CN112055858A - 解码条形码读取器的视场中指定的条形码 - Google Patents

Abstract

在实施例中，本发明是一种条形码读取器，包括成像组件，可操作以捕获图像帧；瞄准光组件，可操作以发射瞄准光；以及控制器，被配置为：解码由该成像组件捕获的解码帧图像内的条形码；在解码该解码帧图像内的该条形码时引起选择列表帧图像的捕获；以及在该解码帧图像内的该条形码的位置和该选择列表帧图像内的瞄准光图案中的至少一部分的位置之间存在至少一些重叠时向外部主机报告该条形码。

Description

解码条形码读取器的视场中指定的条形码

背景技术

条形码读取器在今天已司空见惯，并在各种环境中用于读取通常附着在各种物品上的条形码。在一些情况下，如条形码列表，条形码以密集堆积的组合的形式提供，其中多个条形码彼此间隔仅几英寸。对于许多条形码读取器来说，这可能是个问题，因为当条形码读取器与条形码列表保持方便的距离时，这些条形码读取器的视场(FOV)可以足够宽以涵盖多个条形码。在一些情况下，读取器可能会报告被解码的条形码，该条形码虽然可解码，但位于FOV的最外围。在其他实例中，读取器可能简单地输出解码错误和/或根本不输出成功的解码。这样，需要在条形码密集堆积在一起的工作环境中解码所需条形码的设备、系统和方法。

发明内容

因此，本发明的至少一些实施例涉及在条形码密集地堆积在一起的工作环境中解码所需的条形码。

在实施例中，本发明为一种由条形码读取器进行条形码读取操作的方法，所述条形码读取器具有控制器、可操作以捕获图像帧的成像组件和可操作以发射具有瞄准光图案的瞄准光的瞄准光组件，所述方法包括：经由所述成像组件捕获解码帧图像；经由所述控制器解码所述解码帧图像内的条形码；经由所述成像组件在解码所述解码帧图像内的所述条形码时捕获选择列表帧图像；在所述选择列表帧图像内检测由所述瞄准光中的至少部分照明的所述选择列表帧图像中的部分；以及当所述选择列表帧图像中的所述部分与所述条形码至少部分地重叠时，向主机报告所述条形码的解码。

在另一个实施例中，本发明是条形码读取器，包括：外壳；成像组件，所述成像组件位于所述外壳内并且可操作以捕获图像帧；瞄准光组件，所述瞄准光组件位于所述外壳内并且可操作以发射具有瞄准光图案的瞄准光；以及控制器，所述控制器位于所述外壳内并且通信地耦合到所述成像组件和所述瞄准光组件，其中所述控制器被配置为：解码由所述成像组件捕获的解码帧图像内的条形码；在解码所述解码帧图像内的所述条形码时使所述成像组件捕获选择列表帧图像；在所述选择列表帧图像内确定所述瞄准光图案中的至少部分的位置；以及在所述解码帧图像内的所述条形码的位置和所述选择列表帧图像内的所述瞄准光图案中的所述至少部分的位置之间存在至少一些重叠时向外部主机报告所述条形码。

在又另一个实施例中，本发明是一种在条形码读取器中使用的成像引擎。成像组件，所述成像组件可操作以捕获图像帧；瞄准光组件，所述瞄准光组件相对于所述成像组件定位并且可操作以发射具有瞄准光图案的瞄准光；以及控制器，所述控制器通信地耦合到所述成像组件和所述瞄准光组件，其中所述控制器被配置为：解码由所述成像组件捕获的解码帧图像内的条形码；在解码所述解码帧图像内的所述条形码时使所述成像组件捕获选择列表帧图像；在所述选择列表帧图像内确定所述瞄准光图案中的至少部分的位置；以及在所述解码帧图像内的所述条形码的位置和所述选择列表帧图像内的所述瞄准光图案中的所述至少部分的位置之间存在至少一些重叠时向外部主机报告所述条形码。

通过参考以下附图、描述和以下任何权利要求，这些和其他特征、方面和本公开的优点将变得更好理解。

附图说明

附图(其中类同的附图标记在全部单独的视图中表示相同的或功能类似的要素)连同下面的详细描述被纳入于此并形成说明书的一部分，并用来进一步阐述包括所要求保护的发明的构思的实施例，以及解释那些实施例的各种原理和优势。

图1示出了根据本发明的实施例的条形码读取器的前立体视图和后立体视图。

图2示出了图1的条形码读取器的部件中的一些部件的示意性框图。

图3示出了根据本发明的实施例的在环境中使用的条形码读取器。

图4示出了根据本发明的实施例的表示用于读取条形码的方法的流程图。

本领域技术人员将理解附图中的要素出于简化和清楚而示出，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的要素中的一些要素的尺寸可以相对于其他要素被放大以帮助提升对本发明实施例的理解。

已在附图中通过常规符号在适当位置对装置和方法构成进行了表示，所述表示仅示出与理解本发明的实施例有关的那些特定细节，以免因得益于本文的描述对本领域技术人员显而易见的细节而混淆本公开。

具体实施方式

参考图1，其中示出了示例性条形码读取器100，该条形码读取器100具有外壳102、触发器104和窗口106，外壳102具有用于容纳内部部件的腔。当条形码读取器100被放置在支撑支架(未示出)中的工作台面上时，该条形码读取器100可以在免提模式下作为固定工作站来使用。当条形码读取器100被从工作台面(或其他表面)上拾取且保持在操作员的手中时，该条形码读取器100也可以在手持模式下使用。在免提模式下，产品可以被滑过、刷过或呈现给窗口106。在手持模式下，条形码读取器100可以被瞄准到产品上的条形码，并且可以手动地按下触发器104以发起对条形码的成像。在一些实现方式中，可以省去支撑支架，并且外壳102也可以呈现其他的手持或非手持形状。

图2示出了根据一些实施例的条形码读取器100的部分的示意性框图。应当理解，图2未按比例绘制。图2中的条形码读取器100包括下列部件：(1)第一光学组件110，包括第一成像传感器112和第一成像透镜组件114；(2)第二光学组件116，包括第二线性成像传感器118和第二成像透镜组件120；(3)照明源122；(4)印刷电路板(PCB)124，支撑第一和第二线性成像传感器112、118以及照明源122；(5)控制器126，位于PCB 124上并且通信地耦合到第一和第二线性成像传感器112、118、以及照明源124；(6)存储器128，连接到控制器126；以及(7)照明透镜组件130，位于照明源122的前面；以及(8)瞄准光组件123，具有瞄准光源125和瞄准透镜组件127。在参考条形码读取器的部分时，可以将某些部件分组并称为“成像引擎”。在一些实例中，可以说成像引擎包括像(多个)图像传感器那样的图像捕获部件。在其他实例中，可以说成像引擎包括附加元件，诸如例如，瞄准光组件和/或照明组件。

第一和第二线性成像传感器112、118可以是CCD或CMOS成像传感器，并且可以是线性或二维传感器。线性图像传感器通常包括以一维阵列排列的多个光敏像素元件。二维传感器通常包括相互正交的行和列的光敏像素元件，这些像素元件被布置为形成基本上平坦的表面。第一和第二线性成像传感器112、118可操作以检测分别由第一和第二成像透镜组件114、120沿着相应的光学路径或光轴132、134穿过窗口106捕获的光。通常，每一个相应的成像器和成像透镜组件对被设计成一起操作以用于捕获从条形码散射、反射或发射的光作为相应视场(FOV)上的像素数据。然而，每一个透镜/成像器对(也称为光学组件)以不同的参数进行配置。

在当前描述的实施例中，第一光学组件110被设计为在NWD1和NWD2之间延伸的相对近的工作距离上读取条形码。在一些实施例中，NWD1距离窗口106近似0英寸，并且NWD2距离窗口106近似28英寸至32英寸。附加地，光学组件110捕获来自相对较宽的FOV 136的光。另一方面，第二光学组件116被设计为在FWD1和FWD2之间延伸的相对远的工作距离上读取条形码。在一些实施例中，FWD1距离窗口106近似24英寸，并且FWD2距离窗口106近似600英寸至680英寸。附加地，光学组件116捕获来自相对较窄的FOV 138的光。

在一些使用的实例中，条形码操作员可能会发现自己指向条形码读取器，使得多个条形码在该读取器的FOV内。附加地，在一些工作环境中，多个条形码可以紧密地位于空间中，导致操作员无意中将读取器的FOV定位在不打算读取的条形码上。因此，为了允许获取和/或选择适当的条形码，可以如本文进一步所描述的那样配置前述部件。

参考图3，其中示出了条形码读取器100指向工作表面300使得其FOV 302与多个条形码304、306重叠的示例。在这种情境下，条形码读取器100可以通过其控制器被配置为报告多个条形码中的属于特定标准的仅一个条形码的解码。图4示出了表示用于解码和报告条形码中的一个条形码的方法400的流程图。该方法首先在步骤402中捕获解码帧并且在步骤404中将该帧馈送到解码器(该解码器可以认为是整体控制器的一部分)。解码帧可以被认为是具有以下特征的图像帧：关闭或调暗的瞄准光源、以有利于捕获环境的聚焦和/或适当对比度(即，不过饱和或欠饱和)图像的方式设置的成像器参数(例如，增益、曝光时间等)和照明组件参数(例如，照明脉冲的持续时间、照明强度等)。优选地，参数被设置为使得如果图像包括条形码，则该条形码可由采用本领域内常见解码技术的控制器解码。如果该解码帧没有可解码的条形码，则过程返回到步骤402以继续捕获解码帧。另一方面，如果控制器能够解码该解码帧内的条形码，则该方法进入步骤406，在步骤406中读取器捕获选择列表帧。选择列表帧可以被认为是具有以下特征的图像帧：打开或调亮的瞄准光源(相对于在捕获解码帧期间操作瞄准光源的调暗级别)、以有利于捕获环境的聚焦和/或适当对比度(即，不过饱和或欠饱和)图像的方式设置的成像器参数(例如，增益、曝光时间等)和照明组件参数(例如，照明脉冲的持续时间、照明脉冲的强度等)。在优选的实施例中，为了捕获选择列表帧，将成像器参数和照明组件参数设置为与在捕获包括可解码条形码的最后的解码帧期间设置的设置相同的设置。

将会理解，瞄准光组件通常用于提供瞄准光图案(pattern)，该瞄准光图案被设计为向操作员提供FOV的中心、FOV的中心区域或其他参考点的视觉指示，这些视觉指示可以帮助操作员定向读取器。这样，视觉指示通常通过可辨别的(例如，明亮的)视觉指示器(例如，瞄准FOV的近似中心的点)来提供，该视觉指示器通常足够明亮使操作员在正常使用过程中能看到。瞄准标记的示例在图3中示出为与条形码304重叠的圆点308。在一些实施例中，可以经由激光光源和将光束按所需方向引导的适当的光学元件来实现该光图案。在一些实施例中，激光光源可以替换为发光二极管(LED)。由于瞄准光图案通常旨在让操作员可见，所以通常比其投射到的环境更明亮。因此，在捕获打开或调亮瞄准光源的选择列表帧期间，所得的帧包括表示瞄准光图案(也称为“瞄准标记”)的图像的一部分并且该部分相对于图像的其余部分明显更明亮(例如，过饱和、高于预确定的亮度阈值等)。虽然在大多数情况下，经由图像分析将很容易辨别瞄准标记的存在，但这在一些光照条件下可能不会出现。因此，在步骤408中，该方法尝试检测瞄准标记的存在以及该瞄准标记在图像中的位置。如果不能检测到瞄准标记，则该方法可以返回到步骤402以重新开始读取过程。否则，该方法进入步骤410，其中控制器将先前从解码帧中解码的条形码的位置与从选择列表帧中获取的瞄准标记的位置进行比较。在该情况下，对特征位置的参考可以理解为意指它们在图像自身内的位置。这可以例如，在像素级、图像部分(例如，象限)级或任何其他合适的方式上进行评估，其中将所捕获的解码帧图像内的条形码的相对位置与选择列表帧图像内的瞄准标记的相对位置进行比较。如果确定被解码的条形码的位置和瞄准标记之间没有重叠或重叠量不足，则控制器可以返回到步骤402以再次开始读取过程。否则，如果确定被解码的条形码的位置和瞄准标记之间存在重叠的一些最小量，则控制器向外部主机(诸如例如，销售点(POS)系统、计算机等)报告成功的解码。

在一些实施例中，如果在确定被解码的条形码的位置和瞄准标记之间没有重叠或重叠量不足时过程返回到步骤402，则该过程可以被配置为在解码帧中的条形码的成功解码后跳过步骤406和408直接进入步骤410。这可以是种情况，因为已经捕获了选择列表帧并且已经确定了瞄准标记的位置。因此，可能不需要重新捕获另一个选择列表帧并重新检测瞄准标记的存在和位置。

显然，在一些情况下，当解码帧被捕获时，在读取器的FOV内将有多于一个的条形码，如图3中的情况，其中条形码304、306位于FOV 302内。在该情况下，控制器可以被配置为(i)为比较步骤410选择条形码中的一个条形码，或(ii)将两个条形码的位置与瞄准标记的位置进行比较。

在一些实施例中，重叠的最小量可以由被确定为在条形码和瞄准标记之间重叠的像素的数量来确定。如果该像素的数量超过预确定的阈值，则可以说条形码和瞄准标记之间存在重叠。在一些实施例中，像素的数量可以取决于一些基本因素，诸如例如，由瞄准标记占据的像素的数量和/或由被解码的条形码占据的像素的数量。例如，可以将最小重叠阈值设置为由瞄准标记占据的像素的总数的20％。在该情况下，如果确定瞄准标记在选择列表帧内占据200个像素，那么该瞄准标记的200个像素中的至少40个必须与条形码重叠，才认为被解码的条形码和瞄准标记之间存在重叠。应当理解，当条形码出现在一个图像中而瞄准标记出现在另一个图像中时，这些元素之间的重叠可以被视为例如，当图像彼此叠加时的重叠。另一种考虑重叠的方法是通过各个元素所占据的像素的x:y位置。换句话说，如果解码帧图像中的条形码出现在像素1340:1上并且选择列表帧图像中的瞄准标记出现在像素1340:1上，则可以说该条形码和该瞄准标记重叠，因为它们位于各自图像中的相同像素处。

应当理解，虽然已经参考包括多个成像传感器和因此多个成像组件的条形码读取器100描述了上述示例，但是本文所描述的概念同样可用于具有仅一个图像传感器的条形码读取器。同样，这些概念也可用于具有多于两个图像传感器的条形码读取器。最后，本文所描述的方法可以经由由操作员手动启用的设置在条形码读取器中实现，其中操作员意识到他或她将在多个条形码密集填充的环境中扫描条形码。在一些实施例中，该设置可以在检测到FOV内的多个条形码时自动激活。

在条形码读取器中实现前述配置可以特别有利，因为它可以允许该条形码读取器在多个条形码密集放置在一起的环境中更准确地读取条形码。附加地，由于在条形码位于指定瞄准标记之外的情况下读取器可以绕过向外部主机报告成功的解码的过程，因此这些配置可以帮助操作员避免无意中读取碰巧更靠近读取器的FOV的边界的条形码。附加地，这些配置在采用线性成像器的实现方式中尤其有用，其中瞄准标记的准确检测可能比采用2D成像器的实现方式更具挑战性。

在上述说明书中已经描述了具体实施例。然而，本领域普通技术人员理解，可做出各种修改和改变而不脱离如下权利要求书所阐述的本发明的范围。因此，说明书和附图被认为是图示性的而非限定性的意义，并且所有此类修改都旨在被包括在本教导的范围内。另外，所描述的实施例/示例/实现方式不应该被解释为相互排斥的，而应被理解为潜在地可组合的，如果此类组合以任何方式是允许的。换句话说，前述实施例/示例/实现方式中的任一个中所公开的任何特征可以被包括在其他前述实施例/示例/实现方式中的任一个中。此外，除非明确声明相应方法的其余步骤不可能或不需要采用其他顺序，否则本文所公开的任何方法的步骤均不应被理解为具有任何特定顺序。此外，附图中的至少一些附图可以按比例或可以不按比例绘制。

这些益处、优势、问题解决方案以及可能使任何益处、优势或解决方案发生或变得更为突出的任何(多个)要素不被解释成任何或所有权利要求的关键的、必需的或必要的特征或要素。本发明仅由所附权利要求书限定，包括在本申请处于待审状态期间做出的任何修改以及授权公告的这些权利要求的所有等效物。

此外，在该文档中，诸如第一和第二、顶部和底部等之类的关系术语可以单独地用来将一个实体或动作与另一个实体或动作区别开，而不一定要求或暗示此类实体或动作之间具有任何实际的此类关系或顺序。术语“包括”、“包括有”、“具有”、“具备”、“包含”、“包含有”、“涵盖”、“涵盖有”或它们的任何其他变型旨在覆盖非排他性包括，以使包括、具有、包含、涵盖一要素列表的过程、方法、物品或装置不仅包括那些要素还可包括对该过程、方法、物品或装置未明确列出的或固有的其他要素。以“包括一”、“具有一”、“包含一”、“涵盖一”开头的要素，在没有更多约束条件的情形下，不排除在包括、具有、包含、涵盖该要素的过程、方法、物品或装置中有另外的相同要素存在。术语“一”和“一个”被定义为一个或更多个，除非本文中另有明确声明。术语“基本上”、“大致上”、“近似”、“约”或这些术语的任何其他版本被定义为如本领域内技术人员理解的那样接近，并且在一个非限制性实施例中，这些术语被定义为在10％以内，在另一实施例中在5％以内，在另一实施例中在1％以内，而在另一实施例中在0.5％以内。本文中使用的术语“耦合的”被定义为连接的，尽管不一定是直接连接的也不一定是机械连接的。以某种方式“配置”的设备或结构至少以该种方式进行配置，但也可以以未列出的方式进行配置。

将会理解，一些实施例可以包括一个或多个通用或专用处理器(或“处理设备”)，诸如微处理器、数字信号处理器、定制的处理器和现场可编程门阵列(FPGA)以及唯一存储的程序指令(包括软件和固件两者)，所述唯一存储的程序指令控制一个或多个处理器以连同某些非处理器电路实现本文所描述的方法和/或装置的一些、多数或全部功能。替代地，一些或全部功能可以由具有无存储程序指令的状态机来实现，或者在一种或多种专用集成电路(ASIC)中实现，其中各种功能或某些功能的某些组合被实现为定制逻辑。当然，也可以使用这两种方法的组合。

此外，实施例可以实现为计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有存储在其上的计算机可读代码，用于对(例如，包括处理器的)计算机编程以执行如本文所描述和要求保护的方法。此类计算机可读存储介质的示例包括但不限于硬盘、CD-ROM、光存储设备、磁存储设备、ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)以及闪存。此外，预期本领域普通技术人员虽然做出由例如，可用时间、当前技术和经济考虑促动的可能显著的努力以及许多设计选择，但在得到本文所公开的构思和原理指导时，将容易地能以最少的试验产生此类软件指令和程序以及IC。

本公开的摘要被提供以允许读者快速地明确本技术公开的性质。提交该摘要，并且理解该摘要将不用于解释或限制权利要求书的范围或含义。另外，在上述具体实施方式中，可以看出出于使本公开整体化的目的，各个特征在各实施例中被编组到一起。该公开方法不应被解释为反映要求保护的实施例与各项权利要求中明确记载的相比需要更多的特征的意图。相反，如以下权利要求所反映，发明主题在于少于单个公开的实施例的全部特征。因此，以下权利要求由此被结合到具体实施方式中，其中各个权利要求作为单独要求保护的主题代表其自身。

Claims (12)

1.一种由条形码读取器进行条形码读取操作的方法，所述条形码读取器具有控制器、可操作以捕获图像帧的成像组件和可操作以发射具有瞄准光图案的瞄准光的瞄准光组件，所述方法包括：

经由所述成像组件捕获解码帧图像；

经由所述控制器解码所述解码帧图像内的条形码；

在解码所述解码帧图像内的所述条形码时经由所述成像组件捕获选择列表帧图像；

在所述选择列表帧图像内检测由所述瞄准光中的至少部分照明的所述选择列表帧图像中的部分；以及

当所述选择列表帧图像中的所述部分与所述条形码至少部分地重叠时，向主机报告所述条形码的解码。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成像组件包括线性成像器。

3.如权利要求1所述的方法，

其中捕获所述解码帧图像的操作包括以第一强度级操作所述瞄准光组件，

其中捕获所述选择列表帧图像的操作包括以第二强度级操作所述瞄准光组件，并且

其中所述第二强度级大于所述第一强度级。

4.如权利要求1所述的方法，

其中在捕获所述解码帧图像的所述操作的至少部分期间，所述瞄准光组件不发射所述瞄准光；并且

其中在捕获所述选择列表帧图像的所述操作的至少部分期间，所述瞄准光组件发射所述瞄准光。

5.一种条形码读取器，包括：

外壳；

成像组件，所述成像组件位于所述外壳内并且可操作以捕获图像帧；

瞄准光组件，所述瞄准光组件位于所述外壳内并且可操作以发射具有瞄准光图案的瞄准光；以及

控制器，所述控制器位于所述外壳内并且通信地耦合到所述成像组件和所述瞄准光组件，所述控制器被配置为：

解码由所述成像组件捕获的解码帧图像内的条形码；

在解码所述解码帧图像内的所述条形码时使所述成像组件捕获选择列表帧图像；

在所述选择列表帧图像内确定所述瞄准光图案中的至少部分的位置；以及

在所述解码帧图像内的所述条形码的位置和所述选择列表帧图像内的所述瞄准光图案中的所述至少部分的位置之间存在至少一些重叠时向外部主机报告所述条形码。

6.如权利要求5所述的条形码读取器，其特征在于，所述成像组件包括线性成像器。

7.如权利要求5所述的条形码读取器，

其中所述控制器被配置为在捕获所述解码帧图像期间以第一强度级操作所述瞄准光组件，

其中所述控制器被配置为在捕获所述选择列表帧图像期间以第二强度级操作所述瞄准光组件，并且

其中所述第二强度级大于所述第一强度级。

8.如权利要求5所述的条形码读取器，

其中所述控制器被配置为在所述解码帧图像的捕获的至少部分期间使所述瞄准光组件不发射所述瞄准光，并且

其中所述控制器进一步被配置为在所述选择列表帧图像的捕获的至少部分期间使所述瞄准光组件发射所述瞄准光。

9.一种在条形码读取器中使用的成像引擎，包括：

成像组件，所述成像组件可操作以捕获图像帧；

瞄准光组件，所述瞄准光组件相对于所述成像组件定位并且可操作以发射具有瞄准光图案的瞄准光；以及

控制器，所述控制器通信地耦合到所述成像组件和所述瞄准光组件，所述控制器被配置为：

解码由所述成像组件捕获的解码帧图像内的条形码；

在解码所述解码帧图像内的所述条形码时使所述成像组件捕获选择列表帧图像；

在所述选择列表帧图像内确定所述瞄准光图案中的至少部分的位置；以及

在所述解码帧图像内的所述条形码的位置和所述选择列表帧图像内的所述瞄准光图案中的所述至少部分的位置之间存在至少一些重叠时向外部主机报告所述条形码。

10.如权利要求9所述的条形码读取器，其特征在于，所述成像组件包括线性成像器。

11.如权利要求9所述的条形码读取器，

其中所述控制器被配置为在捕获所述解码帧图像期间以第一强度级操作所述瞄准光组件，

其中所述控制器被配置为在捕获所述选择列表帧图像期间以第二强度级操作所述瞄准光组件，并且

其中所述第二强度级大于所述第一强度级。

12.如权利要求9所述的条形码读取器，

其中所述控制器被配置为在所述解码帧图像的捕获的至少部分期间使所述瞄准光组件不发射所述瞄准光，并且

其中所述控制器进一步被配置为在所述选择列表帧图像的捕获的至少部分期间使所述瞄准光组件发射所述瞄准光。

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