CN107194302A - 一种面阵式条码扫描装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面阵式条码扫描装置。支撑架架设于传送带两侧；支撑架顶部具有第一层安装架和第二层安装架，第二层安装架位于第一层安装架的下方；设于第一层安装架上的拍照设备为第一类拍照设备，数量至少为2个；设置于第二层安装架上的拍照设备为第二类拍照设备，数量至少为2个；第一类拍照设备和第二类拍照设备的设置位置在垂直于传送带所在平面的方向上无重叠；光电传感器设于传动带的运行起始端，用于检测扫码区域内是否有物体进入；控制器与拍照设备电连接，光电传感器与控制器电连接，控制器用于处理及识别所述图像中的条形码。本发明的扫码装置可针对不同高度的物体顶部的条形码进行自动准确扫描，节省人力与时间。
Description
技术领域
本发明涉及物流设备技术领域，尤其涉及一种面阵式条码扫描装置。
背景技术
随着物联网信息化的发展，快递条码扫描在现代物流发展中已得到广泛应用，其技术同自动识别技术、无线通信技术和数据库技术的集成一体化，是现代物流信息自动获取和实时传输的重要发展方向。条形码是由一组按一定编码规则排列的条、空符号，用以表示一定的字符、数字及符号组成的信息。条码系统是由条码符号设计、制作及扫描阅读组成的自动识别系统。在物流配送过程中，条码扫描可提供最准确和最具成本效益的识别、跟踪和排序功能，大大提高了物流业的质量和效率。快递派送员借助于快递扫描设备的自动数据捕获，能够更快速、更准确地送达包裹。物流机构通常在使用唯一的条形码标识符标识收到的包裹后，可以快速而精确地对邮件分类，然后发往正确的卡车或飞机，在承诺的时间送达目的地。
物流中常用的条码扫描器又称为条码阅读器、条码扫描枪或条形码扫描器、条形码扫描枪或条形码扫描器等。条码扫描器的结构通常包括：光源、接收装置、光电转换部件、译码电路、计算机借口。它是用于读取条码所包含信息的阅读设备，利用光学原理，把条形码的内容解码后通过数据线或无线的方式传输至电脑或其他处理设备上。其中，扫描器的基本工作原理是由光源发出的光线经过光学系统照射到条码符号上面，被反射回来的光经过光学系统成像在光电转换器上，经译码器解释为计算机可以直接接收的数字信号。
在物流行业利用扫描枪扫描包裹面单上的条形码时，采用人工手持扫描枪对物件一对一扫描，该方法由人工找出面单条形码，对于大小不同，尤其高度不同的物件，通过人工扫码的方式繁琐不方便，扫码用时长，增加了工作成本。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种面阵式条码扫描装置，主要目的是提供可自动针对不同高度的物件进行扫码，准确度高，节省工时。
一方面，本发明实施例提供了一种面阵式条码扫描装置，所述装置包括：
支撑架，所述支撑架架设于传送带或工作台两侧，所述传送带用于运送待扫码物体；
所述支撑架的顶部具有第一层安装架和第二层安装架，所述第二层安装架位于所述第一层安装架的下方；所述第一层安装架所在平面、所述第二层安装架所在平面及所述传送带所在平面互相平行；
拍照设备，设置于所述第一层安装架上的拍照设备为第一类拍照设备，所述第一类拍照设备的数量至少为2个；设置于所述第二层安装架上的拍照设备为第二类拍照设备，所述第二类拍照设备的数量至少为2个；所述第一类拍照设备和所述第二类拍照设备的设置位置在垂直于所述传送带所在平面的方向上无重叠；所述拍照设备包括摄像头及摄像头周围的拍照光源，所述摄像头用于采集待扫码物体顶面的图像；
光电传感器，设置于所述传动带的运行起始端，所述光电传感器用于检测扫码区域内是否有物体进入；
控制器，所述控制器与所述拍照设备电连接，所述光电传感器与所述控制器电连接，所述控制器用于处理及识别所述图像中的条形码。
作为优选，所述第一层安装架上至少设置2排摄像头，排与排之间互相平行且间距为20cm-35cm，每一排摄像头的数量至少为2个；所述第一层安装架与所述第二层安装架之间的垂直距离为20cm-35cm。
作为优选，所述第一层安装架上设置3-5排摄像头，排与排之间的间距为15cm-35cm每一排摄像头的数量为3-5个。
作为优选，所述第二层安装架上至少设置2排摄像头，排与排之间互相平行且间距为20cm-35cm，每一排摄像头的数量至少为2个。
作为优选，所述第二层安装架上设置3-4排摄像头，排与排之间互相平行间距为20cm-35cm，每一排摄像头的数量为3-5个。
作为优选，所述摄像头的拍照方向与所述传送带所在平面垂直，所述拍照光源的光束发射方向与所述摄像头的拍照方向一致。
作为优选，所述控制器设于所述传送带的底部；所述光电传感器设于所述传送带运行方向的边缘处。
作为优选，所述第一层安装架上具有互相平行的3-5个横杆，所述第二层安装架上具有互相平行的3-4个横杆，所述摄像头通过螺钉安装在所述横杆上；所述光电传感器与所述扫描装置的起始端边缘的垂直距离为0.5m；所用光电传感器为欧姆龙传感器。
作为优选，所述传送带的速度大于0m/s小于等于2.5m/s；所述第一层安装架与所述传送带所在平面的垂直距离为120cm-140cm；所述第二层安装架与所述传送带所在平面的垂直距离为90cm-120cm；所述第一层安装架上的摄像头用于采集高度为40cm-70cm的待扫码物体顶部的条形码，所述第二层安装架上的摄像头用于采集高度为1cm-40cm的待扫码物体顶部的条形码。
作为优选，所述控制器为可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器包括由酷睿i7处理器和英伟达GTX1060显卡组成的工控一体机，所述工控一体机用于处理图像解析及控制信号；
所述处理器内包括信号控制单元，至少用于接收所述光电传感器发出的信号并控制每个拍照设备的触发时间；
所述处理器内包括图像处理单元，至少用于将多个所述拍摄设备采集的多个图像进行处理以获取完整的条形码图像；
所述处理器内包括条形码识别单元，至少用于识别并显示所述条形码包含的所述待扫码物体的信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明装置设置了两层安装高度不同的摄像头，实现了对不同高度的物体顶部进行扫码；本发明又在每一层设计了合理的摄像头数量及其排列方式，通过各摄像头的视角衔接可全面覆盖待扫码物体顶部区域的条码；采用上述设计方式，实现了高低物体的自动扫码动作，节省工序、人力及时间，且扫码准确度较高。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的面阵式条码扫描装置的立体结构示意图；
图2是本发明实施例1提供的面阵式条码扫描装置的各摄像头扫描区域的立体结构示意图；
图3是本发明实施例1提供的面阵式条码扫描装置第一层安装架与第二层安装架的侧视图；
图4是本发明实施例1提供的面阵式条码扫描装置的俯视图；
图5是本发明实施例1提供的面阵式条码扫描装置第一层安装架的俯视图；
图6是本发明实施例1提供的面阵式条码扫描装置第二层安装架的俯视图。
附图说明：
1.支撑架，101.第一层安装架，102第二层安装架，2.拍照设备，201.摄像头，202.拍照光源，3.光电传感器，4.控制器，5.传送带，6.待扫码物体。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下以较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、技术方案、特征及其功效，详细说明如后。下述说明中的多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例1
如图1-图6所示，一种面阵式条码扫描装置，包括：支撑架1，上述支撑架1架设于传送带5或工作台两侧，上述传送带5用于运送待扫码物体6；上述支撑架1的顶部具有第一层安装架101和第二层安装架102，上述第二层安装架102位于上述第一层安装架101的下方；上述第一层安装架101所在平面、上述第二层安装架102所在平面及上述传送带5所在平面互相平行；拍照设备2，设置于上述第一层安装架101上的拍照设备2为第一类拍照设备，上述第一类拍照设备的数量至少为2个；设置于上述第二层安装架102上的拍照设备2为第二类拍照设备，上述第二类拍照设备的数量至少为2个；上述第一类拍照设备和上述第二类拍照设备的设置位置在垂直于上述传送带所在平面的方向上无重叠；上述拍照设备2包括摄像头201及摄像头周围的拍照光源202，上述摄像头201用于采集待扫码物体6顶面的图像；光电传感器3，设置于上述传动带5的运行起始端，上述光电传感器3用于检测扫码区域内是否有物体进入；控制器4，上述控制器4与上述拍照设备3电连接，上述光电传感器3与上述控制器4电连接，上述控制器4用于处理及识别上述图像中的条形码。
本发明的上述实施例提供的装置设置了两层安装高度不同的摄像头，实现了对不同高度的物体顶部进行扫码；该装置又在每一层设计了合理的摄像头数量及其排列方式，通过各摄像头的视角衔接可全面覆盖待扫码物体顶部区域的条码；采用上述设计方式，实现了高低物体的自动扫码动作，节省工序、人力及时间，且扫码准确度较高。
本发明的扫码装置的原理为：当光电传感器检测到待扫码物体进入扫描区域后，光电传感器向控制器发送信号，控制器接收到信号后启动所有拍照设备开始采集待扫码物体的图像，拍照设备将采集的所有图像发送至控制器，图像经过控制器处理后获得完整条形码，条形码经控制器识别显示出待扫码物体的信息。
作为上述实施例的优选，如图3和图4所示，所述第一层安装架上至少设置2排摄像头，排与排之间互相平行且间距为20cm-35cm，上述间距可以互相相等或不相等；每一排摄像头的数量至少为2个，每一排的摄像头的数量可以相等或不相等；所述第一层安装架与所述第二层安装架之间的垂直距离为20cm-35cm；通过两层安装架的高度差异，可以采集不同高度的物体顶部表面上的条形码。
作为上述实施例的优选，如图5所示，第一层安装架上设置3-5排摄像头，优选为4排，排的数量可根据待扫码物体的宽度或者传送带或工作台的宽度而定，本发明的排数量是根据常规操作工作台的宽度和常规物件宽度而定；本实施例的排与排之间的间距为15cm-35cm，每一排摄像头的数量为3-5个，优选的，间距为20cm。第一层安装架的中间2排各安装了5个摄像头，两边各安装了3个摄像头，第一层安装架上一共安装了16颗摄像头，该16颗摄像头相对位置优选互相错位安装，即互相插空安装，采用该设计是为了尽可能的使该16颗摄像头各自负责采集某一角度或区域的物体图像，有利于采集区域的全面覆盖。
作为上述实施例的优选，如图6所示，第二层安装架上至少设置2排摄像头，排与排之间互相平行且间距为20cm-35cm，每一排摄像头的数量至少为2个；上述间距可相等或不相等，每一排的摄像头的数量可以相等或不相等。
作为上述实施例的优选，如图6所示，第二层安装架上设置3-4排摄像头优选3排，排与排之间互相平行间距为20cm-35cm，每一排摄像头的数量为3-5个，优选的，第二层安装架的中间一排安装3个摄像头，两边排各安装4个摄像头，上述第二层安装架共安装11颗摄像头，上述11颗摄像头优选的错位安装或插空安装，理由与第一安装架的摄像头位置设计思路相同；进一步，第一层安装架的摄像头和第二层安装架的摄像头的安装位置也最好错开一定距离。
作为上述实施例的优选，摄像头的拍照方向与传送带所在平面垂直，拍照光源的光束发射方向与拍照方向一致。
作为上述实施例的优选，控制器设于传送带的底部；控制器设于传送带的底部；光电传感器设于传送带运行方向的边缘处。
作为上述实施例的优选，如图3所示，第一层安装架上具有互相平行的3-5个横杆，第二层安装架上具有互相平行的3-4个横杆，摄像头通过螺钉安装在横杆上；优选的，第一安装架和第二安装架为方形框架，第一安装架的中间焊接了4根横杆，第二安装架的中间焊接了3根横杆，摄像头与横杆的连接方式不限定，可稳固连接即可；光电传感器与述扫描装置的起始端边缘的垂直距离为0.5m；光电传感器为欧姆龙传感器。
作为上述实施例的优选，传送带的速度大于0m/s小于等于2.5m/s；第一层安装架与传送带所在平面的垂直距离为120cm-140cm；第二层安装架与传送带所在平面的垂直距离为90cm-120cm；第一层安装架上的摄像头用于采集高度为40cm-70cm的待扫码物体顶部的条形码，第二层安装架上的摄像头用于采集高度为1cm-40cm的待扫码物体顶部的条形码。
作为上述实施例的优选，控制器为可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器包括由酷睿i7处理器和英伟达GTX1060显卡组成的工控一体机，工控一体机用于处理图像解析及控制信号；处理器内包括信号控制单元，至少用于接收光电传感器发出的信号并控制每个拍照设备的触发时间；处理器内包括图像处理单元，至少用于将多个拍摄设备采集的多个图像进行处理以获取完整的条形码图像；处理器内包括条形码识别单元，至少用于识别并显示条形码包含的待扫码物体的信息；具体的，多个摄像头采集图像并发输送到工控机上，工控机并发处理所有的图像数据进行计算，选取最合适的条码进行计算，并且和PLC进行交互过滤重复条码，上报正确的唯一条码。
本发明的面阵式条码扫描装置中，控制器内至少设置有处理单元与识别单元，上述单元模块内均含有计算机程序，通过该程序执行命令，上述各单元的逻辑算法属于现有技术，上述控制器、光电传感器、摄像头均可从专业公司购买。
本发明装置设置了两层安装高度不同的摄像头，实现了对不同高度的物体顶部进行扫码；本发明又在每一层设计了合理的摄像头数量及其排列方式，通过各摄像头的视角衔接可全面覆盖待扫码物体顶部区域的条码；采用上述设计方式，实现了高低物体的自动扫码动作，节省工序、人力及时间，且扫码准确度较高。
本实施例未尽之处，本领域技术人员均可根据需要从现有技术中选用。
以上公开的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种面阵式条码扫描装置，其特征在于，所述装置包括：
支撑架，所述支撑架架设于传送带或工作台两侧，所述传送带用于运送待扫码物体；
所述支撑架的顶部具有第一层安装架和第二层安装架，所述第二层安装架位于所述第一层安装架的下方；所述第一层安装架所在平面、所述第二层安装架所在平面及所述传送带所在平面互相平行；
拍照设备，设置于所述第一层安装架上的拍照设备为第一类拍照设备，所述第一类拍照设备的数量至少为2个；设置于所述第二层安装架上的拍照设备为第二类拍照设备，所述第二类拍照设备的数量至少为2个；所述第一类拍照设备和所述第二类拍照设备的设置位置在垂直于所述传送带所在平面的方向上无重叠；所述拍照设备包括摄像头及摄像头周围的拍照光源，所述摄像头用于采集待扫码物体顶面的图像；
光电传感器，设置于所述传动带的运行起始端，所述光电传感器用于检测扫码区域内是否有物体进入；
控制器，所述控制器与所述拍照设备电连接，所述光电传感器与所述控制器电连接，所述控制器用于处理及识别所述图像中的条形码。
2.根据权利要求1所述的一种面阵式条码扫描装置，其特征在于，所述第一层安装架上至少设置2排摄像头，排与排之间互相平行且间距为20cm-35cm，每一排摄像头的数量至少为2个；所述第一层安装架与所述第二层安装架之间的垂直距离为20cm-35cm。
3.根据权利要求2所述的一种面阵式条码扫描装置，其特征在于，所述第一层安装架上设置3-5排摄像头，排与排之间的间距为15cm-35cm每一排摄像头的数量为3-5个。
4.根据权利要求1所述的一种面阵式条码扫描装置，其特征在于，所述第二层安装架上至少设置2排摄像头，排与排之间互相平行且间距为20cm-35cm，每一排摄像头的数量至少为2个。
5.根据权利要求4所述的一种面阵式条码扫描装置，其特征在于，所述第二层安装架上设置3-4排摄像头，排与排之间互相平行间距为20cm-35cm，每一排摄像头的数量为3-5个。
6.根据权利要求1所述的一种面阵式条码扫描装置，其特征在于，所述摄像头的拍照方向与所述传送带所在平面垂直，所述拍照光源的光束发射方向与所述摄像头的拍照方向一致。
7.根据权利要求1所述的一种面阵式条码扫描装置，其特征在于，所述控制器设于所述传送带的底部；所述光电传感器设于所述传送带运行方向的边缘处。
8.根据权利要求1所述的一种面阵式条码扫描装置，其特征在于，所述第一层安装架上具有互相平行的3-5个横杆，所述第二层安装架上具有互相平行的3-4个横杆，所述摄像头通过螺钉安装在所述横杆上；所述光电传感器与所述扫描装置的起始端边缘的垂直距离为0.5m；所用光电传感器为欧姆龙传感器。
9.根据权利要求1所述的一种面阵式条码扫描装置，其特征在于，所述传送带的速度大于0m/s小于等于2.5m/s；所述第一层安装架与所述传送带所在平面的垂直距离为120cm-140cm；所述第二层安装架与所述传送带所在平面的垂直距离为90cm-120cm；所述第一层安装架上的摄像头用于采集高度为40cm-70cm的待扫码物体顶部的条形码，所述第二层安装架上的摄像头用于采集高度为1cm-40cm的待扫码物体顶部的条形码。
10.根据权利要求1所述的一种面阵式条码扫描装置，其特征在于，所述控制器为可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器包括由酷睿i7处理器和英伟达GTX1060显卡组成的工控一体机，所述工控一体机用于处理图像解析及控制信号；
所述处理器内包括信号控制单元，至少用于接收所述光电传感器发出的信号并控制每个拍照设备的触发时间；
所述处理器内包括图像处理单元，至少用于将多个所述拍摄设备采集的多个图像进行处理以获取完整的条形码图像；
所述处理器内包括条形码识别单元，至少用于识别并显示所述条形码包含的所述待扫码物体的信息。
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