CN115086536A - 图像获取系统和物品检查系统 - Google Patents

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Abstract

提供了适应于不同物品尺寸的图像获取系统和物品检查系统。图像获取系统，包括：图像捕获装置(110)，用于获取位于一物品安置面上的物品的表面的至少一部分的图像；和引导机构(130)，该引导机构布置成与物品安置面间隔开，图像捕获装置可移动地安装在引导机构上，使得图像捕获装置能够沿着引导机构移动，以调整图像捕获装置与位于物品安置面上的物品的该表面之间的间距，图像捕获装置被设置成在该间距等于预定工作距离(D)时捕获所述图像。

Description

图像获取系统和物品检查系统
技术领域
本公开的实施例一般地涉及物品检查，并且更具体地，涉及能够适应不同物品尺寸的图像获取系统和物品检查系统。
背景技术
在一些物品输送应用中，通常需要利用图像捕获装置获取所输送的物品的图像，如物品上的条形码、标识符等符号的图像，以对物品进行识别或标记、获取物品尺寸等。而所输送的物品通常具有不同的高度或尺寸，这会导致图像捕获装置离焦，不能正确读取条形码等。
一些常规技术采用自动聚焦图像捕获装置，其例如使用自动聚焦透镜，这会在最终图像中产生畸变，这种畸变可能会导致不能正确读取或识别条形码等。如果与条形码读取一起进行物品尺寸测量，则这种畸变将会直接导致测量失败或不准确。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述和其它问题和缺陷中的至少一种，提出了本公开。
根据本公开的一个方面，提供了一种图像获取系统，包括：图像捕获装置，用于获取位于一物品安置面上的物品的表面的至少一部分的图像；和引导机构，该引导机构布置成与物品安置面间隔开，图像捕获装置可移动地安装在引导机构上，使得图像捕获装置能够沿着引导机构移动，以调整图像捕获装置与位于物品安置面上的物品的该表面之间的间距，图像捕获装置被设置成在该间距等于预定工作距离时捕获所述图像。
在一些实施例中，输送物品的输送机构包括所述物品安置面，并且引导机构相对于输送机构布置成使得图像捕获装置沿着移动引导机构移动的方向与输送机构输送物品的方向成大于或等于0度且小于180度的角度，以便图像捕获装置与物品的所述表面之间的间距在图像捕获装置沿着引导机构移动时是能够变化的。
在一些实施例中，引导机构和图像捕获装置布置在输送机构的上方，使得图像捕获装置获取在输送机构上输送的物品的上表面的至少一部分的图像。
在一些实施例中，图像捕获装置被设置成在输送机构输送具有不同高度的多个物品的情况下沿着引导机构移动，以调整图像捕获装置与每个物品的上表面之间的间距，使得该间距等于预定工作距离。
在一些实施例中，图像捕获装置被设置成随着输送机构输送物品而沿着引导机构移动，使得图像捕获装置与物品的该表面之间的间距等于预定工作距离。
在一些实施例中，图像捕获装置被设置成沿着引导机构线性地滑动。
在一些实施例中，所述预定工作距离被设定成使得在所述间距等于该预定工作距离时物品的所述表面位于图像捕获装置的景深内。
在一些实施例中，图像捕获装置被设置成至少获取位于所述物品安置面上的物品的所述表面上的条形码或标识符的图像。
在一些实施例中，图像捕获装置包括条形码读取器和/或相机。
在一些实施例中，引导机构被布置成沿彼此正交的三个方向中的至少一个方向移动，以调节图像捕获装置与位于所述物品安置面上的物品的所述表面之间的间距。
在一些实施例中，引导机构相对于输送机构的定向或位置是能够调整的，使得图像捕获装置沿引导机构移动的方向与输送机构输送物品的方向之间的角度是可调的。
在一些实施例中，引导机构包括引导轨道，图像捕获装置以沿着引导轨道能够滑动的方式安装在引导机构上；例如，引导机构相对于输送机构的定向或位置是能够调整的，使得引导轨道的延伸方向与输送机构输送物品的方向之间的角度是可调的。
根据本公开的另一个方面，提供了一种物品检查系统，包括：物品安置面，待检查的物品放置在该物品安置面上；在本文任一实施例中描述的图像获取系统，用于获取在位于物品安置面上的物品的表面的至少一部分的图像；和图像处理器，该图像处理器被配置成基于所述图像检查或识别物品。
在一些实施例中，物品检查系统还包括输送机构，该输送机构具有所述物品安置面并被配置成输送具有不同尺寸的物品。
附图说明
根据结合附图的以下详细描述，本公开的多个实施例的上述和其他方面、特征以及优点将更清楚，在附图中：
图1是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的物品检查系统的配置的透视图；
图2是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的物品检查系统的配置的侧视图；
图3A至图3C分别是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的获取不同尺寸的物品的图像的过程的侧视图；以及
图4是示意性地示出根据本公开的示例性实施例的图像获取系统的引导机构的不同定向的侧视透视图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本公开的实施例进行详细的描述。在本说明书中，相同或相似的部件由相同或类似的附图标号指示。下述参照附图对本公开的各实施方式的说明旨在阐述本公开的总体构思，而不应当理解为对本公开的一种限制。
此外，在下面的详细描述中，为便于说明，阐述了许多具体的细节以提供对本公开的实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其它情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
根据本公开的示例性实施例提供了物品检查系统，其包括图像获取系统和用于放置待检查的物品安置面，物品安置面例如是工作台的工作面，或者物品检查系统包括具有作为物品安置面的工作面的输送机构，输送机构例如包括传送带等，可以输送不同尺寸的待检查物品，而图像获取系统适于获取具有不同尺寸(如高度)的多种物品的图像，以便进行物品识别或检查。
如图1-4所示，图像获取系统包括图像捕获装置110，其用于获取位于物品安置面上的具有不同尺寸(如高度)的物品(1、1′、1″......)的表面的至少一部分的图像，以用于物品识别或检查。在图示的实施例中，以物品安置面是输送机构的工作面为例进行描述。示例性地，图像捕获装置可以用于至少获取在输送机构上输送的物品的表面上的各种符号的图像，如二维码、条形码、标识符等。例如，图像捕获装置包括条形码读取器和/或相机。在另外一些实施例中，图像捕获装置可以捕获物品(如箱子)的整个表面的图像，可以基于该图像确定物品的尺寸。
通常，在输送机构120上输送的物品(1、1′、1″......)可能具有不同的尺寸，这就导致不同物品的表面至图像捕获装置的间距不同，物品的表面落在图像捕获装置的景深之外，进而图像捕获装置不能在物品的表面进行适当地聚焦，不能获取清晰的图像。
根据本公开的示例性实施例，图像获取系统还包括引导机构130，该引导机构130布置成与输送机构120间隔开，而图像捕获装置110可移动地安装在引导机构130上，使得图像捕获装置110能够沿着引导机构130移动，以调整图像捕获装置110与物品的该表面之间的间距。随着图像捕获装置110沿着引导机构130的移动，在物品的表面与图像捕获装置110之间的间距被调整为等于图像捕获装置110的预定工作距离D时，图像捕获装置110可以清晰地捕获物品的表面的图像。即，代替对图像捕获装置的焦距进行的调整，通过调整图像捕获装置与物品表面之间的间距，使得图像捕获装置总是以最适合的焦距(如，固定的、最佳的焦距)捕获物品表面的图像，避免图像畸变。可以理解，图像捕获装置与物品的表面之间的间距可以指其镜头或透镜的末端与物品的表面之间的间距。可以由图像捕获装置自身确定这种间距是否等于预定工作距离，也可以设置单独的传感器来检测这种间距。
预定工作距离D可以根据图像捕获装置的焦距设置、图像分辨率要求、待检查的物品的表面上的符号类型等被预先设定，使得在物品的表面与图像捕获装置110之间的间距等于该预定工作距离D时，物品的该表面位于图像捕获装置110的景深内，从而可以获取物品表面的清晰图像。
在示例性实施例中，如图3A至3C所示，图像捕获装置110被设置成随着输送机构120输送物品(1、1′、1″......)而沿着引导机构130移动，以将图像捕获装置110与物品的该表面之间的间距调整为等于预定工作距离D。而在其他实施例中，图像捕获装置可以被设置成在输送机构和其输送的物品相对于引导机构停止移动或暂时静止的情况下沿着引导机构移动，进而调整图像捕获装置与物品的该表面之间的间距。
例如，如图2所示，物品检查系统可以设置有控制器140，其可以与图像捕获装置110、输送机构120或引导机构130通信，以控制或协调图像捕获装置110沿引导机构130的移动速度和/或输送机构120输送物品的速度，使得在图像捕获装置110沿引导机构130的移动范围内，图像捕获装置110与待被检查的物品的表面之间的间距能够被适当地调整为等于预定工作距离D。如图所示，物品检查系统还可以设置有图像处理器150，其基于图像捕获装置110所获取的图像检查或识别物品。在其他示例中，图像处理器也可以集成在图像捕获装置或控制器中。
根据本公开的示例性实施例，引导机构130相对于输送机构120布置成使得图像捕获装置110沿着移动引导机构移动的方向(图中双向虚线箭头方向)与输送机构120输送物品的方向(图中单向实线箭头方向)成大于或等于0度且小于180度的角度，从而在图像捕获装置110沿着引导机构130移动时，或者在引导机构130相对于输送机构120移动时(如下文所述)，可以改变图像捕获装置110与物品的表面之间的间距。通过图像捕获装置沿引导机构的移动和/或通过引导机构相对于输送机构移动，可以实现这种间距的适当调整，以满足上述预定工作距离的要求。
在图示的实施例中，引导机构130和图像捕获装置110布置在输送机构120的上方，使得图像捕获装置110获取在输送机构120上输送的物品(1、1′、1″......)的上表面的至少一部分的图像。在输送机构120输送具有不同高度的多个物品(1、1′、1″......)的情况下，可以沿着定位在物品上方的引导机构130移动图像捕获装置110，以调整图像捕获装置130与每个物品的上表面之间的间距，使得该间距等于预定工作距离D。
例如，参见图3A，在输送机构120输送的物品1的高度较大的情况下，处于初始位置A的图像捕获装置110无需沿引导机构130移动或仅需沿引导机构130移动较短的距离，就能够确保图像捕获装置110与物品1的上表面之间的间距等于预定工作距离D，此时可以由图像捕获装置110捕获物品1的上表面的图像。
参见图3B，在输送机构120输送的物品1′的高度中等的情况下，处于初始位置A的图像捕获装置110与物品1′的上表面之间的间距大于预定工作距离D；因此，随着输送机构120输送物品1′，图像捕获装置110需沿引导机构130移动以调整该间距，在位置B处图像捕获装置110与物品1′的上表面之间的间距等于预定工作距离D，此时可以由图像捕获装置110捕获物品1′的上表面的图像。
参见图3C，在输送机构120输送的物品1″的高度较小的情况下，处于位置A和B图像捕获装置110与物品1″的上表面之间的间距都大于预定工作距离D；因此，随着输送机构120输送物品1″，图像捕获装置110需沿引导机构130移动较大距离以调整该间距，在位置C处图像捕获装置110与物品1″的上表面之间的间距等于预定工作距离D，此时可以由图像捕获装置110捕获物品1″的上表面的图像。在完成图像捕获之后，图像捕获装置可以返回初始位置，以准备下一个物品的物品拍摄。可以理解，在初始位置的图像捕获装置与待检查的物品的表面之间的间距小于预定工作距离的情况下，可以调整引导机构的定向(如倾斜角度)或位置，以便可以增大该间距以等于预定工作距离。
在其他实施例中，引导机构和图像捕获装置可以布置在输送机构的侧面，使得图像捕获装置获取在输送机构上输送的具有不同尺寸(如宽度或横向尺寸)的物品的侧表面的至少一部分的图像，或者在输送机构的上方和侧面均设置有这种引导机构和图像捕获装置。
作为示例，图像捕获装置110可以沿着引导机构130线性地或沿预设轨迹滑动。例如，图像捕获装置110可以借助于滑块113安装至引导机构130，引导机构130包括引导轨道131，滑块113能够沿着引导轨道131双向滑动。引导轨道可以是线性轨道，也可以是弯曲轨道，如弧形轨道。
在一些示例性实施例中，除了图像捕获装置110可以沿着引导机构130移动之外，引导机构130也可以移动以调整其定向或位置，如沿彼此正交的三个方向(如X、Y、Z方向)中的至少一个方向移动，例如是三维可调的，以调节图像捕获装置110与在输送机构120上输送的物品的表面之间的间距。
在一些示例性实施例中，如图4所示，引导机构130相对于输送机构120的定向是能够调整的，使得图像捕获装置110沿引导机构130移动的方向与输送机构120输送物品的方向之间的角度是可调的，例如，使得引导轨道131的延伸方向与输送机构120输送物品的方向之间的角度是可调的，从而可以调整图像捕获装置110沿引导机构130移动的速度和方向。
例如，在图4中的(a)部分示出的配置中，引导机构130或其引导轨道131相对于输送机构120垂直地定向，此时可以相对快速地调整图像捕获装置110与物品表面之间的间距；可以在输送机构120暂停移动物品的状态下进行这种间距的调整，也可以随着输送机构120移动物品而同时(如在X方向上)移动引导机构130，即保持引导机构130的移动速度与输送机构120输送物品的速度同步，进行这种间距的调整，使得该间距等于预定工作距离D，以便图像捕获装置110捕获物品表面的图像。
在图4中的(b)部分示出的配置中，引导机构130或其引导轨道131相对于输送机构120倾斜地或成大于0度且小于180度的角度定向，此时图像捕获装置110沿引导机构130的移动可以包括平行于输送机构120输送物品的方向的运动分量和垂直于输送机构120输送物品的方向的运动分量；调整引导机构的倾斜角度，可以改变图像捕获装置110与物品表面之间的间距的调整速度。在图4中的(b)部分示出的配置中，也可以根据需要调整引导机构相对于输送机构的定向和/或位置。
在图4中的(c)部分示出的配置中，引导机构130或其引导轨道131与输送机构120大致平行地定向，这可以适用于待检查的物品尺寸相同或相差不大的场合；当然，也可以需要调整引导机构相对于输送机构的位置(如在Y方向上的位置)，以适应不同尺寸的物品。
尽管已经示出和描述了本公开的实施例，但对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本公开的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本公开的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。此外应注意，除非另外指明，本文中使用的措词“包括”、“包含”、“具有”不排除其它元件或步骤。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本公开的保护范围。

Claims (14)

1.一种图像获取系统，包括：
图像捕获装置(110)，用于获取位于一物品安置面上的物品的表面的至少一部分的图像；和
引导机构(130)，该引导机构布置成与物品安置面间隔开，图像捕获装置可移动地安装在引导机构上，使得图像捕获装置能够沿着引导机构移动，以调整图像捕获装置与位于物品安置面上的物品的该表面之间的间距，
图像捕获装置被设置成在该间距等于预定工作距离(D)时捕获所述图像。
2.根据权利要求1所述的图像获取系统，其中，输送物品的输送机构包括所述物品安置面，并且
引导机构相对于输送机构布置成使得图像捕获装置沿着移动引导机构移动的方向与输送机构输送物品的方向成大于或等于0度且小于180度的角度，以便图像捕获装置与物品的所述表面之间的间距在图像捕获装置沿着引导机构移动时是能够变化的。
3.根据权利要求2所述的图像获取系统，其中，引导机构和图像捕获装置布置在输送机构的上方，使得图像捕获装置获取在输送机构上输送的物品的上表面的至少一部分的图像。
4.根据权利要求3所述的图像获取系统，其中，图像捕获装置被设置成在输送机构输送具有不同高度的多个物品的情况下沿着引导机构移动，以调整图像捕获装置与每个物品的上表面之间的间距，使得该间距等于所述预定工作距离。
5.根据权利要求2所述的图像获取系统，其中，图像捕获装置被设置成随着输送机构输送物品而沿着引导机构移动，使得图像捕获装置与物品的该表面之间的间距等于所述预定工作距离。
6.根据权利要求1所述的图像获取系统，其中，图像捕获装置被设置成沿着引导机构线性地滑动。
7.根据权利要求6所述的图像获取系统，其中，引导机构包括引导轨道(131)，图像捕获装置以沿着引导轨道能够滑动的方式安装在引导机构上。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的图像获取系统，其中，所述预定工作距离被设定成使得在所述间距等于所述预定工作距离时物品的所述表面位于图像捕获装置的景深内。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的图像获取系统，其中，图像捕获装置被设置成至少获取位于所述物品安置面上的物品的所述表面上的条形码或标识符的图像。
10.根据权利要求9所述的图像获取系统，其中，图像捕获装置包括条形码读取器和/或相机。
11.根据权利要求1-7和10中任一项所述的图像获取系统，其中，引导机构被布置成沿彼此正交的三个方向中的至少一个方向移动，以调节图像捕获装置与位于所述物品安置面上的物品的所述表面之间的间距。
12.根据权利要求2-7和10中任一项所述的图像获取系统，其中，引导机构相对于输送机构的定向或位置是能够调整的，使得图像捕获装置沿引导机构移动的方向与输送机构输送物品的方向之间的角度是可调的。
13.一种物品检查系统，包括：
物品安置面，待检查的物品放置在该物品安置面上；
权利要求1-12中任一项所述的图像获取系统，用于获取在位于物品安置面上的物品的表面的至少一部分的图像；和
图像处理器(150)，该图像处理器被配置成基于所述图像检查或识别物品。
14.根据权利要求13所述的物品检查系统，还包括输送机构(120)，该输送机构具有所述物品安置面并被配置成输送具有不同尺寸的物品。
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