Entwicklung einer Kennzeichnungslösung

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Adolf Kurzmann
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Vorlesung Automatische Identifikationssysteme Entwicklung einer Kennzeichnungslösung für das 4. Quartester April-Mai 2006 Die 3./4. 10:40-12:15 und 5./6.

2 Vorlesung Automatische Identifikationssysteme Entwicklung einer Kennzeichnungslösung für das 4. Quartester April-Mai 2006 Die 3./4. 10:40-12:15 und 5./6. 12:20 13:55 Stunde, am 24. April, 8./15./22./29. Mai und 12. Juni. Dr.-Ing. Martin Wölker Hauert Dortmund

Sortierung Materialfluß und Informationsfluß Um den hohen

zu Beginn nach Format getrennt, gleichgerichtet und gestempelt.

Erkennen (OCR-Video) Identifizierung Kontolllesung Kennzeichnen

3 Sortierung Materialfluß und Informationsfluß Um den hohen Geschwindigkeitsanforderungen zu entsprechen, werden die Sendungen zu Beginn nach Format getrennt, gleichgerichtet und gestempelt. Danach kommen die Sendungen in die Adresslese- und Sortiermaschine. Hier durchlaufen bis zu Sendungen pro Stunde den elektronischen Erkennungsvorgang. Erkennen (OCR-Video) Identifizierung Kontolllesung Kennzeichnen Zieldefinition Zusammenführen Zufördern Vorbereitung Ausrichten Vereinzeln Einschleusen Verteilung Transport Sortieren Endstelle Barcode 3

4 Integrierte Lese- und Videocodiermaschine Die ILV-Maschine liest maschinell die Adresse und ordnet die Briefe den Endstellen zu. Ein Scanner erzeugt ein Abbild der Sendung, und der OCR-Leser ermittelt die Empfängeradresse. In den meisten Fällen ca. 85% können Maschinenschriften und zum Teil auch Handschriften maschinell gelesen werden. Sollte eine Adresse nicht erkannt werden, übernimmt ein Videocodierplatz die Zuordnung. Die benötigten Daten werden von dem Image abgelesen und manuell von Hand über die Tastatur in die Eingabemaske eingetragen. Die Anschriftseite der Sendungen wird anschließend mit einem fluoreszierenden Balkencode versehen, damit der Brief im zweiten Verteilgang wieder erkannt werden kann. Barcode 4

5 Leitcode und Identcode (Deutsche Post, DHL) Bei diesen Codes handelt es sich um numerische Codes (Ziffern 0..9), welche von der Deutschen Post AG (DHL) verwendet werden. Aufbau des Leitcode Aufbau des Identcode 1..5 Postleitzahl 1..2 Frachtpostzentrum 6..8 Straßenkennzahl 3..5 Kundenkennung Hausnummer Einlieferungsnummer Produktcode 12 Prüfziffer modulo Prüfziffer modulo 10 Barcode 5

6 Postcodes Postsysteme stellen besondere Anforderungen an Barcodes Hohe Geschwindigkeit Tolerant gegenüber Verzerrungen Telerant gegneüber Mehrfachkodierung Geringe Fehlerquote Lösung z.b. 4 State Code Bsp. Australische Post Barcode 6

7 Direktdruck mit Inkjet Barcode 7

8 Geometrie < Breite * sin(5 ) min Breite = 0,3 mm max Höhe = 5,8 mm max Skew = 5 => max Schiefe = 0,51 mm Breite < 5 < 2 codelänge < codelänge * sin(2 ) Barcode Charakteristics der UPU Barcode 8

9 Limits 1,3 pitch & min thickness 0,3 1,1 pitch & max thickness 0,6 Detectorline max 0,2 Center Line Barcode 9

10 1. Festlegung der Länge des Codes, d.h. wie viel redundante Informationen werden verwendet? Codes mit hoher Redundanz lassen sich besser reparieren werden aber länger als Codes mit geringer Redundanz. Zu klären ist, welche Redundanz ist für unserer Zweck angemessen? Diese Frage ist nicht trivial und wird bis zum Beginn der Feinspez. zusammen mit externen Experten geklärt. 2. Festlegung der Labelgröße (für Briefe Flats die nicht direkt bedruckbar sind). Ist abhängig von Codegröße (siehe Punkt 1). 3. An welcher Stelle der Sendung (Positionierung) kann der Code aufgedruckt bzw. das Label appliziert werden? Auf Vorderseite oder auf Rückseite der Briefe (Rückseite wäre Option mit Zusatzkosten)? Welche Anforderung hat das Produktmanagement/Marketing bei diesem Punkt? 4. Alternative Codes (Unsichtbare Tinte, unsichtbare Label). Ermittlung der Kosten (Investitionen und Sachkosten durch TP-Technik). Barcode 10

11 Zielkriterien Kleiner Code Sicherer Code sicher und schnelle aufzubringen sicher zu lesen fehlerkorrigierend Auslöschungen (Falten, verwischt) stochastische Fehler (Verschmutzung) systematische Fehler (Ausfall eines Dots, periodisch) Nahe an Standards Eindeutig innerhalb der Periode (14 Tage) Barcode 11

12 Inhalt des Identcodes Der Idencode könnte grundsätzlich folgende Bestandteile haben: - Zähler oder Zeitstempel - Maschinennummer des Codieraggregats (könnte auch für eine Kundennummer verwendet werden oder um die Codieraggregate eines ausländischen Postunternehmens zu kennzeichnen) - Codieraggregatstandort (z.b. BZ Nr.) - Zeitraum (Erstellungsdatum/Uhrzeit) - Zielcodeanteile - Nach UPU zusätzlich: Land, Sendungsart und ggf. Codeformat Der Identcode muss eindeutig sein, wobei die Bestandteile alternativ ausgewählt werden können. komplizierte Eindeutigkeits-Synchronisation zwischen den einzelnen BZ bzw. Maschinen so gering wie möglich halten. Barcode 12

13 Zähler (nur fortlaufende Nummer) BZ-Nr. + Zähler Maschinennummer + Zähler Masch.-Nr. + BZ- Nr. + Zähler Masch.-Nr. + Datum + Zähler Masch.-Nr. + KW + Zähler Masch.-Nr. + Tagnummer + Zähler Masch.-Nr. + BZ-Nr. + Datum + Zähler Kürzeste Masch.-Nr. + BZ-Nr. ein Zeitstempel zur eindeutigen Identifizierung Masch.-Nr. + BZ-Nr. + KW + Zähler Masch.-Nr. + BZ-Nr. + Tagnummer + Zähler Masch.-Nr. + BZ-Nr. + Tagnummer + Zeit 1/100sec seit 0:00 Barcode 13

14 Kürzeste Variante 10 Zeichen aber nur 30 Bits notwendig! Bei 6 Bit-Symbolen = 5 Symbole (entspricht UPU serial number) Nicht sprechend / keine Fehlerrekonstruktion Bevorzugte Variante 14 Zeichen mit 56 Bit notwendig Bei 6 Bit-Symbolen = 10 Symbole Sprechend / keine Fehlerrekonstruktion / keine Synchronisation Empfohlene Variante Direkt 42 Bit = 7 * 6 Bit-Symbole Sprechend / keine Fehlerrekonstruktion / keine Synchronisatio 2 Symbole für BZ-Nummer und Maschinennummer damit sind 4096 Kodierer * unterscheidbar. Zur Zeit sind unter Kodierer im Einsatz. D.h. es ist eine Reserve von 2 Bit verfügbar. 1 Symbol für den Tag + der Tageszähler beginnt mit 1 am 1.1./1.3./1.5./1.7./1.9./1.11. Die Vorgabe 14 Tage eindeutige Kodierung kann mit 4 Bit erfüllt werden. Reserve 2 Bit 4 Symbole fortlaufender Zähler an einem Tag oder Zeit in 1/100 sec seit 0: Briefe/Tag benötigen 20 Bit.: Reserve 4 Bit Barcode 14

15 Emfohlene Variante BZ-Nummer 0..63* 1 Symbol Maschinennr Symbol Variante über alle BZ Symbole Quartalstag Symbol Zähler Symbole Variante Zeit seint 0:00 in 1/100 4 Symbole Benötigt nur 7 Symbole à 6 Bit (4 Bit Reserve) Keine Fehlerkorrektur! Symbol 1 0 Codelänge incl. Start/Stop min = 27,7 mm (A1: 22,1 mm A8: 35,8 mm) max = 30,7 mm (A1: 24,4 mm A8: 39,5 mm) A8 A14 A1 maßstäblich * Passend zur RS-Fehlerkorrektur UPU Physical encoding standards Barcode 15

16 Fehlersicherung Symbolnummer Start Nutzinformation Reed-Solomon Stop Symbolnummer laufender Zähler Tageszähler Maschinennummer Barcode 16

17 Mit Fehlersicherung Reed-Solomon-Fehlerkorrektur GF(64) mit Primitives Polynom p(x) = x 6 + x + 1 Generatorpolynom g(x) = (x + α i ) 7 i=1 Codelänge incl. Start/Stop min = 51,7 mm max = 57,1 mm (A1: 40,3 mm A8: 67,7 mm) (A1: 44,5 mm A8: 74,8 mm) A8 A14 A1 maßstäblich UPU Barcode 17

18 Kompression im Druck Weitere Verdichtung durch Weiterentwicklung des 4-State Andere Darstellungsform halbiert die Länge Leider noch nicht öffentlich freigegeben A8 A14 A1 maßstäblich UPU Erfordert aber ein neues Dekodierverfahren basierend auf Signalverarbeitung mittels FFT und dpll Erste Versuche zeigen Leserate > 98% Barcode 18

19 Haben Sie noch Fragen? Barcode 19

20 Kontakt Anschrift Huckarder Straße Dortmund Kontakt T: +49(0)231/ F: +49(0)231/ A42 A2 M: +49(0)173/ E: Do Huckarde Abfahrt Huckarde Internet A45 Rheinische Str. Do-City A40 B1 Do West Do Dorstfeld Barcode 20

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