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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Erkennen eines Registrierkennzeichens,
das zu einem Objekt gehört,
und im Besonderen auf das Erkennen eines Registrierkennzeichens,
das eine Binärcodesequenz
darstellt, die abgleichendes Filtern verwendet.
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Hintergrund
der Erfindung
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Eine
riesige Anzahl an Anwendungen existiert, in denen es notwendig oder
wünschenswert
ist, bestimmte Parameter, die sich auf ein Objekt beziehen, zu überwachen.
Ein gebräuchliches
Beispiel ist die Notwendigkeit, die Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung
usw. von einem oder mehrerer Bestandteile in einem Produktionsprozess
zu überwachen.
Zum Beispiel müssen
in einem weitgehend automatisierten Verfahren zur Herstellung wegwerfbarer
Windeln bestimmte Bestandteile (z. B. saugfähige Füllungen, elastische Taillenbänder, gedruckte
Grafiken usw.) in Bezug auf andere Bestandteile (z. B. Trägerschichten
usw.) positioniert oder ausgerichtet werden, um ein einwandfreies
Produkt herzustellen. Um diesen Prozess zu unterstützen, sind üblicherweise
Registrierkennzeichen auf bestimmten Bestandteilen angebracht. Diese
Registrierkennzeichen werden dann während des Herstellungsprozesses erkannt,
indem Sensoren verwendet werden, um Parameter von Bedeutung zu bestimmen,
einschließlich,
zum Beispiel, ob ein Bestandteil an einer bestimmten Stelle vorhanden
ist, wo ein bestimmter Bestandteil zu positionieren ist usw.
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Häufig wird
ein Registrierkennzeichen an einem Objekt als ein einzelnes Kennzeichen
angebracht, das, wenn es durch einen Sensor erkannt wird, einen
einzelnen Impuls am Sensorausgang erzeugt. Diese Vorgehensweise
führt jedoch
manchmal zu Erkennungsfehlern. Zum Beispiel kann Rauschen ein falsches
Sensorergebnis erzeugen oder kann das Erkennen des Registrierkennzeichens
verhindern. Darüber
hinaus können
Sensoren ein Registrierkennzeichen mit einem ähnlichen Kennzeichen verwechseln.
Unabhängig
von der Ursache können
diese Erkennungsfehler alle zu Fehlern in dem Registrierprozess
und bei der Positionierung von Bestandteilen während der Produktherstellung
führen.
Als Folge kann die Qualität
des hergestellten Produkts leiden, und es kann sein, dass das Produkt
selbst mit entsprechenden Kosten für den Hersteller ausrangiert
werden muss.
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Es
ist auch bekannt, Registrierkennzeichen zu verwenden, die eine bestimmte
Binärcodesequenz
darstellen, die als ein „perfekter
Datensatz" („perfect
word") bezeichnet
werden. Perfekte Datensätze
sind dafür
bekannt, dass sie Autokorrelationsfunktionen mit niedrigen Nebenkeulen
darstellen, wenn sie in bestimmten Radaranwendungen verwendet werden.
In einem Registriersystem, das perfekte Datensätze verwendet, vergleicht ein
Abgleichfilter jedes Bit in einer erkannten Bitsequenz mit entsprechenden
Bits in dem perfekten Datensatz. Das Filterergebnis wird dann um
eins für
jedes passende Paar der verglichenen Bits erhöht. Im Fall eines perfekten Sieben-Bit-Datensatzes
wird folglich das Filterergebnis nach dem Erkennen einer Sequenz
von Bits, die vollständig
mit dem perfekten Datensatz zusammenpasst, einen maximalen Wert
von sieben aufweisen. Selbstverständlich wird jedoch keine Veränderung
an dem Filterergebnis in Reaktion auf ein nicht passendes Paar verglichener
Bits vorgenommen. Daher wird, wenn alle bis auf ein Paar verglichener
Bits passen, das Filterergebnis dann einen Wert von sechs aufweisen
(unter der Annahme, dass ein perfekter Sieben-Bit-Datensatz verwendet
wird). Folglich kann der Unterschied in dem Filterergebnis für passende und
nicht passende Eingaben so klein wie eins sein, wie es in dem oben
beschriebenen Einzelimpuls-Registriersystem
der Fall ist.
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EP 0545701 legt die Verwendung
einer Binärcodesequenz
mit „perfektem
Datensatz" offen,
die auf einer Verschlüsselungsscheibe
angelegt ist, um Rotationsgeschwindigkeit und Drehposition eines Objekts
zu erkennen, das um eine Achse rotiert. Dieser Stand der Technik
ist in dem Oberbegriff der unabhängigen
Ansprüche
1 und 16 anerkannt.
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Wie
von den Erfindern hiervon erkannt, wird ein Registriersystem benötigt, das
ein Filterergebnis erzeugt, das einen hohen Wert in Reaktion auf
eine passende Eingabe aufweist, und einen zweckmäßigerweise niedrigeren Wert
für nicht
passende Eingabe, im Vergleich zum Stand der Technik.
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Die
Erfindung ist dargelegt in den Ansprüchen 1 und 16.
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Um
diese und andere Notwendigkeiten in der Technik zu lösen, waren
die Erfinder hiervon erfolgreich in der Entwicklung eines Systems
und eines Verfahrens zum Erkennen eines Registrierkennzeichens,
das zu einem Objekt gehört,
das eine verbesserte Auflö sung
zwischen passenden und nicht passenden Eingaben bereitstellt. Das
Registrierkennzeichen stellt vorzugsweise eine Binärcodesequenz
von N Bits dar, wobei N eine ganze Zahl größer als eins ist. Nach dem
Erkennen einer Sequenz von N Bits mit einem Sensor, wird die erkannte
Sequenz einem Codeabgleichfilter bereitgestellt, der die erkannte
Sequenz mit der Binärcodesequenz
vergleicht und ein Erkennungssignal erzeugt, das die Ergebnisse
dieses Vergleichs darstellt. Es ist wichtig, dass der Codeabgleichfilter
vorzugsweise einen Wert des Erkennungssignals für jedes passende Paar der verglichenen
Bits erhöht
und den Wert des Erkennungssignals für jedes nicht passende Paar
der verglichenen Bits verringert. Auf diese Weise wird ein Abzug
für fehlerhafte
Paarung bemessen. Dies führt
zu einer Filterausgabe, die einen hohen Wert in Reaktion auf eine passende
Eingabe und einen niedrigeren Wert, im Vergleich zum Stand der Technik,
für nicht
passende Eingaben aufweist. Für
verbesserte Reaktion ist die Binärcodesequenz
vorzugsweise ein Barker-Code, und sogar noch wünschenswerter ist sie ein Barker-Code, der ungefähr die gleiche
Anzahl positiver und negativer Bits aufweist. Die vorliegende Erfindung
stellt außerdem
ein System zum Abtasten und Filtern einer erkannten Sequenz von
Bits in einer solchen Weise bereit, dass mögliche Taktabgrenzungsprobleme
verweden werden.
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Nach
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt
zum Erkennen eines Registrierkennzeichens, das zu einem Objekt gehört, wobei
das Registrierkennzeichen eine Binärcodesequenz von N Bits darstellt,
jedes Bit einen von zwei diskreten Werten aufweist und N eine ganze Zahl
größer als
eins ist. Das Verfahren zum Erkennen des Registrierkennzeichens
umfasst das Vergleichen von N Bits eines Sensorsignals mit entsprechenden Bits
der Binärcodesequenz
und das Erzeugen eines Erkennungssignals in Reaktion auf den Vergleich einschließlich Erhöhung eines
Wertes des Erkennungssignals für
jedes passende Paar der verglichenen Bits und Verringerung des Wertes
des Erkennungssignals für
jedes nicht passende Paar der verglichenen Bits, wobei das Erkennungssignal
das Erkennen des Registrierkennzeichens anzeigt, wenn das Erkennungssignal
einen vorher festgelegten Wert übersteigt.
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Nach
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System
bereitgestellt zum Erkennen eines Registrierkennzeichens, das zu
einem Objekt gehört,
wobei das Registrierkennzeichen eine Binärcodesequenz von N Bits darstellt,
jedes Bit einen von zwei diskreten Werten aufweist und wobei N eine
ganze Zahl größer als
eins ist. Das System umfasst ein Schieberegister, das so gestaltet
ist, dass es eine Sequenz an N Bits von einem Sensor empfängt und
ein Abgleichfilter wirksam mit dem Schieberegister verbunden ist.
Der Abgleichfilter ist so gestaltet, dass er die Sequenz an N Bits,
die von dem Schieberegister empfangen werden, mit der Binärcodesequenz
vergleicht und ein Erkennungssignal in Reaktion auf den Vergleich
erzeugt. Der Abgleichfilter ist außerdem so gestaltet, dass er
einen Wert des Erkennungssignals für jedes passende Paar der verglichenen
Bits erhöht
und den Wert des Erkennungssignals für jedes nicht passende Paar
der verglichenen Bits verringert. Das Erkennungssignal zeigt das
Erkennen des Registrierkennzeichens an, wenn das Erkennungssignal
einen vorher festgelegten Wert übersteigt.
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Nach
einer bevorzugten Funktion der Erfindung umfasst das Verfahren zum
Erkennen einer Binärcodesequenz,
bei dem die Binärcodesequenz
ein bekanntes Muster aufweist, das mindestens zweimalige Abtasten
jedes Bits des Sensorsignals, um mindestens zwei Versionen des Sensorsignals
zu erzeugen, das Vergleichen jeder erzeugten Version des Sensorsignals
mit der Binärcodesequenz
und das Erzeugen eines Erkennungssignals in Reaktion auf den Vergleich.
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Obwohl
einige der hauptsächlichen
Funktionen und Vorteile der Erfindung oben beschrieben worden sind,
kann ein größeres und
vollständigeres Verständnis für die Erfindung
erzielt werden, indem auf die Zeichnungen Bezug genommen wird und
im Folgenden die bevorzugten Ausführungsformen detailliert beschrieben
werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Systems nach einer bevorzugten Ausführungsform
zum Erkennen eines Registrierkennzeichens, das zu einem Objekt gehört, bei
dem abgleichendes Filtern verwendet wird.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte Implementierung des in 1 gezeigten Codeabgleichfilters
veranschaulicht.
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3 ist
eine Tabelle bekannter Barker-Codes.
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4 ist
ein Blockdiagramm eines Systems nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform zur
Vermeidung möglicher
Taktabgrenzungsprobleme.
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Übereinstimmende
Bezugszeichen bezeichnen übereinstimmende
Funktionen überall
in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
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Detaillierte
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Ein
System zum Erkennen eines Registrierkennzeichens, das zu einem Objekt
gehört
und abgleichendes Filtern nach einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung verwendet, ist in 1 veranschaulicht
und im Allgemeinen durch Bezugszeichen 100 bezeichnet.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das System 100 einen
Sensor 102, ein Schieberegister 104, einen Codeabgleichfilter 106 und
einen Vergleicher 108. Mit Ausnahme des Sensors 102 können die
vorgenannten Bestandteile des Systems 100 in Hardware oder
Software oder in einer Kombination von beidem implementiert sein,
was deutlich werden wird.
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Der
Sensor 102 ist bereitgestellt zum Erkennen eines Registrierkennzeichens 110,
angebracht an oder auf andere Weise zu dem Objekt 112 gehörend. Wie
unten weiter erklärt
werden wird, stellt das Registrierkennzeichen 110 eine
Binärcodesequenz an
N Bits dar, wobei N eine ganze Zahl größer ist als 1 und jedes Bit
einen von zwei diskreten Werten aufweist (z. B. 0 oder 1, +1 oder –1 usw.).
Da sich das Objekt 112 relativ zum Sensor 102 bewegt,
liest der Sensor folgerichtig jedes Bit des Registrierkennzeichens 110.
Ist jedes Bit gelesen, gibt der Sensor vorzugsweise einen Wert von
entweder +1 oder –1
aus, entsprechend dem Wert des erkannten Bits. Diese Sensorausgabe
wird an einen Eingang 114 des Schieberegisters 104 bereitgestellt.
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Das
Schieberegister 104 hat eine Bitspeicherkapazität, die der
Anzahl an Bits in der Binärcodesequenz
entspricht. In der bestimmten Ausführungsform, die Gesprächsgegenstand
ist, stellt das Registrierkennzeichen 110 eine Sieben-Bit-Sequenz dar
(die ein Barker-Code sein kann oder auch nicht, was unten näher erklärt wird),
und das Schieberegister 104 ist in der Lage, sieben Bits
zu speichern, wie in 1 gezeigt. Jedoch können andere
Sequenzlängen
verwendet werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Das
Schieben von Bits in dem Schieberegister 104 wird durch
einen Takteingang 116 in einer herkömmlichen Weise gesteuert. Mit
jedem Taktzyklus wird der Inhalt jedes Abschnitts in den nächsthöheren Abschnitt
geschoben (das heißt, einen
Abschnitt nach links in 1) und ein neues Bit wird von
dem Eingang 114 des Schieberegisters in seinen niedrigsten
Abschnitt geladen (das heißt,
den ganz rechten Abschnitt in 1). Auf
diese Weise wird, wenn eine Bitsequenz folgerichtig von dem Sensor 102 gelesen
ist, eine replizierte Version der erkannten Sequenz durch das Schieberegister 104 geleitet,
vorzugsweise in der Form von Plus- und Minus-Einem, und nebeneinander
an den Codeabgleichfilter 106 gesendet.
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Der
Abgleichfilter 106 wird vorzugsweise ebenfalls durch den
Takteingang 116 gesteuert. Während jedes Taktzyklus vergleicht
der Codeabgleichfilter 106 jedes von dem Schieberegister 104 empfangene
Bit mit einem entsprechenden Bit eines Referenzcodes, der dem Abgleichfilter 106 bereitgestellt
ist. In dieser Ausführungsform
ist der Referenzcode die Binärcodesequenz,
dargestellt durch das Registrierkennzeichen 110. Die Ergebnisse
der Vergleiche werden dann verwendet, um ein Erkennungssignal 120 zur
Eingabe an den Vergleicher 108 zu erzeugen. Zusätzlich zur
Erhöhung
des Erkennungssignals 120 für jedes passende Paar der verglichenen Bits
verringert der Abgleichfilter 106 das Erkennungssignal 120 für jedes
nicht passende Paar der verglichenen Bits, wie unten näher erläutert wird.
Auf diese Weise wird ein Abzug veranlagt für jedes nicht passende Paar
der verglichenen Bits. Dies führt
zu größerer Auflösung zwischen
dem Erkennungssignal, das für
eine vollständig
passende Codesequenz erzeugt wird, und dem Erkennungssignal, das
für eine
nicht passende Codesequenz erzeugt wird. Eine bevorzugte Weise zum
Implementieren dieser Funktionalität soll nun mit Bezug auf 2 beschrieben werden.
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Wie
in 2 gezeigt, summiert der Codeabgleichfilter 106 den
Wert jedes von dem Schieberegister 104 empfangenen Bits,
möglichst
nach Umkehrung des Zeichens (das heißt, der Polarität) eines oder
mehrerer solcher Bits. Die bestimmten Bits, deren Zeichen umgekehrt
sind, werden nach dem Referenzcode ermittelt, der dem Codeabgleichfilter
bereitgestellt wurde. Für
die bestimmte Ausführungsform, die
in 2 veranschaulicht ist, ist der Codeabgleichfilter 106 mit
dem folgenden Referenzcode ausgestattet: + + + – – + –. Folglich wurden die Polaritäten des
vierten, fünften
und siebten Bits, die von dem Schieberegister 104 empfangen
wurden, vor der Summierung umgekehrt (wie durch die ® in 2 bezeichnet).
Demzufolge werden, wenn die von dem Schieberegister während einer
bestimmten Taktperiode empfangenen Bits perfekt zu dem Referenzcode passen,
wie veranschaulichend in 2 gezeigt, die Polaritäten aller
empfangenen Bits, die einen Wert von –1 aufweisen, vor dem Summieren
umgekehrt, was ein Erkennungssignal ergibt, das einen maximal möglichen
Wert von sieben aufweist. Dieses Verfahren kann auch so beschrieben
werden, dass jedes von dem Schieberegister 104 empfangene
Bit mit einem entsprechenden Bit des Referenzcodes multipliziert
wird, wobei jedes der Bits einen Wert von Plus- oder Minus-Einem
aufweist, und dann die Ergebnisse der Multiplikationen summiert
werden.
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In
der oben beschriebenen Implementierung ist die Ausgabe des Sensors 102 zu
einem festgelegten Zeitpunkt entweder a + 1 oder a – 1, abhängig von dem
Wert des erkannten Bits. Alternativ kann der Sensor 102 ausschließlich nicht
negative Werte ausgeben (z. B. 0 oder 1), wobei der Codeabgleichfilter 106 geeignete
Logik bereitstellt, um das Erkennungssignal 120 für jedes
nicht passende Paar der verglichenen Bits zu vermindern.
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Durch
Erhöhung
des Erkennungssignals 120 für jedes passende Paar der verglichenen
Bits wird das Erkennungssignal mit einem maximalen Wert von N bereitgestellt,
wann immer die erkannte Bitsequenz, die von dem Schieberegister 104 empfangen wurde,
perfekt mit dem Referenzcode übereinstimmt, wobei
N die Anzahl von Bits in dem Referenzcode darstellt. Darüber hinaus
wird durch die Verringerung des Erkennungssignals für jedes
nicht passende Paar der verglichenen Bits der Wert des Erkennungssignals
im Vergleich zum Stand der Technik verringert, wenn die erkannte
Bitsequenz nicht mit dem Referenzcode übereinstimmt. Wenn zum Beispiel
alle Paare der verglichenen Bits bis auf eines passen, würde das
beim Stand der Technik erzeugte Erkennungssignal N – 1 sein,
wohingegen in der vorliegenden Erfindung das Erkennungssignal nur
N – 2
sein wird (das heißt,
addiere eins für
jede der N – 1 Übereinstimmungen
und subtrahiere eins für
die Nichtübereinstimmung).
Auf diese Weise, verglichen mit dem Stand der Technik, wird die
Reaktion auf den Codeabgleichfilter 106 auf einen nicht
passenden Eingang beträchtlich
verringert. Diese Verringerung kann sogar noch beachtlicher werden,
wenn bestimmte Barker-Codes verwendet werden, wie unten beschrieben
wird.
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In
der Ausführungsform,
die Gesprächsgegenstand
ist, ist der Codeabgleichfilter 106 eine analoge Vorrichtung,
wobei der Wert des Erkennungssignals 120 durch seine Amplitude
dargestellt wird. In anderen Ausführungsformen kann der Wert
des Erkennungssignals 120 zum Beispiel durch eine Softwarevariable,
als ein digitaler Datensatz usw. dargestellt werden.
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Noch
einmal Bezug nehmend auf 1, wird einem Eingang des Vergleichers 108 das
Erkennungssignal 120 und einem anderen eine Schwellwertreferenz
bereitgestellt. Wenn das Erkennungssignal 120 die Schwellwertreferenz übersteigt,
stellt der Vergleicher einen Impuls an seinem Ausgang 122 bereit.
In der bestimmten Ausführungsform,
die Gesprächsgegenstand
ist, ist dieser Impuls dafür
bestimmt, anzuzeigen, dass die erkannte Bitsequenz, die in dem Schieberegister 104 vorhanden
ist, perfekt mit dem Referenzcode übereinstimmt, der dem Abgleichfilter 106 bereitgestellt
wird. Folglich wird die Schwellwertreferenz vorzugsweise auf einen
Wert gerade über
N – 2
festgelegt, um so sicherzustellen, dass nicht passende erkannte
Bitsequenzen keine Impulse an dem Vergleicherausgang 122 erzeugen, während vollständig passende
erkannte Bitsequen zen dies tun. Durch Verringerung der Schwellwertreferenz,
verglichen mit dem Stand der Technik, wird die Wahrscheinlichkeit
fehlender Übereinstimmungen
im Allgemeinen verringert, ohne die Wahrscheinlichkeit von falsch
erkannten Übereinstimmungen (das
heißt,
Falschzuordnungen erkannt als Übereinstimmungen)
zu erhöhen.
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Die
Lehren der vorliegenden Erfindung sind nicht auf bestimmte Erkennungseinrichtungen
beschränkt.
Auf der anderen Seite kann das Registrierkennzeichen 110 für eine optische,
infrarote, ultraviolette, magnetische, mechanische oder eine andere geeignete
Art eines Erkennungssystems codiert werden. Darüber hinaus kann eine breite
Vielfalt an Techniken eingesetzt werden, um das Registrierkennzeichen
auf dem Objekt zu codieren. Zum Beispiel kann ein optischer oder
ultravioletter Aufheller verwendet werden, um die +1 Bits der Binärcodesequenz
auf dem Objekt zu codieren. Ein optischer oder ultravioletter Sensor
könnte
dann verwendet werden, um die positiven Bits der Sequenz von dem Objekt
folgerichtig zu lesen und die Abwesenheit eines positiven Bits als
ein negatives Bit zu interpretieren. Auf diese Weise kann das Registrierkennzeichen 110 Kennzeichen
nur für
die positiven Bits umfassen, während
es dennoch die gesamte Binärcodesequenz
darstellt. Alternativ können
zwei verschiedene Arten von Markierungen angewendet werden: eine
für positive
Bits und eine für
negative Bits.
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Während das
Registrierkennzeichen 110 oben als zu einem einzelnen Objekt 112 gehörend beschrieben
wurde, sollte es selbstverständlich
sein, dass das gleiche Registrierkennzeichen auf mehreren Objekten
und/oder auf mehreren Teilen des gleichen Objekts angewendet werden
kann, wenn das wünschenswert
ist. Darüber
hinaus können
mehrere Registrierkennzeichen, die jedes eine eindeutige Binärcodesequenz
darstellen, auf einem einzelnen Objekt oder Objektserien angewendet
werden. In solch einem Fall können
mehrere Codeabgleichfilter verwendet werden, wobei jeder Filter
auf eines der verschiedenen bestimmten Registrierkennzeichen reagiert.
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In
einer bevorzugten Anwendung der Erfindung ist das Objekt 112 ein
Bestandteil in einem Herstellungsprozess, wie etwa ein Bestandteil
in einem Prozess zur Herstellung wegwerfbarer, saugfähiger Artikel
(z. B. Windeln, Trainingshosen, weibliche Pflegeprodukte, Inkontinenzprodukte
und dergleichen). Zum Beispiel kann das Objekt 112 ein
grafisches Gebilde oder funktionelle Bestandteile einer Kindertrainingshose
darstellen, wobei der Bestandteil mit einem oder mehreren anderen
Bestandteilen während der
Herstellung der Trainingshose ausgerichtet werden muss. Zu diesem
Zweck kann ein Registrierkennzeichen, das eine Binärcodesequenz
darstellt, angrenzend oder sogar inner halb des grafischen Gebildes
angebracht werden, um eingetragen zu sein und dann folgerichtig
in der oben beschriebenen Weise erkannt zu werden. Es sollte jedoch
selbstverständlich
sein, dass die Lehren der Erfindung nicht so beschränkt sind
und auf jede Anwendung zum Erkennen eines Registrierkennzeichens,
das mit einem Objekt verbunden ist, angewendet werden können.
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In
einer Ausführungsform
ist die Binärcodesequenz,
die durch das Registrierkennzeichen 110 dargestellt wird,
ein Barker-Code. Barker-Codes (auch als „perfekte Codes" bezeichnet) werden
bei Radar für
eine verbesserte Bereichserkennungsgenauigkeit verwendet und erlauben
den Betrieb bei niedrigen per Radar übertragenen Leistungsstufen, sogar
in der Gegenwart von Geräuschen.
Gegenwärtig
bekannte Barker-Codes werden in 3 gezeigt. Die
mathematische Autokorrelationsfunktion (ACF) eines Barker-Codes
stellt die Ergebnisse des Anwendens eines Abgleichfilters auf den
Code dar und wird eine scharte Spitze in der Höhe N aufweisen zusammen mit
benachbarten Spitzen, genannt Nebenkeulen, die eine Höhe aufweisen,
die geringer als N ist. Idealerweise werden die Nebenkeulen eine
maximale Höhe
von eins haben. Die in 3 gezeigten Codes können auch
zu längeren
Codes kombiniert werden, die als „verkettete" Barker-Codes bezeichnet werden.
Zum Beispiel kann der Fünf-Bit-Barker-Code (+
+ + – +)
mit dem Zwei-Bit-Barker-Code (+ –) kombiniert werden, um den
folgenden verketteten Zehn-Bit-Code
zu erhalten: (+ + + – +)(– – – + –).
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Um
in etwa der idealen Barker-Reaktion für das in 1 veranschaulichte
System 100 zu entsprechen, ist die Binärcodesequenz, die durch das Registrierkennzeichen 110 dargestellt
wird, vorzugsweise ein Barker-Code, in dem die Anzahl von +1 Bits von
der Anzahl der –1
Bits lediglich um eins differiert. Auf diese Weise stellt das Registrierkennzeichen 110 vorzugsweise
einen Sieben- oder Elf-Bit-Barker-Code dar, um so ungünstige Beeinflussungen
zu minimieren, die durch die Verwendung eines Sensorausgangs mit
zwei Zuständen
(das heißt
+1 oder –1)
eingeführt
werden, im Gegensatz zu den drei Zuständen, die in einem Radarecho
(das heißt,
kein Signal, Null-Grad-Phasenwinkel und 180-Grad-Phasenwinkel) vorhanden
sind. Als ein Ergebnis der Verwendung eines Sieben- oder Elf-Bit-Barker-Codes
in dem System 100 von 1 wird das
Erkennungssignal 120 eine minimale Reaktion (das heißt, eine
Amplitude von eins oder weniger) für die meisten, wenn nicht alle
Falschzuordnungen aufweisen. Die Sieben- oder Elf-Bit-Barker-Codes können auch
in umgekehrter Form mit dem gleichen Effekt verwendet werden.
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Der
Takteingang 116, der dem Schieberegister 104 und
dem Codeabgleichfilter 106 bereitgestellt ist, wird vorzugsweise
mit Bewegung des Objekts 112 oder des Sensors 102 in
solch einer Weise synchronisiert, dass das Schieberegister nicht
zu der gleichen Zeit getaktet wird, in dem der Ausgang des Sensors
den Zustand ändert,
was ansonsten einen oder mehrere unrichtige Zustandswerte erzeugen könnte. In
einer bestimmten Anwendung der Erfindung, wobei ein Objekt ein zu
erkennendes Registrierkennzeichen trägt, das mit der Fläche einer
sich drehenden Trommel verbunden ist, kann der Takteingang zum Beispiel
durch ein Codiergerät
erzeugt werden, das mit einer Achse der sich drehenden Trommel verbunden
ist. Der Codiertakt kann dann, wenn notwendig, auf eine angemessene
Rate gesenkt werden.
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Als
eine Alternative zur Synchronisierung des Taktsignals wie unmittelbar
zuvor beschrieben, kann das in 4 gezeigte
System 200 an Stelle des in 1 gezeigten
Systems 100 verwendet werden. Das System 200 ist
größtenteils
gleich wie das System 100 gestaltet, mit zwei bemerkenswerten
Ausnahmen. Erstens ist ein Schieberegister 204 bereitgestellt,
das zweimal so viele Abschnitte aufweist wie das in 1 gezeigte
Schieberegister 104. Wie in 4 gezeigt,
wird nur jeder zweite Abschnitt (das heißt, die ungerade Gruppe von
Abschnitten) des Schieberegisters 204 dem Codeabgleichfilter 106 bereitgestellt.
Zweitens sind ein Takteingang 216 zu dem Schieberegister 204 und
der Codeabgleichfilter 106 vorzugsweise zweimal so schnell
wie der Takteingang 116, der in 1 eingesetzt
ist.
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Aufgrund
des schnelleren Takteingangs 216 wird der Ausgang des Sensors 102 zweimal
durch das Schieberegister 204 während jedes Unterimpulses (das
heißt
Bits) der Binärcodesequenz
abgetastet, die durch das Registrierkennzeichen 110 dargestellt
wird. Da eine Bitsequenz folgerichtig durch den Sensor 102 gelesen
wird, werden folglich zwei replizierte Versionen der erkannten Bitsequenz
durch das Schieberegister 204 geleitet. Eine Version der
erkannten Bitsequenz wird in den ungeraden Abschnitten des Schieberegisters
vorhanden sein, und die andere Version der erkannten Bitsequenz
wird in den geraden Abschnitten des Schieberegisters vorhanden sein.
Diese beiden Versionen der erkannten Bitsequenzen sollen normalerweise
identisch sein, unabhängig
davon, dass eine Version Fehler enthält, die aus dem Abtasten des
Ausgangs des Sensors 102 während eines Zustandswechsels
resultieren. Sogar bei einem solchen Vorkommnis sollte jedoch die
andere Version der erkannten Bitsequenz nicht unter knappen Wechselfehlern
leiden und sollte genau die Bitsequenz darstellen, die von dem Sensor 103 gelesen
wurde. Bei folgerichtiger Verarbeitung jeder Version der erkannten
Bitsequenz in dem Codeabgleichfilter 106 während jedes
Unterimpulses (das heißt,
Bits) der Binärcodesequenz
gewährleistet das
System 200, dass keine der passenden Bitsequenzen, die
durch den Sensor 102 gelesen wurde, aufgrund eines Taktabgrenzungsproblems
verfehlt wird. Obwohl in dem Kontext des Erkennens eines Registrierkennzeichens,
das zu einem Objekt gehört, beschrieben,
sollte es selbstverständlich
sein, dass diese Herangehensweise der vorliegenden Erfindung an
mögliche
Taktsteuerungsprobleme auf jede Hardwareimplementierung einer Musterabgleichsfunktion anwendbar
ist.
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Bei
der Vorstellung der Bestandteile der vorliegenden Erfindung und
der bevorzugten Ausführungsformen
sind die Artikel „ein", „eine", „der, die das" und „besagt" dazu bestimmt zu
bedeuten, dass dort eines oder mehrere solcher Bestandteile sind. Die
Ausdrücke "umfassend", „einschließlich" und „aufweisen" sollen besagen,
dass sie inklusive sind und bedeuten, dass dort außer den
aufgeführten
weitere Bestandteile sein können.
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Da
verschiedene Änderungen
in den obigen Konstruktionen durchgeführt werden könnten, ohne den
Geltungsbereich der Ansprüche
zu verlassen, ist beabsichtigt, dass alle Dinge, die in den obigen
Beschreibungen enthalten oder in den dazugehörigen Zeichnungen gezeigt sind,
als veranschaulichend interpretiert werden sollen und nicht in einem
begrenzenden Sinn.