專利名稱：信件分揀裝置輸入站的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1和8所述的方法和裝置。
在已知的郵件分揀裝置中，郵件通過(guò)一輸入裝置輸送到機(jī)械式存放區(qū)，在該存放區(qū)內(nèi)郵件以預(yù)定的速度運(yùn)動(dòng)，在存放區(qū)的起始部分通過(guò)掃描儀進(jìn)行光學(xué)掃描。當(dāng)郵件位于存放區(qū)上時(shí)，對(duì)掃描結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的處理，尤其是將其輸送給一閱讀裝置，它對(duì)郵件表面上的地址信息進(jìn)行分析。在郵件離開(kāi)存放區(qū)之前，就應(yīng)得到閱讀裝置的結(jié)果，以便能進(jìn)一步分發(fā)郵件，即提供與分揀信息相應(yīng)的閱讀結(jié)果。在用機(jī)械方法分揀郵件時(shí)，對(duì)郵件表面上的信息進(jìn)行分析存在的一個(gè)問(wèn)題是，對(duì)每秒鐘輸送給存放區(qū)的郵件的數(shù)目應(yīng)這樣來(lái)選定，使得郵件離開(kāi)存放區(qū)之前，已經(jīng)得到了閱讀結(jié)果。從控制技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，上述問(wèn)題可以這樣表述，當(dāng)閱讀裝置給出其結(jié)果時(shí)，存放區(qū)上的閱讀位置，即郵件在存放區(qū)上所處的位置，應(yīng)控制在預(yù)定值x0和xmax之間。
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種方法和適合于實(shí)現(xiàn)該方法的裝置，使用該方法可使郵件在存放區(qū)上的閱讀點(diǎn)x位于預(yù)定值x0和xmax之間。
該任務(wù)可按照本發(fā)明的權(quán)利要求1和8中的技術(shù)特征加以解決。本發(fā)明的其他優(yōu)選實(shí)施方案參見(jiàn)從屬權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)。
本發(fā)明的特征在于，引入一輔助控制電路，用以測(cè)定存放區(qū)上未編碼郵件的數(shù)目y，并通過(guò)一控制器將其反饋，以便產(chǎn)生輸入站的控制參量u。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，通過(guò)一特性曲線控制器將閱讀裝置的閱讀效率z與輔助控制電路的控制參量聯(lián)系起來(lái)。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案中，一自動(dòng)地址閱讀器和/或一視頻編碼裝置用作閱讀裝置。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，使用一雙點(diǎn)控制器將未編碼郵件的數(shù)目y反饋以產(chǎn)生輸入站控制參量。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，特征曲線控制器是非線性的。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。


圖1是地址閱讀器和視頻編碼裝置的原理圖；圖2是控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖3是通過(guò)一輔助控制參量的反饋進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)圖；圖4是存放區(qū)內(nèi)未讀郵件數(shù)目及閱讀位置與輸入站的處理效率的靜態(tài)依附關(guān)系；圖5是帶有地址閱讀器的裝置的整個(gè)控制電路的結(jié)構(gòu)圖；圖6是對(duì)于特定的非線性特性曲線來(lái)說(shuō)閱讀位置和仍在存放區(qū)上的未讀郵件的數(shù)目的靜態(tài)特性曲線；圖7是在一地址閱讀器和視頻編碼器的組合裝置中，整個(gè)控制電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖1是一包括地址閱讀器和視頻編碼器的組合裝置的原理圖。在輸入站10中將郵件逐件分開(kāi)并交給傳送帶，傳送帶通過(guò)該裝置運(yùn)送信件，并構(gòu)成了一個(gè)機(jī)械式郵件存放區(qū)20。在輸入站10后不遠(yuǎn)處郵件表面被掃描儀30光學(xué)掃描，并將其圖像傳送給地址閱讀裝置。當(dāng)閱讀裝置輸出其結(jié)果時(shí)，郵件在存放區(qū)上所處的位置下面一般稱作閱讀位置x。若使用自動(dòng)地址閱讀器，該位置在下文中被稱作OCR處理位置(OOCR)。在閱讀結(jié)果為負(fù)數(shù)時(shí)，即自動(dòng)地址閱讀失敗時(shí)，最好通過(guò)編碼人員進(jìn)行視頻編碼。當(dāng)可能進(jìn)行的視頻編碼處理結(jié)束時(shí)，郵件在存放區(qū)上所處的位置在下文中稱作視頻處理位置(OVCR)。
最好將掃描儀30提供的掃描結(jié)果傳送到圖像存儲(chǔ)器40中，然后再傳送給自動(dòng)地址閱讀器和/或視頻編碼裝置50。閱讀結(jié)果傳給結(jié)果存儲(chǔ)器60，該存儲(chǔ)器將分揀或打印信息傳給圖1中未示出的其他裝置。整個(gè)裝置的控制通過(guò)中央處理器70完成。
為有效驅(qū)動(dòng)圖1所示的裝置，必須盡可能高地調(diào)高輸入站10的效率u和由此決定的處理量，但x，或者說(shuō)OOCR和OVCR，必須位于存放區(qū)末端之前，并且盡可能對(duì)所有郵件均是這樣的。
在對(duì)輸入裝置控制不足時(shí)，一方面，當(dāng)效率u太高時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)閱讀裝置的超負(fù)荷情況，使得閱讀結(jié)果可供利用時(shí)，相應(yīng)的郵件業(yè)已離開(kāi)存放區(qū)。這樣的郵件將不能被分揀。另一方面，當(dāng)輸入站的效率調(diào)得太低時(shí)，閱讀裝置不能充分發(fā)揮其作用。該設(shè)備的總的處理量不必要地受到限制，這時(shí)的閱讀位置x在輸入裝置附近。
與通常的做法不同，本發(fā)明不是通過(guò)利用控制參量，即x或OOCR或OVCR來(lái)確定輸入站的適當(dāng)?shù)男实?，而是引入了輔助控制參量。
下面首先結(jié)合圖1所示裝置的簡(jiǎn)單模型說(shuō)明輔助控制參量的引入，處理量的優(yōu)化和如何避免超出存放區(qū)。
圖2是圖1所示裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖中假定只使用一臺(tái)地址閱讀器，例如它按照FIFO(先進(jìn)先出)原理由圖像存儲(chǔ)器提取待處理的圖像，并將閱讀結(jié)果置于結(jié)果存儲(chǔ)器中，而不管該閱讀成功與否。x或OOCR在連續(xù)近似下滿足微分方程x.(t)=ν-z(t)d(x,t)---(1)]]>OOCR的運(yùn)動(dòng)速度 一方面取決于恒定的傳送速度v；另一方面取決于單位為郵件/秒的地址閱讀器的處理能力除以單位為郵件/米的位于存放區(qū)上的郵件的密度d(x，t)所得的商。
密度d(x，t)滿足微分方程∂d(s,t)∂s=1v∂d(s,t)∂t,---(2)]]>其中s是傳送方向上的位置座標(biāo)，并滿足邊界條件d(O,t)=1v·(t),---(3)]]>其中u(t)表示輸入站的輸出效率，單位為郵件/秒。方程(2)的通解是d(x,t)=1vu(t-x/v)---(4)]]>可通過(guò)代入進(jìn)行簡(jiǎn)單驗(yàn)證。這樣，方程(1)變?yōu)閤.(t)=v-vz(t)u(t-x/v)---(5)]]>由此可得圖2所示的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖x(t)滿足帶有可變延遲時(shí)間75的非線性微分方程，輸入站效率u(t)和地址閱讀器處理能力z(t)為該微分方程的參量，78。由于積分項(xiàng)的存在該系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。
圖5所示控制系統(tǒng)尤其由于可變延遲時(shí)間而很難控制，這是因?yàn)榇嬖诜€(wěn)定問(wèn)題和緩慢的瞬態(tài)響應(yīng)。
圖3表示上述模型的一個(gè)擴(kuò)展。這里將位于存放區(qū)上但尚未得到閱讀結(jié)果的郵件的數(shù)目y考慮在內(nèi)。在下文中y(t)被稱為“未編碼的郵件數(shù)目”。y滿足下列簡(jiǎn)單的線性微分方程y.(t)=u(t)-z(t),]]>即y為輸入站的輸出效率與地址閱讀器的處理效率之差的積分。按照本發(fā)明的方法，確定y(t)的值并通過(guò)控制器80，最好是雙點(diǎn)控制器，反饋至u(t)。只要測(cè)得的存放區(qū)20的y值小于標(biāo)準(zhǔn)值w，雙點(diǎn)控制器80就將輸入站10與最大輸出效率umax聯(lián)系起來(lái)，而一旦y達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)值，就完全停止其輸出。這樣首先具有下述優(yōu)點(diǎn)雙點(diǎn)控制器80對(duì)y的輔助控制電路是時(shí)間優(yōu)化的，即沒(méi)有其他控制器能在更短時(shí)間內(nèi)將輔助控制參量y設(shè)置在預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值w上。同時(shí)該輔助控制電路是穩(wěn)定的，并且由于其低的次數(shù)，能夠抵抗振蕩。該輔助控制電路是精確靜止的，即當(dāng)z(t)和w(t)為時(shí)間常量Zstat和Wstat時(shí)，只要Zstat小于輸入站的最大可允許效率Omax，Ystat＝Wstat。
對(duì)于各種不變的處理效率z(t)來(lái)說(shuō)，根據(jù)未編碼郵件，即輔助控制電路的控制參量的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值w(t)確定閱讀位置x。若未編碼郵件的標(biāo)準(zhǔn)值w為常量，可根據(jù)圖4得到處理效率z(t)。在靜態(tài)情況下x滿足方程xstat=wvzstat,----(7)]]>通過(guò)計(jì)算存放區(qū)上郵件的距離也很容易確定x值。由圖4可知，選擇w為常量并不是令人滿意的，因?yàn)楫?dāng)?shù)刂烽喿x器的處理效率較低時(shí)x上升得太快，而閱讀器處理效率較高時(shí)存放區(qū)幾乎無(wú)法使用。
最好根據(jù)地址閱讀器的現(xiàn)有的處理能力z(t)選擇標(biāo)準(zhǔn)值w。為此，使用一位于地址閱讀器輸出端的測(cè)量電路元件90來(lái)測(cè)量瞬間的處理能力z(t)，同時(shí)以低通特性進(jìn)行平滑，并通過(guò)特性曲線控制器100的非線性特性曲線作為標(biāo)準(zhǔn)值w(t)接入(干擾參量的接入)，參見(jiàn)圖5。因?yàn)殚喿x結(jié)果在時(shí)間上是間斷的，處理能力的測(cè)量只有通過(guò)對(duì)給定時(shí)間或給定數(shù)目的閱讀結(jié)果取平均值才是可能的。例如，可在一編碼結(jié)果出現(xiàn)時(shí)測(cè)定自上一結(jié)果出現(xiàn)的時(shí)間，并求出其倒數(shù)值，作為編碼能力的量度?？紤]多個(gè)編碼結(jié)果時(shí)，就可在測(cè)量中取平均值，即低通效應(yīng)(Tiefpasswirkung)。利用計(jì)數(shù)器，通過(guò)電氣元件的反饋來(lái)確定y的值。例如在閱讀電路給出每個(gè)閱讀結(jié)果時(shí)，由輸入裝置給出提供了多少個(gè)郵件的信號(hào)。這樣，可通過(guò)計(jì)數(shù)確定未編碼郵件的數(shù)目。與圖3一樣通過(guò)雙點(diǎn)控制器80產(chǎn)生一個(gè)對(duì)控制參量u(t)的反饋。通過(guò)適當(dāng)選擇非線性特性曲線100，可得到x與靜態(tài)處理能力的較好的函數(shù)關(guān)系曲線。圖6a定性地給出一個(gè)優(yōu)選的非線性特性曲線，圖6b是根據(jù)方程(7)得出的相應(yīng)的x的變化曲線。可以看出，對(duì)低處理能力z，存放區(qū)的長(zhǎng)度被充分利用，對(duì)中等大小的處理能力，x大約位于存放區(qū)的中間區(qū)域，而對(duì)高處理能力z，x則在輸入站附近。這種控制系統(tǒng)的總處理量接近可實(shí)現(xiàn)的理想的處理量，而同時(shí)減小了超出存放區(qū)的數(shù)目，即減小了離開(kāi)存放區(qū)時(shí)地址閱讀器尚未給出閱讀結(jié)果的郵件的數(shù)目。
圖6c，d定性地給出了另一優(yōu)選的特性曲線。若已知地址閱讀器效率總是處于zmin和zmax之間時(shí)，可以考慮利用整個(gè)存放區(qū)的特性曲線。
除了已經(jīng)給出的特性曲線外，原則上還可考慮其它的形式。當(dāng)考慮圖像存儲(chǔ)器、結(jié)果存儲(chǔ)器等的數(shù)量有限等其他邊界條件時(shí)，這樣一些形式可能是有利的。這里，由于ystat＝wstat，x和y之間的靜態(tài)關(guān)系總是由方程(7)給出，這樣，對(duì)一給定的xstat(zstat)曲線來(lái)說(shuō)，可計(jì)算出產(chǎn)生該曲線的特性曲線w(zstat)。
對(duì)于沒(méi)有地址閱讀器但有視頻編碼器的設(shè)備，可采用上述的方法，只是地址閱讀器的效率z被編碼能力的效率所取代。其他參數(shù)，例如存放區(qū)長(zhǎng)度及圖6中非線性特性曲線的特征點(diǎn)等則與典型的地址測(cè)量需要較長(zhǎng)的時(shí)間相適應(yīng)。
對(duì)于裝有地址閱讀器和視頻編碼器的組合設(shè)備，其中只對(duì)地址閱讀器提供負(fù)結(jié)果的郵件進(jìn)行視頻編碼，也可使用本發(fā)明的方法。在確定輸出效率時(shí)必須既考慮地址閱讀器又考慮視頻編碼裝置。最好按下述方式進(jìn)行1.在存放區(qū)前段適當(dāng)距離處IOCR安置地址閱讀器。采用上述方法來(lái)控制輸入站，通過(guò)適當(dāng)選擇非線性特性曲線保證OOCR處在存放區(qū)相應(yīng)的IOCR內(nèi)。這樣控制算法產(chǎn)生未編碼郵件的標(biāo)準(zhǔn)值WOCR和輸出效率UOCR。
2.視頻編碼區(qū)域的控制使得視頻編碼位置OVCR處于整個(gè)存放區(qū)內(nèi)。這里應(yīng)考慮到，未編碼郵件的數(shù)目y視頻不可能精確確定，因?yàn)椴⒉皇潜仨殞?duì)存放區(qū)上的每個(gè)郵件都進(jìn)行視頻編碼，而且地址閱讀器閱讀的成功與否并不能預(yù)先知道。但可對(duì)y視頻進(jìn)行預(yù)測(cè)，即它是已被地址閱讀器處理但具有負(fù)結(jié)果的郵件數(shù)目與尚未得到地址閱讀器的結(jié)果，但可能得到負(fù)結(jié)果的郵件的數(shù)目相加的和。用公式表示即為y視頻＝nOCR負(fù)＋yOCR·(1－L)(8)其中nOCR負(fù)表示地址閱讀器已給出負(fù)結(jié)果但尚不存在視頻編碼結(jié)果的郵件的數(shù)目，yOCR表示尚沒(méi)有地址閱讀器結(jié)果的郵件的數(shù)目。尚未進(jìn)行OCR處理的郵件yOCR的閱讀速率的預(yù)測(cè)值L，通過(guò)對(duì)已經(jīng)由地址閱讀器處理過(guò)的一定數(shù)量的郵件取平均值來(lái)確定，即為在給定的時(shí)間內(nèi)成功處理的郵件數(shù)nOCR正與處理過(guò)的郵件的總數(shù)n全體的商 考慮到這些特點(diǎn)，視頻編碼區(qū)域的控制產(chǎn)生值w視頻和輸出效率u視頻。
從地址閱讀器和視頻編碼器的控制分別給出輸出效率uOCR和u視頻。因?yàn)檩斎胝局荒軐?shí)現(xiàn)一個(gè)輸出效率，必須從uOCR和u視頻這兩個(gè)值中確定一個(gè)輸出效率u。優(yōu)選的值為u＝min(uOCR，u視頻)。
圖7示出一地址閱讀器和視頻編碼器的組合裝置的整個(gè)控制電路的實(shí)施方案。由圖5全盤照搬的yOCR控制電路的部分用粗線表示。圖7所示的特性曲線控制器100和110應(yīng)該理解為它也包含帶有低通效應(yīng)的測(cè)量電路元件。y視頻的輔助電路中y視頻被反饋，而效率z視頻的實(shí)際值通過(guò)特性曲線控制器110作為標(biāo)準(zhǔn)值w視頻被接入。對(duì)u的反饋通過(guò)控制器120實(shí)現(xiàn)。電路130測(cè)定uOCR和u視頻＝u(t)的最小值。測(cè)得的yOCR值被用于電路140，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)值1－L，由該值并考慮nOCR負(fù)來(lái)確定y視頻。
L(t)表示實(shí)際的閱讀速率。這是nOCR負(fù)增加并不能精確測(cè)量的原因。但這也不是必要的，因?yàn)閚OCR負(fù)與yOCR一樣可由計(jì)數(shù)器直接測(cè)定。L是L的預(yù)測(cè)值，它可根據(jù)方程(9)由原數(shù)值確定，用于尚未進(jìn)行OCR處理的郵件yOCR。
若首先避免未處理的郵件出現(xiàn)在存放區(qū)的末端，選擇u＝min(uOCR，u視頻)尤其具有意義。另一方面，如果首先需要的是大的處理量，而可容忍一定數(shù)量的未加工郵件，可以選擇u＝uOCR＋u視頻/2。在這種情況下必須相應(yīng)地改變電路130。
權(quán)利要求
1.用于控制郵件分揀裝置輸入站(10)的方法，郵件分揀裝置帶有掃描和閱讀裝置(30，50)以及機(jī)械式存放區(qū)(20)，郵件在經(jīng)掃描裝置處理后在存放區(qū)中運(yùn)動(dòng)，對(duì)每個(gè)郵件在存放區(qū)中的閱讀位置x進(jìn)行控制，使x處于給定值x0和xmax之間，其特征在于，在一輔助控制電路中，確定存放區(qū)(20)上未編碼郵件的數(shù)目y，并通過(guò)控制器(80)將y反饋，以產(chǎn)生控制輸入站(10)的控制參量u。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將閱讀裝置(50)的閱讀能力z通過(guò)特性曲線控制器(100)與輔助控制電路的控制參量相聯(lián)系。
3.權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，閱讀裝置(50)是自動(dòng)地址閱讀器或視頻編碼裝置。
4.權(quán)利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，控制器(80)由雙點(diǎn)控制器構(gòu)成。
5.權(quán)利要求1至4中任一所述的方法，其特征在于，特征曲線控制器(100)具有非線性的特性曲線。
6.權(quán)利要求1，2，4，5中任一所述的方法，其特征在于，將一臺(tái)自動(dòng)地址閱讀器和一臺(tái)視頻編碼裝置作為閱讀裝置(50)，并且為自動(dòng)地址閱讀器配備一個(gè)根據(jù)上述權(quán)利要求的輔助控制電路，而為視頻編碼裝置配備另一個(gè)輔助控制電路，使每個(gè)輔助控制電路各產(chǎn)生一個(gè)輸入站(10)的控制參量uOCR和u視頻，并從中確定一個(gè)輸入站的控制參量u。
7.權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，選擇u＝min(uOCR，u視頻)。
8.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的裝置，包括輸入裝置(10)，機(jī)械存放區(qū)(20)，掃描裝置(30)，閱讀裝置(50)，其特征在于，安置有用于確定未編碼郵件數(shù)y及閱讀器效率z的裝置和控制器(80)，并且通過(guò)經(jīng)控制器(80)將y反饋而構(gòu)成控制y的輔助控制電路，以產(chǎn)生輸入站(10)的控制參量。
9.權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，通過(guò)特性曲線控制器(100)將閱讀裝置(50)的閱讀效率z與輔助控制電路的控制參量相聯(lián)系。
10.權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，閱讀裝置(50)采用自動(dòng)地址閱讀器或視頻編碼裝置。
全文摘要
用于控制郵件分揀裝置輸入站的方法，郵件分揀裝置帶有掃描和閱讀裝置以及機(jī)械式存放區(qū)，郵件在經(jīng)掃描裝置處理后在存放區(qū)中運(yùn)動(dòng)，每個(gè)郵件在存放區(qū)中的閱讀位置X被控制，使X處于給定值X
文檔編號(hào)B07C1/02GK1152265SQ95194027
公開(kāi)日1997年6月18日 申請(qǐng)日期1995年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月3日
發(fā)明者鮑里斯·龍曼 申請(qǐng)人:利森蒂亞專利管理有限公司