CN111104812B - 一种二维码识别装置及二维码检测设备 - Google Patents

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Abstract

本申请适用于偏振成像技术领域，提供了一种二维码识别装置及二维码检测设备，二维码识别装置包括光源、偏振片和二维码识别模块，光源的光线与偏振片的轴线呈预设角度，光源输出的光线与偏振片的轴线的交点周围的预设范围构成二维码识别区域，二维码识别区域与二维码识别模块分别位于偏振片的两侧，待识别二维码放置在二维码识别区域，光源对待识别二维码进行照射，待识别二维码的初始图像经过偏振片的偏振之后输入给二维码识别模块，二维码识别模块对偏振图像进行二维码识别。偏振图像相较于未经偏振处理的初始图像，图像清晰度以及对比度大大提高，即便二维码在热处理过程中出现一定程度的变化，也不会影响正常识别，能够提升二维码的识别率。

Description

一种二维码识别装置及二维码检测设备
技术领域
本申请属于偏振成像技术领域，尤其涉及一种二维码识别装置及二维码检测设备。
背景技术
为了便于零件生产的管理和溯源，工厂通常会给零件打上二维码方便扫码管理。但是对于部分需要热处理的金属工件，热喷涂二维码会在热处理过程中烧毁，激光镭雕的二维码也会在热处理过程中发生颜色改变，通常变黑或者发灰。通过现有的读码器识别二维码时，可能会无法识别二维码，严重降低二维码的识别率。
发明内容
有鉴于此，本申请实施方式提供了一种二维码识别装置及二维码检测设备，以解决通过读码器识别二维码时，可能会无法识别二维码，降低二维码的识别率的问题。
本申请实施方式第一方面提供了一种二维码识别装置，包括：
光源；
偏振片；以及
二维码识别模块；
所述光源输出的光线与所述偏振片的轴线呈预设角度，所述光源输出的光线与所述偏振片的轴线的交点周围的预设范围构成二维码识别区域，所述二维码识别区域用于放置待识别二维码，所述二维码识别区域与所述二维码识别模块分别位于所述偏振片的两侧；所述光源输出的光线照射所述待识别二维码，所述待识别二维码的初始图像通过偏振片后输入到所述二维码识别模块，所述二维码识别模块根据所述初始图像获取所述待识别二维码的偏振图像，并对所述偏振图像进行二维码识别。
可选地，所述二维码识别装置还包括驱动电机，所述驱动电机传动连接所述偏振片，用于驱动所述偏振片沿所述偏振片的轴线旋转，以改变所述偏振片的偏振角度。
可选地，所述偏振片为圆形偏振片。
可选地，所述驱动电机的驱动轴设置有主动齿轮，沿所述偏振片的圆周边缘布设有从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合连接。
可选地，所述偏振片为线偏振片。
可选地，所述二维码识别模块在二维码识别过程中，所述偏振片沿所述偏振片的轴线旋转两次，偏振角度分别是60°和120°，所述二维码识别模块获取所述待识别二维码的偏振角度分别是0°、60°和120°的偏振图像。
可选地，所述二维码识别模块包括偏振图像获取单元和二维码识别单元，所述偏振图像获取单元用于根据所述初始图像获取所述待识别二维码的偏振图像，所述二维码识别单元用于对所述偏振图像进行二维码识别。
可选地，所述偏振图像获取单元为CCD电荷耦合器件相机。
可选地，所述预设角度为120°，所述光源输出的光线与水平面的夹角为30°，所述偏振片的轴线与所述水平面的夹角为30°。
可选地，所述二维码识别装置还包括固定机构，所述固定机构按照相应的位置固定安装所述光源、偏振片和二维码识别模块。
本申请实施方式第二方面提供了一种二维码检测设备，包括如本申请实施方式第一方面提供的二维码识别装置。
本申请实施方式与现有技术相比存在的有益效果是：光源用于对待识别二维码进行照射，能够提升待识别二维码的光亮度，便于偏振图像的获取；待识别二维码的初始图像经过偏振片的偏振之后输入到二维码识别模块，二维码识别模块根据初始图像获取待识别二维码的偏振图像，并对待识别二维码的偏振图像进行二维码识别。偏振图像相较于未经偏振处理的初始图像，图像清晰度以及对比度大大提高，即便二维码在热处理过程中出现一定程度的变化，也不会影响二维码的正常识别，提升二维码的识别率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例一提供的二维码识别装置的结构示意图；
图2是二维码识别区域的一种具体的结构示意图；
图3是驱动电机与偏振片之间的装配关系示意图；
图4是从动齿轮的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施方式。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施方式的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施方式来进行说明。
参考图1，为本申请实施例一提供的二维码识别装置的结构示意图。
如图1所示，本申请提供的二维码识别装置包括光源101、偏振片102以及二维码识别模块103。
光源101用于光线补充，能够提升亮度，便于偏振图像的获取。光源101可以为常规的可见光光源，比如白炽灯。偏振片102可以为常规的偏振片，通常情况下，偏振片102为圆形偏振片，但是特殊情况下也可以是其他形状，比如：正方形，本实施例中，偏振片102为圆形偏振片。而且，本实施例中，偏振片102为线偏振片。二维码识别模块103用于识别二维码，可以为常规的二维码识别设备。由于二维码识别模块103识别的图像是偏振图像，因此，二维码识别模块103中除了具有二维码识别功能之外，还具有偏振图像的计算功能，即二维码识别模块103内置有偏振图像算法对应的软件程序。二维码识别模块103可以是一个模块，同时具备偏振图像计算以及二维码识别功能，也可以根据功能分为两部分。本实施例中，二维码识别模块103包括偏振图像获取单元和二维码识别单元，偏振图像获取单元内置有偏振图像算法对应的软件程序，偏振图像获取单元根据偏振图像算法计算得到偏振图像；二维码识别单元对得到的偏振图像进行二维码识别。偏振图像获取单元的实现方式不唯一，比如：相机、摄像机等具有图像采集功能以及数据处理功能的设备。本实施例中，偏振图像获取单元以CCD(charge coupled device，电荷耦合器件)相机为例。二维码识别单元的实现方式也不唯一，二维码识别单元为任意的具备二维码识别功能的设备，比如常规的二维码识别器。
光源101输出的光线与偏振片102的轴线呈预设角度，预设角度原则上的数值范围为(0，180°)，而预设角度的具体数值范围由实际需要进行设定。本实施例中，预设角度为120°，并且，光源101输出的光线与水平面的夹角为30°，偏振片102的轴线与水平面的夹角为30°。那么，若将水平面当作一个平面镜，则光源101输出的光线为入射光线，入射光线经过平面镜的反射之后沿着偏振片102的轴线输入给偏振片。
由于光源101输出的光线与偏振片102的轴线呈预设角度，则光源101输出的光线与偏振片102的轴线就会相交，相交产生的交点106周围的预设范围构成二维码识别区域104。预设范围为以交点106为中心构成的平面区域或者立体区域。二维码识别区域104的具体大小、方位以及形状由光源101和偏振片102的布设位置决定，就以图1所示的布设位置而言，二维码识别区域104为以交点106为中心的圆柱形区域，如图2所示。其中，圆柱形区域的横截面的半径以及圆柱形区域的高度由实际情况进行确定。
待识别二维码105的具体种类不唯一，本实施例中，待识别二维码105为金属工件上的热喷涂二维码或者激光镭雕二维码。待识别二维码105放置在二维码识别区域104，因此，只要待识别二维码105放置在图2所示的圆柱形区域内或者圆柱形区域的上下表面上均能够识别得到待识别二维码105的二维码信息。
如图1所示，二维码识别区域104与二维码识别模块103分别位于偏振片102的两侧。为了提升识别效率，二维码识别模块103的镜头位于偏振片102的轴线上。
偏振片102沿偏振片102的轴线旋转一定偏振角度就能够形成偏振图像，偏振片102可以手动旋转，也可以在驱动电机的带动下进行旋转。本实施例中，二维码识别装置还包括驱动电机107，驱动电机传动连接偏振片102，驱动电机107转动时，带动偏振片102沿偏振片102的轴线旋转，就能够改变偏振片102的偏振角度。图3给出了一种具体驱动结构，驱动电机107的驱动轴设置有主动齿轮108，沿偏振片102的圆周边缘布设有从动齿轮109，主动齿轮108与从动齿轮109啮合连接。由此可知，从动齿轮109本质上是一个齿圈结构，如图4所示，偏振片102同轴固定在从动齿轮109内。驱动电机107可以由专门的控制器进行控制，以便于精确控制偏振片102的旋转角度。驱动电机107运行时，驱动轴带动主动齿轮108转动，主动齿轮108带动从动齿轮109转动，进而带动偏振片102沿其轴线旋转。
另外，本申请提供的二维码识别装置还可以包括固定机构，固定机构的具体结构由图1所示的光源101、偏振片102、二维码识别模块103以及其他相关的组成部分(比如驱动电机107)的位置关系决定，固定机构固定安装光源101、偏振片102、二维码识别模块103以及其他相关的组成部分，使光源101、偏振片102、二维码识别模块103以及其他相关的组成部分构成一个整体。固定机构为固定支架或者壳体，本实施例中，固定机构为壳体。光源101、偏振片102、二维码识别模块103以及其他相关的组成部分按照各自的位置布设在壳体中。根据二维码识别区域104的位置，在壳体的某一个侧板上的相应位置开设有一个二维码识别通孔，二维码识别通孔的位置、大小以及形状与二维码识别区域104相适配。二维码识别通孔的要求是：在将待识别二维码105放置在靠近二维码识别通孔的位置时，光源101输出的光线能够照射到待识别二维码105，并且待识别二维码105的初始图像能够通过偏振片102后输出给二维码识别模块103。因此，通过固定机构能够将本申请提供的二维码识别装置构成一个整体，使得本申请提供的二维码识别装置能够形成一个固定式的二维码识别设备或者一个移动式的二维码识别设备。
在识别待识别二维码105时，将待识别二维码105放置在二维码识别区域104。光源101输出的光线照射待识别二维码105，光源101就能够提升待识别二维码105的亮度，便于二维码识别。待识别二维码105对光源101输出的光线进行反射，待识别二维码105的初始图像(初始图像是指未经任何处理的图像)以及反射光线通过偏振片102后输入到二维码识别模块103中，二维码识别模块103中的偏振图像获取单元通过偏振图像算法根据初始图像计算得到待识别二维码105的偏振图像，二维码识别模块103中的二维码识别单元对待识别二维码105的偏振图像进行识别，获取到二维码信息。
偏振片102的偏振角度不唯一，根据实际需要进行设置。本实施例中，偏振角度以60°和120°为例。二维码识别模块103在二维码识别过程中，驱动电机107带动偏振片102沿轴线旋转两次，分别旋转60°和120°。二维码识别模块103能够获取到偏振角度依次是0°、60°和120°的偏振图像。
偏振角度0°、60°和120°的偏振图像的计算公式如下：
其中，Io(0°)为偏振角度为0°的偏振图像，Io(60°)为偏振角度为60°的偏振图像和120°，Io(120°)为偏振角度为120°的偏振图像；I、Q和U为斯托克斯矢量。偏振图像算法的具体实现过程属于常规技术，不再赘述。
本申请实施例二提供一种二维码检测设备，该二维码检测设备为具备二维码识别功能的设备，包括一种二维码识别装置，以及其他的相关组成，比如：行走机构或者具有其他功能的机构。由于二维码识别装置的结构以及工作过程在上述二维码识别装置实施例中已给出了详细说明，不再赘述。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种二维码识别装置，其特征在于，包括：
光源；
偏振片；以及
二维码识别模块；
所述光源输出的光线与所述偏振片的轴线呈预设角度，所述光源输出的光线与所述偏振片的轴线的交点周围的预设范围构成二维码识别区域，所述二维码识别区域用于放置待识别二维码，所述二维码识别区域与所述二维码识别模块分别位于所述偏振片的两侧；所述光源输出的光线照射所述待识别二维码，所述待识别二维码的初始图像通过偏振片后输入到所述二维码识别模块，所述二维码识别模块根据所述初始图像获取所述待识别二维码的偏振图像，并对所述偏振图像进行二维码识别，其中，所述初始图像是指未经任何处理的图像；其中，所述二维码识别模块包括偏振图像获取单元和二维码识别单元，所述偏振图像获取单元内置有偏振图像算法对应的软件程序，用于通过偏振图像算法根据所述初始图像获取所述待识别二维码的偏振图像，所述二维码识别单元用于对所述偏振图像进行二维码识别；所述二维码识别模块在二维码识别过程中，所述偏振片沿所述偏振片的轴线旋转两次，偏振角度分别是60°和120°，所述二维码识别模块获取所述待识别二维码的偏振角度分别是0°、60°和120°的偏振图像；
所述二维码识别装置还包括驱动电机，所述驱动电机传动连接所述偏振片，用于驱动所述偏振片沿所述偏振片的轴线旋转，以改变所述偏振片的偏振角度；
其中，偏振角度0°、60°和120°的偏振图像的计算公式如下：
其中，Io(0°)为偏振角度为0°的偏振图像，Io(60°)为偏振角度为60°的偏振图像和120°，Io(120°)为偏振角度为120°的偏振图像；I、Q和U为斯托克斯矢量。
2.根据权利要求1所述的二维码识别装置，其特征在于，所述偏振片为圆形偏振片。
3.根据权利要求2所述的二维码识别装置，其特征在于，所述驱动电机的驱动轴设置有主动齿轮，沿所述偏振片的圆周边缘布设有从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合连接。
4.根据权利要求1所述的二维码识别装置，其特征在于，所述偏振片为线偏振片。
5.根据权利要求1所述的二维码识别装置，其特征在于，所述偏振图像获取单元为CCD电荷耦合器件相机。
6.根据权利要求1所述的二维码识别装置，其特征在于，所述预设角度为120°，所述光源输出的光线与水平面的夹角为30°，所述偏振片的轴线与所述水平面的夹角为30°。
7.一种二维码检测设备，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的二维码识别装置。
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