CN114818757A - 确定目标距离和基于目标距离调整成像读取器的读取参数的布置和方法 - Google Patents

Abstract

通过将瞄准光斑沿着瞄准轴引导到目标，并通过捕获包含瞄准光斑的目标的第一图像，以及通过捕获没有瞄准光斑的目标的第二图像来确定到在工作距离的范围内要通过图像捕获读取的目标的距离。每个图像在视场上的帧中被捕获，该视场具有从瞄准轴偏移的成像轴。图像预处理器在两个帧的共同分数区域上将来自第一图像的第一图像数据与来自第二图像的第二图像数据进行比较，以获得瞄准光斑在第一图像中的位置，并且基于瞄准光斑在第一图像中的位置确定到目标的距离。

Description

确定目标距离和基于目标距离调整成像读取器的读取参数的 布置和方法

本申请是申请日为“2017年5月11日”、申请号为“201780031989.4”、题为“确定目标距离和基于目标距离调整成像读取器的读取参数的装置和方法”的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年5月26日提交的美国专利申请序列第15/165,117号和2016年6月1日提交的美国专利申请序列第15/170,464号的权益。

背景技术

本发明大体涉及一种布置和方法，用于确定在工作距离的范围内到要通过图像捕获读取的目标的距离，和/或基于目标距离迅速地调整可操作用于在工作距离的范围内通过图像捕获读取目标的成像读取器的一个或多个读取参数，尤其是在具有从成像组件偏移的瞄准光组件的成像读取器中。

固态成像系统或成像读取器已经被用于手持和/或免提操作模式来电光读取目标，诸如一维和二维条形码符号目标和/或诸如文档之类的非符号目标。手持成像读取器包括壳体和成像模块，壳体具有由操作者手持的手柄，成像模块亦称为扫描引擎，由所述壳体支撑并在读取期间由操作者进行瞄准。成像模块包括成像组件以及成像透镜组件，成像组件具有带光电单元(photocells)或光传感器的成像阵列的固态成像器或成像传感器，该光电单元或光传感器的成像阵列对应于成像器的成像视场中的图像元素或像素，该成像透镜组件用于捕获从正被成像的目标散射和/或反射的返回光并用于将该返回光投射到该阵列上以开始对目标的图像的捕获。此类成像器可包括一维或二维电荷耦合设备(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)设备以及用于产生和处理与成像视场内的一维或二维像素数据阵列对应的电子信号的关联电路。为了在例如昏暗的环境中增加由所述阵列捕获的返回光的量，成像模块通常还包括用于优选地利用从目标反射和散射的照明光的可变水平照射目标的光照组件。瞄准光组件也可以由成像模块支撑，以用于在目标上投射可见瞄准光斑。

在一些应用中，例如在仓库中，对于相同的读取器有时需要不仅读取远距目标(例如，在位于高过头顶的货架上的产品上，该产品位于在离开读取器三十英尺到五十英尺量级的远距工作距离范围处)而且需要读取近距目标(例如在位于地面水平或接近操作者的产品上，该产品位于离开读取器少于两英尺的量级的近距工作距离范围处)。可以在读取器中提供近成像器，用于成像和聚焦在相对较宽的成像视场内的近距目标，并且还可以在同一读取器中提供远成像器，用于成像和聚焦在相对较窄的成像视场内的远距目标。典型地，成像器中的至少一个成像器(通常是远成像器)具有可变焦距，诸如可移动透镜组件或变焦元件。

尽管已知的成像读取器通常满足其预期目的，但是对于读取器迅速地选择正确的成像器来读取目标，迅速地为所选择的成像器选择正确的增益和/或曝光，以及迅速地选择正确的照明水平以照射可以位于在延伸的工作距离范围内的任何位置的目标是有挑战的。将正确的成像器聚焦在延伸的工作距离范围内也是有挑战的。在智能手机上的消费者相机中很常见的基于对比度的自动聚焦是众所周知地慢，因为它依赖于在相对长的时间段内在许多连续帧上捕获和处理许多图像以确定最佳聚焦位置。在期望快速动作、主动和动态的读取器的许多工业应用中，这种缓慢性能是不可接受的。

因此，需要迅速地调整成像读取器的各种读取参数，诸如选择正确的成像器、调整至少一个成像器的增益和/或曝光、调整照明水平、以及聚焦至少一个成像器，以用于读取可以位于相对于成像读取器在延伸的工作距离范围内的任何位置的目标，而不会减慢或劣化读取器性能。

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是根据本公开的便携手持成像读取器的侧视图，该成像读取器可操作用于确定目标距离，以用于迅速地选择正确的成像器和/或成像器增益和/或成像器曝光和/或照明水平，和/或迅速地聚焦正确的成像器。

图2是包括被支撑在安装在图1的读取器内的成像模块上的成像、照明以及瞄准光组件的各种部件的示意图。

图3是孤立状态下的图2的成像模块的立体图。

图4是在图2的线4-4上取得的截面图。

图5是描绘用于图1的读取器的近距目标上的瞄准斑点的视图。

图6是描绘用于图1的读取器的远距目标上的瞄准斑点的视图。

图7是在粗略确定瞄准斑点在图像中的位置期间包含瞄准斑点的图像的视图。

图8是在精细确定瞄准斑点在图像中的位置期间包含瞄准斑点的图像的视图。

图9是描绘根据本公开的确定目标距离的方法中执行的步骤的流程图。

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，附图中的一些要素的尺寸和位置可相对于其他要素被放大以帮助提高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布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

本公开的一个方面涉及一种用于确定到在工作距离的范围内要通过图像捕获读取的目标的距离和/或用于调整成像读取器的至少一个读取参数以用于在工作距离的范围内通过图像捕获读取目标的布置。该布置包括：可激励的瞄准组件，用于在被激励时沿着瞄准轴将瞄准光斑引导到目标；以及控制器，用于激励和去激励瞄准组件。该装置还包括成像组件，用于在瞄准组件被激励的情况下捕获包含瞄准光斑的目标的第一图像，以及用于在瞄准组件被去激励的情况下捕获没有瞄准光斑的目标的第二图像。每个图像在视场上的帧中被捕获，该视场具有从瞄准轴偏移的成像轴。图像预处理器在两个帧的共同分数区域上将来自第一图像的第一图像数据与来自第二图像的第二图像数据进行比较，以获得瞄准光斑在第一图像中的位置，并且还基于瞄准光斑在第一图像中的位置确定到目标的距离。控制器还可操作用于基于确定的目标距离调整至少一个读取参数。

更具体地，在粗略确定目标距离期间，图像预处理器将共同分数区域细分为多个子帧，并比较每个子帧中的第一图像数据和第二图像数据以获得瞄准光斑在子帧的至少一个中的位置。此后，在精细确定目标距离期间，图像预处理器将瞄准光斑的位置周围的区域细分为多个子区域，并比较每个子区域中的第一图像数据和第二图像数据以获得瞄准光斑在子区域中的至少一个中的位置。有利地，成像组件捕获每个图像作为具有亮度值的像素的阵列，并且图像预处理器对每个子帧和每个子区域中的亮度值求平均以获得平均亮度值，并比较第一图像和第二图像的每个子帧和每个子区域中的平均亮度值之间的差异，以基于在子帧和子区域中的至少一个子帧和子区域的平均亮度值之间的最大差异来获得瞄准光斑的位置。

该布置优选地结合在成像模块(也称为扫描引擎)中，该成像模块安装在成像读取器(尤其是手持式读取器)中，具有用于在相对较宽的成像视场上成像近距目标的近成像器、和用于在相对较窄的成像视场上成像远距目标的远成像器。上文提及的成像组件优选地包括具有可变焦距的远成像器，诸如可移动透镜组件或可变焦距元件。读取器还优选地具有用于生成照明光的可变水平的照明光组件。

根据本公开，所确定的目标距离可用于调整成像读取器的一个或多个读取参数。例如，可以采用所确定的目标距离来自动地选择要使用成像器中哪个来成像目标，和/或自动地调整所选成像器的增益，和/或自动地调整所选择的成像器的曝光，和/或自动地调整照明光水平，和/或自动地调整所选择的成像器的焦距。与通过在长时间段内捕获和处理许多图像来执行已知的基于对比度的自动聚焦相反，本文公开的聚焦更加迅速，因为在一对部分图像的子帧中以及子帧的子区域中执行目标距离的确定。

本公开的又另一个方面涉及一种确定到在工作距离的范围内要通过图像捕获读取的目标的距离和/或调整成像读取器的至少一个读取参数以用于在工作距离的范围内通过图像捕获读取目标的方法。该方法通过将瞄准光斑沿瞄准轴引导到目标，并且随后不将瞄准光斑引导到目标来执行。通过捕获包含瞄准光斑的目标的第一图像，捕获没有瞄准光斑的目标的第二图像，并且在具有从瞄准轴偏移的成像轴的视场上的帧中捕获每个图像来进一步执行该方法。通过在两个帧的共同分数区域上将来自第一图像的第一图像数据与来自第二图像的第二图像数据进行比较以获得瞄准光斑在第一图像中的位置，并且通过基于瞄准光斑在第一图像的位置确定到目标的距离来还进一步执行该方法。通过基于所确定的目标距离调整至少一个读取参数来又进一步执行方法。

图1中的附图标记30通常地标识被配置为手枪形壳体的人体工程学成像读取器，该壳体具有上部筒体或主体32以及离开主体32以例如相对于垂直方向为15°的倾角向后倾斜的下部手柄28。透光窗口26位于邻近主体32的前端或鼻端并优选地也以例如相对于垂直方向为15°的倾角倾斜。成像读取器30被握持在操作者的手中并在手持模式下使用，在手持模式中，触发器34被手动按下以发起对在延伸的工作距离范围中要被读取的目标(尤其是条形码符号)的成像，所述延伸的工作距离范围例如在离开窗口26大约三十英尺到五十英尺的量级。其他配置的壳体以及操作在免提模式下的读取器亦可被采用。

如图2中所示意性示出并且如图3-图4中更逼真地所示，成像模块10被安装在窗口26后面的读取器30中在，并且如下所描述可操作用于穿过窗口26在离开模块10的延伸的工作距离的范围内通过图像捕捉来读取目标。目标可位于近距工作距离(WD1)和远距工作距离(WD2)之间的工作距离范围中的任何位置。在优选实施例中，WD1在窗口26处或离开窗口26约十八英寸，并且WD2离开窗口26远得多，例如离开窗口26超过大约六十英寸远。模块10包括成像组件，该成像组件具有近成像传感器或成像器12和近成像透镜组件16以及远成像传感器或成像器14和远成像透镜组件18，该近成像透镜组件16用于在通常为矩形的相对较宽的成像视场20(例如，约三十度)上从位于该范围的近距区域(例如，从离开窗口26约零英寸到约十八英寸的区域)中的近目标捕获返回光并用于将所捕获的返回光投射到近成像器12上，该远成像透镜组件18用于在通常为矩形的相对窄的成像视场22(例如，约十六度)上从位于该范围的远距区域(例如，离开窗口26大于约六十英寸的区域)中的远目标捕捉返回光并用于将所捕捉的返回光投射到远成像器14上。虽然已在图2中图示了仅两个成像器12、14和两个成像透镜组件16、18，但将理解，可在模块10中提供多于两个成像器。

每个成像器12、14是固态设备，例如具有以单个线性行布置的可寻址的图像传感器或像素的一维阵列或者优选地以互相正交的行和列布置的此类传感器的二维阵列的CCD或CMOS成像器，并且所述成像器12、14可操作以用于检测由相应的成像透镜组件16、18捕获的沿相应的近成像轴24和远成像轴36穿过窗口26的返回光。每个成像透镜组件有利地是库克三合透镜。如图4中所图示，近成像透镜组件16具有固定焦距，并且远成像透镜组件18由于添加了变焦元件38或可移动透镜组件而具有可变焦距。

还如图2-图4中所示，照明光组件还由成像模块10支撑并包括固定地安装在光轴42上的照明光源(例如，至少一个发光二极管(LED)40)、以及也以光轴42为中心的照明透镜44的照明透镜组件。照明光组件由两个成像器12、14共用，并且可操作用于以可变照明水平发射照明光。

如图2-图3中进一步所示，瞄准光组件也由成像模块10支撑并包括固定地安装在瞄准轴48上的瞄准光源46(例如，激光)，和以瞄准轴48为中心的瞄准透镜50。瞄准透镜50可以包括衍射或折射光学元件，并可操作用于在读取之前将可见瞄准光图案沿着瞄准轴48投射到目标上。如图5-图6中所示，瞄准光图案包括瞄准光斑102，优选地具有总体上圆形形状。

如图2中所进一步所示，成像器12、14、LED 40和激光器46操作性地连接至可操作用于控制这些部件的操作的控制器或经编程的微处理器52。存储器54连接至控制器52并可由控制器52访问。优选地，控制器52与用于处理来自目标的返回光并用于对所捕获的目标图像进行解码的装置相同。定制的专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)中的图像预处理器56可操作地连接在成像器12、14和控制器52之间，以用于预处理由成像器12、14捕获的图像，如下面更全面地描述。在一些应用中，图像预处理器56可以与控制器52集成。

如上所述，对于读取器30，迅速地选择正确的成像器12或14来读取目标、迅速地为所选择的成像器选择正确的增益和/或曝光、以及选择来自LED的40的正确的照明水平以便照射可以位于在延伸的工作距离范围内的任何地方的目标是有挑战的。将所选择的成像器聚焦在延伸的工作距离范围内也是有挑战的。依赖于在相对长的时间段内在许多连续帧上捕获和处理许多图像以确定最佳聚焦位置的基于对比度的自动聚焦是众所周知地慢。本公开的一个方面涉及通过操作瞄准光组件既作为照度计又作为测距仪以确定到目标的距离，并且然后选择正确的成像器12或14，和/或选择用于所选择的成像器的正确的增益和/或曝光，和/或从LED 40选择正确的照明，和/或基于所确定的距离聚焦所选择的成像器，来增强读取器性能。

如图2中所示，瞄准轴48偏离近成像轴24和远成像轴36，使得瞄准轴48上的瞄准斑点102与近成像轴24和远成像轴36中的一者之间产生的视差提供目标距离信息。更具体地，瞄准轴48与近成像轴24和远成像轴36中的任一者之间的视差提供距瞄准斑点102在成像传感器阵列中的一个上的像素位置的范围信息。优选的是默认使用远成像器14的成像轴36，因为视差对远成像器14比对近成像器12将会更大。在优选实施例中，瞄准轴48与模块10上的远成像轴36之间的距离为约23毫米。

如图5所示，配置为位于该范围的近距区域中的符号100的目标包含在远成像器14的窄视场22中，并且优选地，成像轴36在窄视场22中大致居中。如图6所示，配置为位于该范围的远距区域中的相同符号100也包含在远成像器14的窄视场22中，并且优选地，成像轴36再次在窄视场22中大致居中。符号100的表观尺寸在图5中比在图6中大。在窄成像视场22中，符号100在图5中偏离中心，在图6中更处于中心。对于默认远成像器14，如果符号100位于在距读取器30无限工作距离处，则指向符号100上的瞄准斑点102将直接覆盖在成像轴36上。随着符号100越来越靠近读取器30，瞄准斑点102的面积越来越大，如图5所示，并且沿着倾斜轨迹104离开成像轴36移动。通过确定瞄准斑点102相对于成像轴36在轨迹104上的位置，可以确定符号100的工作距离。瞄准斑点102和成像轴36之间的间隔与工作距离的倒数成比例。优选地，在读取器制造期间，预先校准瞄准斑点102沿轨迹104的位置。还如图5-图6所示，远成像器14以特定分辨率捕获符号100的图像，在该图示的情况下以高度为800行像素宽度为1280列像素的二维分辨率。

上文提及的图像预处理器56用于分析由远成像器14捕获的图像，以便确定瞄准斑点102的位置。为了使成本最小化，图像预处理器56优选地结合在低功率、低处理设备中，优选地没有帧缓冲器来存储图像。作为结果，如下所解释，图像预处理器56不负责分析每个整体被捕获的图像，而是仅分析每个被捕获的图像的分数区域，尤其是其中预期瞄准斑点102沿着轨迹104出现的分数区域。

更具体地，控制器52激励瞄准激光器46以将瞄准斑点102引导到符号100上。远成像器14在第一帧中捕获其上具有瞄准斑点102的符号100的第一、整个或优选地部分的图像。作为响应，图像预处理器56仅分析第一帧中的第一图像的分数区域。如图7中所示，图像预处理器56不分析第0行至约第400行中的像素，或约第560行至第800行中的像素，或第0列至约第640列中的像素，因为瞄准斑点102不被预期在那里，并且没有理由浪费处理能力或时间来分析不会存在瞄准斑点102的像素。分数区域或剩余区域包含完整第一图像的原始800行中的仅约160行，并且因此可以比完整的第一图像快得多地被捕获和分析。

图像预处理器56将第一帧的剩余区域细分为子帧或粗略区域的矩阵。如图7中所示，剩余区域被细分为十六个总体上为矩形的子帧，例如，四行乘四列。子帧不需要具有相同的高度、宽度或面积。将理解，剩余区域可以细分为任意数量的子帧。子帧的数量取决于最初粗略地将瞄准斑点102定位在子帧中所期望的精度。

图像预处理器56接下来从子帧中的每个获取图像数据。更具体地，对每个子帧中的所有像素的色调或亮度值求平均以获得平均亮度值。图像预处理器56获得十六个平均亮度值的矩阵，对于每个子帧有一个平均亮度值。

随即，控制器52使瞄准激光器46去激励，并且远成像器14在第二帧中捕获在其上没有瞄准斑点102的符号100的第二、整个或优选地部分的图像。如前，图像预处理器56仅分析第二帧中的第二图像的分数区域，并且该分数区域是与第一图像中使用的分数区域相同的分数区域。如前，图像预处理器56获取相同分数区域的每个子帧中的所有像素的亮度值，对相同分数区域的每个子帧中的亮度值求平均以获得平均亮度值，并获得十六个平均亮度值的矩阵，对于每个子帧有一个平均亮度值。

作为非限制性数字示例，在瞄准组件去激励的情况下的十六个平均亮度值的矩阵在下面的左侧示出，并且在瞄准组件激励的情况下的十六个平均亮度值的矩阵如下面的右侧所示：

图像预处理器56接下来通过相减对于每个子帧的平均亮度值来比较两个矩阵，从而在该数值示例中获得以下亮度差值的差异矩阵：

从差异矩阵将观察到，第1行第1列中的亮度差值从所有其他亮度差值中突显出，因为它具有最大幅度或亮度差异。这标识了瞄准斑点102的位置。

如果期望更精确地确定瞄准斑点102的位置，则图像预处理器56可以将瞄准斑点102的识别位置周围的区域细分为多个子区域。如图8所示，图像预处理器56将该区域细分为子区域或精细区域的矩阵，例如，划分为十六个(例如，四行乘四列)总体上为矩形的子区域。子区域不需要具有相同的高度、宽度或面积。将理解，该区域可以细分为任意数量的子区域。子区域的数量取决于随后精细地将瞄准斑点102定位在子区域中所期望的精度。

如前，控制器52使瞄准激光器46激励和去激励，并且处理器56获得十六个平均亮度值的矩阵(对于在瞄准激光器46被激励的情况下的每个子区域有一个平均亮度值)、以及十六个平均亮度的另一个矩阵(对于在瞄准激光器46被去激励的情况下的每个子区域有一个平均亮度值)。图像预处理器56接下来通过相减对于每个子区域的平均亮度值来比较两个矩阵，并通过找到在子区域中的至少一个中的最大亮度差值来精细地定位瞄准斑点102。

返回图7，将观察到不需要分析所有十六个子帧，因为瞄准斑点102将仅出现在沿着轨迹104展现的阴影子帧中。这减少了由移动物体或闪光光源引起的错误的可能性，该闪光光源可能仅出现在瞄准激光器46被激励的情况下的图像中，并被误认为是瞄准斑点102。忽略子帧的相同原理可以应用于图8中所示的子区域的顶部行和底部行。

在操作中，一旦从瞄准斑点位置确定了到符号100的工作距离，控制器52或者选择近成像器12，并且当测距仪确定要由近成像器12成像和读取的符号100位于范围的近距区域时，激励照明光组件以用相对较小强度的照明光照射符号100；或者选择远成像器14，并且当测距仪确定要由远成像器14成像和读取的符号100位于范围的远距区域时，激励照明光组件以用相对较大强度的照明光照射目标。

另外，一旦从瞄准斑点位置确定了到符号100的工作距离，控制器52还可以诸如通过改变聚焦元件38的焦距来调整远成像器14的焦距。控制器52用可变电流激励LED 40以改变照明光的强度。更进一步地，一旦从瞄准斑点位置确定了到符号100的工作距离和/或一旦确定了来自每个子帧的亮度值，控制器52还可以调整一个或更多成像器的增益和/或曝光。

如图9的流程图中所示，该方法通过以下步骤执行：在步骤200中激励瞄准光组件以沿着瞄准轴将瞄准光斑102引导到符号100；在步骤202中捕获包含瞄准光斑102的符号100的第一分数图像；以及在步骤204中从第一分数图像获得第一图像数据。接着，在步骤206中使瞄准光组件去激励，在步骤208中捕获没有瞄准光斑102的符号100的第二分数图像，并且在步骤210中获得来自第二分数图像的第二图像数据。在步骤212中比较第一图像数据和第二图像数据以获得瞄准光斑102的位置，并且在步骤214中基于该瞄准光斑102的位置确定到符号100的距离。在步骤216中，基于所确定的距离，选择正确的成像器12或14，和/或调整用于所选择的成像器的正确增益和/或曝光，和/或调整来自LED 40的正确照明，和/或调整所选择的成像器的焦距。

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，并且所有这种修改都旨在被包括在本教导的范围内。

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(多个)任何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。本发明单独由所附权利要求书限定，包括在本申请处于未决状态期间做出的任何修改以及出版后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这些实体或动作之间具有任何实际的这种关系或顺序。术语“构成”、“构成有”、“具有”、“具备”、“包括”、“包括有”、“包含”、“含有”或它们的任何其他变型旨在覆盖非排他性的包括，使得构成、具有、包括、包含要素的列表的过程、方法、物品或装置不仅包括那些要素，还可包括对这种过程、方法、物品或装置未明确列出的或固有的其他要素。以“构成有一”、“具有一”、“包括一”或“包含一”开头的要素，在没有更多约束条件的情形下，不排除在构成、具有、包括或包含该要素的过程、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”、“本质上”、“近似”、“大约”或这些术语的任何其他版本被定义为接近本领域普通技术人员所理解的那样，并且在一个非限定性实施例中，该术语被定义为在10％以内，在另一实施例中定义为在5％以内，在另一实施例中定义为在1％以内，且在另一实施例中定义为在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，但也可以未列出的方式进行配置。

将理解，一些实施例可包括诸如微处理器、数字信号处理器、定制的处理器和现场可编程门阵列(FPGA)之类的一个或多个通用或专用处理器(或“处理设备”)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，一些或全部功能可由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，也可使用这两种方法的组合。

此外，一个实施例可被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。这种计算机可读存储介质的示例包括但不限于硬盘、CD-ROM、光存储器件、磁存储器件、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了由例如可用时间、当前技术和经济考虑而促动的可能的显著努力以及许多设计选择，但在被本文所公开的构思和原理所指导时，将容易地能通过最少实验产生此类软件指令和程序以及集成电路(IC)。

提供本公开的摘要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。此外，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。这种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入具体说明中，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 (18)

1.一种用于确定到在工作距离的范围内要通过图像捕获读取的目标的距离的布置，所述布置包括：

能激励的瞄准组件，被配置为在被激励时将瞄准光斑沿着瞄准轴引导到目标；

控制器，被配置为激励和去激励所述能激励的瞄准组件；

成像组件，被配置为

在所述能激励的瞄准组件被激励的情况下捕获包含所述瞄准光斑的所述目标的第一图像，并且

在所述能激励的瞄准组件被去激励的情况下捕获所述目标的第二图像，所述第一图像和所述第二图像中的每个在具有偏离所述瞄准轴的成像轴的视场上的相应帧中被捕获；以及

图像预处理器，被配置为

在所述相应帧中的每个帧的共同分数区域上将来自所述第一图像的第一图像数据与来自所述第二图像的第二图像数据进行比较，以获得所述瞄准光斑在所述第一图像中的位置，以及

基于所述瞄准光斑在所述第一图像中的位置确定到所述目标的距离，

其中，所述布置可操作以调整成像读取器的至少一个读取参数以用于读取目标，且

其中，所述控制器还被配置为基于所确定的目标距离调整所述成像读取器的所述至少一个读取参数。

2.根据权利要求1所述的布置，其中，所述图像预处理器将所述共同分数区域细分为多个子帧，并比较所述多个子帧的每个子帧中的所述第一图像数据和所述第二图像数据以获得所述瞄准光斑在所述多个子帧中的至少一个子帧中的位置。

3.根据权利要求2所述的布置，其中，所述图像预处理器将所述瞄准光斑的位置周围的区域细分为多个子区域，并比较所述多个子区域的每个子区域中的所述第一图像数据和所述第二图像数据以获得所述瞄准光斑在所述多个子区域中的至少一个子区域中的位置。

4.根据权利要求2所述的布置，其中，所述成像组件捕获所述第一图像和所述第二图像中的每个图像作为具有亮度值的像素的阵列，并且其中所述图像预处理器被配置为

对所述多个子帧中的每个子帧中的所述亮度值求平均以获得平均亮度值，以及

比较所述第一图像的多个子帧中的每个子帧的所述平均亮度值与所述第二图像的多个子帧中的每个子帧的所述平均亮度值之间的差异，以基于所述多个子帧中的至少一个子帧中的所述平均亮度值之间的最大差异获得所述瞄准光斑的所述位置。

5.根据权利要求1所述的布置，其中，所述能激励的瞄准组件、所述成像组件和所述图像预处理器结合在成像模块中，所述成像模块具有第一成像器和第二成像器，所述第一成像器被配置为在第一成像视场上成像第一目标，所述第二成像器被配置为在第二成像视场上成像第二目标，所述第一目标比所述第二目标定位得更接近，所述第一视场比所述第二视场宽，并且其中所述成像组件是所述第一成像器或所述第二成像器之一。

6.根据权利要求5所述的布置，其中，所述成像组件是具有可变焦距的所述第二成像器。

7.根据权利要求6所述的布置，其中，所述控制器基于所确定的目标距离来调整所述第二成像器的焦距。

8.根据权利要求6所述的布置，其中，所述控制器选择所述第一成像器和所述第二成像器中的一个成像器，并且基于所确定的目标距离，调整用于所选择的成像器的增益和曝光中的至少一个。

9.根据权利要求6所述的布置，还包括安装在所述模块上的照明光组件，所述照明光组件被配置为生成照明光的可变水平，其中所述控制器基于所确定的目标距离调整所述照明光的所述水平。

10.一种确定到在工作距离的范围内要通过图像捕获读取的目标的距离并调整成像读取器的至少一个读取参数以用于读取目标的方法，所述方法包括以下步骤：

将瞄准光斑沿着瞄准轴引导到所述目标；

捕获包含所述瞄准光斑的所述目标的第一图像；

随后不将所述瞄准光斑指向所述目标；

捕获所述目标的第二图像，所述第一图像和所述第二图像中的每个图像在具有偏离所述瞄准轴的成像轴的视场上的相应帧中被捕获；

在所述相应帧中的每个帧的共同分数区域上将来自所述第一图像的第一图像数据与来自所述第二图像的第二图像数据进行比较，以获得所述瞄准光斑在所述第一图像中的位置；

基于所述瞄准光斑在所述第一图像中的位置确定到所述目标的距离；以及

基于所确定的目标距离调整所述成像读取器的所述至少一个读取参数。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括将所述共同分数区域细分为多个子帧，并且比较所述多个子帧的每个子帧中的所述第一图像数据和所述第二图像数据以获得所述瞄准光斑在所述多个子帧中的至少一个子帧中的位置。

12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括将所述瞄准光斑的位置周围的区域细分为多个子区域，并且比较所述多个子区域的每个子区域中的所述第一图像数据和所述第二图像数据以获得所述瞄准光斑在所述多个子区域中的至少一个子区域中的位置。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，捕获所述第一图像和捕获所述第二图像分别通过以下步骤来执行：捕获所述第一图像和所述第二图像中的每个图像作为具有亮度值的像素的阵列，对所述多个子帧的每个子帧中的所述亮度值求平均来获得平均亮度值，并且比较所述第一图像的所述多个子帧的每个子帧的所述平均亮度值与所述第二图像的所述多个子帧的每个子帧的所述平均亮度值之间的差异来基于所述多个子帧中的至少一个子帧中的所述平均亮度值之间的最大差异来获得所述瞄准光斑的所述位置。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，捕获所述第一图像和捕获所述第二图像中的至少一个通过第一成像器和第二成像器中的一个成像器来执行，所述第一成像器被配置为在第一成像视场上成像第一目标，所述第二成像器被配置为在第二成像视场上成像第二目标，所述第一目标比所述第二目标定位得更接近，所述第一视场比所述第二视场宽。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一成像器和所述第二成像器中的一个成像器具有可变焦距。

16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括基于所确定的目标距离来调整所述第二成像器的焦距。

17.根据权利要求15所述的方法，进一步包括选择所述第一成像器和所述第二成像器中的一个成像器，并且基于所确定的目标距离，调整用于所选择的成像器的增益和曝光中的至少一个。

18.根据权利要求15所述的方法，进一步包括用照明光的可变水平照射所述目标，以及基于所确定的目标距离调整所述照明光的所述水平。

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