CN109791730B - 一种利用多维机器可读光学代码的制品及制品构造方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制品，在一些示例中，所述制品包括：基板，所述基板具有物理表面；多维机器可读代码，所述多维机器可读代码体现在所述物理表面上，其中所述多维机器可读光学代码包括静态数据(SD)光学元素集和动态查找数据(DLD)光学元素集，每个集合都体现在所述物理表面上，其中所述DLD光学元素集对引用动态可变数据的查找值进行编码，其中所述SD光学元素集对不引用其他数据的静态数据进行编码，其中所述DLD光学元素集在大于所述阈值距离的所述距离处不可解码。

Description

一种利用多维机器可读光学代码的制品及制品构造方法和 系统

技术领域

本公开涉及对制品的物理表面上的信息进行编码以及用于对这种信息进行编码和解码的系统。

背景技术

条形码通常是数据或信息的光学机器可读表示。一些条形码通过系统地改变平行线的宽度和间距来表示数据。这些类型的条形码通常被称为线性或一维(1D)条形码。条形码中编码的数据或信息可以与条形码所附接到的物体有关。

后来，开发了二维(2D)条形码。这些条形码使用二维几何图案对数据进行编码。常见类型的2D条形码是快速响应(QR)代码，其是正方形形状的矩阵类型代码。QR码通常在其角落处包括三个独特的正方形，其定义代码的边界和方向，并且在第四角落附近包括较小的正方形，其用于对图像的尺寸、方向和观察角度进行归一化。

信息使用8位字符以QR码进行编码，其中每个位不是用白色方块就是用黑色方块表示。这些位以基本矩阵或网格图案排列，其中每个位是设定成相同尺寸的正方形。在创建矩阵时，码字遵循两个像素宽的条带，其从右下角起在代码中从右向左上下锯齿行进，并围绕代码的其他元素导航。在QR码中，编码信息通常遵循标准化布局方案以允许解码装置可靠地检索编码信息。可以QR码编码的字符的数量取决于每个位的尺寸、QR 码本身的尺寸、字符的字母的尺寸以及所使用的纠错级别。即使考虑到与条形码相关的现有技术，条形码以及包含此类条形码的标志或其他制品中也存在各种缺点。

发明内容

本公开的制品、技术和系统涉及机器可读代码，其包括静态数据(SD) 光学元素集和动态查找数据(DLD)光学元素集，其中机器可读代码体现在制品上并且可由接收代码图像的计算装置解码。DLD光学元素集对引用动态可变数据的查找值进行编码，而SD光学元素集对不引用其他数据的静态数据进行编码。DLD光学元素集可能在大于阈值距离的距离处不可解码，而对静态数据编码的SD光学元素集可以在大于阈值距离的距离处解码。以此方式，SD光学元素集的信息可以在光学元素中被编码，该光学元素可以在图像捕获装置与包括光学元素的制品之间的更远距离处被解码。用于DLD 光学元素集的信息可以在光学元素中被编码，光学元素可以仅在图像捕获装置更靠近包括光学元素的制品时进行解码。以此方式，该制品可以提供对于制品而言不可变且永久的某些信息，同时还提供对动态变化数据的访问。如在本公开中进一步描述的，此类信息可以伴随有纠错数据以提供对视觉遮挡的弹性，并且此类信息可以在分层结构中编码以为制品的有限空间提供更密集的信息布置。

在一些示例中，一种制品包括：基板，其包括物理表面；多维机器可读代码，其体现在所述物理表面上，其中多维机器可读光学代码包括静态数据(SD)光学元素集和动态查找数据(DLD)光学元素集，每个集合都体现在物理表面上，其中DLD光学元素集对引用动态可变数据的查找值进行编码，其中SD光学元素集对不引用其他数据的静态数据进行编码，其中 DLD光学元素集在大于阈值距离的距离处不可解码。

在一些示例中，一种制品包括：基板，其包括物理表面；多维机器可读代码，其体现在物理表面上，其中多维机器可读光学代码包括静态数据 (SD)光学元素集和动态查找数据(DLD)光学元素集，每个集合都体现在物理表面上，其中DLD光学元素集对引用动态可变数据的查找值进行编码，其中SD光学元素集对不引用其他数据的静态数据进行编码，其中DLD光学元素集在大于阈值距离的距离处不可解码。

在一些示例中，一种方法包括：接收制品的图像，其由图像捕获装置在小于阈值距离的距离处捕获，其包括多维机器可读代码，其中制品包括基板，基板具有物理表面，其中多维机器可读光学代码包括静态数据(SD) 光学元素集和动态查找数据(DLD)光学元素集，每个集合都体现在物理表面上，其中DLD光学元素集对引用动态可变数据的查找值进行编码，其中SD光学元素集对不引用其他数据的静态数据进行编码；对来自DLD光学元素集的查找值进行解码，其中DLD光学元素集在大于阈值距离的距离处不可解码；响应于将查找值发送到远程计算装置，接收动态可变数据；以及至少部分地基于动态可变数据执行至少一个操作。

在一些示例中，一种系统包括：制品，其包括基板，基板具有物理表面，其中多维机器可读光学代码包括静态数据(SD)光学元素集和动态查找数据(DLD)光学元素集，每个集合都体现在物理表面上，其中DLD光学元素集对引用动态可变数据的查找值进行编码，其中SD光学元素集对不引用其他数据的静态数据进行编码；图像捕获装置；和计算装置，其通信地联接到图像捕获装置，计算装置包括一个或多个计算机处理器和存储器，存储器包括以下指令，指令在由一个或多个计算机处理器执行时一个或多个计算机处理器：接收在大于阈值距离的距离处捕获的制品的图像，图像包括多维机器可读代码，其中使得DLD光学元素集在大于阈值距离的距离处不可解码；对来自DLD光学元素集的查找值进行解码；响应于将查找值发送到远程计算装置，接收动态可变数据；以及至少部分地基于动态可变数据执行至少一个操作。

在附图和下文的说明中将示出一个或多个示例的详情。根据说明书和附图以及权利要求书，将明白本公开的其它特征、目标和优点。

附图说明

图1是具有示例性内容光学元素和上下文光学元素的机器可读光学代码。

图2A是机器可读光学代码的示例。

图2B示出了具有数据有效载荷的图2的机器可读光学代码。

图2C示出了具有遮挡的图2A的机器可读光学代码。

图2D示出了具有遮挡的图2A的机器可读光学代码。

图3是与本公开一致的示例性标志构造。

图4A是具有嵌套式内容光学元素的机器可读光学代码。

图4B是具有嵌套式内容光学元素的机器可读光学代码。

图5是用于读取制品或标志上的多维机器可读光学代码的动态系统的示意图。

图6是用于在动态系统中使用以读取多维机器可读光学代码的计算装置的示例。

图7是示出采用查找代码读取多维机器可读光学代码的流程图。

图8示出了根据本公开的技术的逆向反射制品和示例性偏转轴、俯仰轴和滚动轴。

图9示出了根据本公开的技术的光学代码的示例性结构。

图10示出了根据本公开的技术的单分辨率光学代码。

图11示出了根据本公开的技术的多分辨率光学代码。

图12-13示出了根据本发明的技术的不同定时图案。

图14示出了根据本公开的一种或多种技术的可以包括在光学代码中的反复位或重复位。

图15示出了根据本发明的技术的参考解码算法。

图16-17示出了根据本公开的技术体现在制品上的光学代码的模块间隙。

图18示出了根据本公开的技术的具有固定图案信息的光学代码。

具体实施方式

图1示出了具有示例性内容光学元素和上下文光学元素的机器可读光学代码100(或“代码100”)。在本公开的一些示例中，机器可读代码 100包括光学元素，其表示二进制或n元信息并且可能不可读和/或包含对人有意义的信息。例如，可以使用基础n字符或数字系统表示n元信息。在图1中，代码100是由正方形或光学元素构成的多维数据矩阵，正方形或光学元素以包括行和列的配置取向。在一些示例中，术语“光学元素”和“模块”可以互换使用。本公开的机器可读光学代码不是QR代码，并且可以提供优于QR代码的一个或多个优点，如从本公开中将显而易见的那样。尽管关于交通标志描述了本公开的制品、系统和技术，但其他制品可以包括牌照、服装或贴花。

如图1所示，代码100可以表示二进制代码，其中一些光学元素表示数据位并且不是白色就是黑色，其中白色和黑色分别对应于“0”和“1”以对代码中的机器可读信息进行编码。可以使用任何可能的编码方案，诸如前述示例中的二进制。更一般地，光学元素可以基于其视觉外观(例如，梯度值)表示编码值集合中的编码值，其中该编码值集合的尺寸对应于可分配给特定光学元素的多个不同的可能梯度值。可以使用任何数量的不同编码值集合，诸如字母字符、数字字符或任何其他符号。如图1所示，编码值可以基于相应光学元素的视觉可区分性而可区分。出于说明的目的，图1所示的正方形表示包括阴影的n元梯度以示出代码100中的不同编码值。虽然图1中的光学元素是被示为正方形，但与本公开一致的光学元素可以是具有任何形状。

以机器可读光学代码编码的数据可以是多种类型中的一种，包括但不限于：静态数据或查找代码。静态数据可以是位、数字或字符序列。静态数据可以多次使用，并且通常在多个不同的制品或标志上使用。在一些示例中，体现在多个不同的制品或标志上的静态数据可以具有相同的含义。静态信息的一个示例是标志分类。可能以光学代码对数据序列进行编码以指定代码所在的标志类型(例如，停止标志)。相同的代码可以用于所有停止标志，以使得当具有机器视觉系统的车辆接近停止标志时，它将始终能够识别标志的类型。

查找代码(或“查找值”)可以是数据序列或数据集，其可与改变的信息片段相关联或映射到改变的信息片段。查找代码可以是唯一的，由此使得单个光学代码对特定查找代码进行编码。在一些情况下，查找代码在特定地理位置、制品类型、应用或其他集合或组中可能是唯一的。虽然查找代码通常是唯一的，但多个查找代码可以与同一条信息相关联。在一些示例中，查找代码可以是指针、统一资源标识符或对数据集的其他引用。以此方式，计算装置可以检索或改变由查找代码引用的数据。

查找代码的一个应用可以是向具有机器视觉系统的车辆警示变化环境，诸如交通区域中即将到来的工作区域或建筑区域。交通区域附近的停止标志可以具有静态数据，该静态数据指定在停止标志上编码成光学代码的标志的类型。停止标志还可以包括查找代码。查找代码可以与这样的警示相关联，即使用机器视觉系统读取标志上的查找代码的建筑工人或其他个人的前方是建筑区域。将查找代码映射到由查找代码引用的数据的数据存储的操作员然后可以分配查找代码数据库中的要与建筑区域警示相关联的查找代码。当具有机器视觉系统的车辆接近停止标志时，机器视觉系统可以对查找代码进行解码，并查询查找代码数据库以接收与查找代码相关联的信息。机器视觉系统然后接收建筑区域警示，并且能够使用该信息驾驶人警示车辆的，或者向车辆中的自主驾驶光学元素提供输入。本文进一步详细地讨论了查找代码的应用和使用。

在一些示例中，代码100可以包括但不限于三种类型的光学元素：查找器光学元素、上下文光学元素和内容光学元素。图1中的查找器光学元素是行D和列4中的光学元素(总共13个光学元素)。具体地说，光学元素A4、D1、D4、D7和G4是“0”，而查找器光学元素的其余是“1”。查找器光学元素通常使得机器视觉系统能够识别图像中的2D条形码，或者将光学代码定位在包括代码100的外边缘的图像内。

查找器代码或光学元素使得机器或机器视觉系统能够对各种线和图像中出现的其他视觉特征进行分类，以便确定光学代码在空间上开始和结束的位置。查找器代码或光学元素通常固定在适当位置并且在视觉上足够不同或复杂，由此使得它们通常不应当在自然界中出现。以此方式设计查找器代码或光学元素允许机器视觉具有合理的确定性，即它已经识别出它应当解码的2D代码。更复杂的查找器代码增加了机器视觉系统找到2D代码并对其进行解码的可能性。视觉上更复杂的查找器代码可能需要增加实现代码所需的查找器光学元素的数量，并且可以导致更小的光学元素尺寸 (这可增加光学元素遮挡和误读的可能性)以及更少的用于对数据或信息进行编码的剩余光学元素。

在一些配置中，查找器光学元素使得机器视觉系统能够确定2D条形码的取向。然而，在其他应用中，可以由处理2D条形码的图像的计算装置 (例如，当2D条形码在标志或静止物体上时)来假定2D条形码的取向。在这些应用中，需要较少的查找器光学元素(和信息位)，因为不需要对取向信息进行编码。可以通过光栅扫描快速识别如代码100中所示的查找器光学元素。在一个示例中，与本公开一致的光学代码包括少于36个查找器光学元素。在另一示例中，与本公开一致的光学代码包括例如少于25、 23、21、19、17、15或13个查找器光学元素。

下表示出了下述各项的数量：查找器光学元素、上下文光学元素、内容光学元素、总光学元素和数据位，其可以采用与本公开一致的各种尺寸的光学代码进行编码。虽然这些是代码尺寸的示例，但可以创建与本公开一致的不同尺寸的其他代码，从而外推下面的光学元素信息。在下表中，查找器光学元素的数量基于查找器光学元素的交叉中心图案。取决于所使用的图案，可以存在更多或更少的查找器光学元素。另外，所列出的内容光学元素的数量假定内容光学元素是标准或上下文光学元素的面积的 25％。取决于所期望的应用的需要，可以设计具有更多或更少上下文或内容光学元素的代码。编码数据位的数量补偿在内容光学元素和上下文光学元素之间的可变性，并假设每个标准位尺寸对一个数据位(不包括查找器光学元素)进行编码。

表1：示例性代码尺寸和光学元素分布

查找器光学元素可能以各种方式布置在光学代码100中。虽然查找器光学元素以中心交叉图案布置在代码100中，但查找器光学元素的其他放置或配置包括在每个拐角处放置三个白色光学元素。附加的变型包括沿相邻角落光学元素之间的一个或多个边缘的交替定时像素(白色、黑色)。在阅读本公开后，与本公开一致的代码中的查找器光学元素的其他位置对于本领域技术人员将是显而易见的。

上下文光学元素通常是位或光学元素，其对机器可读数据或与制品或物体相关的信息进行编码，或者对代码100所在的制品或物体的位置或环境进行编码。在一些情况下，上下文光学元素可以用于对静态数据进行编码。在其他情况下，上下文光学元素可以用于对查找代码进行编码。在一个示例中，上下文光学元素与查找器光学元素具有相同的尺寸，并且可由机器视觉系统从第一距离检测，该第一距离与查找器光学元素可检测的距离相同。这样的距离取决于2D码的尺寸、2D码中的光学元素的数量、每个光学元素的尺寸以及检测2D码的机器视觉系统的分辨率。在上下文光学元素中编码的数据的示例包括：制品或物体的位置、与制品或物体有关的制造信息、代码所在的交通标志的分类、适用于特定区域的法律或其他驾驶限制、时间、日期或天气状况以及标志所应用的交通车道。在阅读本公开后，其他类型的信息对于本领域技术人员将是显而易见的。在图1中，光学元素A2、A3、B2、B3、B5、B6、B7、C2、C3、C5、C6、C7、E1、 E2、E3、E5、E6、F1、F2、F3、F5、F6、G5和G6都是上下文光学元素。在这些光学元素中，仅出于说明的目的，光学元素A2、B2、B5、 B6、B7、C2、E6、F1、F2、F3、F6和G6是“1”，并且上下文光学元素的其余是“0”，因为1的梯度颜色或阴影之间的映射对应于光学元素 A2、B2、B5、B6、B7、C2、E6、F1、F2、F3、F6和G6的梯度颜色或阴影。

可以使用各种编码技术将信息编码到代码100中。一种这样的示例性技术是Reed-Solomon码，如本领域技术人员将理解的，并且如“Reed- Solomon Error Correction byC.K.P.Clarke,R&D White Paper WHP031,July 2002,available at:http://downloads.bbc.co.uk/rd/pubs/whp/whp-pdf- files/WHP031.pdf(“Reed-Solomon纠错”，C.K.P.Clarke编著，研究与发展白皮书WHP031，可得自http://downloads.bbc.co.uk/rd/pubs/whp/whp-pdf- files/WHP031.pdf)中描述的，该文件通过引用并入本文。可以与本公开一致使用的其他类型的纠错码包括Golay码、低密度奇偶校验码、Turbo码。其他类型的代码对于本领域技术人员来说将是显而易见的。在代码100 中，使用三进制扩展Reed-Solomon码，上下文光学元素可以在24个总上下文光学元素中嵌入12位的信息。最多至两个光学元素可能被遮挡或丢失，并且在上下文光学元素中编码的数据仍然是可恢复的。使用本文描述的代码100的编码，如果上下文光学元素表示标志的类型，则可以分类最多至4096个唯一标志。

代码100还包括36个内容光学元素，每个中的四个在较大的光学元素 A1、B1、C1、E7、F7、G1、G2、G3和G7中。内容光学元素可由机器视觉系统从第二距离检测(但在第一距离处不能由机器视觉系统检测到)，并且第二距离小于第一距离。内容光学元素可以用于扩展在上下文光学元素中编码的信息。例如，如果上下文光学元素指示制品是限速标志，则内容光学元素可以用于指示标志所在区域中的速度限制是每小时55英里。以此方式，内容信息可以描述上下文信息。

在一些情况下，在内容光学元素中编码的数据可以与其他数据集(诸如GPS坐标、标志安装日期等)组合以使组合代码作为UUID，并且UUID 可以用作查找代码。内容光学元素可以是位或光学元素，其对机器可读数据或与制品或物体相关的信息进行编码，或者对代码100所在的制品或物体的位置和环境进行编码。在一些情况下，内容光学元素可以用于对静态数据进行编码。在一些情况下，内容光学元素可以用于对查找代码进行编码。机器视觉系统可以读取内容光学元素的距离取决于代码100的尺寸、代码100中的光学元素的数量、每个光学元素的尺寸以及机器视觉系统的分辨率。

除了查找代码之外，A1、B1、C1、E7、F7、G1、G2、G3和G7中的内容光学元素还可以对各种类型的信息进行编码，包括特定于标志的信息，诸如速度限制、指示性信息、GPS坐标或资产编号或可用于在数据库中查找详细信息的标识符。内容光学元素还可以用作针对上下文光学元素的进一步纠错操作。

除了改进标志的分类和数据质量之外，基础设施制品还可以提供补充由高清晰度制图提供的位置数据的机会。制图公司正在创建极其详细和动态的地图以帮助驾驶人和自动化车辆规划路线并将车辆正确定位在道路上。当前的高清(HD)制图依赖于对SIFT(标度不变特征变换)特征的连续分析以提供定位。为了开发可靠的特征，可以进行数据密集制图并且其可以由车辆以可访问的方式存储以供参考。在一些情况下，这既耗时又昂贵 (在经济和计算两方面)。在一些情况下，用作SIFT特征的地标也可能发生变化，在车辆试图执行其SLAM(同时定位和制图)时对车辆提出挑战。

本公开的技术可以通过将信息嵌入可给出精确GPS信息的标牌中来减轻计算开销，以及减少将SIFT特征与点云数据匹配的模糊性或容易出错的动作。例如，一些光学代码可以包含高精度GPS坐标以及唯一到符号的标识符。光学代码上的查找器和计时模块可以允许使用平面姿态估计技术进行精确的读取距离矢量确定。组合该距离矢量和解码的GPS坐标的计算装置指定用于比较当前GPS坐标的参考位置，从而提供偏移/漂移/纠错以及因此定位，即使在GPS数据可能不可靠的城市峡谷(例如)中也是如此。

作为示例，车辆机器视觉系统以红外光捕获标志图像，从而暴露其嵌入的光学代码。查找器模块尺寸和偏斜允许计算装置将该图像归一化回到正方形。可以通过在两个分离的查找器模块之间扩展的多个像素来测量模块的尺寸。此像素计数与像素尺寸相关，该像素尺寸与距离成比例，从而允许计算装置基于图像的偏斜量确定矢量，并且确定像素尺寸以告知特定于标志的距离和方向。使用标志位置的高精度GPS坐标，并且准确投射相机所在的位置，只要车辆知道相机在车辆上定位的位置，就可以由计算装置根据所提供的标志GPS和适当的平移矢量确定车辆的GPS位置。

使用唯一标识的道路标志或其他制品以进行定位可能优于依赖SIFT特征，因为该标志可以主动确认坐标位置和标志ID，从而使得不太可能将发生不正确或错误的匹配。点云数据或标度不变特征列表实际上可能不具有除形状本身之外的任何唯一标识符。这通常使车辆合理地确信、但不确定它是否选择了一组点或特征来与地球上的特定地点相关联。意思是，车辆的识别可能是正确的，但可能是不正确的，并且车辆将不知道，直到它现在开始错过预期的特征，因为它已经错误地定位。使用光学代码进行定位的本公开的技术可以提供改善的置信度和/或确定性。

使用具有唯一ID以及高精度位置的标志或其他制品可以提供确认或附加置信度信息，即识别正确的标志并验证其位置。即使车辆不需要使用所存储的标志的GPS坐标，车辆也可以将GPS坐标与预期的SIFT特征相匹配。这可以为该SIFT特征提供肯定的ID，这可以使得该关联中的信任水平能够增加。在一些示例中，可以引入安全元件以证明特定标志是它所说的确切标志，并且不是欺骗或换句话讲无效的。

在一些示例中，光学代码可以用作地面实况的来源以训练其他系统或模型。示例性模型可以包括神经网络、SVM分类器或任何其他监督学习模型。以光学代码编码的数据可以用作地面实况信息以转换这些模型。作为示例，来自光学代码的数据(诸如定位数据)可以连同任何其他特征一起构造在特征矢量中，并且用于对例如图像数据进行分类。示例性分类可以包括分类图像数据是否指示特定道路标志。通过在应用于模型的特征矢量中包括地面实况信息，模型可以更准确地将图像数据分类为包括特定道路标志。与非数字特定数据(例如，解析不良的图像数据)结合使用的数字特定数据(例如，具有一些ECC的光学代码数据)可以改善非数字特定数据的分类。尽管在对道路标志的图像数据进行分类的背景下进行了描述，但使用来自光学代码的地面实况的技术可以更一般地应用于使用数字特定数据的任何场景以使非数字特定数据的分类器更准确。这些技术可以为分类器提供额外信号，或者作为用于验证分类器结果是否正确的检查来操作。

可能以各种方式或使用各种算法在内容光学元素中对数据进行编码。一种这样的算法是6进制Reed-Solomon码，其允许在内容光学元素中对12 位数据进行编码。因为内容代码通常小于上下文代码，所以增加了内容光学元素从机器视觉系统的视野中被误读或遮挡的可能性。与用于上下文光学元素的3进制Reed-Solomon码相比，使用6进制Reed-Solomon编码方案可以提供附加的冗余或错误检查。

光学元素A5、A6和A7可以用于在安装时将自定义数据添加到标志。在一个示例中，它们都可以看起来是白色，并且安装者可以通过在期望的光学元素上添加IR黑色材料来指示信息，例如标志所适用的车道。

虽然代码100被示为7×7矩阵，但如由查找器光学元素的尺寸确定的，其他代码也在本公开的范围内。例如，代码可以是8×8、9×9、 10×10、11×11、12×12、13×13、N×N或N×M。在一些配置中，与本公开一致的代码可以不是方形矩阵。光学代码可以是圆形、三角形、多边形、矩形或任何期望的不规则形状。这种光学代码的尺寸可以通过以下方式确定：计算标准光学元素的总数，使用查找器光学元素的尺寸确定单个光学元素的标准尺寸。

图2A是根据本公开的可包括机器可读光学代码的机器可读光学代码的示例。光学代码200包括位于光学代码200的角落处的十二个查找器光学元素：A1、A2、A6、A7、B1、B7、F1、F7、G1、G2、G6和G7。在图 2A中用“F”表示查找器光学元素的组或块。上下文光学元素可以位于光学代码200的中心附近，并且上下文光学元素的块被编号为1-5。上下文光学元素块包括以下光学元素：

上下文块1：A4、B4、C4、D4、E4；

上下文块2：B5、B6、C5、C6、D5；

上下文块3：B2、B3、C2、C3、D2；

上下文块4：D3、E3、E4、F3、F4；和

上下文块5：D6、E5、E6、F5、F6。

使用上下文块，由此使得上下文块1是数据有效载荷块，并且上下文块2-5各自专用于Reed-Solomon纠错。这允许校正最多至两个错误读取的上下文块。因为内容块1具有5位，所以它可以对最多至2⁵(或32)类车辆(或任何期望的分类集)进行编码。换句话说，左起或右起最多至三列 (1、2和3或5、6和7)可以被完全遮挡，或者底部上的向上两行(F和 G)可以被完全遮挡，并且上下文数据仍然可以被可靠地解码。

图2A包括八个内容光学元素块，其中每个块包含六个光学元素。示例性光学元素块202表示内容光学元素块D1。示例性光学元素块204表示上下文光学元素块1。如图2A所示，内容光学元素块D7和D8分布跨过光学代码200的一个以上的连续区域。内容光学元素块在图2A中标识为D1- D8。每个内容光学元素块中的位如下：

内容块D1：C1和D1的上半部

内容块D2：D1的下半部和E1

内容块D3：C7和D7的上半部

内容块D4：D7的下半部和E7

内容块D5：G3和G4的左半部

内容块D6：G4的右半部和G5

内容块D7：A3的上半部和F4；和

内容块D8：A3的下半部和A5。

在八个内容块中，四个内容块(D1-D4)用于数据有效载荷，并且四个内容块(D5-D8)用于Reed-Solomon纠错，这样，本公开的机器视觉系统在读取代码300时可以校正最多至两个内容块错误。在将四个内容块用于数据有效载荷的情况下，内容块可以对最多至2²⁴(或16,777,216)个唯一代码进行编码。

图2A示出了7×7标准光学元素尺寸的光学代码的配置，其使用查找器光学元素的尺寸确定标准光学元素尺寸。光学代码200虽然仅需要12个查找器光学元素，但能够在上下文光学元素中对32个唯一代码进行编码，并且在内容光学元素中对16,777,216个唯一代码进行编码，同时承受如本文所述的实质遮挡。在光学代码2A中，上下文光学元素可以用于对静态数据进行编码，并且内容光学元素可以用于对查找代码进行编码。

图2A示出了块1-5，并且进一步示出了块D1-D8。块1-5中的每一个可以是静态数据(SD)光学元素集，而块D1-D8中的每一个可以是动态查找数据(DLD)光学元素集。在一些示例中，DLD光学元素集对引用动态可变数据的查找值进行编码。在一些示例中，SD光学元素集对不引用其他数据的静态数据进行编码。在一些示例中，DLD光学元素集在大于阈值距离的距离处不可解码。在一些示例中，纠错数据可以包括在用于SD光学元素集和DLD光学元素集中的任一者或两者的相应光学元素集中。在一些示例中，阈值距离是这样的距离，在该距离处，由图像捕获装置捕获的图像的分辨率在可区分性阈值之上在视觉上不区分DLD光学元素集的视觉上彼此不同的光学元素。

在一些示例中，SD光学元素集中的第一多个光学元素表示描述该制品的上下文信息，并且DLD光学元素集中的第二多个光学元素表示描述上下文信息的内容信息。在一些示例中，SD光学元素集包括各自为第一尺寸的第一多个光学元素，并且DLD光学元素集包括各自为第二尺寸的第二多个光学元素，第二尺寸小于第一尺寸。在一些示例中，SD光学元素集和DLD 光学元素集的每个相应光学元素表示编码值集合中的编码值。基于相应光学元素的视觉可区分性，该编码值集合可以是可区分的。在一些示例中，每个相应的光学元素具有视觉外观，并且视觉外观是具有不同亮度的梯度值范围内的指示亮度的视觉梯度值。在一些示例中，其中SD光学元素集或 DLD光学元素集不包括在QR码中。

图2B示出了具有数据有效载荷的图2的机器可读光学代码。图2B是具有数据有效载荷的机器可读光学代码的示例。图2B的查找器光学元素、内容光学元素和上下文光学元素具有与图2A所示相同的布置，但图2B附加地示出了每个光学元素的位状态(不包括内容光学元素)。例如，所有十二个查找器光学元素(A1、A2、A6、A7、B1、B7、F1、F7、G1、G2、 G6和G7)的位状态为“1”(并因此在图2B中示出为白色)。图2B中的光学代码被设计成置于具有反射片材层的八边形停止标志上。可以通过以下方式来形成光学代码：在位为“0”或黑色的区域中以及在光学代码的边界周围印刷黑色红外墨水或在停止标志的逆向反射基板上放置另一种黑化材料或物质，以使得当捕获到代码的图像时，查找器光学元素与代码周围的黑色背景形成鲜明对比。

因为图2B中的光学代码被设计成应用于停止标志，所以写入上下文光学元素以提供停止标志的分类信息。出于说明的目的，在示例性分类系统中，停止标志是“类28”标志，并且用于指示上下文块1的位被设置为读取数字“28”(或以二进制表示的“11100”)。因此，上下文光学元素1 中的位是：

光学元素1.0：位0，

位光学元素1.1：位0，

位光学元素1.2：位1，

位光学元素1.3：位1和

位光学元素1.4：位1。

上下文块2-5的其余用Reed-Solomon纠错数据来编码。纠错数据基于将纠错功能应用于被编码成编码消息的原始消息。虽然Reed-Solomon纠错和算法用于示例性目的，但在阅读本公开后，其他算法和纠错技术对于本领域技术人员将是显而易见的。

图2C是图2A的机器可读光学代码300的示例，其中从右侧进行遮挡 (卡车210)。在所示的示例中，大部分代码200被遮挡，包括右上和右下查找器光学元素块、上下文光学元素块2和5以及内容光学元素块D3、 D4、D6和D8。在该示例中，因为不再可能重建内容光学元素中编码的信息之前，被遮挡的内容光学元素的数量超过了可以被遮挡的内容光学元素的数量，所以据信没有内容信息是可读的。然而，因为仅有两个上下文光学元素(2和5)被遮挡，所述以可以对上下文光学元素进行解码。

图2D示出了图2A的机器可读光学代码200的示例，其中从底部以卡车210的形式进行遮挡。在这种情况下，两个底角落中的查找器光学元素块被遮挡。没有上下文光学元素被遮挡。并且内容光学元素块D5和D6被遮挡。因为没有遮挡上下文光学元素块，所以可以对内容数据极性进行解码。因为仅遮挡了两个内容光学元素块，所以可以通过纠错来恢复内容光学元素数据，并且还可以可靠地对内容数据的所有24位进行读取或解码。

虽然2A-2D中的图像示出了各种遮挡场景并解释了那些场景中遮挡数据的可恢复性，但对恢复数据的限制是基于Reed-Solomon编码技术的示例。其他编码技术或算法可能导致关于数据可恢复性的其他结果。

图3示出了与本公开一致的示例性标志构造300。虽然与本公开一致的光学代码可以应用于任何制品，无论是移动的还是固定的，但图3示出了一个实施例，其中光学代码应用于体现在其上的逆向反射片材的标志。图3示出了具有多层、即逆向反射片材和如本文所述的光学代码的这种标志的横截面。层310可以是基板。通常，基板310是刚性或非柔性且耐用的材料，诸如金属。一种这样的合适金属是铝。在其他实施例中，基板210 可以是或包括任何刚性、半刚性或柔性物理表面。

逆向反射片材320可以是如本公开中所述的逆向反射片材。可以在逆向反射片材320与基板310之间设置粘合剂层(未示出)以将逆向反射片材320粘附到基板310。可与本公开一致使用的逆向反射片材的一个示例是可从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Companyof St.Paul,Minnesota)获得的3M Diamond Grade^TMDG³Reflective Sheeting Series4000(3M Diamond Grade^TMDG³反射片材4000系列)。

层330包括消息或图像，其通常被印刷到层320上。层330可以是交通标志图像，诸如停车标志。层330可以包括可见光谱中的任何消息或图像，或者在除了层340中的光学代码之外的在一定波长下可见的消息或图像。在美国专利8,865,293中更详细地描述了在单个标志、牌照或其他基板中包括在不同波长下可见的信息或图像的示例，该专利申请的全部内容通过引用明确地并入本文。

层340包括与本公开一致的光学代码，诸如图1和图2所示的光学代码。层340中的光学代码可能以各种方式形成。例如，如果光学代码340 被设计成在可见光谱中可见，则它可以用深色(诸如黑色)印刷到浅色 (或白色)基板上。如果层340中的光学代码被设计为在IR光谱中可见 (通常在700nm-1000nm的范围内，尽管在一些情况下，可以使用诸如 850nm或900nm的波长)，则层440中的光学代码可能以各种方式来创建。具体地，对于层340下方的逆向反射层320，层320的任何部分(其未被吸收、散射或以其他方式消灭红外光谱中的逆向反射的材料或物质覆盖)将看起来是白色或浅色。因此，应用吸收、散射或以其他方式抑制红外光谱中的逆向反射的材料可以用于产生黑色光学元素和层340中的光学代码周围的边界。可以使用的材料的示例包括使用吸收IR的黑色墨水来印刷期望为黑色或深色的标志部分。在另一个示例中，可以选择性地切割吸收IR的多层光学膜(MOF)，由此使得移除期望为白色的标志的任何部分并且将膜覆盖在层330上。当在红外光谱中观察时，该膜将仅允许在光学代码的旨在为白色的区域中进行逆向反射。虽然本文讨论了红外(IR)光谱，但也可以使用其他光谱，诸如近红外光谱(波长为大约950nm的光)。当层 340中的光学代码被创建为950nm吸光膜时，当950nm光对光学代码进行照明时，黑色印刷部分将吸收光并且对机器视觉系统看起来是黑色，并且未印刷部分将看起来是明亮或白色。

标记300可以可选地包括覆层350，其在层340上方形成或粘附。覆层350可以由可见光透明的红外透明材料构成，诸如但不限于多层光学膜。

在标志300的构造中使用逆向反射层可以提供若干优点。例如，当主要在红外光谱中捕获信息、并且图像中的唯一可见区域是从逆向反射片材 320反射的光所产生的明亮或白色光学元素时，返回到相机的照明状况可能使图像捕获装置和/或计算装置难以识别图像中的非IR逆向反射的任何物体。这包括标志或光学代码周围的背景以及其他个人信息，诸如个人的面部、图像或其他识别信息。

此外，来自层340的产生光学代码的白色或明亮部分的逆向反射光可能导致图像中黑色区域之间形成鲜明对比的图像，包括光学代码与周围图像之间的自然边界或过渡。在一些现有的QR码中，在代码边界的整个或部分周围可能需要黑色光学元素，以描绘QR码开始和结束的机器视觉系统。相比之下，因为标志300上的光学代码周围的区域在IR光谱中将看起来是黑色，所以不需要附加的边界光学元素，从而允许更高的编码效率。

图4A是具有嵌套式内容光学元素的示例性机器可读光学代码400。在一些示例中，嵌套式或“子”光学元素可以包括在母光学元素内。例如，母光学元素集402可以包括至少一个母光学元素406，其中母光学元素406 还包括子光学元素集(例如，在单元[A,1]中包括四个光学元素)，子光学元素集包括相应的光学元素集，诸如子光学元素406。

在一些示例中，对应于母光学元素的至少一个光学元素的第一编码值可在图像捕获装置与制品之间的特定距离处进行解码，该距离大于或等于阈值距离。分别对应于子光学元素集中的光学元素集的子编码值可能在图像捕获装置与制品之间的特定距离处不可进行解码。在一些示例中，特定距离是第一距离，其中分别对应于子光学元素集中的光学元素集的子编码值可在图像捕获装置与制品之间的第二距离处进行解码，该第二距离小于第一距离之间。在一些示例中，阈值距离是这样的距离，在该距离处，由图像捕获装置捕获的图像的分辨率在可区分性阈值之上在视觉上不区分子光学元素集的视觉上不同的一个或多个光学元素。在一些示例中，可区分性阈值可以是用户定义的、硬编码的或机器生成的。

如本文所讨论的，光学代码可以包括内容光学元素和上下文光学元素两者。上下文光学元素和内容光学元素可以用于静态数据和查找代码中的任一者或两者。嵌套式内容光学元素是具有四个内容光学元素的块，每个光学元素可以作为数据位单独读取，或者可以作为单个上下文光学元素一起读取。从第一距离开始，光学代码400看起来为7×7代码，具有行A- B、C-D、E-F、G-H、I-J、K-L和M-N以及列1-2、3-4、5-6、7-8、9-10、 11-12和13-14。类似于图1所示的图像，行G-H和列7-8中的光学元素是查找器光学元素。图4A的机器可读光学代码与图1的不同之处在于，它示出了在光学元素内使用梯度以允许嵌套式内容光学元素。

图4B示出了具有嵌套式内容光学元素的机器可读光学代码的部分。在许多机器视觉系统中，系统通过检测图像中最亮的色调和图像中最暗的色调确定光学元素是“白色”还是“黑色”。然后，机器通过确定比所检测的白色与黑色之间的中间色调更暗的任何东西被确定为黑色使图像“二值化”。任何比中间(或50％)色调更亮的东西都被确定为白色。当嵌套多层内容光学元素时，可以应用该相同的原理。

两层内容光学元素的一个这样的示例被示为包括列11-12、行C-D的交叉的块。当创建代码400时，由交叉的列11-12、行C-D组成的块411在作为单个块(作为上下文光学元素)一起读取时被累积解码为“0”。因为机器视觉系统检测到标度410中示出的阴影0,0作为区域中最亮的颜色，并且在标度410上示出的阴影1,1作为最暗的颜色，所以，为了使光学元素 C-D、11-12中的所有块被读作“0”，块411中的四个块中的每一个中的阴影必须低于标度410上的50％线。

为了在块411中读取或以其他方式解码在四个内容光学元素中的每一个中嵌套的信息，机器视觉系统可以隔离块411并且仅在块411中将其二值化器校准为阴影。因为阴影低于标度410的50％线，所以二值化器然后确定具有低于25％线的黑色水平(例如，基于亮度)的任何区域是“0”，并且高于25％线的任何区域是“1”。因此，即使411和412中的四个块在作为单个光学元素一起读取时应当被读作“0”，当被作为内容光学元素单独读取时，C11和D12为“0”而C12和D11为“1”。

类似地，当从第一距离读取作为上下文光学元素时，块413需要被读作“1”。为实现此目的，仅使用大于标度410上的50％线的黑色阴影，由此使得在从第一距离读取上下文光学元素413时，机器视觉系统确定所有四个块都是“暗”或“黑”，因为它们高于梯度标度上的50％线。当单独读取块414中的内容光学元素时，基于机器视觉系统在读取块414处于隔离状态时仅查看高于50％线的梯度范围，E11为“0”并且E12、F11和 F12为“1”。

块或光学元素421-426展示了使用三级嵌套数据的具体实施。当从第一距离读取时，块421是“1”，因为所有黑色阴影都大于标度420上的 50％线。然而，当从更近的第二距离读取时(如块422上所示)，光学元素A11和A12被读作“0”，因为这些光学元素中的每一个内的阴影低于75％线，这已成为用于使块422二值化的分割点。光学元素B11和B12被读作1。当从第三(和最近距离)读取块423时，机器视觉系统能够检测到光学元素A11、A12、B11和B12中的每一个由四个嵌套式光学元素制成。在光学元素A11和A12中，色谱为仅在标度420上的1,0,0与1,0,1之间的范围内，所以A11中的四个嵌套式光学元素被读作0,0,0,0，并且A12中的四个嵌套式光学元素被读作1,1,0,1。

当在第一距离处作为单个上下文光学元素读取时，光学元素424被编码为“0”，因此光学元素424内使用的所有阴影都低于标度420上的50％黑色水平线。当块425在第二距离处被读作四个单独的内容光学元素时，光学元素A11是“1”并且2个B11和B12各自是“0”。可以在比第一距离或第二距离中的任何一个更近的第三距离处读取块426，其中关于块425提到的每个内容光学元素现在可以被读作四个单独的内容光学元素。块 A11中的内容光学元素是1,1,0,0。块A12中的内容光学元素是1,0,1,0。块B11中的内容光学元素是1,0,1,0，并且块B12中的内容光学元素是 1,0,0,1。尽管提供了50％的黑色水平线作为一个示例，但在100-1％之间的任何值都可以。

在图4B的示例中，块424可以是静态数据(SD)光学元素集的一部分 (未示出SD光学元素集的其他光学元素)，并且光学元素A11、A12、 B11、B12可以是动态查找数据(DLD)光学元素集的一部分。图4B还示出了体现在SD光学元素集和DLD光学元素集的物理表面上的母光学元素集和子光学元素集的层次结构。例如，光学元素集424(在不同细节水平上也描绘为425和426)可以是具有四个子光学元素A11、A12、B11、B12的母光学元素集。母光学元素集包括第一多个光学元素(例如，A11、A12、 B11、B12)，其各自为第一尺寸。子光学元素集427包括第二多个光学元素A12a、A12b、A12c和A12d，其各自为小于第一尺寸的第二尺寸。在图 4B的示例中，由母光学元素集424表示的第一编码值(“1”)至少部分地基于子光学元素集中的特定光学元素A12b(使用A12b作为示例)的视觉外观，并且部分由特定光学元素A12b表示的第二编码值(“0”)至少部分地基于特定光学元素A12b的视觉外观，第一编码值和第二编码值是不同的。光学元素A12的第二编码值(“0”)可能不可从大于阈值距离的距离解码，第一编码值(“1”)可从大于阈值距离的距离解码。如图4B所示，子光学元素集中的每个光学元素可以包括在母光学元素集的一个光学元素内。在其他示例中，子光学元素集可以不重叠或包括在母光学元素集内。

通过如图4B所示的那样以分层方式布置编码值，SD光学元素集的信息可以在层级的更高级别处的光学元素中编码(例如，母光学元素集)，其可以从图像捕获装置与包括光学元素的制品之间的更远距离进行解码。用于DLD光学元素集的信息可以在层级的较低级别处的光学元素中进行编码(例如，子光学元素集)，其可以仅在图像捕获装置更靠近包括光学元素的制品时进行解码。可以使用任何N个层级级别的光学元素集，诸如图 4B中的三个级别。

虽然本文描述了用于嵌套内容光学元素和上下文光学元素的特定方法，但在阅读本公开后，本公开范围内的其他方法对于本领域技术人员将是显而易见的。虽然本公开具体描述了两级嵌套和三级嵌套，但可以基于图像捕获和处理技术的限制来实现任何期望的嵌套级别。例如，为了实现具有五级嵌套的代码，梯度标度将需要被分为2⁵个或32个颜色(或灰色) 梯度。

图5是用于读取制品或标志上的多维机器可读光学代码的系统的示意图。系统500包括标志520。标志面522包括可在可见光谱中看到的图像，即停止图像522，以及可能在可见光谱外的可见光谱中可见的机器可读光学代码530。标志500具有基板，并且还可以包括光学代码530后面的一层逆向反射片材。在二维光学代码在制品上的情况下，制品还可以包括基板，可以可选地包括逆向反射层，并且可以包括印刷的或以其他方式施加或创建的光学代码。

光学代码530包括多个查找器光学元素，其以图案进行布置并且可由安装在车辆510上的机器视觉系统512从第一距离检测。光学代码530还包括表示上下文信息的多个上下文光学元素，其中上下文光学元素可由机器视觉系统从第一距离检测，并且在一些情况下，上下文光学元素可以对关于制品或标志的静态信息或数据进行编码。光学代码530还包括表示内容信息的多个内容光学元素，其中内容光学元素在第一距离处不能被机器视觉系统检测到，但机器视觉系统可以从第二距离检测到，并且第二距离小于第一距离。内容光学元素可以对查找代码进行编码。内容光学元素可以对查找代码和静态信息进行编码。

当车辆510接近标志520时，机器视觉系统512检测并处理机器可读光学代码。虽然机器视觉系统512被示为可移动的并且安装到图5中的车辆510，但机器视觉系统可以是固定的，或者可以安装到可用于从可移动或静止的制品或物体读取光学代码530的其他设备或装置。机器视觉系统512 可以是红外相机，包括图像传感器和光源。在一些情况下，机器视觉系统将包括滤波器以增加图像传感器对IR光谱的灵敏度。在阅读本公开后，其他类型的机器视觉系统对于本领域技术人员将是显而易见的。

机器视觉系统512可以包括计算装置540或与该计算装置集成，由此使得它经由不需要网络的有线或无线连接直接与计算装置540连接。在其他情况下，机器视觉系统512可以使用一个或多个通信链路550A、550B与计算装置540通信地联接。尽管计算装置540被示为通过网络552连接到车辆510，但在其他示例中，计算装置540可以直接包括在车辆510内或车辆处，并且通过车辆的直接通信或内部网络与车辆部件通信。

机器视觉系统512可以捕获光学代码530的一个或多个图像并将光学代码的图像发送到计算装置540。通信链路550A和550B可以表示有线或无线连接。例如，通信链路550A和550B可以为使用WiFi协议的无线以太网连接和/或可以为使用5类或6类电缆的有线以太网连接。任何合适的通信链路都是可能的。在一些示例中，机器视觉系统512通过网络552通信地联接到计算装置540。网络552可以表示任何数量的一个或多个网络连接装置，包括但不限于路由器、交换机、集线器和提供用于分组数据和/或基于帧的数据的转发的互连通信链路。例如，网络552可以表示互联网、服务提供商网络、客户网络或任何其他合适的网络。在其他示例中，机器视觉系统512通过直接连接(诸如通用串行总线(USB)链路)通信地联接到计算装置540。

计算装置540表示任何合适的计算系统，其可以是具有机器视觉系统 512或远离机器视觉系统512的能够发送和接收信息的单个装置，诸如具有机器视觉系统512的一个或多个台式计算机、膝上型计算机、大型机、服务器、云计算系统等。在一些示例中，计算装置540实现本公开的技术。

在图5的示例中，计算装置540包括编码部件542、数据层626、服务部件546和用户界面(UI)部件548。编码部件542可以通过将所需数据编码方案或算法应用于光学代码530上的数据来检测在光学代码530中编码的数据。编码部件542可以查询数据层626以将检测到的二进制代码转换为人类可读信息。更具体地，编码部件542可以查询数据库以接收与静态数据或查找代码有关的信息。

虽然与静态数据有关的信息是恒定且不可更新的，但可以更新与查找代码有关的信息。在一个示例中，数据库542与机器视觉系统集成或者是机器视觉系统的一部分，与查找代码有关的信息可以定期和循环更新，诸如每天通过网络552下载，或者每当其上具有机器视觉系统的车辆在可访问的有线或无线网络的范围内时下载(车辆通过该网络可以下载与查找代码有关的信息)。在一个示例中，与查找代码有关的信息可以存储在连接到网络的集中式数据库中，该集中式数据库允许多个个体或实体更新与查找代码有关的信息。然后，机器视觉系统或需要访问与查找代码有关的信息的其他实体可以从集中式数据库更新信息，以使得它可以存储在本地并且可以实时访问本地副本，而与可访问的网络连接无关。在另一个示例中，机器视觉系统可以与网络552连接并通过网络进行通信，以查询存储与查找代码有关的信息的数据库或中央数据库(未示出)。在一些示例中，计算装置可以查询多个不同的数据库，并且在一些示例中，从多个不同的数据库查询的数据库可以至少部分地基于查找代码中包括的数据。

与查找代码相关的信息可以包括宽泛范围的信息。与查找代码相关的信息的一些示例是：制品的状况、制品附近的物理区域的状况、制品被分配到的人的识别信息、制品的用户的指令、以及邻近制品的个人或装置的指令。

服务部件546可以通过执行一个或多个操作来提供任何数量的服务。例如，服务部件546在接收到从光学代码读取的数据时可以生成一个或多个警示、报告或其他通信，其被发送到一个或多个其他计算装置，包括车辆510上的自动驾驶部件。此类警报可包括但不限于：电子邮件、短信、列表、电话或任何其他合适的通信。在一些情况下，包括机器视觉系统的车辆可以使用与查找代码有关的信息向驾驶人提供人类语言反馈。在一些情况下，具有机器视觉系统的车辆可以使用与查找代码相关的信息向车辆的驾驶人提供触觉、听觉或视觉反馈中的至少一个。

在一些示例中，用户界面(UI)部件548可以充当计算装置540的各种部件和光学元素之间的中介，以处理由输入装置检测到的输入并将其发送至其他部件和光学元素，并且从其他部件和光学元素生成可以在一个或多个输出装置处呈现的输出。例如，UI部件548可以生成用于显示的一个或多个用户界面，其可以包括警示/报告或其他通信的数据和/或图形表示。

部件542、626、546和548可以使用下述各项执行本文所述的操作：驻留在计算装置540和/或一个或多个其他远程计算装置之中并在其上执行的软件、硬件、固件或者硬件、软件和固件三者的混合。在一些示例中，部件542、626和546可以被实现为硬件、软件和/或硬件和软件的组合。计算装置540可以利用一个或多个处理器来执行部件626、546和548。计算装置540可以执行作为在底层硬件上执行的虚拟机或者在所述虚拟机内的部件542、626、546中或548的任何一个。部件542、626、546、548可以以各种方式来实现。例如，部件542、626、546或548中的任何一个可以被实现为可下载或预安装的应用或“app”。在另一个示例中，部件542、626、546或548中的任一个可以被实现为计算装置540的操作系统的一部分。

对于图5中的示例性目的，机器视觉系统被示为车辆510的一部分或安装到车辆。车辆510可以为汽车、摩托车、飞机、水船、军事装备、自行车、火车或任何其他运输工具。在其他示例中，机器视觉系统512可以附接到、包括或嵌入或以其他方式包括：文件、衣服、可穿戴设备、建筑物、固定设备或任何其他物体，仅举几个示例。

光学代码530被示为合并为图5中的标志，然而光学代码可以安装在、附接到、包括或嵌入以下中：文件、衣服、可穿戴设备、建筑物、固定设备或任何其他物体，仅举几个示例。

具有访问权限或许可的任何人以及查找代码都可以远程更新数据库，传感器可以基于诸如感测到工作区中的移动、桥上的冰、环境状况或应当有助于驾驶决策的其他信息的信息来远程更新数据库。

在一些示例中，光学代码530或制品光学代码530被附接到可包括施加到基部表面的反射、非反射和/或逆向反射片材。可以在光学代码530制品上印刷、形成或以其他方式体现可见消息，诸如但不限于字符、图像和/ 或任何其他信息。可以使用下述一种或多种技术和/或材料将反射、非反射和/或回射片材施加到基部表面，包括但不限于：机械结合、热粘合、化学粘合或用于将回射片材附着到基部表面的任何其他合适的技术。基部表面可以包括可以附着反射、非反射和/或回射片材的物体(如上述的例如铝板)的任何表面。可以使用墨、染料、热转印条带、着色剂、颜料和/或粘合剂涂覆膜中的任何一种或多种将制品消息印刷、形成或以其他方式体现在片材上。在一些示例中，内容由下述各项形成或或包括下述各项：多层光学膜；材料，其包括光学活性颜料或染料；或者光学活性颜料或染料。

为了最初制造或以其他方式创建光学代码530，构造装置570可以与计算装置560结合使用，该计算装置控制构造装置570的操作。在一些示例中，构造装置570可以是印刷、设置或以其他方式形成光学代码530和/ 或标志520的任何装置。构造装置138的示例包括但不限于针模、凹版印刷机、丝网印刷机、热传质印刷机、激光印刷机/雕刻机、层压机、柔版印刷机、喷墨印刷机、红外线墨水印刷机。在一些示例中，光学代码530可以通过由构造装置570构造的逆向反射片材或红外吸收或散射膜来启用，并且在一些情况下由除计算装置560以外的不同操作者或实体操作的单独构造过程或装置可以将制品消息应用于片材和/或将片材应用于基部层(例如，铝板)。

构造装置570可以通过通信链路550D通信地联接到计算装置560。计算装置560可以控制构造装置570的操作。例如，计算装置560可以包括一个或多个印刷规格。印刷规格可以包括限定可见标志面522和光学代码 530的属性(例如，位置、形状、尺寸、图案、组成或其他空间特征)的数据。在一些示例中，印刷规格可以由操作人员或机器生成。在任何情况下，构造部件562可以向构造装置570发送数据，该数据使得构造装置570 根据印刷机规格来印刷可见图像或消息和光学代码。

在一些情况下，构造部件可以生成与在首次制造光学代码时以光学代码编码的查找代码有关的初始信息，并且可以将该信息发送到集中式数据库。与查找代码相关的信息以后可以由具有所需许可和网络访问权限的任何人更新，以访问和修改集中式数据库中的相关信息。在一些情况下，多个唯一查找代码可以与单条信息相关联或相关。在一些情况下，单个查找代码可以与多条信息相关或相关联。

在一些示例中，编码部件542可以至少部分地基于光学元素集位置数据确定SD光学元素集和DLD光学元素集中的至少一者，光学元素集位置数据指示图像内的相应光学元素集的相应预定义位置。编码部件542可以至少部分地基于光学元素位置数据确定SD光学元素集和DLD光学元素集中的至少一个的相应光学元素中的每个的相应梯度值，光学元素位置数据指示SD光学元素集和DLD光学元素集的光学元素集内的相应光学元素的相应预定位置。在一些示例中，编码部件542可至少部分地基于在相应梯度值与编码值之间的映射确定消息的至少一部分。

图6是用于在动态系统中使用以读取多维机器可读光学代码的计算装置的示例。图6仅示出了如图5所示的计算装置540的一个特定示例。计算装置540的许多其它示例可在其它实例中使用，并且可包括示例性计算装置540中所包括的部件的子集，或者可包括图6中的示例性计算装置540 中未示出的附加部件。在一些示例中，计算装置540可以为服务器、平板计算装置、智能手机、腕戴式或头戴式计算装置、膝上型计算机、台式计算装置，或者可以运行包括在应用程序620中的功能集、子集或超集的任何其他计算装置。

如图6的示例所示，计算装置540可在逻辑上划分为用户空间602、内核空间604和硬件606。硬件606可包括一个或多个硬件部件，其为在用户空间602和内核空间604中执行的部件提供操作环境。用户空间602和内核空间604可表示存储器的不同部分或分段，其中内核空间604向过程和线程提供比用户空间602更高的权限。例如，内核空间604可包括操作系统620，其以比在用户空间602中执行的部件更高的权限进行操作。

如图6所示，硬件606包括一个或多个处理器608、输入部件610、存储装置612、通信单元614和输出部件616。处理器608、输入部件610、存储装置612、通信单元614和输出部件616可各自通过一个或多个信道 618互连。信道618可将部件608、610、612、614和616中的每个互连以用于部件间通信(物理地、通信地和/或可操作地)。在一些示例中，通信信道618可以包括硬件总线、网络连接、一个或多个过程间通信数据结构或用于在硬件和/或软件之间传送数据的任何其他部件。

一个或多个处理器608可实现计算装置540内的功能性和/或执行其内的指令。例如，计算装置540上的处理器608可接收并执行由存储装置612 存储的指令，这些指令提供内核空间604和用户空间602中所包括的部件的功能性。由处理器608执行的这些指令可使得计算装置616在程序执行期间在存储装置612内存储和/或修改信息。处理器608可执行内核空间 604和用户空间602中的部件的指令，以根据本公开的技术来执行一个或多个操作。也就是说，包括在用户空间602和内核空间604中的部件可由处理器208操作以执行本文描述的各种功能。

计算装置540的一个或多个输入部件642可接收输入。仅举几个示例，输入的示例为触觉、音频、动力学和光学输入。在一个示例中，计算装置616的输入部件642包括鼠标、键盘、语音响应系统、摄像机、按钮、控制板、麦克风或用于检测来自人类或机器的输入的任何其它类型的装置。在一些示例中，输入部件642可为存在敏感输入部件，其可包括存在敏感屏、触感屏等。

计算装置616的一个或多个输出部件616可生成输出。输出的示例为触觉、音频和视频输出。在一些示例中，计算装置540的输出部件616包括存在敏感屏、声卡、视频图形适配器、扬声器、阴极射线管(CRT)监视器、液晶显示器(LCD)或用于向人类或机器生成输出的任何其它类型的装置。输出部件可包括显示部件如阴极射线管(CRT)监视器、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)或用于生成触觉、音频和/或视觉输出的任何其它类型的装置。在一些示例中，输出部件616可与计算装置540集成。在其它示例中，输出部件616可在物理上位于计算装置540的外部并与计算装置540分离，但是可通过有线或无线通信可操作地联接到计算装置540。输出部件可为计算装置540的内置部件(例如，移动电话上的屏幕)，其位于计算装置540的外部封装内并物理连接到计算装置540的外部封装。在另一个示例中，存在敏感显示器602可为计算装置540的外部部件(例如，与平板计算机共享有线和/或无线数据路径的监视器、投影仪等)，其位于计算装置540的封装外部并与计算装置540的封装物理分离。

计算装置540的一个或多个通信单元614可通过发射和/或接收数据来与外部装置进行通信。例如，计算装置540可使用通信单元614来在无线电网络诸如蜂窝无线电网络上发射和/或接收无线电信号。在一些示例中，通信单元614可在卫星网络如全球定位系统(GPS)网络上发送和/或接收卫星信号。通信单元614的示例包括网络接口卡(例如，诸如以太网卡)、光收发器、射频收发器、GPS接收器或可发送和/或接收信息的任何其他类型的装置。通信单元614的其它示例可包括存在于移动装置中的

GPS、3G、4G和

无线电以及通用串行总线(USB)控制器等。

计算装置540内的一个或多个存储装置612可存储用于在计算装置540 的操作期间进行处理的信息。在一些示例中，存储装置612是暂时存储器，这意味着存储装置612的主要目的不是长期存储。计算装置540上的存储装置612可被配置用于信息的短期存储，如易失性存储器，并因此如果被停用则不保留所存储的内容。易失性存储器的示例包括随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)以及本领域已知的其它形式的易失性存储器。

在一些示例中，存储装置612还包括一个或多个计算机可读存储介质。存储装置612可被构造成存储比易失性存储器更大量的信息。存储装置612还可被配置用于信息的长期存储，如非易失性存储器空间，并且在激活/关闭周期之后保留信息。非易失性存储器的示例包括磁性硬盘、光盘、软盘、闪存或电可编程存储器(EPROM)或电可擦可编程 (EEPROM)存储器的形式。存储装置212可存储与包括在用户空间602 和/或内核空间604中的部件相关联的程序指令和/或数据。

如图6所示，应用程序628在计算装置540的用户空间602中执行。应用程序628可在逻辑上划分为表示层622、应用层624和数据层626。表示层622可以包括用户界面(UI)部件548，其生成和呈现应用程序628的用户界面。应用程序228可以包括但不限于：UI部件548、算法编码部件 542、数据层626和一个或多个服务部件546。表示层622可以包括UI部件548。

数据层626可以包括一个或多个数据存储。数据存储可以以结构或非结构化形式存储数据。示例数据存储可以为关系数据库管理系统、在线分析处理数据库、表格或用于存储数据的任何其他合适的结构中的任何一种或多种。内容数据存储634可以包括：由内容光学元素的有效载荷组成的位系列以及与那些位系列相关联的信息。在一些示例中，内容数据存储634 可以包括编码或解码形式的消息。上下文数据存储636可以包括：由上下文光学元素的有效载荷组成的位系列以及与那些位系列相关联的信息。在一些示例中，上下文数据存储634可以包括编码或解码形式的消息。纠错数据632可以包括形成由纠错算法构造的码字的位系列，其有助于重构和验证存在于内容光学元素和上下文光学元素中的有效载荷数据。服务数据 638可以包括用于提供服务部件546的服务和/或由提供服务部件546的服务所产生的任何数据。例如，服务数据可以包括关于光学活性制品的信息 (例如，车辆登记信息)、用户信息或任何其他信息。

机器视觉系统510可以捕获包括光学代码的图像，使用查找器光学元素530确定光学代码530存在于图像中，并通过UI部件548或通信信道 550A和550B将其传送到计算装置540。响应于接收到图像，编码部件542 可以确定图像的特定图像区域表示光学代码。通过应用一种或多种解码技术，诸如Reed-Solomon解码或错误检测技术，编码部件542可以通过与内容数据存储636和上下文数据存储634的通信确定图像中的光学代码表示指示限速标志在前面的数据系列，并且标志上的限速是每小时50公里。服务部件546可以基于由编码部件542生成的数据来执行一个或多个操作，诸如将数据发送到UI部件548，这使得UI部件548生成用于显示的警示。 UI部件548可以将数据发送至输出部件616中的一个输出部件，使得该输出部件显示警示。

服务部件546可以基于由编码部件542生成的数据来执行一个或多个操作，诸如将数据发送到UI部件548，这使得UI部件548生成用于显示的警示。其他操作可以包括基于编码部件524生成的数据来生成报告或存储消息。在一些示例中，服务部件546可以修改车辆的操作。例如，服务部件546可以改变车辆的速度、加速度、方向、悬架、制动或任何其他功能。UI部件548可以将数据发送至输出部件616中的一个输出部件，使得该输出部件显示警示。

虽然本文描述了计算系统的一个特定具体实施，但在阅读本公开之后，与本公开的范围一致并且在本公开的范围内的计算系统的其他配置和实施例对本领域的技术人员将是显而易见的。

图7是示出采用查找代码读取多维机器可读光学代码的过程的流程图 700。并非在本公开的所有实施例中都需要流程图700中的所有步骤。所示步骤可能以所示顺序执行，或者以变化的顺序执行，这取决于本公开的特定实施例。

机器视觉系统(例如，机器视觉系统510或计算装置540)可以捕获图像，并通过识别光学代码的查找器光学元素(710)来搜索图像以寻找光学代码。如果机器视觉系统捕获图像并确定不存在光学代码，则它继续捕获图像，直到它识别到具有光学代码的图像。图像可以是视频流中的帧。可以在可见光、红外光或光学代码的图像可见的任何其他照明状况下捕获图像。在一些情况下，随着机器视觉系统和解码之间的距离减小，机器视觉系统将捕获光学代码的多个图像。多图像捕获的一个原因是内容光学元素和上下文光学元素的不同尺寸以及嵌套式光学元素的可能性。在一些示例中，可以重复多次或取决于所捕获的图像的数量重复在流程图700中执行的操作(760)。

机器视觉系统或与机器视觉系统通信或与机器视觉系统集成的处理器可以对来自光学代码的图像的数据进行解码(720)。在该步骤中，数据从图像转换为位(或二进制)格式。处理器可以使用Reed-Solomon解码算法或其他类型的算法对数据进行解码，这取决于用于创建光学代码的特定算法。

机器视觉系统可以是静态信息和查找代码(730)。机器视觉系统可以通过以下方式来区分这两种类型的代码：从解码的光学图像检查本地数据库中的所有位代码，以及确定与本地数据库中的信息不永久关联的代码是查找代码。在一些情况下，一旦机器视觉检测到静态信息，因为它可能不需要在定期可更新的数据库中进行查找，机器视觉系统就可以继续使用静态信息来提供反馈(750)。

在一些情况下，查找代码可以包括嵌入内容光学元素中的数据结合静态数据，结合通过车辆中的其他系统获取的数据(诸如GPS数据)或者可以用于使查找代码成为UUID的任何其他类型的数据。

机器视觉系统可以针对与查找代码有关的信息而查询数据库(740)。在一些情况下，数据库可以与机器视觉系统集成或者是机器视觉系统的一部分，并且可以是可更新的。在一些情况下，机器视觉使用有线或无线通信协议来查询远程数据库。在机器视觉系统查询数据库之后，它从数据库检索或接收与查找代码有关的信息。

机器视觉系统、或机器视觉系统是其一部分、附接到其或与其通信的制品或车辆可以基于与查找代码相关的信息提供反馈或输入(750)。在一个示例中，机器视觉系统或车辆可以向车辆的驾驶人提供人类语言反馈。在其他情况下，机器视觉系统或车辆可以向车辆的驾驶人提供触觉、听觉或视觉反馈。在另一个示例中，机器视觉系统可以向车辆中的自主驾驶光学元素提供输入，并且车辆可以使用输入作为控制车辆的方向、速度和一般运动的变量。

图8示出了根据本公开的技术的逆向反射制品和示例性偏转轴、俯仰轴和滚动轴。在一些示例中，逆向反射制品(例如，速度限制标志)可以包括根据本公开的技术的光学代码。在一些示例中，本公开的光学代码可以用于基础设施识别和上下文通信，诸如在道路应用中。在一些示例中，光学代码可以说明在姿势归一化的情况下将其置于其上的二维条形码的轻微旋转。因此，在其他可能的具体实施中，遮挡稳健性可以是在基础设施应用中实现此类光学代码的优点或益处。在一些示例中，光学代码允许映射到预定消息的可变位有效载荷。

在一些示例中，通过包括可以在道路基础设施中提供优势的多个优化，将本公开的光学代码与许多其他块矩阵代码区分。本公开的光学代码可以在来自代码破坏的常见机制的准确检测、读取距离和错误恢复之间进行优化。

由于基础设施的环境，标志和基础设施材料具有一组特定的常见遮挡和变形。本发明的光学代码可以优化或改进针对这些类型的遮挡的纠错和数据布局。光学代码可以比其他遮挡样式更多地从边缘遮挡中恢复数据。边缘遮挡在典型的基础设施驾驶场景中可能很普遍。

在一些示例中，为了增加本公开的光学代码的读取距离，这些光学代码可以具有较少数量的专用于代码查找和姿态估计的模块。在本公开中进一步讨论了该查找器的细节。

在一些示例中，本公开的光学代码可以不具有元数据信息，并且在某些情况下不具有静区。这将光学代码与其他流行代码(诸如数据矩阵和QR 代码)区分。这种元数据模块的减少可以允许本公开的光学代码在数据传输方面更加节省空间。在物理代码维度由标志尺寸界定的标志示例中，空间效率可能很重要。所需模块数量的减少意味着：要么因为代码可以更大而可以从更远的地方对数据进行解码、要么可以对类似尺寸的代码进行更多的纠错。

在一些示例中，本公开的光学代码利用了一件基础设施的典型假设取向。图8示出了标志的轴，但可以使用任何制品。在一些示例中，车辆将遇到具有光学代码的标志，该光学代码具有最大值、少量的滚动旋转、少量的俯仰旋转和可能显著的偏转旋转。

在一些示例中，可以引用各种术语，诸如以下。

在一些示例中，“对准图案”可以是矩阵符号体系中的限定位置中的固定参考图案，其使得解码软件能够在图像的适度量的失真的情况下重新同步图像模块的坐标映射。

在一些示例中，“斑点”可以是包含在四边形内的提取图像。

在一些示例中，“定时边缘”可以指代对计时信息进行编码的光学代码的边缘。

在一些示例中，“定时图案”可以指代计时或定时模块。

在一些示例中，“轮廓提取”可以是以下过程：使曲面或波状外形表面平坦化并将其解析为2维平面图像，同时用尽可能少的失真或低于阈值失真水平的失真努力保持适当或有效的模块/代码透视。

在一些示例中，“编码区域”可以是未被开销图案占据并且可用于数据编码和纠错码字的符号区域。在一些实现中，编码区域可以包括版本和格式信息。

在一些示例中，“查找器图案”可以是用于识别/辨别光学代码符号的存在的模块的图案。在多分辨率代码上，查找器和定时图案可以由最大的模块制成。

在一些示例中，“固定图案”可以是光学代码符号的固定就位的局部、部分或区段。这包括查找器图案、计时图案和附近的静区模块。

在一些示例中，“内核尺寸”可以是根据像素数量或其他测量值限定的样本窗口的尺寸。该内核可以用于执行数学形态学运算。

在一些示例中，“模块间隙”可以是指代码周围的空间。模块间隙可以限定其中不存在代码的所需静区。在一些标牌具体实施中(光线较暗)，模块间隙可以是明亮像素的空间。

在一些示例中，“形态开放”表示结构化元素B对集合A的侵蚀的扩张，

其中

和

分别表示侵蚀和扩张。开放可以从图像的前景(通常作为亮像素)中移除小物体，从而将其置于背景中。

在一些示例中，“形态学关闭”是通过结构化元素B关闭集合(二进制图像)A，是对该集合的扩张的侵蚀，

其中

和

分别表示扩张和侵蚀。关闭可能会移除前景中的小孔，从而将背景的小岛变为前景。

在一些示例中，“多分辨率”可以表示在单个代码内具有多个模块尺寸类别的光学代码符号，其可以与单分辨率光学代码不同。

在一些示例中，“遮挡”可能意味着由于障碍而无法读取标志的一部分。这可能是部分或全部的。

在一些示例中，“开销图案”可以是符号的开销部件，其包括图案的位置和尺寸调整特征所需的查找器图案和计时图案。

在一些示例中，“四边形”可以是限定光学代码的位置的平行四边形的四个角落。

在一些示例中，“静区”可以是用于将光学代码与背景分离的缓冲区。可以在构造缓冲器或模块间隙所需的空间模块的数量中指定静区尺寸。

在一些示例中，“Ramer-Douglas-Peucker算法”可以在给定由线段 (折线)组成的曲线下指定一个或多个操作以找到具有较少点的类似曲线。该算法基于原始曲线与简化曲线之间的最大距离来定义“不相似”。简化曲线由定义原始曲线的点的子集组成。

在一些示例中，“重复位”可以是定位或定址的位，其冗余地表示块中的部分，从而允许遮挡恢复。

在一些示例中，“逆向反射”可以是指这样的表面或材料，其被设计成以最小量的散射和从宽泛范围的入射角将增加量的光反射回光源处。

在一些示例中，“单分辨率”可以是指仅具有一个模块尺寸的光学代码的具体实施，其可以与多分辨率光学代码不同。

在一些示例中，“定时图案”可以是暗模块和亮模块的交替序列，从而使得能够确定符号中的模块坐标。

在一些示例中，公式和方程中使用的数学符号在它们出现的公式或等式之后定义。出于本文档的目的，以下数学运算适用：

ο＝形态开放

·＝形态关闭

＝扩张

＝侵蚀

图9示出了根据本公开的技术的光学代码的示例性结构。为便于参考，模块位置由其在符号中的行和列坐标限定，形式为(i,j)，其中i表示模块所在的行(从顶部向下计数)并且j表示模块所在的列(从左到右计数)，其中计数从0开始。因此，模块(0,0)位于符号的左上角处。在一些示例中，在多分辨率光学代码中，存在多于一个模块尺寸。可以按模块尺寸对尺寸加以分类和引用。因此，最大的模块类可以标记为1。尺寸1将具有比尺寸2更大的模块，尺寸2将具有比尺寸3更大的模块等。

在一些示例中，版本信息不被编码到光学代码中；而是针对候选图像检查所有查找器模板。在其他示例中，版本信息可以被编码到光学代码中。

在一些示例中，根据本公开实现的光学代码可以包括以下特征：

a)格式：

1)单分辨率代码，其具有预定的遮挡恢复能力和数据容量的平衡。

2)多分辨率代码，其具有多层编码信息以及每层的遮挡恢复能力和数据容量的平衡。

b)可编码数据：

1)单分辨率：仅限数字数据。有效数字的范围可以是1到2^{(#data bits)}。

2)多分辨率代码：每层一个数字数据。针对该层的有效数字的范围可以是1到2^{(#data bits)}。在双层多分辨率光学代码的一个具体实施中，第一层表示MUTCD：Manual onUniform Traffic Control Devices(Published by Federal Highway Administration)(统一交通控制装置手册(由联邦公路管理局公布))美国标志编号。

c)数据的表示：

暗模块名义上是二进制“零”，而亮模块名义上是二进制“一”。对于某些应用，可以反转该表示。

d)符号尺寸(不包括静区)：

1)单分辨率代码：宽度为至少5个模块并且高度为至少5个模块，但任何大于0的数都可以是可能的。在一些示例中，代码没有上限，但高度或宽度的示例性最大尺寸是21个模块。在一些示例中，用于这种维度的最大尺寸可以是大于零的任何数。

2)多分辨率代码：由第1层模块定义的宽度为至少7个模块并且高度为至少7个模块，但任何大于0的数都可以是可能的。在一些示例中，没有限定上限。在一些示例中，用于这种维度的最大尺寸可以是大于零的任何数。

e)代码类型：矩阵

f)取向独立性：

是。在一些示例中，光学代码具有取向独立性。在其他示例中，光学代码可以取决于取向。在一些示例中，固定取向可以允许代码设计和解码算法中的某些优点。

在一些示例中，光学代码可以使用反射率反转。符号可能旨在被标记时被读取，因此图像在亮上暗型或者暗上亮型的。在一些示例中，规格基于亮背景上的暗图像，但在不是这样的情况下，则亮模块可以被视为暗模块而暗模块被视为亮模块。一些解码技术可能不会尝试对标准码和反射率反转码两者进行解码；然而，对两者同时进行解码也可以在其他示例中执行。

在一些示例中，重复位可以与光学代码一起使用。例如，为了进一步增加遮挡恢复的可能性，光学代码可以利用重复位。

如图9所示，光学代码可以是矩形矩阵，其由根据代码样式和数据有效载荷规定的规则定位或布置的一组正方形模块组成。

图10示出了根据本公开的技术的单分辨率光学代码。单分辨率光学代码可以是宽度为至少5个模块并且高度为至少5个模块，不包括静区，但任何大于0的数都可以是可能的。在一些示例中，对代码尺寸没有绝对上限。

图11示出了根据本公开的技术的多分辨率光学代码。多分辨率光学代码可以由各种尺寸的模块组成。模块可以仍然是方形的并且可以被创建为由此使得特定分辨率数据有效载荷的所有模块具有相同的尺寸。在一些示例中，尺寸的参考模块相对于最大模块。在一些示例中，数据有效载荷被按模块尺寸加以分类和引用。在一些示例中，数据有效载荷1可以具有比数据有效载荷2更大的模块，数据有效载荷2将具有比数据有效载荷3更大的模块等。

在一些示例中，多分辨率光学代码的最小尺寸是宽度为至少7个模块和高度为至少7个模块，但任何大于0的数都可以是可能的。在一些示例中，多分辨率光学代码没有最大尺寸。在一些示例中，数据有效载荷没有最大数量。在一些示例中，代码的尺寸可以为不大于15个模块，并且通常使用两个数据有效载荷。

图11示出了具有两个有效载荷的多分辨率代码的示例性布局。在图 11中，最大的模块以及因此可以从最大距离读取的那些模块由编号块指示。模块的第二个分辨率由小写字母块指示。虽然在该代码中数据有效载荷1和数据有效载荷2两者的尺寸都是八位，但这不是必要条件。每个有效载荷的块尺寸可以与另一个有效载荷的块尺寸无关。实际上，数据有效载荷1的块尺寸可以等于或小于任何其他数据有效载荷的块尺寸。

在一些示例中，可以选择用于光学代码的查找器和定时图案，以使模块既找到代码、又使物体姿态归一化所需的阈值最小化或减小到该阈值以下。在一些示例中，可以减小该查找器和定时图案的尺寸，以针对数据和纠错产生更大百分比的代码空间。

图12和图13示出了光学代码的查找器和定时图案。光学代码的查找器图案角落可以或者总是具有与静区相反的颜色。定时图案可以沿顶边放置并在白模块与暗模块之间交替。该操作的例外可以是当光学代码的宽度以模块数量计是偶数时。在这种情况下，中间的两个模块均为相同的颜色。在一些示例中，查找器和定时图案规则应用于单分辨率光学代码和多分辨率光学代码两者。在多分辨率代码上，查找器和定时图案可以由最大的模块制成。

在一些示例中，静区必须在光学代码的所有四个侧面上没有所有其他标记。查找器图案的宽度可以是至少1个模块，但任何大于0的数都可以是可能的。对于多分辨率代码，宽度可以为至少光学代码中包括的最大模块尺寸的宽度。对于反转代码样式，代码的所有模块可以被反转，包括静区，其成为代码周围的亮带并且宽度增加到至少2个模块，但任何大于0 的数都可以是可能的。

当光学代码附着到逆向反射制品(例如，交通标志)时，则背景可以作为足够的查找器图案。在此类示例中，可能不需要附加的查找器图案。可以在逆向反射制品的外边缘上利用查找器和定时图案来创建光学代码。

在一些示例中，可以实现用于光学代码的重复位图案，以通过向块添加冗余使遮挡效果最小化或减小到该阈值以下。在一些示例中，可以定位重复位以在特定块上实现更高级别的遮挡。

图12-13示出了根据本发明的技术的不同定时图案。图12示出了偶数尺寸的定时图案。图13示出了奇数尺寸的定时图案。

图14示出了根据本公开的一种或多种技术的可以包括在光学代码中的反复位或重复位。例如，图14展示了使用重复位的示例。在图14中，重复来自数据和纠错块的某些位并将其用于填充位。这在解码中具有允许更大的潜在遮挡恢复的效果。

在一些示例中，编码过程可以由一个或多个计算装置实现。编码过程可以将数据转换为包括在光学代码中的图案或其他视觉标记。以下操作提供了用于单分辨率光学代码的编码的示例，并且可以通过为每个数据层重复操作来创建多分辨率。

操作1：代码选择。例如，计算装置基于诸如数据块和纠错块的数量的参数或任何其他合适的参数来选择光学代码。

操作2：数据编码。计算装置将数字或其他值转换为二进制位流并将位流分解为所选择的块尺寸。

操作3：计算装置可以计算纠错码，其可以包括计算编码数据的纠错数据块。

操作4：计算装置可以通过附加来自每个块的数据和纠错码并添加重复位或填充位来构造最终消息。

操作5：计算装置可以结合构造装置基于最终消息将模块置于矩阵中。计算装置可以使得构造装置将码字模块与查找器和定时图案一起置于矩阵中。对于多分辨率光学代码，在一些示例中，查找器和定时图案可以仅置于最大模块上。

在一些示例中，编码过程可以包括一个或多个操作。例如，计算装置可以确定给定光学代码布局的预期数据有效载荷。待编码的数字可以被转换为大端二进制数。然后，计算装置可以用前导零填充该数字，直到消耗了整个数据位空间。

在一些示例中，计算装置可以将所得的位流分成可变位码字。计算装置可以填充字符以填充版本所需的多个数据码字。在一些示例中，计算装置可以分析输入数据串以确定其内容并选择默认或其他适当的扩展信道解释(ECI)和适当的模式以对每个序列进行编码，如本公开中所描述的。

在一些示例中，计算装置可以利用纠错码字来执行编码。计算装置可以执行一个或多个操作以为单分辨率光学代码和多分辨率光学代码两者生成数据和纠错码字。例如，计算装置可以确定给定光学代码布局的预期数据有效载荷。待编码的数字或值可以由计算装置转换为大端二进制数。该数字可以由具有前导零的计算装置填充，直到消耗了整个数据位空间。

本文描述了用于符号印刷和标记的各种技术。对于单分辨率光学代码，X维度(例如，模块的宽度)可以由用户或机器生成的输入指定，该输入指定包括但不限于以下的参数：要读取的距离、固定物理尺寸符号所需的数据有效载荷、所使用的扫描技术、以及用于产生符号的技术或任何其他合适的参数。对于Y维度，在一些示例中，模块的高度可以等于X维度，而在其他示例中，X维度和Y维度可以不同。在一些示例中，对于最小静区，计算装置可以不定义静区(白色在黑暗上，具有不可见光谱)，但在其他情况下，可以使用最少一个模块的静区，可以使用最少2个模块的静区或任何其他大于1的数。

对于多分辨率光学代码，X维度(例如，最小模块的宽度)可以由用户或机器生成的输入指定，该输入指定包括但不限于以下的参数：要读取的距离、固定物理尺寸符号所需的数据有效载荷、所使用的扫描技术、用于产生符号的技术或任何其他合适的参数。

在一些示例中，每个较大的模块尺寸类可以是最小模块尺寸的倍数。所使用的模块尺寸类的数量可以基于要在光学代码中编码的数据量，并且可以生成更大模块类与更小模块类的平衡，更大模块类可在更大距离处解码，更小模块类可包含更高数据密度。在一些示例中，计算装置可以确定两个模块类尺寸，但任何定义的类尺寸都是可能的。对于Y维度，在一些示例中，模块的高度针对给定模块类可以等于X维度，而在其他示例中， X维度和Y维度可以不同。

在一些示例中，静区尺寸基于计算装置用于光学代码的最大模块尺寸，以及查找器、计时和其他开销模块。最小静区可以是一个第1类(最大)模块，并且在一些示例中，可以存在2个模块的静区缓冲器。在其他示例中，最小静区和静区缓冲区尺寸可以是大于零的任何数。

在一些示例中，可以使用人类可读或人类可解释的描述。人类可解释的意思可能是以旨在人类理解的形式。在一些示例中，伴随的人类可读描述可以伴随光学代码。然而，在其他示例中，数据字符的人类可读解释可能不实用。作为替代方案，光学代码可以伴随有描述性文本而不是文字文本。可以不指定字符尺寸和字体，并且可以在光学代码周围的区域中的任何地方印刷消息。在一些示例中，人类可读解释可能不干扰光学代码本身或静区，但如果以不干扰功能的方式进行，则可以在光学代码或其静区上方或下方印刷。

在一些示例中，可以定义和使用符号质量参数。对于网格不均匀性，可以通过使用查找器图案和对准图案作为锚点来计算网格，如通过使用如本公开中提供的参考解码算法所定位的那样。在一些示例中，计算装置可以在代码被包裹到曲面上的情况下使图像平坦化以便评估网格的均匀性。在光学代码被体现到曲面上的情况下，网格非均匀性测量可以由计算装置在已经被平坦化的图像上执行。

对于扫描等级，扫描等级应该为等级中的最低(或低于阈值)等级，以用于符号对比度、调制、固定图案损坏、解码、轴向不均匀性、网格不均匀性和符号的单个图像中未使用的纠错。如果分析了多于一个图像，则整体符号等级可以是各个扫描的平均值。

在一些示例中，计算装置可以执行如本文所述的一个或多个解码操作。例如，计算装置可以获取光学代码的图像。计算装置可以定位(例如，识别)图像内的光学代码并将亮模块和暗模块转换为1s(亮)0s (暗)(或者针对反转代码进行反转)。计算装置可以通过搜索候选代码样式的查找器来识别代码尺寸/样式。计算装置可以使用代码布局图来提取Reed-Solomon码字。对于包括多分辨率的样式，计算装置可能以一个或多个定义的分辨率重新采样代码，并使用一个或多个定义的布局来提取附加的码字。在一些示例中，计算装置可以针对每个提取的代码分辨率为Reed- Solomon解码器配置适当的码字尺寸和纠错级别，然后计算装置可以检测并校正每个的错误。计算装置可以生成或以其他方式提供有效载荷，该有效载荷是可校正的或者不需要校正以用于在本公开中描述的一个或多个操作中的进一步处理。

图15示出了根据本发明的技术的参考解码算法。参考解码算法可以实现逆向反射范例，其中被识别的光学代码可以被光源照射，该光源与成像传感器并置，其光强度足以使代码比周围环境更亮。

如图15所示，参考解码可以包括一个或多个包括四元提取的操作。例如，计算装置可以确定图像的一个或多个阈值(例如，对于8位图像为 80、50、33)，其比图像中的非逆向反射元素(来自太阳或其他光源的环境照明)更亮。计算装置可以使用该阈值将图像转换为高于和低于阈值像素的二进制图像(或多个图像)。对于反转代码的第二遍，计算装置可以针对8位图像使用为210、230的像素值阈值。

计算装置可以执行具有小内核尺寸的形态开放(例如：3×3像素矩形，尽管任何大于0的数都可以是可能的)以移除图像中的点反射元素和其他明亮伪像。在一些示例中，对于具有反转代码搜索的第一遍，可以跳过该操作。计算装置可以执行形态学关闭操作以将光学代码模块连接成单个斑点，或者用于反转代码以填充周围明亮静区中的孔/缺陷。对于反转代码，该内核尺寸可以是小的，诸如9×9px(尽管任何大于0的数都可以是可能的)，因为图像可以在光学代码所体现在的制品周围具有明亮的大部分连续静区。对于非反转代码，计算装置可以使用多个形态开放核来处理不同尺寸/比例的代码(例如15×15、45×45、90×90，尽管任何大于0的数都可以是可能的)。

在一些示例中，计算装置可以使用Ramer-Douglas-Peucker算法来将轮廓重新近似为四边形。计算装置可以使用近似精度(ε)，其可以将长边减少到单个区段(例如，轮廓周长的0.2％)。在一些示例中，如果剩余大于4 个区段(标记具有弯曲角落，形状未被很好地表示为四边形等)，则计算装置可以使用最长的4个连同它们的交叉点的计算来拉出边界四边形。可替代地(或此外)，计算装置可以调整ε直到仅剩下4个区段(单独使用，没有边界框完成倾向于导致更多变化的四角选择)。在一些示例中，计算装置可以检查所得的四边形的纵横比(例如：0.3-3)和角落角度(例如：std(角度)<10度)以丢弃与矩形显著不同(例如，大于阈值)的候选者。

在一些示例中，参考解码算法可以执行斑点提取。例如，计算装置可以对四边形的四边形区域执行透视变换到标准化尺寸(例如：各种代码尺寸边长的公倍数，11×11和9×9->99×99，尽管任何大于0的数都可以是可能的。如果搜索反转代码，可以提供过大的分辨率以确保其对于制品上的模块显著大于2ppm。例如：297×297，但任何大于0的数都可以是可能的)。在8×8邻域上使用更高阶插值(诸如Lanczos插值)可以保留代码边缘。

在一些示例中，计算装置可以执行第2遍或多个附加遍，如果搜索反转代码则可以使用多个附加遍。计算装置可以从左边缘修剪5％的宽度，从右边缘修剪宽度的5％，从顶部修剪5％的高度，从底部修剪5％的高度。在当前情况下，5％是一个示例，但可以使用大于1％的任何其他百分比(例如，1％-25％的范围)。计算装置可以从图像中减去5％百分位值(变暗代码)。在一些示例中，计算装置可以将最大值和最小值标准化为0-255。计算装置可以应用具有为1的限幅限制和4×4网格的对比度受限自适应直方图均衡。在其他示例中，限幅限制和网格尺寸可以是大于1的任何数。计算装置可以反转图像(例如，255-(像素值))。计算装置可以在每个边缘上用平均值(大于稍后用于变形的最大内核)填充55个像素(或大于零的任何其它合适的数)。

计算装置可以重复四边形和斑点提取并且传递到查找器搜索的下一阶段。在一些示例中，对于斑点提取，计算装置可以用像素值210和230替换四元提取中的阈值，但是大于0的其他示例性阈值也是可能的。计算装置可以使用3×3变形开放内核，但是每个维度上大于0的其他维度也是可能的。计算装置可以用25×25、35×24、45×45替换形态关闭的内核尺寸，但任何其他维度各自大于0的尺寸都是可能的。计算装置可以使用108×108 的输出斑点尺寸来进行斑点提取，但是任何其他维度各自大于1的尺寸都是可能的。计算装置可以应用直径为3的双边滤波器(尽管大于0的任何直径都是可能的)，并且对于空间和颜色两者的sigma都为40，但大于0 的任何sigma都可以是可能的。在一些示例中，计算装置可以将最大值和最小值标准化为0-255。计算装置可以反转图像(255-(像素值))。如果仅搜索反转代码，则计算装置可以从第一遍中丢弃源斑点。

在一些示例中，参考解码算法可以执行查找器搜索。例如，由计算装置实现的查找器搜索可以内插四边形到被搜索的光学代码形状(例如： 11×11、9×9、N×N或N×M)、阈值、二值化、并且与变化旋转中的查找器模块配置进行比较。计算装置可以通过有多少模块与查找器区域匹配来对候选者进行评分。

在一些示例中，参考解码算法可以对来自光学代码的数据进行解码。例如，计算装置可以使用来自查找器搜索的最高或较高评分候选者的二值化图像并根据对应代码布局提取码字。在一些示例中，亮部分反映二进制 1，暗部分反映零(对于反转代码，这在原始图像捕获中是相反的)。计算装置可以内插原始图像并对存在的代码的任何附加分辨率进行二值化，并使用适当的布局图提取码字。计算装置可以针对对应代码样式的块尺寸、可校正的块来配置Reed-Solomon纠错，并且如本公开中所描述的那样执行纠错。在一些示例中，计算装置可以使用纠错来生成或提供正确或可纠正的代码的有效载荷，以用于在本公开中描述的一个或多个操作中使用。

图16-17示出了根据本公开的技术体现在制品上的光学代码的模块间隙。图16示出了在边缘处具有1个模块间隙的示例性光学代码布局。图17 示出了菱形制品形状(例如，基础设施制品)上的替代45度逆时针旋转布局。

光学代码可以体现在制品或标牌上，以使得如图16-17所示的代码的定时边缘朝向标志的顶部(例如，图16)取向。在一些示例中，当计算装置定位和解码场景内的代码时是这样做的，以使得可以进行附加的假设。在一些示例中，光学代码可以从标志边缘延伸最多至1个模块以便留下静区，但也使代码内的模块尺寸最大化。在一些示例中，没有最大和/或最小静区。

对于反转代码样式，静区/边缘间隙可以增加到最小2个模块的尺寸。在这种配置中可能没有最大静区，但是第一遍期间的斑点提取可能在代码模块上留下足够的分辨率以用于解码(至少2ppm但可能更大)。

允许一些变化以相对于标志尺寸实现代码的最大尺寸，例如使用菱形标志，其中定时边缘可以被取向为与标志的左上边缘平行(逆时针反向旋转45度，图17)。然而，如果光学代码可以置于具有非旋转布局中的至少一个间隙模块的标志上(沿着上边缘定时)，则这可以改善成像性能和/或使其最大化。

在一些示例中，计算装置可以执行错误检测和/或使用校正本原多项式。ReedSolomon纠错可以由计算装置实现以在伽罗瓦域(gf)下操作。光学代码可以强制该字段为gf(2^m)类型。在一些示例中，m的值是6或8。尽管 m可以是大于零的任何值，但是可以选择诸如6或8的值作为代码密度/代码尺寸和假阳性解码速率之间的折衷。在一些示例中，随着m的值增加，光学代码将在尺寸上更大并且具有更低的假阳性解码速率。

表2提供了针对最多至gf(2¹⁶)的字段尺寸的原始多项式。

m	默认原始多项式	整数表示
			3	D^3+D+1	11
4	D^4+D+1	19
			5	D^5+D^2+1	37
6	D^6+D+1	67
			7	D^7+D^3+1	137
8	D^8+D^4+D^3+D^2+1	285
			9	D^9+D^4+1	529
10	D^10+D^3+1	1033
			11	D^11+D^2+1	2053
12	D^12+D^6+D^4+D+1	4179
			13	D^13+D^4+D^3+D+1	8219
14	D^14+D^10+D^6+D+1	17475
			15	D^15+D+1	32771
16	D^16+D^12+D^3+D+1	69643

表2：针对给定伽罗瓦域的原始多项式

在一些示例中，计算装置可以在gf(2^m)下使用Reed Solomon纠错算法对本公开的光学代码进行编码和/或解码。有许多可能的算法来对Reed Solomon码进行解码。以下操作是根据本公开的计算装置所使用的操作，但是许多其他操作也是可能的。计算装置可以在给定接收的码字消息和纠错符号的数量的情况下计算校正子多项式。计算装置可以假设不处理擦除并且从原始校正子计算Forney校正子。计算装置可以使用Berlekamp-Massey 算法来计算错误定位器多项式。计算装置可以使用具有错误定位器多项式的Chien搜索算法来计算错误位置。在给定错误位置的情况下，计算装置可以解决错误并返回所得的数据。

图18示出了根据本公开的技术的具有固定图案信息的光学代码。对于光学代码的固定图案损坏，可以评估包括但不限于以下内容的功能：(a)查找器图案，其包括：两个模块的左上查找器图案和4个静区模块(查找器 1L)，两个模块的右上查找器图案和4个静区模块(查找器1R)，左下3 模块查找器图案和5个静区模块(查找器2L)，右下3模块查找器图案和5个静区模块(查找器2R)；和(b)计时信息，其包括左右查找器之间的图案化模块行(定时)。

对于固定图案损坏分级，计算装置可以基于在每个分段内不正确评分的模块的数量来对固定图案的该分段的损坏进行分级。然后，计算装置可以基于任何单个片段的最低分数来分配整体固定图案损坏等级。

计算装置可以对候选灰度图像执行图像二值化。(基于最小和最大灰度值之间的中点计算阈值。对于中点以上的任何内容，计算装置可以评分为1，并且对于中点以下的任何内容，评分为0。)

对于每个区段，按照以下过程进行评分，计算装置可以：(a)将所得的二值化模块与给定区段的每个模块的预期值进行比较；(b)计数不一致的数；以及(c)基于如下表3中所评分的错误数，应用区段等级：

表3：对固定图案区段的评分表

在一些示例中，扫描等级可以是根据ISO/IEC 15415评估的标准参数的等级中的最低等级，以及根据本公开评估的固定图案损坏的等级。

读取车牌上的条形码、标志或任何其他不受控制的环境带来各种挑战，包括：(1)车牌或标志材料的变化反射特性；(2)机器视觉系统的变化分辨率；(3)与具有条形码的物体相比，机器视觉系统安装到的物体的相对速度；(4)环境照度的较宽差异；(5)车牌或标志安装位置和/或倾斜；(6)牌照或标志的遮挡，例如被其他车辆、泥土、雪、道路上的物品、天然屏障遮挡，(7)道路的垂直曲率或水平曲率等。

如在许多专利和申请中所讨论，标志和牌照上的条形码是已知的。一些专利公布(例如，欧洲专利公布0416742和美国专利6,832,728)论述在牌照的机器可读部分上包括拥有者信息、序列号、车辆类型、车辆重量、牌照号码、州、牌照类型和郡(县)中的一者或多者。PCT专利公开WO 2013-149142描述了一种条形码，其中在两种不同状况下获得分帧和可变信息。在一些实施例中，成帧信息是由人类可读信息提供，且可变信息是由机器可读信息提供。欧洲专利公开0416742、美国专利6,832,728和PCT专利公开WO 2013-149142均全文并入本文。

创建高对比度车牌和标志的一些现有技术的方法涉及包括这样的材料，其吸收红外波长范围内的光并且发射可见光波长范围内的光。例如，美国专利6,832,728描述的车牌包括透射可见光、不透射红外光的标记。美国专利7,387,393描述的车牌包括阻挡红外光的材料，这在车牌上产生对比度。美国专利3,758,193描述了透射红外光、吸收可见光的材料，其用于逆向反射片材上。美国专利3,758,193和7,387,393的全部内容通过引用并入本文。

在美国专利公开2010-0151213中描述了创建用于交通系统的高对比度牌照或标志的另一种方法，该方法涉及将红外反射材料与光学活性(例如，反射或逆向反射)基板相邻定位，由此使得红外反射材料形成图案，在光学有源基板被红外辐射源照射时，该图案可由红外传感器读取。美国专利公开2010-0151213的全部内容通过引用并入本文。

由各自在2017年4月14日提交的代理人案卷号76355US003和 76355US003识别的美国临时申请的全部内容通过引用并入本文。

本公开可以提供优于用于交通或道路环境背景的现有条形码技术和现有标志的优点。例如，本公开可以实现一种向车辆警示改变的道路状况，诸如工作区、工人的存在和如本文所讨论的许多其他变量的方法。本公开可以提供一种用于实时更新存储在标志或制品上的信息、同时允许对静态或不变的制品或标志上的信息进行编码的方式。本公开还可以提供一种这样的方法，通过将编码数据与诸如GPS坐标的其他信息或识别位置、项目类型、组或集合的其他类型的信息进行组合，使用较少数据位来创建通用唯一标识符(UUID)。

在一个示例中，本公开可以包括用于读取二维机器可读光学代码的动态系统。该系统可包括制品。该制品可包括基板和在基板上的二维机器可读光学代码。光学代码可以包括以图案布置并可由机器视觉系统从第一距离检测的多个查找器光学元素；表示上下文信息的多个上下文光学元素，其中上下文光学元素可由机器视觉系统从第一距离检测；其中上下文光学元素对与制品有关的静态信息进行编码；和对至少一个查找代码进行编码的多个内容光学元素，其中内容光学元素在第一距离处不能被机器视觉系统检测到，但可被机器视觉系统从第二距离检测到，并且其中第二距离小于第一距离。该系统还可以包括：机器视觉系统，其用于检测来自制品的上下文信息和查找代码；和动态数据库，其存储与查找代码具体相关的信息。机器视觉系统可以查询动态数据库以接收与查找代码有关的信息。

在一些情况下，光学代码在红外光谱中是可见的。

在一些情况下，光学代码包括以包括行和列的矩阵配置布置的多个光学元素。

在一些情况下，光学代码包括少于36个查找器光学元素。

在一些情况下，查找器光学元素以中心交叉图案排列。

在一些情况下，上下文光学元素和内容光学元素以允许Reed-Solomon 纠错的方式布置。

在一些情况下，光学代码的尺寸为7×7，并且代表至少63位数据。

在一些情况下，可以更新与查找代码有关的信息。

在一些情况下，查找代码是唯一的。

在一些情况下，与查找代码有关的信息包括以下中的至少一个：制品的状况、制品附近的物理区域的状况、制品被分配到的人的识别信息、制品的用户的指令和邻近制品的个人或装置的指令。

在一些示例中，上下文光学元素还对至少一个查找代码进行编码。

在一些情况下，该制品还包含逆向反射层。

本公开还可以包括用于读取二维机器可读光学代码的动态系统。该系统可包括标志，其包括基板；和二维机器可读光学代码。光学代码可以包括以图案布置并可由机器视觉系统从第一距离检测的多个查找器光学元素；和对至少一个查找代码进行编码的多个上下文光学元素，其中上下文光学元素可由机器视觉系统从第一距离检测。该系统可以包括：移动机器视觉系统，其用于检测来自标志的查找器光学元素和查找代码；和动态数据库，其存储与查找代码具体相关的信息。机器视觉系统可以查询动态数据库以检索与查找代码有关的信息，并且机器视觉系统向机器视觉系统的用户或向包括机器视觉系统的车辆提供该信息。

在一些情况下，车辆可以使用该信息作为自主驾驶光学元素的输入。

在一些情况下，车辆可以使用该信息向驾驶人提供人类语言反馈。

在一些情况下，车辆可以使用该信息向驾驶人提供触觉、听觉或视觉反馈中的至少一个。

在一些情况下，光学代码在红外光谱中可以是可见的。

在一些情况下，与查找代码相关的信息可以包括以下中的至少一个：减速、车道关闭、车道转换、绕行、道路形状改变、道路路面改变、建议跟随距离改变、预期有道路工人、预期有圆锥形路标、预期有延迟、工作区长度、受限制车辆类型和高度限制。

在一些情况下，标志可包括逆向反射片材。

在一些情况下，数据库可以本地存储在机器视觉系统上。

在一些情况下，机器视觉系统可以使用无线通信协议与数据库通信。

对于本领域技术人员来说将显而易见的是，关于上述实施例中的任何者描述的特征可以在不同实施例之间互换地应用。上述实施例是用于说明本公开的各种特征的示例。

在本说明书的整个说明书和权利要求书中，词语“包括”和“包含”及其变体意味着“包括但不限于”，并且它们不旨在(并且不排除)排除其他部分、添加剂、成分、整数或步骤。在本说明书的整个说明书和权利要求书中，除非上下文另有要求，否则单数形式包含复数形式。特别地，在使用不定冠词的情况下，除非上下文另有要求，否则说明书应被理解为考虑复数性以及单数性。

结合本公开的特定方面、实施例或示例描述的特征、整数、特性或组应被理解为适用于本文描述的任何其他方面、实施例或示例，除非与其不相容。本说明书中公开的所有特征(包括任何所附权利要求、摘要和附图)和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤可能以任何组合进行组合，除了这样的特征和/或步骤中的至少一些是互斥的组合。本公开不限于任何前述实施例的细节。本公开扩展至本说明书中公开的特征(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中的任何新颖特征或任何新颖组合或如此公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖步骤或任何新颖组合。

在一个或多个示例中，所述的功能可在硬件、软件、固件或它们的任何组合中来实现。如果以软件实现，则所述功能可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或经由计算机可读介质传输，且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可包括计算机可读存储介质，其对应于如数据存储介质的有形介质，或通信介质，其包括例如根据通信协议促进将计算机程序从一处传送到另一处的任何介质。以该方式，计算机可读介质通常可对应于(1)非暂态的有形计算机可读存储介质或(2)如信号或载波的通信介质。数据存储介质可为可由一个或多个计算机或一个或多个处理器访问以检索用于实现本公开中所描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用介质。计算机程序产品可包括计算机可读介质。

作为示例而非限制，此类计算机可读存储介质可包括RAM、ROM、 EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储装置、闪存或者可用来以指令或数据结构的形式存储所需的程序代码并且可由计算机访问的任何其它介质。而且，任何连接均被适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或无线技术如红外线、无线电和微波从网站、服务器或其它远程源传输指令，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术如红外线、无线电和微波包括在介质的定义中。然而，应当理解，计算机可读存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或其它瞬态介质，而是针对非瞬态的有形存储介质。所使用的磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光光盘、光学盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁的方式再现数据，而光盘通过激光以光学方式再现数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

指令可由一个或多个处理器如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA) 或其它等效集成或离散逻辑电路执行。因此，所使用的术语“处理器”可指任何前述结构或适用于实现所描述的技术的任何其它结构。另外，在一些方面，所描述的功能还可在专用硬件和/或软件光学元素内提供。而且，所述技术可完全在一个或多个电路或逻辑单元中实现。

本公开的技术可在包括无线手持机、集成电路(IC)或一组IC(例如，芯片组)的各种各样的装置或设备中实现。在本公开中描述了各种部件、光学元素或单元以强调被配置成执行所公开的技术的装置的功能方面，但是不一定需要通过不同的硬件单元来实现。相反，如上所述，各种单元组合可在硬件单元中组合或者通过包括如上所述的一个或多个处理器的互操作硬件单元的集合，结合合适的软件和/或固件来提供。

应当认识到，根据示例，本文所述方法中的任一种的某些动作或事件可以不同的顺序执行，可一起添加、合并或省去(例如，不是所有所述动作或事件对于方法的实践都是必需的)。此外，在某些示例中，动作或事件可例如通过多线程处理、中断处理或多个处理器同时而不是顺序地执行。

在一些示例中，计算机可读存储介质包括非暂态介质。在一些示例中，术语“非暂态”指示存储介质没有在载波或传播信号中实施。在某些示例中，非暂态存储介质存储可随时间改变的数据(例如，在RAM或高速缓存中)。

已描述了各种示例。这些实施例以及其它实施例均在如下权利要求书的范围内。

Claims (14)

1.一种利用多维机器可读光学代码的制品，包括：

基板，所述基板包括物理表面；

多维机器可读光学代码，所述多维机器可读光学代码体现在所述物理表面上，其中所述多维机器可读光学代码包括光学元素，每个光学元素表示编码值集合中的编码值，其中所述多维机器可读光学代码的光学元素包括静态数据光学元素集和查找数据光学元素集，每个集合都体现在所述物理表面上，其中所述查找数据光学元素集对引用动态可变数据的查找值进行编码，其中所述静态数据光学元素集对不引用其他数据的静态数据进行编码，其中所述查找数据光学元素集在大于阈值距离的距离处不可解码，其中所述静态数据光学元素集在大于所述阈值距离的所述距离处可解码，并且其中所述静态数据光学元素集包括各自为第一尺寸的第一多个光学元素，并且所述查找数据光学元素集包括各自为第二尺寸的第二多个光学元素，所述第二尺寸小于所述第一尺寸。

2.根据权利要求1所述的制品，其中所述阈值距离是这样的距离，在所述距离处，由图像捕获装置捕获的图像的分辨率在可区分性阈值之上在视觉上不区分所述查找数据光学元素集的视觉上彼此不同的光学元素。

3.根据权利要求1所述的制品，

其中所述静态数据光学元素集中的所述第一多个光学元素表示描述所述制品的上下文信息，并且

其中所述查找数据光学元素集中的所述第二多个光学元素表示描述所述上下文信息的内容信息。

4.根据权利要求1所述的制品，其中基于相应光学元素的视觉可区分性，所述编码值集合是可区分的。

5.根据权利要求4所述的制品，其中每个相应的光学元素具有视觉外观，其中所述视觉外观是具有不同亮度的梯度值范围内的指示亮度的视觉梯度值。

6.根据权利要求1所述的制品，其中所述静态数据光学元素集和所述查找数据光学元素集不包括在QR码中。

7.根据权利要求1所述的制品，其中所述多维机器可读光学代码包括所述静态数据光学元素集和所述查找数据光学元素集的层次结构，

其中所述静态数据光学元素集包括各自为所述第一尺寸的多个母光学元素，并且所述查找数据光学元素集包括各自为所述第二尺寸的多个子光学元素，

其中所述静态数据光学元素集中的每个母光学元素表示相应的编码位，其中由所述相应的母光学元素表示的所述编码位至少部分地基于所述查找数据光学元素集的子光学元素的对应子集的累积视觉外观，

其中所述查找数据光学元素集中的每个子光学元素表示相应的编码位，其中由所述查找数据光学元素集的每个相应的子光学元素表示的所述编码位至少部分地基于所述相应的子光学元素的视觉外观，并且

其中由所述相应的子光学元素表示的所述编码位从大于所述阈值距离的距离不可解码，并且其中由所述相应的母光学元素表示的编码位从大于所述阈值距离的距离可解码。

8.根据权利要求1所述的制品，

其中所述多维机器可读光学代码包括：顶边缘、与所述顶边缘相对的底边缘、连接所述顶边缘和所述底边缘的左边缘、和连接所述顶边缘和所述底边缘的右边缘，

其中所述光学元素的第一子集对消息编码，

其中所述光学元素的第二子集对纠错数据编码，

其中所述光学元素的第三子集对重复位编码，其中所述光学元素的所述第三子集中的每个光学元素对应于所述光学元素的所述第一子集和所述第二子集中的相应光学元素。

9.根据权利要求8所述的制品，其中所述多维机器可读光学代码包括所述光学元素的第四子集，所述光学元素的第四子集形成沿着所述多维机器可读光学代码的所述顶边缘、所述底边缘、所述左边缘和所述右边缘中的至少一个设置的定时图案。

10.根据权利要求9所述的制品，其中所述多维机器可读光学代码包括所述光学元素的第五子集，所述光学元素的第五子集形成查找器图案，其中所述查找器图案包括四个部分，其中所述四个部分中的每个部分沿着所述光学代码的相应的角落设置并且包括至少两个光学元素。

11.根据权利要求10所述的制品，其中所述光学元素的所述第四子集和所述第五子集中的光学元素包括具有所述第一尺寸的光学元素。

12.一种利用多维机器可读光学代码的方法，包括：

接收制品的第一图像，所述制品的第一图像由图像捕获装置在小于阈值距离的第一距离处捕获，所述制品的第一图像包括多维机器可读光学代码，其中所述制品包括基板，所述基板具有物理表面，其中所述多维机器可读光学代码包括光学元素，每个光学元素表示编码值集合中的编码值，其中所述多维机器可读光学代码包括静态数据光学元素集和查找数据光学元素集，每个集合都体现在所述物理表面上，其中所述查找数据光学元素集对引用动态可变数据的查找值进行编码，其中所述静态数据光学元素集对不引用其他数据的静态数据进行编码，并且其中所述静态数据光学元素集包括各自为第一尺寸的第一多个光学元素，并且所述查找数据光学元素集包括各自为第二尺寸的第二多个光学元素，所述第二尺寸小于所述第一尺寸；

对来自所述查找数据光学元素集的所述查找值进行解码，其中所述查找数据光学元素集在大于所述阈值距离的距离处不可解码，其中所述静态数据光学元素集在大于所述阈值距离的距离处可解码；

响应于将所述查找值发送到远程计算装置，接收所述动态可变数据；

至少部分地基于所述动态可变数据执行至少一个操作；

在所述第一图像由所述图像捕获装置在大于或等于所述阈值距离的第二距离处捕获之前，接收所述制品的第二图像；

对不引用其他数据的所述静态数据进行解码；以及

至少部分地基于所述静态数据执行至少一个操作。

13.一种利用多维机器可读光学代码的系统，包括：

制品，所述制品包括基板和多维机器可读光学代码，所述基板具有物理表面，其中所述多维机器可读光学代码包括光学元素，每个光学元素表示编码值集合中的编码值，其中所述多维机器可读光学代码包括静态数据光学元素集和动态查找数据光学元素集，每个集合都体现在所述物理表面上，其中所述查找数据光学元素集对引用动态可变数据的查找值进行编码，其中所述静态数据光学元素集对不引用其他数据的静态数据进行编码，并且其中所述静态数据光学元素集包括各自为第一尺寸的第一多个光学元素，并且所述查找数据光学元素集包括各自为第二尺寸的第二多个光学元素，所述第二尺寸小于所述第一尺寸；

图像捕获装置；和

计算装置，所述计算装置通信地联接到所述图像捕获装置，所述计算装置包括一个或多个计算机处理器和存储器，所述存储器包括以下指令，所述指令在由所述一个或多个计算机处理器执行时使得所述一个或多个计算机处理器：

接收在小于阈值距离的第一距离处捕获的所述制品的图像，所述图像包括所述多维机器可读光学代码，其中所述查找数据光学元素集在大于所述阈值距离的所述距离处不可解码，其中所述静态数据光学元素集在大于所述阈值距离的所述距离处可解码；

对来自所述查找数据光学元素集的所述查找值进行解码；

响应于将所述查找值发送到远程计算装置，接收所述动态可变数据；以及

至少部分地基于所述动态可变数据执行至少一个操作。

14.一种构造利用多维机器可读光学代码的制品的方法，所述制品具有基板，所述基板包括物理表面，所述方法包括：

接收指定多维机器可读光学代码的印刷规格，其中所述多维机器可读光学代码包括光学元素，每个光学元素表示编码值集合中的编码值，其中所述多维机器可读光学代码包括静态数据光学元素集和动态查找数据光学元素集，每个集合都体现在所述物理表面上，其中所述查找数据光学元素集对引用动态可变数据的查找值进行编码，其中所述静态数据光学元素集对不引用其他数据的静态数据进行编码，其中所述查找数据光学元素集在大于阈值距离的距离处不可解码，其中所述静态数据光学元素集在大于所述阈值距离的距离处可解码，并且其中所述静态数据光学元素集包括各自为第一尺寸的第一多个光学元素，并且所述查找数据光学元素集包括各自为第二尺寸的第二多个光学元素，所述第二尺寸小于所述第一尺寸；以及

至少部分地基于所述印刷规格，利用所述多维机器可读光学代码来构造所述制品。

Images