Technik bekannt ist. Nochmals alternativ können auch andere maschinenlesbare
Kennzeichen, die keine Barcodes darstellen müssen, in dem Zusammenhang mit
der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
-
Wenn
das Paket 22 von einem Massensender versendet wurde, enthält einer
der Barcodes typischerweise eine Zahl, die den Absender kennzeichnet.
Diese Zahl wird hier als die Absenderkennung bezeichnet. In einem
Kennungs-Prüfschritt 74 vergleicht
die Verarbeitungseinheit 30 die durch den Barcode vorgegebene
Absenderkennung mit einer Datenbank bekannter Absenderkennungen.
Die Datenbank enthält
auch Daten zu den jeweiligen Etiketten, die von den Massensendern üblicherweise
verwendet werden. Jeder vorgegebene Massensender verwendet typischerweise
stets gleiche Etiketten mit einer bestimmten Anordnung, bei der
sich die Zieladresse immer an einer festen Stelle relativ zu dem Barcode
befindet. Die Verarbeitungseinheit 30 erfasst und aktualisiert
vorzugsweise diese Daten selbständig,
wie es hier weiter unten ausführlich
mit Bezug auf 5 beschrieben wird.
-
Falls
die Datenbank eine bekannte Etikettanordnung beinhaltet, die mit
der momentanen Absenderkennung verknüpft ist, geht die Verarbeitungseinheit 30 davon
aus, dass es sich dabei um die Anordnung des momentanen Etiketts 24 handelt.
Auf der bekannten Anordnung und der Position des auf dem Etikett 24 gefundenen
Barcodes beruhend berechnet die Verarbeitungseinheit in einem Erkennungsschritt 76 für bekannte
Etiketten die erwartete Position der Zieladresse. Es kann vorkommen,
dass die Datenbank eine Anzahl verschiedener möglicher Anordnungen für einen
bestimmten Massensender enthält. In
diesem Fall prüft
die Verarbeitungseinheit 30 vorzugsweise einige oder alle
dieser Anordnungen, um diejenige zu ermitteln, die mit dem Etikett 24 am
besten übereinstimmt.
In jedem Fall wird, nachdem eine richtige Anordnung ermittelt wurde,
der Inhalt der Adresse gelesen, wobei vorzugsweise nach dem Stand
der Technik bekannte Verfahren zur optischen Zeichenerkennung (OCR,
optical character recognition) in einem Etikett-Leseschritt 90 verwendet
werden. Dieser Schritt beinhaltet vorzugsweise auch die Prüfung der
Adressdaten, was weiter unten beschrieben wird.
-
Falls
kein geeignete bekannte Anordnung für die momentane Absenderkennung
vorhanden ist, besteht noch die Möglichkeit festzustellen, ob
das Etikett zu einem Standardtyp mit einer bekannten geometrischen
Anordnung gehört.
Diese Anordnung kann beispielsweise von dem Postdienst oder dem Paketunternehmen
vorgegeben werden, oder es kann sich einfach um einen Typ handeln,
der von der Etiketten-Drucksoftware oder der üblicherweise verwendeten Druckeinrichtung
erzeugt wurde. Viele solcher Etiketten enthalten zwei Barcodes,
wie es z. B. in den 2B und 2C veranschaulicht
wird. Deshalb prüft
die Verarbeitungseinheit 30 in einem zweiten Barcode-Ermittlungsschritt 78 das
Etikett 24 auf das Vorhandensein eines zweiten Barcodes.
Wenn der zweite Barcode gefunden wurde, werden die Koordinaten des
zweiten Barcodes relativ zu dem ersten in einem Anordnungs-Ermittlungsschritt 80 ermittelt. Die
Koordinaten werden vorzugsweise festgelegt, indem ein Ursprung an
einem vorgegebenen Punkt auf einem der Barcodes fixiert wird, und
eine Entfernung und ein Polarwinkel vom Ursprung ausgehend zu einem
bestimmten Punkt auf dem anderen Barcode ermittelt wird. Die Entfernung
wird vorzugsweise auf die Abmessungen der Barcodes selbst normalisiert,
um Größenveränderungen
auszugleichen, die beim Aufnehmen des Paketbilds entstehen.
-
In
einem Anordnungs-Anpassungsschritt 82 werden die relativen
Koordinaten der beiden Barcodes mit einer Datenbank bekannter Strukturarten von
Standardetiketten verglichen. Jede Art wird durch die relativen
Koordinaten der beiden in ihr enthaltenen Barcodes zusammen mit
den Ortskoordinaten der Zieladresse relativ zu den Barcodes gekennzeichnet.
Wenn die Koordinaten der Barcodes auf dem Etikett 24 mit
einer der bekannten Arten innerhalb vorgegebener Grenzen übereinstimmen,
wird davon ausgegangen, dass das Etikett zu dieser Art gehört. In einem
Adressen-Ortungsschritt 84 werden die bekannten Ortskoordinaten
der Zieladresse für diese
Strukturart verwendet, um die Adresse auf dem Etikett 24 zu
finden, die dann im Schritt 90 gelesen und geprüft wird.
-
Es
kann auch vorkommen, dass das Etikett 24 nur einen einzigen
Barcode enthält
oder dass seine beiden Barcodes mit keiner bekannten Strukturart übereinstimmen.
In diesem Fall versucht die Verarbeitungseinheit 30, das
Etikett in einem Äquivalenzklassen-Ermittlungsschritt 86 einer
aus der Anzahl von Äquivalenzklassen
zuzuordnen. Jede Klasse wird vorzugsweise durch die Position und
die Richtung des Barcodes auf dem Etikett, das die Absenderkennung
enthält,
sowie durch die allgemeine Form des Etiketts (rechteckig oder quadratisch)
gekennzeichnet. Alternativ oder zusätzlich können andere Kennzeichen zum
Festlegen der Äquivalenzklassen
verwendet werden. Die Klassen werden so definiert, dass sie bzgl.
einer Skalierung und Drehung der Etiketten nicht veränderlich
sind, einschließlich einer
Inversion (180°-Drehung).
Durch das Ermitteln der Etikettkonturen und der Position und Richtung des
Barcodes auf dem Etikett 24 ordnet die Verarbeitungseinheit 30 das
Etikett einer Klasse zu, der es am nächsten kommt. Ein bevorzugter
Satz von Äquivalenzklassen
wird in 4 veranschaulicht und hier weiter
unten beschrieben.
-
Nachdem
die Äquivalenzklasse
ermittelt wurde, verwendet die Verarbeitungseinheit 30 die Kennzeichen
der Klasse in einem Fenster-Entnahmeschritt 88 zum Festlegen
der Grenzen eines Fensters, das voraussichtlich die Zieladresse
enthält.
Das Fenster wird in diesem Fall auf der Grundlage der wahrscheinlichen
Position der Adresse festgelegt, wenn die Position des Barcode und
die zugehörige Äquivalenzklasse
bekannt sind. Dieses Fenster muss allgemein eine wesentlich größere Fläche als die
eindeutig definierten Adresspositionen einnehmen, die in den Schritten 76 und 84 ermittelt
wurden, wenn die Etikettenart oder -Struktur bekannt ist. Im Schritt 90 durchsucht
die Verarbeitungseinheit dieses Fenster, um die Zieladresse zu finden
und zu lesen. Wenn die Verarbeitungseinheit das Etikett nicht erfolgreich
zuordnen und die Zieladresse ermitteln kann, wird das Paket zum
manuellen Sortieren umgeleitet.
-
4 stellt
ein Diagramm dar, das schematisch vierundzwanzig Äquivalenzklassen
veranschaulicht, die mit A bis X gekennzeichnet sind, denen die
Paketetiketten im Schritt 86 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zugeordnet werden. Die Klassen werden festgelegt,
indem das Etikett 24 in neun Sektoren 100 bis 116 unterteilt wird.
Sechzehn Klassen (A bis P) beziehen sich auf rechteckige Etiketten,
während
sich die verbleibenden acht Klassen (Q bis X) auf Etiketten beziehen, die
genau oder annähernd
quadratisch sind. Jede Klasse zeichnet sich durch einen Sektor,
in dem der Barcode zum Bezeichnen des Absenders vorhanden ist, und
die Leserichtung des Barcodes in dem Sektor aus. Da der Barcode
selten in der Mitte des Etiketts erscheint, werden keine Klassen
mit dem Barcode im Sektor 108 festgelegt.
-
Der
Barcode und seine Richtung werden beispielsweise in der Klasse A
durch einen Pfeil 118 im Sektor 100 dargestellt.
Diese Klasse zeichnet sich durch ein rechteckiges Etikett mit einem
Barcode in einer seiner Ecken aus, der entlang der Längsseite des
Etiketts in einer Richtung im Uhrzeigersinn ausgerichtet ist. Da
die Klassen bei einer Drehung unveränderlich sind, würde ein
Etikett, auf dem ein Barcode im Sektor 116 ermittelt wurde,
beim Lesen von rechts nach links beispielsweise auch zur Klasse
A gehören.
Es ist bekannt, dass die Etiketten der Äquivalenzklasse A allgemein
die Zieladressen auf einer Fläche
aufweisen, die sich innerhalb der Sektoren 108, 110, 114 und 116 befindet.
Deshalb stellt dies die Fläche
dar, innerhalb derer das Fenster im Schritt 88 zur Entnahme
der Adresse festgelegt wird. Ähnliche
Vorschriften werden auf jede der anderen Klassen angewendet.
-
Obgleich
sich herausgestellt hat, dass die vierundzwanzig Äquivalenzklassen
zu guten Ergebnissen beim Sortieren von Paketen führen, wurden diese
Klassen selbstverständlich
zur Vereinfachung gewählt
und sind hier nur als Beispiel und nicht als Einschränkung beschrieben.
Die Etiketten können zum
Zweck der Klassifizierung in größere oder
kleinere Anzahlen von Sektoren unterteilt werden, und andere geometrische
und topologische Eigenschaften der Etiketten können auch zum Festlegen der Äquivalenzklassen
verwendet werden.
-
Nun
zu 3 zurückkehrend
wird die Zieladresse in einem Etikett-Leseschritt 90 geprüft, um sicherzustellen,
dass die richtige Adresse gefunden wurde und insbesondere ein Ersetzen
der Absenderadresse oder anderer Daten als Zieladresse zu verhindern.
Diese zusätzliche
Vorkehrung ist besonders wünschenswert
mit Hinblick auf die Paket-Rücksendeetiketten
wie z. B. das Etikett 60 (2C).
Die Prüfung
wird vorzugsweise auf der Grundlage eines oder mehrerer der folgenden
Mechanismen ausgeführt:
- – Ziel-Postleitzahl-Filterung:
Wenn die Postleitzahl der Zieladresse, die von der Verarbeitungseinheit 30 gelesen
wurde, mit der von dem Barcode auf dem Paket bezeichneten Adresse
des Massensenders übereinstimmt
oder ihr sehr nahe kommt, wird die Zieladresse abgelehnt. Wenn die Postleitzahl
des Absenders über
dem Barcode aufgedruckt wurde, der den Absender bezeichnet, was
oft der Fall ist, wird die Zieladresse gleichermaßen abgelehnt,
wenn die Postleitzahl der Zieladresse mit dieser aufgedruckten Postleitzahl übereinstimmt
oder ihr sehr nahe kommt. Eine Ausnahme von diesen Vorschriften
erfolgt, wenn einer der Barcodes auf dem Paket angibt, dass es sich
um ein Rücksendepaket
handelt. In diesem Fall muss die Zieladresse vorzugsweise eine Postleitzahl
enthalten, welche zu einem der Rücksendezentren
des Massensenders gehört,
die in einer vom System 20 verwalteten Datenbank aufgeführt werden.
- – Schlüsselwortprüfung: Wenn
die von der Verarbeitungseinheit gelesene Zieladresse Schlüsselwörter wie
z. B. „Telefon", „Absender" oder „von" enthält, wird
die Adresse vorzugsweise abgelehnt oder zumindest als zweifelhaft
gekennzeichnet. Wenn die Adresse andererseits bestimmte Schlüsselwörter wie
z. B. „Herr" oder „Frau" enthält, wird
sie mit einer höheren
Wahrscheinlichkeit als richtig betrachtet.
- – Anordnungsprüfung: Wenn
die Verarbeitungseinheit die Zieladresse auf einer Fläche des
Etiketts gefunden und gelesen hat, die nicht mit einer bekannten
Anordnung übereinstimmt,
wird die Adresse auch vorzugsweise abgelehnt oder als zweifelhaft
gekennzeichnet. Darüber
hinaus werden bestimmte Flächen
der Paketoberfläche
wie z. B. eine Fläche
rechts und links des Barcodes als „verbotene" Orte für die Zieladresse betrachtet,
selbst wenn die Grenzen des Etiketts nicht genau ermittelt werden
können.
- – Doppeletikett-Erkennung:
In manchen Fällen, wenn
ein Kunde ein Paket an den Massensender zurückschickt, ist das Rücksendeetikett
dazu vorgesehen, über
dem ursprünglichen
Versandetikett aufgeklebt zu werden. Wenn das Rücksendeetikett nicht genau über dem
ursprünglichen
Versandetikett angeordnet wird, ist es möglich, dass das System 20 zwei
Barcodes liest, die den Massensender bezeichnen. In einem solchen
Fall gilt derjenige Barcode als gültig, der das Paket als Rücksendepaket
kennzeichnet.
-
Wenn
die von der Verarbeitungseinheit 30 auf dem Etikett 24 gefundene
Zieladresse bei irgendeinem der anwendbaren Mechanismen scheitert,
wird das Paket 22 vorzugsweise zum manuellen Sortieren
geleitet.
-
5 stellt
ein Flussdiagramm dar, das schematisch ein Verfahren zum Aufbauen
der Datenbank bekannter Etikettanordnungen für vorgegebene Massensender
veranschaulicht, das im Schritt 76 in dem Verfahren aus 3 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird. Das Verfahren aus 5 kann
entweder für
eine Sammlung von Paketen, die zu einem oder mehreren bestimmten
Massensendern gehören,
außerhalb
des normalen Betriebsablaufs des Systems 20 oder alternativ
als ein Langzeit-Anpassungsverfahren während des Betriebes des Systems
umgesetzt werden. Es kann auch entsprechend angewendet werden, um eine
Datenbank allgemeiner Etikettstrukturen aufzubauen, die in den Schritten 82 und 84 in
dem Verfahren aus 3 verwendet werden.
-
Das
Verfahren aus 5 beruht auf der Berechnung
der Adressen-Wiederholungswahrscheinlichkeit (AWW) für jede verschiedene
Anordnung, die für
einen vorgegebenen Massensender auftreten kann. Für jede mögliche Anordnung
wird die AWW in einem Initialisierungsschritt 124 auf den
Anfangswert null gesetzt. Für
jedes Versuchspaket wird der Barcode, der den Paketabsender bezeichnet,
in einem Barcode-Leseschritt 126 ermittelt
und gelesen. Der Barcode wird analysiert, um die Identität des Massensenders
festzustellen, der das Paket verschickt hat. Die Position der Zieladresse
auf dem Paket wird in einem Adress-Ortungsschritt 128 ermittelt.
Die Schritte 126 und 128 können im Zusammenhang mit dem
in 3 gezeigten Verfahren zum Ermitteln der Zieladressen
ausgeführt
werden. Wenn das System beim automatischen Ermitteln der richtigen
Zieladresse in einem Erfolg-Bewertungsschritt 130 erfolglos
ist, wird das Paket zum manuellen Sortieren geleitet. Das nächste Paket
wird in einem „Nächstes Paket"-Schritt 132 zur
Analyse herbei gebracht.
-
Vorausgesetzt,
die richtige Zieladresse wurde gefunden, wird die Position der Adresse
relativ zu dem Barcode auf dem momentanen Etikett in einem Übereinstimmungsschritt 134 mit
Anordnungen von Etiketten verglichen, von denen früher festgestellt wurde,
dass sie zu diesem Massensender gehören. Falls es eine Übereinstimmung
für eine
solche Anordnung gibt, wird die entsprechende AWW in einem Erhöhungsschritt 136 erhöht. Jede
nachfolgende Übereinstimmung
erhöht
die AWW weiter, bis die AWW einen vorgegebenen Schwellenwertschritt 138 überschreitet.
Wenn die AWW einer bestimmten Anordnung für einen bestimmten Massensender
diesen Schwellenwert übertrifft,
wird diese als eine bevorzugte Etikettanordnung für diesen
Massensender betrachtet. Die Anordnung wird zu der Datenbank der Massensender-Etiketten
in einem Anordnungs- Hinzufügeschritt 138 zur
anschließenden
Verwendung im Schritt 76 (3) hinzugefügt.
-
Während bevorzugte
Ausführungsformen hier
mit Bezug auf das Sortieren von Paketen beschrieben wurden, können die
Grundgedanken der vorliegenden Erfindung gleichermaßen zum
automatischen Erkennen und Sortieren anderer Objekte angewendet
werden, die sowohl mit maschinenlesbaren Kennzeichen als auch alphanumerischen
Zeichen oder anderen Symbolen markiert sind. Beispielsweise können die
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Sortieren von Briefsendungen (zusätzlich zu Paketen) oder zum
Leiten von Gepäck in
einem Flughafen oder von Waren in einer Fabrik verwendet werden.
Andere Anwendungen werden für
den Fachmann in dem Gebiet erkennbar sein.