CN113297863B - 基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器 - Google Patents

基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器,该工业读码器包括图像采集单元、并行处理单元和逻辑处理单元。图像采集单元用以获取条码图像;并行处理单元包括多个处理子单元,多个处理子单元之间互相独立设置,多个处理子单元同时对各自接收到的条码图像进行处理;逻辑处理单元的输入端与图像采集单元的输出端连接以接收条码图像,逻辑处理单元的输出端与多个处理子单元的输入端均连接以在每个处理子单元处于闲置状态时向其传送条码图像,逻辑处理单元的输入端与多个处理子单元的输出端均连接以接收解码信息,并根据接收到的解码信息处理获得条码信息。

Description

基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器
技术领域
本发明涉及条码识读技术领域,尤其涉及一种基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器。
背景技术
随着社会信息化的普及、图像识别技术的进步,推动了工业视觉等相关领域的发展,其中一项就是条码的自动识别技术。自动识别技术指的是通过某种识别装置,无需人工干预地自动读取附近目标物体的相关数据。条码技术为自动快速、准确地进行数据采集输入提供了有效手段,解决了人工输入慢的问题,近年来被广泛应用于各大场合,包括超市、零售店、物流中心以及工业生产线等等。
在工业视觉的自动化条码识别应用的系统中,实时性是最基本的要求,与实时性最为相关的为图像采集、图像识别处理以及数据传输三个部分。传统的系统中被用作图像识别处理单元的元器件主要有几种:(1)PC机;(2)ASIC;(3)可编程逻辑器件(如FPGA);(4)DSP。图像识别处理单元主要负责对前端影像采集设备传回的图像进行识别处理。ASIC(Application Specific Integrated Circuits,专用集成电路)是指应特定用户要求或特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。FPGA(Field-Programmable Gate Array)即现场可编程门阵列。
在目前的条码识别应用中,多采用单核和双核处理方式。在单核处理方式中,拍摄和解码交替进行,由于解码时间较长,下一次拍摄时条码已脱离视野,而在双核处理方式中,一个核连续拍摄,另一个核负责解码,由于解码时间较长,在有限的时间内,无法解码所有拍摄到的图像,且单核和双核处理方式,都存在有条码的图不一定解到,解码的图可能没条码的情况,解码率和稳定性无法得到保证。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器,该工业读码器采用多核并行处理解码,能够对每帧图像都进行解码处理,增加可靠性,有效提高解码率和稳定性。
为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器,包括图像采集单元、并行处理单元和逻辑处理单元。图像采集单元用以获取条码图像;并行处理单元包括多个处理子单元,多个处理子单元之间互相独立设置,多个处理子单元同时对各自接收到的条码图像进行处理;逻辑处理单元的输入端与图像采集单元的输出端连接以接收条码图像,逻辑处理单元的输出端与多个处理子单元的输入端均连接以在每个处理子单元处于闲置状态时向其传送条码图像,逻辑处理单元的输入端与多个处理子单元的输出端均连接以接收解码信息,并根据接收到的解码信息处理获得条码信息。
较佳地,逻辑处理单元包括标记阵列子单元,标记阵列子单元用以记录多个处理子单元的状态,初始状态时,标记阵列子单元记录多个处理子单元均为闲置状态;当逻辑处理单元向某个处理子单元传送条码图像后,标记阵列子单元中与该某个处理子单元对应的内容更新为工作状态;当逻辑处理单元接收到某个处理子单元传送的解码信息后,标记阵列子单元中与该某个处理子单元对应的内容更新为闲置状态。
较佳地,多个处理子单元均包括标记模块,标记模块用以记录其所在处理子单元的状态,初始状态时,标记模块记录其所在处理子单元为闲置状态;当逻辑处理单元向标记模块所在处理子单元传送条码图像后,标记模块记录其所在处理子单元为工作状态;当标记模块所在处理子单元向逻辑处理单元传送解码信息后,标记模块记录其所在处理子单元为闲置状态;标记模块的输出端与逻辑处理单元的输入端连接以传送标记模块所在处理子单元的状态信息,逻辑处理单元的输出端与多个处理子单元的输入端连接以传送查询信号。
较佳地,逻辑处理单元包括条码信息存储子单元,条码信息存储子单元用以记录多个处理子单元传送的条码信息,初始状态时,条码信息存储子单元记录多个处理子单元传送的条码信息为空;当逻辑处理单元接收到某个处理子单元发送的解码信息时,条码信息存储子单元中与该某个处理子单元对应的内容更新为解码信息。进一步地,逻辑处理单元还包括统计子单元,统计子单元的输入端与条码信息存储子单元的输出端连接以获取存储数量最多的非空条码信息。更进一步地,该工业读码器还包括存储单元,存储单元的输入端与统计子单元的输出端连接以获取并存储条码信息;该工业读码器还包括报警单元,报警单元的输入端与统计子单元的输出端连接以在无法获取存储数量最多的非空条码信息时报警。
较佳地,多个处理子单元的数量不小于图像采集单元在多个处理子单元的处理时间内获取的条码图像的最大值。
较佳地,逻辑处理单元包括图像预处理子单元,图像预处理子单元用以对逻辑处理单元接收到的条码图像进行预处理操作。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:采用多个处理子单元并行处理解码,能够对每帧图像都进行解码处理,不会遗漏图像,提高了条码识别率,且条码能够被识别多次,保证了条码识读的可靠性,有效解决了误解条码的问题,提高了稳定性;通过逻辑处理单元获得条码图像后查询多个处理子单元的状态,并将条码图像传送给处于闲置状态的处理子单元,使得每个处理子单元都能够得到有效地使用,保证了工作效率和使用率。
附图说明
图1为本发明一实施例的基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器的结构示意图;
图2为本发明另一实施例的基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器的结构示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解,兹配合实施例详细说明如下。
请参照图1,本发明提供了一种基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器,该工业读码器包括图像采集单元1、并行处理单元2和逻辑处理单元3。
图像采集单元1用以获取条码图像。
并行处理单元2包括多个处理子单元21,多个处理子单元21之间互相独立设置,多个处理子单元21可以同时对各自接收到的条码图像进行处理。
逻辑处理单元3的输入端与图像采集单元1的输出端连接以接收条码图像,逻辑处理单元3的输出端与多个处理子单元21的输入端均连接以在每个处理子单元21处于闲置状态时向其传送条码图像,逻辑处理单元3获得条码图像后依次查询多个处理子单元21的状态,直到查询到的处理子单元21处于闲置状态时,向该处理子单元21传送条码图像,逻辑处理单元3的输入端与多个处理子单元21的输出端均连接以接收解码信息,并根据接收到的解码信息处理获得条码信息。优选地,多个处理子单元21的数量不小于图像采集单元1在多个处理子单元21的处理时间内获取的条码图像的最大值,例如,图像采集单元一秒钟可连续获得60张条码图像,处理子单元21的处理时间最长为160毫秒,则多个处理子单元21的数量应至少为10,以保证多个处理子单元21并行处理解码时能够对每帧图像都进行解码处理,不会遗漏图像,提高条码识别率。
在一优选的实施方式中,请继续参照图1,逻辑处理单元3包括标记阵列子单元31,标记阵列子单元31用以记录多个处理子单元21的状态,初始状态时,标记阵列子单元31记录多个处理子单元21均为闲置状态;当逻辑处理单元3向某个处理子单元21传送条码图像后,标记阵列子单元31中与该某个处理子单元21对应的内容更新为工作状态;当逻辑处理单元3接收到某个处理子单元21传送的解码信息后,标记阵列子单元31中与该某个处理子单元对应的内容更新为闲置状态。逻辑处理单元3获得条码图像后依次查询标记阵列子单元31,当查询到标记阵列子单元31的内容为闲置状态时,逻辑处理单元3向对应的一个处理子单元21传送条码图像。在实际使用时,标记阵列子单元31记录多个处理子单元21的状态可以采用不同的方式,例如,可以用0表示闲置状态,1表示工作状态,也可以用false表示闲置状态,true表示工作状态。
在另一优选的实施方式中,请参照图2,多个处理子单元21均包括标记模块211,标记模块211用以记录其所在处理子单元的状态,初始状态时,标记模块211记录其所在处理子单元为闲置状态;当逻辑处理单元3向标记模块211所在处理子单元21传送条码图像后,标记模块211记录其所在处理子单元为工作状态;当标记模块211所在处理子单元21向逻辑处理单元3传送解码信息后,标记模块211记录其所在处理子单元为闲置状态;标记模块211的输出端与逻辑处理单元3的输入端连接以传送标记模块211所在处理子单元的状态信息,逻辑处理单元3的输出端与多个处理子单元21的输入端连接以传送查询信号。逻辑处理单元3获得条码图像后,向多个处理子单元21发送查询信号,每个处理子单元21的标记模块211向逻辑处理单元3发送状态信息,逻辑处理单元3向处于闲置状态的一个处理子单元21传送条码图像。
优选地,请参照图1或图2,逻辑处理单元3包括条码信息存储子单元32,条码信息存储子单元32用以记录多个处理子单元21传送的条码信息,初始状态时,条码信息存储子单元32记录多个处理子单元21传送的条码信息为空,当逻辑处理单元3接收到某个处理子单元21传送的解码信息时,条码信息存储子单元32中与该某个处理子单元21对应的内容更新为解码信息。所述解码信息包括解码不成功时的空值信息和解码成功时的条码信息。
逻辑处理单元3还包括统计子单元33,统计子单元33的输入端与条码信息存储子单元32的输出端连接以获取存储数量最多的非空条码信息,该存储数量最多的非空条码信息即为所需条码信息,通过将条码识别多次,保证了条码识读的可靠性,有效解决了误解条码的问题,提高了稳定性。
该工业读码器还包括存储单元4,存储单元4的输入端与统计子单元32的输出端连接以获取并存储条码信息,便于后续进行产品查询。
该工业读码器还包括报警单元5,报警单元5的输入端与统计子单元32的输出端连接以在无法获取存储数量最多的非空条码信息时报警。无法获取存储数量最多的非空条码信息包括:对每帧图像的解码均不成功,即条码信息存储子单元32记录的多个处理子单元21传送的条码信息均为空;存在多个存储数量最多的非空条码信息。
优选地,逻辑处理单元3包括图像预处理子单元34,图像预处理子单元34用以对逻辑处理单元3接收到的条码图像进行预处理操作,预处理操作包括二值化处理、灰度处理、调整条码图像的亮度、对比度、转换图像格式等,以确保待处理图像数据与多个处理子单元21的适配性,提高解码效率。
在实际使用中,每个处理子单元21可以为处理器、处理器内核等。
本发明的基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器,采用多个处理子单元并行处理解码,能够对每帧图像都进行解码处理,不会遗漏图像,提高了条码识别率,且条码能够被识别多次,保证了条码识读的可靠性,有效解决了误解条码的问题,提高了稳定性;通过逻辑处理单元获得条码图像后查询多个处理子单元的状态,并将条码图像传送给处于闲置状态的处理子单元,使得每个处理子单元都能够得到有效地使用,保证了工作效率和使用率。
本发明已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是,已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地,在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰,均属本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器,其特征在于,包括:
图像采集单元,所述图像采集单元用以获取条码图像;
并行处理单元,所述并行处理单元包括多个处理子单元,所述多个处理子单元之间互相独立设置,所述多个处理子单元同时对各自接收到的条码图像进行处理,所述多个处理子单元的数量不小于所述图像采集单元在所述多个处理子单元的处理时间内获取的条码图像的最大值;以及
逻辑处理单元,所述逻辑处理单元的输入端与所述图像采集单元的输出端连接以接收条码图像,所述逻辑处理单元的输出端与所述多个处理子单元的输入端均连接以在每个处理子单元处于闲置状态时向其传送条码图像,所述逻辑处理单元的输入端与所述多个处理子单元的输出端均连接以接收解码信息,并根据接收到的解码信息处理获得条码信息。
2.如权利要求1所述的基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器,其特征在于,所述逻辑处理单元包括标记阵列子单元,所述标记阵列子单元用以记录所述多个处理子单元的状态,初始状态时,所述标记阵列子单元记录所述多个处理子单元均为闲置状态;当所述逻辑处理单元向某个处理子单元传送条码图像后,所述标记阵列子单元中与所述某个处理子单元对应的内容更新为工作状态;当所述逻辑处理单元接收到某个处理子单元传送的解码信息后,所述标记阵列子单元中与所述某个处理子单元对应的内容更新为闲置状态。
3.如权利要求1所述的基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器,其特征在于,所述多个处理子单元均包括标记模块,所述标记模块用以记录其所在处理子单元的状态,初始状态时,所述标记模块记录其所在处理子单元为闲置状态;当所述逻辑处理单元向所述标记模块所在处理子单元传送条码图像后,所述标记模块记录其所在处理子单元为工作状态;当所述标记模块所在处理子单元向所述逻辑处理单元传送解码信息后,所述标记模块记录其所在处理子单元为闲置状态;所述标记模块的输出端与所述逻辑处理单元的输入端连接以传送所述标记模块所在处理子单元的状态信息,所述逻辑处理单元的输出端与所述多个处理子单元的输入端连接以传送查询信号。
4.如权利要求1所述的基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器,其特征在于,所述逻辑处理单元包括条码信息存储子单元,所述条码信息存储子单元用以记录所述多个处理子单元传送的条码信息,初始状态时,所述条码信息存储子单元记录所述多个处理子单元传送的条码信息为空;当所述逻辑处理单元接收到某个处理子单元传送的解码信息时,所述条码信息存储子单元中与所述某个处理子单元对应的内容更新为解码信息。
5.如权利要求4所述的基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器,其特征在于,所述逻辑处理单元还包括统计子单元,所述统计子单元的输入端与所述条码信息存储子单元的输出端连接以获取存储数量最多的非空条码信息。
6.如权利要求5所述的基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器,其特征在于,还包括存储单元,所述存储单元的输入端与所述统计子单元的输出端连接以获取并存储条码信息。
7.如权利要求5所述的基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器,其特征在于,还包括报警单元,所述报警单元的输入端与所述统计子单元的输出端连接以在无法获取存储数量最多的非空条码信息时报警。
8.如权利要求1所述的基于冗余调度的全帧解码固定式工业读码器,其特征在于,所述逻辑处理单元包括图像预处理子单元,所述图像预处理子单元用以对所述逻辑处理单元接收到的条码图像进行预处理操作。
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