Advanced Image Processing Products - Sistema de Reconocimiento de Codigo de Contenedor

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1 Advanced Image Processing Products - SeeGate Sistema de Reconocimiento de Codigo de Contenedor Información Tecnica del Sistema 21 de Diciembre del 2002

2 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina 2 Tabla de Contenidos 1. PROPÓSITO Y ALCANCE REFERENCIAS DESCRIPCIÓN Descripción del Producto Instalacion tipica en entradas de Puerto Ventajas del Sistema SeeGate Descripción del ID del Contenedor Factor de Reducción ARQUITECTURA Descripción Como el DLLs procesa la Imagen Configuración de Camara y Sensores Pantalla Principal Mensajes entre Aplicaciones SeeData - Networking option SeeMonitor y SeeService DESCRIPCIÓN FUNCIONAL DETALLADA Requirimientos Generales GUI (Graphical User Interface) Operación Logica Tratamiento de la Imagen Modo de Instalación Control del Sensor File Comunicación SOPORTE Y MAS INFORMACIÓN... 18

3 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina 3 1. Propósito y Alcance Este documento proporciona una descripción y información técnica del SeeGate, un sistema optico basado en el reconocimiento del código del contenedor. 2. Referencias 2.1 SeeLane Sistema de reconocimiento de placa de licencia de Vehiculo 2.2 Freight Containers - Codigo, Identificacion y Marca [ISO (E)] 3. Descripción 3.1Descripción del Producto SeeGate es un sistema independiente que se utiliza para seguir y para leer automáticamente el número de identificación de los envases de envío junto con la placa de la licencia del camion que lo transporta. Este sistema de proceso sofisticado de imagen se puede ubicar en varias localizaciones portuarias: en las puertas, en los muelles, o en cualquier otra localización que requiera la identificación completamente automática. Las secuencias y las imágenes identificadas del número se exhiben en la pantalla principal del sistema, y entraron su base de datos local. Estos datos se transfieren a otras aplicaciones de Windows vía mensajes del DDE. La aplicación se puede utilizar conjuntamente con una lista predefinida de los números de los contenedores y del camiones. Cada unidad controla varias cámaras de vídeo y las maneja simultáneamente mientras que el camion y los contenedores están en movimiento. El sistema utiliza estas cámaras fotográficas múltiples para mirar desde varios lados los contenedores y capturar y analizar la placa de la licencia del camion. Además, como opciones adicionales, la identificación (ID)del wagon/chassis puede ser reconocida.

4 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina Instalacion tipica en entradas de Puerto El sistema se puede situar en las puertas del puerto, y registra la entrada o la salida del camion junto con su contenedor. Una identificación opcional de Chassis/Wagon puede también ser reconocida. Las identificaciones se pueden también transmitir a los puertos de la computadora y se utilizan para la colección de datos. Figura 3.2: Instalación de entrada del Puerto (simplificada) La foto siguiente demuestra uno de las cámaras fotográficas (en el derecho) y de su par de unidades de la iluminación.

5 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina 5 La foto siguiente demuestra la vista delantera, donde un sistema doble de unidades de camera/illumination se utiliza para capturar la placa del camion: Foto : Unidades camara/illuminacion para placa del Camion Una cámara fotográfica trasera opcional adicional del contenedor se puede también instalar para el mejorar el reconocimiento. Las cámaras fotográficas opcionales de la identificación (ID) del Chassis/Wagon se pueden también instalar para cubrir reconocimientos adicionales. La PC es instalada cerca del carril monitoreado. La imagen principal se puede apreciar en la siguiente foto, que demuestra el caso de un simple Contenedor. Foto 3.2.3: Pantalla principal del Sistema (ejemplo de un simple contenedor)

6 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina Ventajas del Sistema SeeGate El sistema tiene las siguientes ventajas en comparación con sitios existentes donde los resultados son grabados manualmente: proceso completamente automático (sin intervención del hombre en el loop) aumenta el procesamiento del tráfico de container/truck en las puertas congestionadas los datos del sistema recoge la historia del tráfico maneja simultaneamente la identificación del container & camion proporciona la vista en vivo del tráfico de la puerta El sistema tiene las siguientes ventajas en comparación con otras soluciones automáticas: simple configuración (pocas camaras) cubre todos los tipos de contenedores (20,40,20/20pies y combinaciones) realiza el reconocimiento en movimiento (el contenedor no se detiene) simple integración dentro de los recursos existentes de computacion del puerto posee un alto grado de reconocimiento (posee 2-3 vistas de redundancia en cada contenedor) posee un modo de operación y exhibición amigable al usuario un sistema confiable, 24 horas de operación rapida fast respuesta (resultados en segundos) Los sistemas de SeeGate están conduciendo en número de instalaciones mundiales. Una de estas instalaciones se demuestra en la foto de abajo: Foto 3.3: Instalación ejemplo - Pier 400 (Los Angeles, California)

7 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina Descripción del ID del Contenedor El propósito principal del software del reconocimiento de contenedores SeeGate es tomar las imagenes de los envases, extraer los dígitos alphanuméricos fuera de la imagen (a travez del software del proceso de imagen), verificar su corrección (que usa el dígito de chequeo del código del contenedor como prueba final de la verificación), y transmitir la secuencia de la identificación y opcionalmente los archivos de la imagen. Un ejemplo de una identificación del código del contenedor demostrada en el figura 3,4. Observe que éste es uno de los varios formatos de la identificación del contenedor que el estándar internacional (ref. # 2,2) define. Otras marcas horizontales y verticales son posibles también y son reconocidas por el sistema. Figura 3.4: Ejemplo de un ID del contenedor El ID del contenedor esta compuesto por varios campos, incluidos los siguientes campos: 1. la compañía transportadora de carga (ej., UXX ) 2. la categoría del equipo (siempre U para contenedores de carga, "Z" or "C" para chassis) 3. el numero serial del contenedor (ej., ). 4. el dígito de chequeo de los primeros 3 campos (ej., 0 ) 5. el tipo de contenedor (ej., SE4310 ) Solamente los primeros 3 campos son relevantes a la identificación del contenedor, y representan un número de identificación único para cada contenedor de transporte. En el caso antedicho, esta identificación es UXXU El campo de la compañía transportadora ("UXX"in el ejemplo) se verifica comparando con una lista predefinida de compañías conocidas. Además, el segundo campo ("U") se verifica siempre. El dígito de cheque se utiliza para verificar el número de identificación entero de 10-fonts. Si el dígito de cheque no se identifica, sólo las 10 fonts se comparan y se divulgan. Si es reconocido y probado por la corrección, él también es divulgado (un "0" en el caso antedicho). El tipo del contenedor (en el ejemplo anterior, el SE4310 ) no es parte de la identificación y no se identifica ni se transmite.

8 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina Factor de Reducción El software del reconocimiento del contenedor SeeGate realiza realmente una reducción enorme en la cantidad de información. Convierte un cuadro de 512 x 512 pixeles (por ejemplo) a la transmisión de la secuencia del dígito ASCII de a { 6+4 } (los primeros dos campos, un total de 10 octetos, excepto el dígito de chequeo). El factor total de la reducción de la imagen real a la secuencia extraída es 1:262,144! Así, el sistema ahorra la transmisión mucha y el poste que procesan cuando envía simplemente la mejor secuencia de la imagen entera. Además, el sistema envía la secuencia identificada solamente cuando detecta que esta frente al contenedor, y esto para reduccir la necesidad de enviar imágenes múltiples de diversas posiciones de las marcas. Esto aumenta los ahorros de la transmisión y del almacenaje de las imágenes reales, un número increíblemente alto. Ésta es la esencia del sistema. Combinado con un paquete similar del reconocimiento para la placa de la licencia del camion que lo transporta (SeeCar) y el numero de chasis (SeeChassis), el sistema realiza una reducción grande y automatiza el proceso de la grabación del tráfico que se realiza generalmente manualmente, así aumentando la velocidad de proceso en la puerta del puerto.

9 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina 9 4. Arquitectura Esta sección describe la arquitectura del sistema de SeeGate que identifica las marcas del contenedor de transporte y la placa de la licencia del camion. 4.1Descripción El sistema se basa en un sistema independiente del hardware que incluye lo siguiente: PC funcionando bajo Windows NT (para hecer funcionar el software del sistema) SeeContainer, SeeCar y SeeChassis 32-bit DLLs (Dynamic Link Libraries, que reconocen el Container/license plate/chassis desde la imagen de entrada) 3-5 camaras con iluminación especial (para ver la placa de licencia del contenedor y del camion) 1-2 unidades de camera/illumination para la opcion de Chassis/Wagon ID 2 6-entradas de video frame grabbers (para capturar las images en un rapido tiempo real) I/O board y terminal block (para los sensors y las entradas y salidas de la puerta) Serial Comunicación (para transmitir los resultados) Conexion TCP/IP (para ser usada con el producto SeeData) La ilustración simplificada siguiente demuestra esta configuración. Cameras Frame Grabber PC Identified Container & Truck Sensors Program See/Container DLL IDs IO See/Car DLL Figura 4.1: Configuración del Sistema SeeGate La operación del sistema es como sigue: cuando el camion en movimiento l y los contenedores que lleva entran en la zona de detección, se activan los sensores y señal al programa (vía la tarjeta del IO) que el contenedor está presente. El programa ahora comienza el proceso del reconocimiento: una secuencia de imágenes en diversos niveles de la iluminación se captura según los tipos del contenedor. Después de esto, las imágenes se envían al SeeContainer y al SeeCar DLLs para la identificación del contenedor y de la placa de la licencia. Después de recibir los resultados y de aplicar cierta lógica y validacion/verificacion, el programa transmite los resultados de la identificación ID combinada del contenedor y del camion a la exhibición, como mensaje y a la línea de comunicación. UnA aplicación Cliente también toma los datos del mensaje y los escribe a un fichero texto log. Las aplicaciones adicionales del tipo Cliente podrían también utilizar la información de mensaje para otros propósitos. Un producto especialmente diseñado para la red (SeeData) puede también separar el mensaje a través de la red a las unidades centrales de proceso y a las bases de datos alejadas.

10 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina Como el DLLs procesa la Imagen El sistema llama el siguiente proceso de imagen DLLs que analiza las imágenes capturadas del contenedor y del camion que lo transporta: SeeContainer DLL un Software ISO 6346 de reconocimiento de marca del contenedor SeeCar DLL - un paquete del reconocimiento de la placa de la licencia (LPR) se adaptó específicamente al país en donde el sistema está instalado SeeChassis - un paquete del reconocimiento para el número del wagon/chassis (opcional en el sistema de SeeGate) Este Windows DLLs de 32-bit realiza las siguientes funciones de procesamiento de imagenes: Realsamiento de la Imagen mejora la calidad de la imagen capturada. Encuentra los números ID - localiza la marca (Contenedor) o placa de licencias del camion (Camion) dentro de la imagen. Detección de caracteres - localiza cada uno de los marcos de los caracteres. Identificación de Caracteres - identifica cada uno de los caracteres detectados. Validación - compara la secuencia recibida a los formatos standar, y calcula y verifica los digitos de chequeo (para los contenedores ID unicamente) El programa analiza los resultados del reconocimiento a través de la serie de imágenes capturadas (en diversos niveles de la iluminación y en varias posiciones de la captura), y combina hasta lograr un reconocimiento final del camion y de sus contenedores, y luego despliega /archivos / y transmite sus resultados.

11 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina Configuración de Camara y Sensores Las cámaras fotográficas (con la iluminación incorporada o adicional) están instaladas en una configuración típica como sigue: Placa de la licencia del Camion (# 1), cámaras fotográficas laterales (# 2, #3) y una cámara fotográfica posterior opcional (# 4). Las cámaras fotográficas adicionales leyeron la identificación de Chassis/Wagon. Los sensors son configurados de la siguiente manera : Sensores de Camion (un sensor loop magnetico en el carril), sensores delanteros y posteriores del Contenedor (sensores opticos montados en los lados del carril ). La ilustración siguiente demuestra esta configuración (simplificada): Camera #4 back container sensor front container sensor Camera #3 Camera #2 truck sensor Figura 4.3: Configuarción de Camaras y Sensores Camera #1 El proceso del reconocimiento empieza con el acontecimiento del sensor del camion (un camion que entra en el área de la detección) y termina cuando el camion y el contenedor salieron del área de la detección.

12 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina 12 Unidades de Iluminación Las unidades de iluminación estan basadas en arreglos de pulsed solid-state LED. Algunos de los arreglos de la iluminación se integran dentro del recinto de la cámara fotográfica (tal como las unidades de la placa del camion, la unidad camera/illumination posterior del contenedor, y la unidad del chasis) y otros se empaquetan en unidades separadas de la iluminación (tales como las unidades laterales del contenedor). Los arreglos de LED son activados sobre predefinidos tiempos (cuando el contenedor y el camion se mueven a travez de la instalación) y en diferentes niveles de iluminación (bajo, medio y alto). Ellos ahorran energia en forma eficiente (operan en Modo Pulso ) y son apagados la mayor parte del tiempo. Notaciones simples de Seguridad - Nota sobre conformidad con estándares internacionales: Las unidades de iluminación cumplen con el Standard International IEC , paraclass 1 LED (diodos electroluminosos ) el producto contiene Class 1 LED s. Class 1 LED el producto no plantea ningún peligro al usuario o a ningún otro presente de la persona cerca de la unidad de la iluminación. El uso con la unidad de la iluminación es totalmente seguro y no necesita ninguna precaución específica.

13 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina Pantalla Principal The main display is a window with a predefined arrangement that is displayed on the screen and operates like a console. The user does not need to select any sub-windows (only in installation mode) and thus can see what the system is doing, its status and the recognition results and history. La pantalla principal del sistema esta compuesta por severales sub-windows: System Menu contiene varias opciones que permiten que el usuario seleccione Exhibición de Imagenes- exhibe las imagines recogidas por la camara de los contenedores, camiones y wagon/chassis Ventana de Identificacion- exhibe una presentación grafica de los reconocimientos y el tipo de contenedores Ventana History Log exhibe la historia recente de identificaciones Status exhibe el status del sistemas Un ejemplo de la exhibición se demuestra en la ilustración siguiente. En este ejemplo la imagen lateral de los contenedores y de la identificación del camion se considera en la ventana principal, los tipos del contenedor se demuestran gráficamente sobre las imágenes, la historia de containers/trucks se demuestra en la lista inferior, y el estado de sistema se demuestra en el derecho. Figura 4.4: Pantalla Principal (ejemplo de dos contenedores de 20 pies )

14 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina Mensajes entre Aplicaciones SeeGate se diseña para compartir las identificaciones de container/truck con otros procesos. Esto se puede hacer por la comunicación externa (RS232) o por los mensajes del aplicación-a-aplicación. El último método es puesto en ejecucion por los mensajes de DDE que se envían después de cada ciclo de identificación. Unos o más aplicaciones Cliente pueden interceptar los mensajes del DDE. El proceso del cliente recibe los mensajes y utiliza la información para los varios propósitos. Por ejemplo, si el proceso del cliente es un interfaz de base de datos, insertará cada datos del mensaje en la base de datos. 4.6 SeeData - Networking option Un producto opcional agrega capacidades de establecimiento de una red al sistema de SeeGate. El producto, SeeData, recoge los mensajes locales del DDE y los transmite a travez de la red TCP/IP. Unos o más nodos centrales recuperan los mensajes (que usan TCP/IP) y permiten que un uso "central" del cliente lo procese. Los mensajes son similares a los mensajes locales de la computadora, con un número compensado de la identificación del servidor adicional agregado al número del carril. 4.7 SeeMonitor y SeeService El sistema de SeeGate tiene unas adicionales utilidades operacionales y de redes, ése simplifica la operación de unidades múltiples y se asegura de que el sitio entero está funcionando adecuadamente: SeeMonitor esta utilidad permite para considerar el estado de un serie de unidades de SeeGate, y consigue histogramas y otros gráficos en cada uno de los carriles y cada uno de las cámaras fotográficas. Esto es útil en el tiempo de la instalación y en la fase de la operación. SeeService esta utilidad watch-dog conserva que la aplicación SeeGate funcione siempre y pone al día opcionalmente nuevas versiones de un servidor. SeeCleaner esta utilidad realiza operaciones de mantenimiento doméstica en el directorio de funcionamiento.

15 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina Descripción Funcional Detallada Esta sección describe las funciones del sistema de la identificación del contenedor que identifica las marcas del contenedor de trasnporte de cargas y la placa de la licencia del camion que lo transporta. Observe que Hi-Tech Solutions pueden cambiar estas funciones en los lanzamientos futuros del sistema, y las funciones adicionales se pueden adaptar para los requisitos específicos del cliente. 5.1 Requirimientos Generales A. Uso previsto del sistema: identificación independiente del contenedor y sistema automático de identificación del número del camion (y número opcional de la identificación de Chassis/Wagon). B. Carril Simple soporta unicamente un carril de contenedor unicamente. C. Tipos de Contenedores Todos los standares : 40 pies, 20 pies de frente, 20 pies posterior, doble 20 pies, 45 pies. D. Contenedores Moviles- el sistema se ocupara del reconocimiento durante el movimiento del contenedor, desde una velocidad de 5KM/H hasta una velocidad de 40KM/H. 5.2 GUI (Graphical User Interface) A. Camera View Display- Exhibición de las cameras de video (mire : image handling) B. Event Log - lista de identificaciones (una fila por cada car/frente/posterior contenedor) C. Sensors status - on/off status D. System status - state: installation/idle/capturing/identifying E. Graphic result display Exibicion de la imagen del car/container con su corriente Ids 1. Exhibición Symbolos de Containers/Trucks/Chassis 2. Exhibición resultados de reconocimiento F. Opciones de Seteo - 1.TAB Sheets usando tabs sheets para seleccionar diferentes categorias 2. Seguridad - existen 2 niveles de usuarios para prevenir que un simple operador tenga la posibilidad de realizar cambios G. Referencia de Dialogo de acuerdo a requerimiento

16 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina Operación Logica A. Identificación 1. SeeContainer DLL- extraee secuencia de la marca del contenedor 2. SeeCar DLL - analiza la imagen y retorna un camion reconocido y numero de chassis opcional B. Banco de reconocimiento observa en la historia receiente de todos los identificaciones parciales o validas en orden de maximizar los resultados basados en multiples reconocimientos. 5.4 Tratamiento de la Imagen A. Display camera Dynamic Display exhibe la imagen del contenedor o el camion despues que el sensor fue activado. La imagen se exhibe que es la que fue identificado en cada cámara fotográfica activa B. Configuración 1. Configure Numero de capturas por aplicación 2. Configure SeeCar o SeeGate por camera 5.5 Modo de Instalación A. Video en Vivo - selecciona una de las camaras B. Captura de Imagen - (mire FILE seccion); usado para off-line debug y desarrollo. 5.6 Control del Sensor A. Tipos de Sensores : Auto, Frente, Posterior B. Exhiba el Status del sensor C. Configuración del Sensor 1. NC/NO (normally-connected or normally-open state) 2. Numero de Pin # en el conector paralelo 3. Active Rise or Fall

17 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina File A. LOG File (con Aplicacion Cliente) B. Guardar Images en Archivo a) Image on en todas las camaras activas b) Unicamente en camaras identificadas c) diario/semanal/mensual o directorio singular C. Configuración Guardar despues de realizar cambios 5.8 Comunicación A. Mensajes DDE transmite los resultados de reconocimiento a otras aplicaciones. B. Mensaje de Transmición de Redes- los resultados de reconocimiento pueden ser reportados a otras PCs usando SeeData o NetDDE

18 Información Tecnica del Sistema SeeGate pagina Soporte y mas Información Usted puede contactarnos para recibir más información y ayuda en : Hi-Tech Solutions POBox #133 Migdal-Haemek Israel Internet info@htsol.com Israel...Fax (+972) Israel...Tel (+972) Visite nuestro Home Page ( y descargue las aplicaciones del reconocimiento del demo. Usted puede también descargar una simulación del sistema de SeeGate y de un aplicacion ejemplo del cliente.