CN109684889A - 一种曲面条形码识别方法、装置及扫码建站系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的曲面条形码识别方法、装置及扫码建站系统，通过为曲面条形码及其所贴物体建立数学模型，并按照扫描顺序，分别将曲面条形码在数学模型每个横截面上的圆弧，根据预设关系映射成曲面条形码识别装置聚焦平面上的对应线段，进而得到聚焦平面上的条形码图像；再对条形码图像进行去噪处理，得到处理后的图像；最后对处理后的图像进行扫码识别。也即，用于识别的图像是位于曲面条形码识别装置聚焦平面上的，进而避免了现有技术中曲面条形码在扫描时局部模糊的问题。

Description

一种曲面条形码识别方法、装置及扫码建站系统
技术领域
本发明涉及扫码识别技术领域，特别涉及一种曲面条形码识别方法、装置及扫码建站系统。
背景技术
随着光伏电站的建设，智慧能源与智慧运维越来越普及，因此智慧运维电站成为一种更加主流、更加科学的方式。而智慧运维电站的基本操作就是扫码建站，即通过扫码将电站接入云平台中去。
现有技术中的扫码建站方案，主要是通过搭载云平台的智能终端扫描逆变器中连接的通信模块上条形码(一维码或者二维码)来实现的。但是，由于通信模块的形状设计等原因，导致部分条形码贴在曲面上，形成了曲面条形码；而由于条形码图像在曲面上，无法形成一个聚焦面，因此导致条形码在扫描时局部模糊。
发明内容
本发明提供一种曲面条形码识别方法、装置及扫码建站系统，以解决现有技术中曲面条形码在扫描时局部模糊的问题。
为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：
一种曲面条形码识别方法，应用于曲面条形码识别装置，所述曲面条形码识别方法包括：
获取待识别的曲面条形码及所述曲面条形码所贴物体的抽象信息；
根据所述抽象信息，为所述曲面条形码和所述物体建立数学模型；
按照扫描顺序，分别将所述曲面条形码在所述数学模型每个横截面上的圆弧，根据预设关系映射成所述曲面条形码识别装置聚焦平面上的对应线段，进而得到所述聚焦平面上的条形码图像；
对所述条形码图像进行去噪处理，得到处理后的图像；
对所述处理后的图像进行扫码识别。
优选的，所述数学模型包括：所述曲面条形码和所述物体的立体模型和N个横截面模型，N为正整数；
N＝Z/z，其中，Z为所述曲面条形码在所述立体模型上的高度，z为每个横截面模型的高度。
优选的，按照扫描顺序，分别将所述曲面条形码在所述数学模型每个横截面上的圆弧，根据预设关系映射成所述曲面条形码识别装置聚焦平面上的对应线段，包括：
为扫描到的任意一个横截面模型建立坐标系、添加辅助线，并计算得到所述预设关系；
按照当前的扫描顺序，分别根据预设关系将每个横截面模型上所述曲面条形码的圆弧映射成所述聚焦平面上的对应线段。
优选的，为扫描到的任意一个横截面模型建立坐标系、添加辅助线，并计算得到所述预设关系，包括：
为扫描到的任意一个横截面模型建立以圆心为坐标原点的坐标系，并使圆弧对称分布于y轴两侧；
在聚焦直线上确定与圆弧等长且对称于y轴的线段；所述聚焦直线为所述聚焦平面与对应横截面相交的直线；
连接y轴一侧的圆弧端点和线段端点，得到第一辅助线；并连接y轴另一侧的圆弧端点和线段端点，得到第二辅助线；
以所述第一辅助线与所述第二辅助线在y轴上的交点作为观察点y1；
根据观察点y1和横截面模型半径R，得到所述预设关系的计算公式为
其中，x为圆弧各个坐标点对应的x轴取值，x’为线段各个坐标点对应的x轴取值。
一种曲面条形码识别装置，包括：
获取单元，用于获取待识别的曲面条形码及所述曲面条形码所贴物体的抽象信息；
建模单元，用于根据所述抽象信息，为所述曲面条形码和所述物体建立数学模型；
映射单元，用于按照扫描顺序，分别将所述曲面条形码在所述数学模型每个横截面上的圆弧，根据预设关系映射成所述曲面条形码识别装置聚焦平面上的对应线段，进而得到所述聚焦平面上的条形码图像；
处理单元，用于对所述条形码图像进行去噪处理，得到处理后的图像；
识别单元，用于对所述处理后的图像进行扫码识别。
优选的，所述数学模型包括：所述曲面条形码和所述物体的立体模型和N个横截面模型，N为正整数；
N＝Z/z，其中，Z为所述曲面条形码在所述立体模型上的高度，z为每个横截面模型的高度。
优选的，所述映射单元包括：
计算模块，用于为扫描到的任意一个横截面模型建立坐标系、添加辅助线，并计算得到所述预设关系；
映射模块，用于按照当前的扫描顺序，分别根据预设关系将每个横截面模型上所述曲面条形码的圆弧映射成所述聚焦平面上的对应线段。
优选的，所述计算模块用于为扫描到的任意一个横截面模型建立坐标系、添加辅助线，并计算得到所述预设关系时，具体用于：
为扫描到的任意一个横截面模型建立以圆心为坐标原点的坐标系，并使圆弧对称分布于y轴两侧；
在聚焦直线上确定与圆弧等长且对称于y轴的线段；所述聚焦直线为所述聚焦平面与对应横截面相交的直线；
连接y轴一侧的圆弧端点和线段端点，得到第一辅助线；并连接y轴另一侧的圆弧端点和线段端点，得到第二辅助线；
以所述第一辅助线与所述第二辅助线在y轴上的交点作为观察点y1；
根据观察点y1和横截面模型半径R，得到所述预设关系的计算公式为
其中，x为圆弧各个坐标点对应的x轴取值，x’为线段各个坐标点对应的x轴取值。
一种扫码建站系统，包括：云服务系统、存储系统和如上述任一所述的曲面条形码识别装置；其中：
所述云服务系统用于对所述曲面条形码识别装置输出的识别信息进行处理，并将处理后的信息发送至所述存储系统；
所述存储系统用于存储所述处理后的信息，并供所述云服务系统调用。
优选的，所述曲面条形码识别装置为移动终端。
本发明提供的曲面条形码识别方法，通过为曲面条形码及其所贴物体建立数学模型，并按照扫描顺序，分别将所述曲面条形码在所述数学模型每个横截面上的圆弧，根据预设关系映射成曲面条形码识别装置聚焦平面上的对应线段，进而得到所述聚焦平面上的条形码图像；再对所述条形码图像进行去噪处理，得到处理后的图像；最后对所述处理后的图像进行扫码识别。也即，用于识别的图像是位于曲面条形码识别装置聚焦平面上的，进而避免了现有技术中曲面条形码在扫描时局部模糊的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的曲面条形码识别方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的曲面条形码及其所贴物体的立体模型示意图；
图3是本发明实施例提供的曲面条形码及其所贴物体的横截面模型示意图；
图4是本发明实施例提供的曲面条形码识别方法的部分流程图；
图5是本发明实施例提供的曲面条形码识别装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明提供一种曲面条形码识别方法，以解决现有技术中曲面条形码在扫描时局部模糊的问题。
该曲面条形码，可以是贴于曲面物体上的一维码，也可以是贴于曲面物体上的二维码，其具体的码制可以视其实际应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
该曲面条形码识别方法应用于曲面条形码识别装置，请参见图1，该曲面条形码识别方法包括：
S101、获取待识别的曲面条形码及曲面条形码所贴物体的抽象信息；
具体的，其抽象信息可以包括：形状、尺寸或者长宽高的比例等，只要能够将该曲面条形码及其所贴物体抽象出来，以进行下一步的数学模型建立即可，均在本申请的保护范围内。
S102、根据抽象信息，为曲面条形码和物体建立数学模型；
该数学模型可以包括：曲面条形码及其物体的立体模型和N个横截面模型，N为正整数；
N＝Z/z，其中，Z为曲面条形码在立体模型上的高度，z为每个横截面模型的高度。
请参见图2和图3，其中图2为曲面条形码及其所贴物体的立体模型示意图，并且图2中展示了曲面条形码在立体模型上的高度Z，立体模型的高度和该高度Z均可以是根据抽象信息等比例缩小后获得的，并不仅限定于曲面条形码的真实高度；图3为曲面条形码及其所贴物体的其中一个横截面模型示意图，图3中未展示该横截面模型的高度z，具体可以视曲面条形码识别装置的扫描分辨率而定，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。
S103、按照扫描顺序，分别将曲面条形码在数学模型每个横截面上的圆弧，根据预设关系映射成曲面条形码识别装置聚焦平面上的对应线段，进而得到聚焦平面上的条形码图像；
该扫描顺序，可以是从上到下，或者，从下到上；并且，其第一个扫描到的位置也并不仅限于相应顺序的一端；也即，该扫描顺序可以视其具体应用环境而定，只要能够实现扫描功能的方案均在本申请的保护范围内。
为了避免现有技术中曲面条形码在扫描时局部模糊的问题，需要使被扫描的条形码满足该曲面条形码识别装置的识别聚焦性；本实施例将曲面条形码的立体模型，按照该曲面条形码识别装置的扫描分辨率，分为N个横截面模型之后，通过将曲面条形码在每个横截面模型上的圆弧映射到曲面条形码识别装置聚焦平面上，得到满足该识别聚焦性的条形码图像，进而使该条形码图像能够被曲面条形码识别装置识别。
S104、对条形码图像进行去噪处理，得到处理后的图像；
S105、对处理后的图像进行扫码识别。
上述去噪处理及扫码识别过程均与现有技术相同，此处不再一一赘述。
本实施例提供的该曲面条形码识别方法，通过上述原理将曲面条形码映射成位于曲面条形码识别装置聚焦平面上且满足该曲面条形码识别装置的识别聚焦性的条形码图像，进而避免了现有技术中曲面条形码在扫描时局部模糊的问题。
本发明另一实施例还提供了一种具体的曲面条形码识别方法，在上述实施例及图1至图3的基础之上，优选的，参见图4，其步骤S103，即按照扫描顺序，分别将曲面条形码在数学模型每个横截面上的圆弧，根据预设关系映射成曲面条形码识别装置聚焦平面上的对应线段，包括：
S131、为扫描到的任意一个横截面模型建立坐标系、添加辅助线，并计算得到预设关系；
此步骤的具体过程如图4所示，包括：
S301、为扫描到的任意一个横截面模型建立以圆心为坐标原点的坐标系，并使圆弧对称分布于y轴两侧；
该任意一个横截面模型可以是该曲面条形码识别装置扫描到的第一个横截面模型，此处不做具体限定，视其应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
如图3所示，该坐标系以圆心O为原点，其中LL’为曲面条形码在该横截面模型上对应的圆弧，θ是该圆弧对应的圆心角。
S302、在聚焦直线上确定与圆弧等长且对称于y轴的线段；聚焦直线为聚焦平面与对应横截面相交的直线；
以图3所示横截面模型为架构，考虑到该识别聚焦性，选取与圆弧相切且垂直于y轴的直线，即AB所在的直线，为聚焦直线；同时，考虑到条形码图片携带信息，因此将条形码图片进行等量投影变换，首先计算圆弧LL’的弧长，再选取线段AB的长度等于该弧长，即可将圆弧LL’投影在线段AB上，进而保证映射得到的该条形码图像与原曲面条形码的大小不变，减少映射后失真的程度。
S303、连接y轴一侧的圆弧端点和线段端点，得到第一辅助线；并连接y轴另一侧的圆弧端点和线段端点，得到第二辅助线；
将图3中的点A和点L映射对应，点B与点L’映射对应。
S304、以第一辅助线与第二辅助线在y轴上的交点作为观察点y1；
构建AL与BL’各自所在直线相交于纵轴的交点y1处，并将该交点y1作为观察点，将圆弧LL’映射在线段AB上。
S305、根据观察点y1和横截面模型半径R，得到预设关系的计算公式为
其中，x为圆弧各个坐标点对应的x轴取值，x’为线段各个坐标点对应的x轴取值。
基于上述步骤S302以及图3中截面数学模型可知，圆弧LL’上每一点(x，y)将映射到线段AB上对应的点(x’，-R)处，因此，可以得到上述计算公式。并且，由上述计算公式可见，x与x’存在如上映射关系。
S132、按照当前的扫描顺序，分别根据预设关系将每个横截面模型上曲面条形码的圆弧映射成聚焦平面上的对应线段。
该当前的扫描顺序具有一定的随机性，可以从得到上述预设关系之后扫描的第一段圆弧开始，也可以从该曲面条形码的某端开始，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
值得说明的是，现有技术中的曲面条形码存在扭曲失真，导致在扫码中难以识别，增加了条形码识别的难度和复杂度。而本实施例提供的该曲面条形码识别方法，通过上述原理能够保证映射得到的条形码图像与原曲面条形码的大小不变，减少映射后失真的程度，解决了由于曲面条形码存在的部分失真，造成扫码困难的问题。
本发明另一实施例还提供了一种曲面条形码识别装置，如图5所示，包括：获取单元101、建模单元102、映射单元103、处理单元104及识别单元105；其中：
获取单元101用于获取待识别的曲面条形码及曲面条形码所贴物体的抽象信息；
建模单元102用于根据抽象信息，为曲面条形码和物体建立数学模型；
映射单元103用于按照扫描顺序，分别将曲面条形码在数学模型每个横截面上的圆弧，根据预设关系映射成曲面条形码识别装置聚焦平面上的对应线段，进而得到聚焦平面上的条形码图像；
处理单元104用于对条形码图像进行去噪处理，得到处理后的图像；
识别单元105用于对处理后的图像进行扫码识别。
优选的，该数学模型包括：曲面条形码和物体的立体模型和N个横截面模型，N为正整数；
N＝Z/z，其中，Z为曲面条形码在立体模型上的高度，z为每个横截面模型的高度。
优选的，映射单元103包括：
计算模块，用于为扫描到的任意一个横截面模型建立坐标系、添加辅助线，并计算得到预设关系；
映射模块，用于按照当前的扫描顺序，分别根据预设关系将每个横截面模型上曲面条形码的圆弧映射成聚焦平面上的对应线段。
优选的，该计算模块用于为扫描到的任意一个横截面模型建立坐标系、添加辅助线，并计算得到预设关系时，具体用于：
为扫描到的任意一个横截面模型建立以圆心为坐标原点的坐标系，并使圆弧对称分布于y轴两侧；
在聚焦直线上确定与圆弧等长且对称于y轴的线段；聚焦直线为聚焦平面与对应横截面相交的直线；
连接y轴一侧的圆弧端点和线段端点，得到第一辅助线；并连接y轴另一侧的圆弧端点和线段端点，得到第二辅助线；
以第一辅助线与第二辅助线在y轴上的交点作为观察点y1；
根据观察点y1和横截面模型半径R，得到预设关系的计算公式为
其中，x为圆弧各个坐标点对应的x轴取值，x’为线段各个坐标点对应的x轴取值。
具体的原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例还提供了一种扫码建站系统，比如智慧运维电站的扫码建站系统，包括：云服务系统、存储系统和如上述任一实施例所述的曲面条形码识别装置；其中：
该曲面条形码识别装置的功能与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
需要说明的是，该曲面条形码识别装置在执行完上述实施例所述的功能之后，还用于将其扫码识别后得到的识别信息上传至云服务系统。
云服务系统用于对曲面条形码识别装置输出的识别信息进行处理，并将处理后的信息发送至存储系统。
存储系统用于存储处理后的信息，并供云服务系统调用。
优选的，该曲面条形码识别装置为移动终端。
本实施例提供的该扫码建站系统，通过上述过程，能够在一定程度上大大减少建站时间、提高云平台效率，增强用户的体验感。
本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种曲面条形码识别方法，其特征在于，应用于曲面条形码识别装置，所述曲面条形码识别方法包括：
获取待识别的曲面条形码及所述曲面条形码所贴物体的抽象信息；
根据所述抽象信息，为所述曲面条形码和所述物体建立数学模型；
按照扫描顺序，分别将所述曲面条形码在所述数学模型每个横截面上的圆弧，根据预设关系映射成所述曲面条形码识别装置聚焦平面上的对应线段，进而得到所述聚焦平面上的条形码图像；
对所述条形码图像进行去噪处理，得到处理后的图像；
对所述处理后的图像进行扫码识别。
2.根据权利要求1所述的曲面条形码识别方法，其特征在于，所述数学模型包括：所述曲面条形码和所述物体的立体模型和N个横截面模型，N为正整数；
N＝Z/z，其中，Z为所述曲面条形码在所述立体模型上的高度，z为每个横截面模型的高度。
3.根据权利要求2所述的曲面条形码识别方法，其特征在于，按照扫描顺序，分别将所述曲面条形码在所述数学模型每个横截面上的圆弧，根据预设关系映射成所述曲面条形码识别装置聚焦平面上的对应线段，包括：
为扫描到的任意一个横截面模型建立坐标系、添加辅助线，并计算得到所述预设关系；
按照当前的扫描顺序，分别根据预设关系将每个横截面模型上所述曲面条形码的圆弧映射成所述聚焦平面上的对应线段。
4.根据权利要求3所述的曲面条形码识别方法，其特征在于，为扫描到的任意一个横截面模型建立坐标系、添加辅助线，并计算得到所述预设关系，包括：
为扫描到的任意一个横截面模型建立以圆心为坐标原点的坐标系，并使圆弧对称分布于y轴两侧；
在聚焦直线上确定与圆弧等长且对称于y轴的线段；所述聚焦直线为所述聚焦平面与对应横截面相交的直线；
连接y轴一侧的圆弧端点和线段端点，得到第一辅助线；并连接y轴另一侧的圆弧端点和线段端点，得到第二辅助线；
以所述第一辅助线与所述第二辅助线在y轴上的交点作为观察点y1；
根据观察点y1和横截面模型半径R，得到所述预设关系的计算公式为
其中，x为圆弧各个坐标点对应的x轴取值，x’为线段各个坐标点对应的x轴取值。
5.一种曲面条形码识别装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取待识别的曲面条形码及所述曲面条形码所贴物体的抽象信息；
建模单元，用于根据所述抽象信息，为所述曲面条形码和所述物体建立数学模型；
映射单元，用于按照扫描顺序，分别将所述曲面条形码在所述数学模型每个横截面上的圆弧，根据预设关系映射成所述曲面条形码识别装置聚焦平面上的对应线段，进而得到所述聚焦平面上的条形码图像；
处理单元，用于对所述条形码图像进行去噪处理，得到处理后的图像；
识别单元，用于对所述处理后的图像进行扫码识别。
6.根据权利要求5所述的曲面条形码识别装置，其特征在于，所述数学模型包括：所述曲面条形码和所述物体的立体模型和N个横截面模型，N为正整数；
N＝Z/z，其中，Z为所述曲面条形码在所述立体模型上的高度，z为每个横截面模型的高度。
7.根据权利要求6所述的曲面条形码识别装置，其特征在于，所述映射单元包括：
计算模块，用于为扫描到的任意一个横截面模型建立坐标系、添加辅助线，并计算得到所述预设关系；
映射模块，用于按照当前的扫描顺序，分别根据预设关系将每个横截面模型上所述曲面条形码的圆弧映射成所述聚焦平面上的对应线段。
8.根据权利要求7所述的曲面条形码识别装置，其特征在于，所述计算模块用于为扫描到的任意一个横截面模型建立坐标系、添加辅助线，并计算得到所述预设关系时，具体用于：
为扫描到的任意一个横截面模型建立以圆心为坐标原点的坐标系，并使圆弧对称分布于y轴两侧；
在聚焦直线上确定与圆弧等长且对称于y轴的线段；所述聚焦直线为所述聚焦平面与对应横截面相交的直线；
连接y轴一侧的圆弧端点和线段端点，得到第一辅助线；并连接y轴另一侧的圆弧端点和线段端点，得到第二辅助线；
以所述第一辅助线与所述第二辅助线在y轴上的交点作为观察点y1；
根据观察点y1和横截面模型半径R，得到所述预设关系的计算公式为
其中，x为圆弧各个坐标点对应的x轴取值，x’为线段各个坐标点对应的x轴取值。
9.一种扫码建站系统，其特征在于，包括：云服务系统、存储系统和如权利要求5-8任一所述的曲面条形码识别装置；其中：
所述云服务系统用于对所述曲面条形码识别装置输出的识别信息进行处理，并将处理后的信息发送至所述存储系统；
所述存储系统用于存储所述处理后的信息，并供所述云服务系统调用。
10.根据权利要求9所述的扫码建站系统，其特征在于，所述曲面条形码识别装置为移动终端。
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