CN108604285A - 编码信息读取器 - Google Patents

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CN108604285A CN201580085801.5A CN201580085801A CN108604285A CN 108604285 A CN108604285 A CN 108604285A CN 201580085801 A CN201580085801 A CN 201580085801A CN 108604285 A CN108604285 A CN 108604285A
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Abstract

本申请公开用于从物体读取编码信息(6)的编码信息读取器(1)，其包括具有第一分辨率、第一帧率和第一视场(18)的第一摄像机组件(10)与具有第二分辨率、第二帧率和第二视场(28)的第二摄像机组件(20)，其中第一分辨率比第二分辨率低，并且第一帧率比第二帧率高。第一摄像机组件(10)被配置为获得帧并且处理获得的帧以执行：‑物体存在检测；‑确定第一摄像机组件(10)和第二摄像机组件(20)二者的操作参数；‑编码信息解码；在所述编码信息解码失败的情况下，触发第二摄像机组件(20)以获得帧并且处理获得的帧以用设定为如由第一摄像机组件(10)为第二摄像机组件(20)确定的操作参数执行编码信息解码。

Description

编码信息读取器
技术领域
本发明涉及编码信息读取器。
本发明还涉及用于读取编码信息的方法。
背景技术
在本说明书和权利要求中，表述“编码信息”用于指示包括于代码(优选地为光代码)中的信息。术语“代码”用于指示具有存储所述编码信息的功能的任何图示。表述“光代码”包括图示，其在可见光场内为可检测的，并且优选地在红外和紫外之间包括的波长范围内为可检测的。
光代码的具体示例由线性码或二维码组成，其中通过具有预定形状(例如正方形、矩形或六边形)的由透明元素(空隙，通常为白色)隔开的深色(通常为黑色)的元素的合适组合来编码信息，该组合诸如条形码、堆叠码、通常的二维码、色码等等。更一般地说，术语光代码进一步地还包括具有信息编码功能的其他图形模式，包括透明印刷字符(字母、数字等等)和特殊图案(诸如戳记、标志、签名、指纹等等)
例如，编码信息可以涉及物体的距离、体积、总尺寸或识别数据。
编码信息读取器为各种类型的；它们可以基于激光技术或成像技术。
此外，编码信息读取器可以旨在供手持使用(便携式读取器)，或者固定地位于预定位置中(固定位置读取器)。固定位置读取器继而分类为柜台上读取器和柜台中读取器，前者为通常位于表面顶部上的那些，该表面通常为收银台表面，后者一般集成于收银台中并且被取向为使得其读取场从收银台表面朝向用户或操作者投射。
由于用户抓住待识别的物体(通常为任何类型的货物或文件)，并且朝向终端读取面移动她的/他的手，从而向柜台上读取器“呈现”待读取的物体，所以柜台上读取器有时也被称为“呈现扫描仪”。
柜台中读取器有时也被称为“平板扫描仪”，因为读取窗口与柜台表面齐平，或在读取窗口位于面向操作者的大体上竖直的平面中时被称为“竖直扫描仪”，或者在同时存在两种配置——平板和竖直时被称为“双光扫描仪”。
US 7 533 819公开了一种用于具有外壳和窗口的基于成像的条形码读取器的成像系统。该成像系统包括具有第一摄像机组件和第二摄像机组件的双摄像机组件，第一摄像机组件具有第一视场，第二摄像机组件具有第二视场。第一视场和第二视场在离开窗口时重叠，并且在外壳之外大体上全等。第一摄像机组件包括使用全局快门像素读出结构的2D传感器阵列，诸如具有大约640×480像素的阵列大小的VGA传感器。第二摄像机组件包括适于提供2D目标条形码的高分辨率成像的2D百万像素传感器阵列，其具有大约1280×1024像素的阵列大小并且使用滚动快门像素读出结构。在操作中，连续操作第一摄像机。如果成像和解码系统检测到无法读取的2D条形码，则关闭第一摄像机模块并且激活第二摄像机模块直到成功将2D条形码成像并解码为止。
US 2003/0016297公开了一种图像感测设备，其包括生成物体图像信号的单个传感器。在操作中，以低分辨率感测印刷品上的条形码；微型计算机基于来自传感器的低分辨率图像信号执行曝光调整和聚焦调整；在完成调整之后，将分辨率从低分辨率向高分辨率切换，并且在向条形码读取器主体输入条形码图像中将该图像解码。在完成解码之后，将分辨率从高分辨率切换回低分辨率。将来自传感器的帧图像的图像信号的读取时间提前设定为固定帧读取时间，并且不管分辨率如何，每个帧读取时间读取一张图像。
本申请人观察到US 7 533 819的成像系统无法实现有效地利用双摄像机组件。实际上，独立地操作两台摄像机，使得每台摄像机需要时间来调整摄像机增益、曝光时间和/或照度以及解码时间。换句话说，每台摄像机的视场的仅一部分用于解码，使得存在光代码飞出摄像机视场而还未进行解码的风险。此外，在US 7 533 819的成像系统中需要不同的传感器来检测物体存在。
如上所述，US 2003/0016297教导基于来自传感器的低分辨率图像信号调整曝光和聚焦；并且在完成调整之后将分辨率从低分辨率向高分辨率切换，以便基于来自传感器的高分辨率图像信号解码条形码的图像。本申请人注意到，在利用单个传感器的该解决方案中，由于将分辨率从低分辨率向高分辨率切换需要时间，所以存在时间浪费。此外，因为不管分辨率如何，帧读取时间是相同的，所以未能利用低分辨率操作的速度能力。此外，因为使用单个传感器，低分辨率和高分辨率读取期间条形码穿过的视场是相同的，使得传感器的视场的仅一部分用于基于高分辨率图像信号进行解码。
因此，本申请人面临提供改进的编码信息读取器的技术问题。
具体地，本申请人面临提供就读取器响应性(按照解码的平均时间和成功解码的平均数量表示)而言保证改进的性能同时保持高分辨率能力的编码信息读取器的技术问题。
发明内容
本申请人发现，上述技术问题可以通过使用两台摄像机来解决：一台低分辨率摄像机和一台高分辨率摄像机，其中低分辨率摄像机为更快的，因为其具有比高分辨率摄像机高的帧率，并且利用该低分辨率摄像机以便快速检测物体存在、调整两台摄像机的增益/曝光时间/照度值、尝试解码以及在未能成功解码的情况下触发高分辨率摄像机用于解码。这有利地实现利用低分辨率(快速)摄像机快速执行两台摄像机执行解码所需的所有操作，使得在必要时，有效地利用高分辨率摄像机仅用于解码操作(在不浪费时间执行所述操作的情况下)。这基于本申请人的理解，考虑到对于两台摄像机而言环境光条件大体上相同，也可以有效地利用快速、低分辨率摄像机确定高分辨率摄像机的操作参数(整个来说，在百分之一秒中操作)，并且可以设定合适的校准程序(其可以在制造阶段或读取器的初始安装阶段中执行)(考虑到高分辨率摄像机相对于快速、低分辨率摄像机的特性)，用于从由快速、低分辨率摄像机确定的操作参数推导高分辨率摄像机的操作参数。
因此，在第一方面，本发明涉及用于读取来自物体的编码信息的编码信息读取器，其包括：
-第一摄像机组件，其具有第一分辨率、第一帧率和第一视场；
-第二摄像机组件，其具有第二分辨率、第二帧率和第二视场，第一分辨率比第二分辨率低，并且第一帧率比第二帧率高，
其中所述第一摄像机组件被配置为获得帧并且处理获得的帧以执行：
-检测物体存在，
-确定第一摄像机组件和第二摄像机组件二者的操作参数，
-编码信息解码，
在所述编码信息解码失败的情况下，触发第二摄像机组件获得帧并且处理获得的帧，以用设定为由第一摄像机组件为第二摄像机组件确定的操作参数执行编码信息解码。
因此，在第二方面，本发明涉及用于从物体读取编码信息的方法，其包括以下步骤：
a)用第一摄像机组件以第一分辨率和第一帧率获得第一帧；
b)处理获得的第一帧以便执行以下步骤：
b1)检测物体存在，并且在检测到物体存在的情况下：
b2)确定第一摄像机组件和第二摄像机组件的操作参数，以及
b3)解码编码信息，
c)在编码信息解码的步骤b3)失败的情况下，如步骤b2)中确定的设定第二摄像机组件的操作参数，并且触发第二摄像机组件以第二分辨率和第二帧率获得第二帧，第一分辨率比第二分辨率低，并且第一帧率比第二帧率高；
d)处理步骤c)中获得的第二帧以便执行编码信息解码。
在前述方面中的至少一个中，本发明可以具有下面的优选特性中的至少一个。
优选地，操作参数为下列操作参数中的至少一个：增益、曝光时间和照度级。
优选地，第一摄像机组件的操作参数通过分析由第一摄像机组件获得的帧的像素来确定，该像素覆盖所述第一视场。
优选地，第二摄像机组件的操作参数通过分析由第一摄像机组件获得的帧的像素来确定，该像素覆盖所述第二视场。
优选地，第一视场和第二视场至少部分重叠。
优选地，第一视场包括在40°和70°之间。
优选地，第二视场包括在40°和60°之间。
在一个优选的实施例中，第二视场比第一视场小。
优选地，第二视场的主要部分或大体上整个第二视场包括在第一视场内。
优选地，第一视场和第二视场之间的比包括在1和1.5之间。
根据另一实施例，第一视场和第二视场大体上相同并且大体上重叠。
优选地，第一摄像机组件和第二摄像机组件分别具有彼此不同的第一成像传感器和第二成像传感器。
优选地，第一摄像机组件和第二摄像机组件的增益和/或曝光时间分别为第一成像传感器和第二成像传感器的增益和/或曝光时间。
优选地，第一成像传感器和第二成像传感器为2D传感器。
优选地，第一成像传感器为VGA或WVGA全局快门传感器。
优选地，第二成像传感器为百万像素成像传感器。
优选地，第一分辨率为VGA传感器的分辨率(即，高达640×480像素)或WVGA全局快门传感器的分辨率(即高达800×480像素)。
优选地，第二分辨率为百万像素成像传感器或更高分辨率成像传感器的分辨率。更优选地，第二分辨率表示至少等于1024×768(XVGA传感器)的分辨率，更优选地至少等于1280×1024像素的分辨率。
优选地，第一帧率至少等于100fps。
优选地，第二帧率低于100fps。
在一个优选的实施例中，第一摄像机组件被配置为执行下列操作中的至少一个操作：定位编码信息位置和确定编码信息速度。
优选地，第二摄像机组件被配置为通过使用由第一摄像机组件定位的编码信息位置并且/或者通过使用由第一摄像机组件确定的编码信息速度执行编码信息解码。
优选地，物体相对于编码信息读取器移动。
优选地，编码信息读取器为固定位置读取器。
优选地，所述第一摄像机组件被配置为在物体进入或接近第二摄像机组件的第二视场时(如果编码信息位置由第一摄像机组件进行定位)或者在自物体存在检测以来经过预定的时间段之后触发第二摄像机组件。优选地，所述第一摄像机组件被配置为在首先满足所述条件中的一个时触发第二摄像机组件。
优选地，在编码信息读取器的待用条件下，第一摄像机组件被配置为通过在第一阶段中定期检查物体存在来执行物体存在检测，其中以低于所述第一分辨率的分辨率和高于所述第一帧率的帧率使用第一摄像机组件，并且在所述第一阶段中检测到物体的情况下，切换至第二阶段，其中通过使用以所述第一分辨率和所述第一帧率设定的第一摄像机组件验证物体存在检测。这有利地实现优化执行物体存在检测所需的时间。
优选地，第一摄像机组件被配置为在所述第一阶段中检测到物体存在之后开始确定操作参数和编码信息解码。
优选地，第二摄像机组件以其不执行帧获得而是“准备获得”直到被第一摄像机组件触发为止的状态起动。
优选地，第一摄像机组件包括红外照明器和远红外照明器中的至少一个。
优选地，所述物体存在检测通过使用红外照明器和远红外照明器中的所述至少一个执行。
优选地，在物体存在检测的第一阶段中，以闪光模式打开红外照明器和远红外照明器中的所述至少一个。这有利地实现优化功耗并且减小图像中的模糊。
优选地，在物体存在检测的第二阶段中，红外照明器和远红外照明器中的所述至少一个持续保持打开。
编码信息读取器优选地包括至少一个可见光照明器。
优选地，确定操作参数、定位编码信息位置和确定编码信息速度中的所述操作中的至少一个用所述可见光照明器执行。
优选地，第一摄像机组件和第二摄像机组件的照度级为所述至少一个可见光照明器的照度级。
优选地，在编码信息解码未能由第二摄像机组件成功执行的情况下，编码信息读取器被配置为用第一摄像机组件和第二摄像机组件二者获得帧，并且一起处理获得的帧以便确定编码信息的距离，并且仅在确定的距离达到确定的值时基于由第二摄像机组件获得的帧执行编码信息解码。
附图说明
通过仅作为非限制性示例提供的本发明的一些示例实施例的以下详细描述，本发明的进一步的特性和优点将变得明显，所述描述参考附图做出，在附图中：
图1示意地示出根据本发明的一种编码信息读取器；
图2示意地示出根据图1的编码信息读取器的一个实施例的第一视场和第二视场；
图3示意地示出图1的编码信息读取器的一个实施例；
图4示出描述图3的编码信息读取器的操作的一个示例的流程图；
图5示意地示出图3的编码信息读取器的部件在图4的操作期间的相互作用；
图6示意地示出高分辨率解码的响应时间的三个示例。
具体实施方式
图1示出根据本发明的编码信息读取器1，其包括具有透明窗口(未示出)的外壳5。外壳5容纳第一摄像机组件10、第二摄像机组件20、扬声器2、照明装置3和用户界面4。
优选地，编码信息读取器1为固定位置读取器，其旨在固定地位于预定位置中。更优选地，编码信息读取器1为呈现扫描仪。具有待由读取器1读取的编码信息6(图6所示)的物体(未示出)由用户(例如收银员)抓住，并且朝向终端读取面(对应于透明窗口)移动。
第一摄像机组件10和第二摄像机组件20各自包括成像传感器、处理单元、照明系统和光学系统(光学透镜和/或镜面)。两个摄像机组件10、20的成像传感器为不同的和分离的，而处理单元、照明系统和光学系统可以为全部分离的或者至少部分共享的。
例如，在图3所示实施例中，两个摄像机组件10、20具有分离的成像传感器、照明系统和光学系统以及共有的处理单元。具体地，第一摄像机组件10和第二摄像机组件20分别包括第一成像传感器12和第二成像传感器22、第一照明系统14和第二照明系统24、第一光学系统16和第二光学系统26以及单个共享的处理单元30。
第一成像传感器12和第二成像传感器22为具有以行和列布置的像素的2D传感器阵列。
第一成像传感器12和第二成像传感器22分别具有第一(低)分辨率和高于第一分辨率的第二(高)分辨率。
第一成像传感器12和第二成像传感器22分别具有第一帧率和低于第一帧率的第二帧率。
第一成像传感器12优选地为全局快门传感器。例如，第一成像传感器12为具有640×480像素的分辨率的视频图形阵列(VGA)传感器。例如，第一成像传感器12的第一帧率等于100fps或120fps(帧每秒)。
第二成像传感器22优选地为例如具有1280×1024像素的分辨率的全局快门百万像素阵列传感器。例如，第二成像传感器12的第二帧率等于45fps或60fps(帧每秒)。百万像素阵列传感器可以为例如电荷耦合装置(CCD)或互补式氧化物半导体(CMOS)。
第一光学系统16和第二光学系统26各自包括分别适于限定第一视场18和第二视场28(图2所示)的合适的光学透镜和/或镜面(未示出)。第一视场18和第二视场28大体上具有锥形形状。在第一视场18和第二视场28内运送中的物体的帧分别由第一成像传感器12和第二成像传感器22获得。
在图2和图6c所示的优选的实施例中，第二视场28比第一视场18小，并且大体上包括在第一视场18内。具体地，当退出外壳5的透明窗口时，第二视场28的主要部分(或优选地几乎全部)在第一视场18内。此外，如图2和图6c所示，第二视场28的光轴28’大体上平行于第一视场18的光轴18’并且接近第一视场18的光轴18’或与其重合，使得第二视场28几乎在第一视场18中心。例如，第二视场28可以等于50°或40°。例如，第一视场18可以比第二视场28大20％。
根据另一实施例(图6b所示)，第二视场28和第一视场18具有大体上相同的大小，并且在退出外壳5的透明窗口时完全或以主要部分重叠。
图2、图6c和图6b的实施例有利地使条形码读取器1能够从从任何方向进入视场18、28的物体读取编码信息6。
第一照明系统14包括红外照明器13和可见光照明器15。
作为替代或者除红外照明器13之外，第一照明系统14可以包括对应于太阳光谱的O2空洞的远红外照明器(未示出)，这是为了即使编码信息读取器1被放置在窗口的正面中的位置从而接收太阳光辐射也改进物体检测性能。
第二照明系统24包括可见光照明器25。第二照明系统24的可见光照明器25优选地与第一照明系统14的可见光照明器15相同。在图3中，它们被示出为不同的。
处理单元30包括处理器32和存储器34。处理单元30还可以包括一个或更多个合适的滤波器和/或模数转换器和/或放大器电路(未示出)。在一个实施例中，一个或更多个滤波器、模数转换器和放大器电路中的至少一部分为第一成像传感器12和第二成像传感器22的一部分。
第一成像传感器12和第二成像传感器22与用于调整第一成像传感器12和第二成像传感器22的曝光时间以及放大器电路的增益的控制电路(未示出)相关联。控制电路可以为成像传感器和/或处理单元30的一部分。
处理单元30具有双摄像机接口(即，两个数据链路)以从第一成像传感器12和第二成像传感器22下载帧。在一个替代性的实施例(未示出)中，处理单元30可以具有带有多路复用器的单个数据链路。
如图5所示意地示出的，在编码信息读取器1中，第一摄像机组件10被配置为提供以下功能：
-通过使用红外和/或远红外照明器13(框501)并通过从第一成像传感器12获得帧(框502、503)来检测物体存在，并且在检测到物体存在的情况下：
-打开可见光照明器15(框506)并且关闭红外和/或远红外照明器13；
-从第一成像传感器12获得帧，用于确定第一摄像机组件10以及第二摄像机组件20的操作参数，并且试图解码编码信息6(框502、503)；
-以及，在失败的情况下：
·激活第二摄像机组件20，其执行编码信息解码，其中可见光照明器25打开并且用设定为如第一摄像机组件10确定的操作参数(框504、505、506)执行编码信息解码。
在通过第一摄像机组件10或第二摄像机组件20成功解码编码信息(框507)的情况下，读取器1经由扬声器2和照明装置3输出绿点和哔哔声，并且重置操作(框508)。
在下文中，将参考图4的流程图以及图2和图3的实施例更加详细地说明编码信息读取器1的操作。
在读取器1的待用模式(图4的框401)中，第二成像传感器22为停用的(即，在不获得帧但是准备获得帧的情况下接通电源)，而第一成像传感器为启用的以获得帧并且向控制单元30发送帧以基于获得的帧执行物体存在检测。红外照明器和/或远红外照明器13正在工作，并且一个或更多个可见光照明器15、25被关闭。第一成像传感器12优选地是合并的(binned)以便以相对于所述第一分辨率更低的分辨率和更快的速度使用第一成像传感器12。在合并(binning)的情况下典型值可以为180fps下的QVGA(320×240像素)，或者在合并的情况下为360fps下的QQVGA(160×120像素)。
此外，在闪光模式中，仅在短时间内将红外照明器和/或远红外照明器13打开。这有利地实现节省功耗。此外，使用红外照明器和/或远红外照明器13有利地实现在用户没有意识到的情况下并且因此在不打扰他/她的情况下执行物体存在检测。
读取器1以物体存在检测的该第一阶段(框401)操作直到在框402处控制单元30检测到合并的所获得的帧中亮度的一些显著变化为止。在这种情况下，编码信息读取器1进入物体存在检测的第二阶段(框403)。
在该第二阶段中，控制单元30使用来自第一阶段中获得的合并帧(通常2帧)的信息设定第一摄像机组件20的操作参数。此后，借助于以这种方式设定的操作参数，第一成像传感器12以其全分辨率(即所述第一分辨率)获得帧，并且向控制单元30发送帧以基于因此获得的帧(通常为1帧)验证物体存在检测，并且与此同时做出编码信息解码的第一次尝试。在该第二阶段中，红外照明器和/或远红外照明器13继续保持打开。该第二阶段的目的是更深入地评估进入第一摄像机组件10的第一视场18中的移动物体的存在并且与此同时做出解码的第一次尝试。在框404处，检查到成功进行物体存在检测和编码信息解码。如果二者均成功进行，则读取器1经由框411返回框401，在框411中输出解码的结果(例如通过扬声器2、照明装置3和/或用户界面4)。如果检测到移动物体的存在(在未能成功解码编码信息的情况下)，读取器1转到框405。另一方面，如果没有检测到移动物体，则读取器1执行框403的第二阶段持续预定时间；此后其返回框401。
观察到，将物体存在检测分为框401的所述第一阶段和框403的所述第二阶段有利地实现优化物体存在检测操作所需的处理时间和功耗。此外，框403的第二阶段实现改进物体存在检测的效率，从而避免在视场18中实际上不存在移动物体(或编码信息6)时错误地打开可见光(并且因此分散顾客的注意力)。
在框405处，红外照明器和/或远红外照明器13被关闭，并且第一摄像机组件的可见光照明器15被打开。此外，第一成像传感器12获得帧并且将其发送到控制单元30以便同时：
-试图解码编码信息6(根据现有技术已知的算法)，
-分析第一成像传感器12的覆盖第一摄像机组件10的第一视场18的像素以便确定第一摄像机组件10的操作参数，
-分析第一成像传感器12的覆盖第二摄像机组件20的第二视场28的像素以便确定第二摄像机组件20的操作参数。
操作参数为：放大器电路的增益、第一成像传感器12或第二成像传感器22的曝光时间、物体照度级或它们的任何组合。物体照度级涉及可见光照明器15/25的状态(开/关)和其照明程度。根据环境光照条件，保持可见光照明器15、25关闭(例如，如果物体已经被适当的照明器照亮，诸如在移动电话的屏幕显示待读取的编码信息6的情况下)或适当地调整照明器的照度级可以为合适的。
在框405处，第二摄像机组件20的操作参数具体地通过以下操作获得：
-分析第一成像传感器12的覆盖第二摄像机组件20的第二视场28的像素，以便确定操作参数的中间值，以及
-通过使用合适的转化参数从确定的中间值推导第二摄像机组件20的操作参数的实际值，该转化参数可以由于可以在读取器1的制造时期或初始安装阶段中执行的合适的校准程序而建立。
优选地，在框405处，控制单元30还试图根据本领域技术人员的技术定位编码信息位置和/或编码信息速度。
在框406处，检查是否成功地尝试编码信息解码。如果编码信息6被解码，则读取器1经由框411返回框401，在框411中解码的结果被输出。另一方面，如果没有解码编码信息6，则读取器1在框405处进行编码信息解码的尝试直到满足以下条件中的第一个为止：从物体检测以来经过预定时间或编码信息位置接近(或进入)第二摄像机组件20的视场28(该后一个条件仅在框405处编码信息位置被定位时使用)。此后，在框407处，控制单元30激活第二成像传感器22以获得帧，其中第二成像传感器22的操作参数设定为在框405处所确定的。与此同时，第一成像传感器12停止获得帧。此外，控制单元30处理由第二成像传感器22获得的帧以解码编码信息6。
当已经在框405处确定编码信息位置和/或编码信息速度时，控制单元30将使用该信息以便将编码信息位置快速地定位到由第二成像传感器22获得的第一帧中并且仅分析所述帧的小部分。
在框408处，检查是否成功地基于由第二成像传感器22获得的帧执行编码信息解码。如果编码信息被解码，则读取器1经由框411返回框401。另一方面，如果没有解码编码信息6，则读取器1在框407处进行编码信息解码的尝试持续预定时间。此后，在框409处，控制单元30激活第一成像传感器12和第二成像传感器22二者以获得帧并且执行三角测量计算(如果需要的话在获得期间投射聚光图案)以便估计编码信息6的距离(和分辨率的原始估计)。如果控制单元30发现编码信息6的距离和分辨率对于基于来自第二(高分辨率)成像传感器22的帧进行解码太具挑战性，那么读取器1将停留在该中间模式，其中处理来自成像传感器12、22二者的帧以便估计编码信息6的距离。一旦所述距离不那么具有挑战性，则控制单元30试图基于仅从第二(高分辨率)成像传感器22获得的帧解码编码信息6。
在框410处，检查是否成功进行编码信息解码。如果编码信息6被解码，则读取器1经由框411返回框401。另一方面，如果没有解码编码信息6，则读取器1在框409处进行编码信息解码的尝试持续预定时间。此后，读取器1直接返回框401。
如图2所示意地示出的，对于任何特定的编码信息移动速度，读取器1可以保证距锥形视场的顶点的特定的最小距离(后文所谓的“保证距离”dg)上的解码能力。对于小于保证距离dg的距离，读取器1无法保证解码能力。读取器1越具有反应性，(即，读取器在解码编码信息6时越快)，保证距离dg越短。
本申请人估计了两个不同读取器的保证距离dg，将保证距离dg视为距锥形视场的顶点的距离，对于特定的编码信息移动速度，在该距离处编码信息6在高分辨率编码信息解码开始之时到达第二视场28的光轴28’。
出于比较的目的，本申请人通过使用以下公式基于单个(高分辨率)摄像机估计读取器的保证距离dg：
dg＝MV*((Npre/FRpre)+((Ndec-1)/FRdec))/(tangent(FOVHR/2))
其中：
MV＝编码信息移动速度
FOVHR＝高分辨率摄像机的视场
Npre＝为执行物体存在检测和操作参数优化所需要的帧
Ndec＝为执行编码信息解码所需要的帧(考虑已经进行优化的操作参数)
FRpre＝物体存在检测和操作参数优化期间使用的帧率
FRdec＝编码信息解码期间使用的帧率
本申请人还通过使用以下公式估计了根据本发明使用第一(低分辨率并且快速)摄像机组件10和第二(高分辨率)摄像机组件20二者制定的读取器的保证距离dg：
dg＝MV*((Npre/FRpre)+((Ndec-1)/FRdec))/(tangent(FOVFC/2))
其中FOVFC为第一(快速)摄像机组件10的视场18的第一提交。
下面的表1和表2示出通过对三种以下情况使用上述公式获得的dg的值：
情况1：读取器具有单个HR摄像机(帧率为45fps的具有1280×1024像素的阵列大小的百万像素传感器)来以全分辨率进行编码信息解码，并且通过使用以VGA分辨率进行合并的HR摄像机以更低的分辨率(640×480像素)和更高的帧率(60fps)执行物体存在检测和操作参数优化；
情况2：根据本发明的读取器，其中第一视场18和第二视场28为大体上相同的并且重叠(FOCFC＝FOVHR)；
情况3：根据本发明的读取器，其中第一视场18比第二视场28大20％(FOCFC＝1.2*FOVHR)。
表1的dg值已经使用以下值进行计算：
FOVHR＝50°；Npre＝5(2用于物体存在检测，并且3用于操作参数优化)；Ndec＝1；FRdec＝45fs(考虑百万像素传感器1280×1024像素)；FRpre＝100fs(对于情况2和情况3，考虑VGA传感器640×480像素)；FRpre＝60fs(对于情况1，考虑以VGA配置进行合并的百万像素传感器)。
除了在该情况下FOVHR值为40°以外，表2的dg值使用表1所使用的相同值进行计算。
表1
表2
对于上面的情况，本申请人还计算了高分辨率解码的响应时间(作为在高分辨率传感器开始编码信息解码之前执行物体存在检测和操作参数确定所必需的处理时间)。通过将编码信息移动速度视为1m/s获得以下值；
-对于情况1，83ms(当考虑与用于将百万像素传感器从合并配置切换成全分辨率配置的约三帧对应的时间浪费时，其变为133ms)；
-对于情况2和情况3，50ms。
这些结果在图6中示意地表示，其中水平箭头F、G示意地表示分别在情况1(箭头F)和情况2至情况3(箭头G)中响应时间内编码信息6所覆盖的路径。箭头越长，覆盖的路径越长，并且响应时间也因此越长。从图6c可以观察到，对于情况3(其中第一视场18比第二视场28大，并且包括第二视场28)，编码信息6越远，第一成像传感器12的第一视场18内覆盖的路径越高。例如，将编码信息6视为处于距锥形视场的顶点17cm、18cm的距离，本申请人经计算得出，对于表1的情况3的读取器，50ms的响应时间中，13ms花在第一成像传感器12的第一视场18中，而37ms花在第二成像传感器22的第二视场28中(由图6c中下面的箭头G所表示的情况，穿过视场18、28二者)。另一方面，将编码信息6视为距锥形视场的顶点45cm的距离，本申请人经计算得到，对于表1的情况3的读取器，整个50ms的响应时间都花在第一成像传感器12的第一视场18中(由图6c中上面的箭头G所表示的情况，仅穿过视场18)。
因此，上述计算的结果示出，本发明的读取器1(情况2和情况3)为更具反应性的(即，在解码编码信息6时更快)，并且提供更短的保证距离dg。本发明因此实现改进读取器1的响应性，同时保持高分辨率能力。
此外，情况3的实施例(其中第一视场18比第二视场28大并且包括第二视场28)实现获得甚至更短的保证距离dg。读取器1的响应性因此在仍保持高分辨率能力的情况下被进一步改进。实际上，如图6c中所示意地示出的，该后者实施例有利地实现具有作为整体的更大的视场，并且利用第一(快速)摄像机组件的第一视场18的部分或全部执行物体存在检测和操作参数优化。因此，第二摄像机组件20的第二视场28可以以主要部分或完全仅用于编码信息解码(而不浪费任何时间进行所述操作)。在这些情况下，本申请人估计，平均来说，编码信息解码可以在由第二(高分辨率)成像传感器22取得的第一帧处已经进行。
观察到第一摄像机组件10的视场18的第一提交的最佳值FOVFC取决于第一摄像机组件10的解码能力。具体地，其应为两种效果之间的折衷：
·更大的FOVFC意味着更具反应性的读取器和因此更短的保证距离dg；
·更小的FOVFC意味着第一摄像机组件10的场的更大的解码深度和因此对第二摄像机组件20的更大的解码支持以便加速低分辨率编码信息6的解码。
优选地，第一视场和第二视场之间的比包括在1和1.5之间(1≤FOVFC/FOVHR≤1.5)。

Claims (13)

1.一种用于从物体读取编码信息(6)的编码信息读取器(1)，其包括：
-第一摄像机组件(10)，其具有第一分辨率、第一帧率和第一视场(18)；
-第二摄像机组件(20)，其具有第二分辨率、第二帧率和第二视场(28)，所述第一分辨率比所述第二分辨率低，并且所述第一帧率比所述第二帧率高，
其中所述第一摄像机组件(10)被配置为获得帧并处理获得的帧以执行：
-物体存在检测，
-确定所述第一摄像机组件(10)和所述第二摄像机组件(20)二者的操作参数，
-编码信息解码，
-在所述编码信息解码失败的情况下，触发所述第二摄像机组件(20)以获得帧并且处理获得的帧以用设定为如由所述第一摄像机组件(10)为所述第二摄像机组件(20)确定的所述操作参数执行编码信息解码。
2.根据权利要求1所述的编码信息读取器(1)，其中所述操作参数为下列参数中的至少一个：增益、曝光时间和照度级。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的编码信息读取器(1)，其中所述第二摄像机组件(20)的所述操作参数通过分析由所述第一摄像机组件(10)获得的所述帧的像素确定，所述像素覆盖所述第二视场(28)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的编码信息读取器(1)，其中所述第二视场(28)比所述第一视场(18)小。
5.根据权利要求4所述的编码信息读取器(1)，其中所述第二视场(28)的主要部分或大体上全部包括在所述第一视场(18)内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的编码信息读取器(1)，其中所述第一摄像机组件(10)被配置为执行下列操作中的至少一个操作：定位编码信息位置和确定编码信息速度。
7.根据权利要求6所述的编码信息读取器(1)，其中所述第二摄像机组件(20)被配置为通过使用由所述第一摄像机组件(10)定位的所述编码信息位置并且/或者通过使用由所述第一摄像机组件(10)确定的所述编码信息速度来执行编码信息解码。
8.根据前述权利要求中任一项所述的编码信息读取器(1)，其中所述第一摄像机组件(10)被配置为当所述物体进入或接近所述第二摄像机组件(20)的所述第二视场(28)时或者在自物体存在检测以来经过预定的时间段之后触发所述第二摄像机组件(20)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的编码信息读取器(1)，其中，在所述编码信息读取器(1)的待用条件下，所述第一摄像机组件(10)被配置为通过在第一阶段中定期检查物体存在来执行物体存在检测，其中以低于所述第一分辨率的分辨率和高于所述第一帧率的帧率使用所述第一摄像机组件(10)，并且在所述第一阶段中检测到物体的情况下，切换至第二阶段，其中通过使用设定为所述第一分辨率和所述第一帧率的所述第一摄像机组件(10)验证物体存在检测。
10.根据权利要求9所述的编码信息读取器(1)，其中，所述第一摄像机组件(10)包括红外照明器(13)和远红外照明器中的至少一个，并且在物体存在检测的所述第一阶段中，以闪光模式打开红外照明器(13)和远红外照明器中的所述至少一个。
11.根据权利要求10所述的编码信息读取器(1)，其中在物体存在检测的所述第二阶段中，红外照明器(13)和远红外照明器中的所述至少一个继续保持打开。
12.根据前述权利要求中任一项所述的编码信息读取器(1)，其中，在未能成功通过所述第二摄像机组件(20)执行编码信息解码的情况下，所述编码信息读取器(1)被配置为用所述第一摄像机组件(10)和所述第二摄像机组件(20)二者获得帧并且一起处理获得的帧以便确定所述编码信息(6)的距离，并且仅当确定的距离达到确定的值时基于由所述第二摄像机组件(20)获得的所述帧执行编码信息解码。
13.一种用于从物体读取编码信息(6)的方法，其包括以下步骤：
a)用第一摄像机组件(10)以第一分辨率和第一帧率获得第一帧；
b)处理获得的第一帧以便执行以下步骤：
b1)检测物体存在，并且在检测到物体存在的情况下：
b2)确定所述第一摄像机组件(10)和第二摄像机组件(20)的操作参数，以及
b3)解码编码信息(6)，
c)在编码信息解码的步骤b3)失败的情况下，将所述第二摄像机组件(20)的所述操作参数设定为如步骤b2)中所确定的，并且触发所述第二摄像机组件(20)以第二分辨率和第二帧率获得第二帧，所述第一分辨率比所述第二分辨率低，并且所述第一帧率比所述第二帧率高；
d)处理步骤c)中获得的所述第二帧以便执行编码信息解码。
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