CN116796775A - 一种条码采集装置和条码采集方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种条码采集装置和条码采集方法，方法包括投射瞄准图案瞄准条码，瞄准图案包括由至少四束平行激光产生的至少四个光斑，其中至少四束平行激光的出光点呈特定四边形分布；采集条码的图像；基于至少四个光斑在条码的图像中的位置信息获得条码的图像的校正参数；基于校正参数对条码的图像进行校正；解码校正后的条码的图像。通过至少四束平行激光产生至少四个光斑，基于至少四个光斑在条码的图像中的位置信息获得条码的图像的校正参数，进而对条码的图像进行校正，使得条码采集装置具有更大的扫描角度，同时提高解码效率。

Description

一种条码采集装置和条码采集方法

技术领域

本申请涉及图像领域，尤指一种条码采集装置和条码采集方法。

背景技术

条码(barcode)通常包括一维码和二维码，是指将深色块和浅色块按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条(简称条)和白条(简称空)排成的平行线图案，二维码则是由黑块和白块堆叠而成的规则二维图案。由于条码符号中“条”、“空”对光线具有不同的反射率，从而使条码扫描器接受到强弱不同的反射光信号，相应地产生电位高低不同的电脉冲。而条码符号中“条”、“空”的宽度则决定电位高低不同的电脉冲信号的长短。扫描器接收到的光信号需要经光电转换成电信号并通过放大电路进行放大。由于扫描光点具有一定的尺寸、条码印刷时的边缘模糊性以及一些其他原因，经过电路放大的条码电信号是一种平滑的起伏信号，这种信号被称为“模拟电信号”。“模拟电信号”需经整形变成通常的“数字信号”。根据码制所对应的编码规则，译码器便可将“数字信号”识读译成数字、字符信息。

扫描器具有一定的扫描角度，扫描角度指的是扫描器与条码所在平面的夹角，当扫描角度为0°时，扫描器正对条码，条码容易解码，扫描效率高。通常扫描角度在45°之内时，条码都可以解码，然而当扫描角度过大，比如一些扫描器在扫描角度超过50°时，采集的条码图像畸变严重，难以定位到图像中的条码，导致无法解码，扫描效率很低。

需要开发一些新的技术来解决上述问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种根据至少四个光斑的在条码的图像中的位置信息获得条码的图像的校正参数以对条码的图像进行校正的条码采集装置和采集方法。

为实现上述目的，本申请采用以下技术手段：

本申请提供的这种条码采集方法，包括：投射瞄准图案以瞄准条码，瞄准图案包括由至少四束平行激光产生的至少四个光斑，其中至少四束平行激光的出光点呈特定四边形分布；采集条码的图像；基于至少四个光斑在条码的图像中的位置信息获得条码的图像的校正参数；基于校正参数对条码的图像进行校正；解码校正后的条码的图像。

可选地，基于至少四个光斑在条码的图像中的位置信息获得条码的图像的校正参数包括：基于至少四个光斑在条码的图像中的位置信息将至少四个光斑的图像组成的四边形调整为特定四边形的相似图像而获得第一校正参数，以及基于至少一个光斑在条码的图像中的位置信息测定条码的距离，基于条码的距离对相似图像执行缩放操作进而获得第二校正参数。

可选地，基于校正参数对条码的图像进行校正包括：基于第一校正参数和第二校正参数对条码的图像执行透视变换。

可选地，至少四束平行激光由激光发射器发射的激光经由分束器分束产生或由至少四个激光发射器产生。

可选地，至少四个光斑具有至少两种形状或至少两个亮度等级或至少两种颜色。

本申请提供一种条码采集装置，包括：瞄准单元，用以投射瞄准图案瞄准条码，瞄准图案包括由至少四束平行激光以产生的至少四个光斑，其中，至少四束平行激光的出光点呈特定四边形分布；摄像头，用以采集条码的图像；控制单元，用以根据至少四个光斑在条码的图像中的位置信息获得条码的 图像的校正参数，以及基于校正参数对条码的图像进行校正，且进一步解码校正后的条码的图像。

可选地，校正参数包括第一校正参数和第二校正参数，控制单元基于至少四个光斑在条码的图像中的位置信息，将至少四个光斑的图像组成的四边形调整为特定四边形的相似图像进而获得第一校正参数，控制单元进一步基于至少一个光斑在条码的图像中的位置信息测定条码的距离，基于条码的距离对相似图像执行缩放操作进而获得第二校正参数。

可选地，控制单元基于校正参数对条码的图像进行校正包括：基于第一校正参数和第二校正参数对条码的图像执行透视变换。

可选地，至少四束平行激光由激光发射器发射的激光经由分束器分束产生或由至少四个激光发射器产生。

可选地，至少四个光斑具有至少两种形状或至少两个亮度等级或至少两种颜色。

与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

通过至少四束平行激光产生至少四个光斑，基于至少四个光斑在条码的图像中的位置信息获得条码的图像的校正参数，进而对条码的图像进行校正，使得条码采集装置具有更大的扫描角度，同时提高解码效率。

附图说明

图1为本申请一种实施例条码采集装置的示意图；

图2为本申请一种实施例扫描引擎的示意图；

图3为通过图2中的扫描引擎投射瞄准图案瞄准条码的示意图；

图4为图3中的扫描引擎采集的条码的图像的示意图；

图5为图2中的扫描引擎沿A-A方向的剖视图，同时示出了通过激光发射器发射平行激光测定条码距离的示意图；

图6为本申请获得条码的图像的校正参数，进而对条码的图像进行校正的示意图；

图7为本申请另一种激光发射器的示意图；

图8为本申请一种实施例所述条码采集装置采集条码的流程图。

具体实施方式

为便于更好的理解本申请的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本申请作进一步说明。

本申请公开的条码采集装置，可以是各种扫描枪、指环式扫描器、手持终端100（PDA）、固定式扫描器、图像识别机器人等，所述条码采集装置可用于采集一种或多种光学标记，如一维码、二维码、OCR图文、紫外防伪码、红外防伪码等。下面将结合具体实施例，对本申请的所述条码采集装置的结构、功能和成像方法做详细介绍。

如图1中的一种实施例，所述条码采集装置为手持终端100。所述手持终端100包括供用户握持的外壳1，所述外壳1的上表面嵌设有显示屏2，所述外壳1的前端面设有扫描窗3，如图2所示的扫描引擎4收容于所述扫描窗3，用以透过所述扫描窗3采集条码或图文图像。

继续参考图2和图3所示，所述扫描引擎4包括设于中央的摄像头5和位于摄像头5左右两侧的补光灯（未标号，下同），所述摄像头5可为彩色摄像头5或黑白摄像头5，在所述摄像头5的旁边设有至少四个激光发射器6，本实施例中，所述扫描引擎4的四个角上环绕所述摄像头5分别设有一个所述激光发射器6，四个所述激光发射器6均用以发射平行于所述摄像头5光轴的平行激光，以产生瞄准图案7瞄准条码或图文，所述瞄准图案7包括四束平行激光产生的四个光斑8，四个所述激光发射器6被预先设置为呈特定四边形分布，本实施例中，四个所述光斑8的出光点所形成的特定四边形为长宽比为2:1的矩形，所述摄像头5正好设于矩形的中心，使得当四个光斑8均落在条码上时，条码正好位于所述摄像头5的视场中心，避免瞄准图案7的中心与摄像头5视场中心左右偏离或上下偏离而造成的瞄准不精确的问题；其它实施例中（未图示，下同），特定四边形可以预设为梯形或不规则四边形。

四个所述激光发射器6发射多种颜色的激光，通过彩色摄像头5可区分不同颜色的激光产生的不同颜色的光斑8，使得当所述瞄准图案7投射在倾斜表面产生形变时，容易对不同颜色的光斑8分别进行定位，便于后续的图像校正。本实施例中，矩形的对角线上的两个激光发射器6发射相同颜色的激光，而矩形同一边上的两个激光发射器6发射不同颜色的激光。其它实施例中（未图示，下同），四个所述激光发射器6产生多种形状的光斑8，使得当所述瞄准图案7投射在倾斜表面产生形变时，可以根据光斑8的形状对多个光斑8分别进行定位，便于后续的图像校正，比如所述摄像头5左侧的两个所述激光发射器6发射圆形光斑8，右侧的两个所述激光发射器6发射方形光斑8等。其它实施例中（未图示，下同），四个所述激光发射器6发射的光斑8具有多种亮度等级，使得当所述瞄准图案7投射在倾斜表面产生形变时，可以根据光斑8的亮度对多个光斑8分别进行定位，便于后续的图像校正，比如所述摄像头5左侧的两个所述激光发射器6发射较暗的光斑8，右侧的两个所述激光发射器6发射较亮的光斑8等。

图3为通过图2中的所述扫描引擎4投射瞄准图案7瞄准条码的示意图，所述条码所在平面与所述瞄准图案7的投射方向呈锐角（或钝角），所述瞄准图案7在条码上产生了形变；如图4所示，为图3中所述扫描引擎4采集的条码的图像的示意图，由于透视导致条码的图像近大远小，条码的图像出现明显的畸变，导致条码难以定位，解码效率低下。图4中由四条平行激光产生的四个光斑8亮度明显高于周围图像亮度，因此很容易定位条码的图像中的四个光斑8的位置。

如图5中示出了图2中的扫描引擎4沿A-A方向的剖视图，以及示出了通过激光发射器6发射的平行激光测定条码距离的原理，其中O为所述摄像头的图像传感器16上的像素阵列的中心，S为所述像素阵列宽度的一半，L为像素阵列与镜头17中心的距离，D1为较近的条码与镜头17中心的距离，D2为较远的条码与镜头17中心的距离，S1为距离D1的平面上的激光光斑8在图像传感器16上的投影与像素阵列中心O的距离，S2为距离D2的平面上的激光光斑8在图像传感器16上的投影与像素阵列中心O的距离，很显然，D1=k*L*S/S1，D2= k*L*S/S2，其中k为预先标定的标定系数，也即条码的距离与激光光斑8在图像传感器16上的投影距像素阵列中心的距离呈反比，在预先标定了标定系数k之后，根据距离公式Di=k*L*S/Si即可得到条码的距离，其中Si为距离为Di的平面上的激光光斑8在像素阵列上的投影与像素阵列中心O的距离。

如图6为通过条码的图像中四个光斑8的位置信息获得条码的图像的校正参数，进而对条码的图像进行校正的示意图，其中，通过图4中的条码的图像识别出四个光斑8的图像的位置信息，结合光斑8的颜色或形状或亮度的不同顺次将光斑8连接成四边形图案，将四边形图案调整为特定四边形的相似图形，得到第一校正参数，根据至少一个光斑8的位置信息计算条码的距离D，根据条码的距离D对相似图形进行缩放操作，得到第二校正参数，第一校正参数和第二校正参数即为条码的图像的校正参数，根据校正参数对条码的图像执行透视变换即得到校正后的条码图像，校正后的条码图像相当于摄像头5正对条码采集的图像，条码图像无畸变，且经过缩放操作后清晰度合适，提高解码效率。

如图7是另一种产生所述瞄准图案7的激光发射器6的示意图，所述激光发射器6位于准直透镜9的焦点处，所述激光发射器6发射的激光经由所述准直透镜9聚焦成为平行光束，平行光束进一步经由分束器10分束产生多束平行激光，所述分束器10包括衍射光学薄膜11和分光板12，所述分光板12上设有多个透光孔13，所述分光板12仅多个所述透光孔13可供激光通过，平行光束经由所述衍射光学薄膜11和所述透光孔13产生中心光束14和边缘光束15，透过多个所述透光孔13的中心光束14形成平行激光，透过多个所述透光孔13的边缘光束15形成示出所述摄像头5视场的边框，本实施例中，在所述摄像头5的左右两侧对称设有两个所述激光发射器6，每一所述激光发射器6经由一个所述分束器10产生两束平行激光，两个所述激光发射器6产生四束平行激光，四束平行激光产生四个光斑8，所述摄像头5位于两个所述激光发射器6产生的多束边缘光束15的正中央，所述边缘光束15形成的边框与所述摄像头5的视场完全一致，更加精确指示所述摄像头5的视场。所述瞄准图案7包括四个所述光斑8和所述边框。其它实施例中（未图示，下同），通过一个所述激光发射器6和具有四个透光孔13的分束器10产生四束平行激光，从而形成具有四个光斑8的瞄准图案7。

一些实施例中（未图示，下同），可以通过上述对条码的图像的校正方法，对其它图文的图像进行校正，也即通过四个光斑8在图像中的位置信息得到第一校正参数和第二校正参数，从而获得图文的校正参数，进而对图文的图像进行校正，提高图文信息的获取速度。

图8为前述的条码采集装置采集条码的一种流程图，包括以下步骤：

S1：投射瞄准图案7以瞄准条码，瞄准图案7包括由至少四束平行激光产生的至少四个光斑8，其中至少四束平行激光的出光点呈特定四边形分布。

S2：采集条码的图像。

S3: 基于至少四个光斑8在条码的图像中的位置信息获得条码的图像的校正参数。

S4: 基于校正参数对条码的图像进行校正。

S5: 解码校正后的条码的图像。

本申请的条码采集装置和采集方法具有以下有益效果：

通过至少四束平行激光产生至少四个光斑8，基于至少四个光斑8在条码的图像中的位置信息获得条码的图像的校正参数，进而对条码的图像进行校正，使得条码采集装置具有更大的扫描角度，同时提高解码效率。

以上详细说明仅为本申请之较佳实施例的说明，非因此局限本申请之专利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为之等效技术变化，均包含于本创作之专利范围内。

Claims (10)

1.一种条码采集方法，其特征在于，包括：

投射瞄准图案以瞄准条码，瞄准图案包括由至少四束平行激光产生的至少四个光斑，其中至少四束平行激光的出光点呈特定四边形分布；

采集条码的图像；

基于至少四个光斑在条码的图像中的位置信息获得条码的图像的校正参数；

基于校正参数对条码的图像进行校正；

解码校正后的条码的图像。

2.如权利要求1所述的条码采集方法，其特征在于：基于至少四个光斑在条码的图像中的位置信息获得条码的图像的校正参数包括：基于至少四个光斑在条码的图像中的位置信息将至少四个光斑的图像组成的四边形调整为所述特定四边形的相似图像而获得第一校正参数；以及基于至少一个光斑在条码的图像中的位置信息测定条码的距离，基于条码的距离对相似图像执行缩放操作进而获得第二校正参数。

3.如权利要求2所述的条码采集方法，其特征在于：基于校正参数对条码的图像进行校正包括：基于第一校正参数和第二校正参数对条码的图像执行透视变换。

4.如权利要求1所述的条码采集方法，其特征在于：至少四束平行激光由激光发射器发射的激光经由分束器分束产生或由至少四个激光发射器产生。

5.如权利要求1所述的条码采集方法，其特征在于：至少四个光斑具有至少两种形状或至少两个亮度等级或至少两种颜色。

6.一种条码采集装置，其特征在于，包括：

瞄准单元，用以投射瞄准图案瞄准条码，瞄准图案包括由至少四束平行激光以产生的至少四个光斑，其中，至少四束平行激光的出光点呈特定四边形分布；

摄像头，用以采集条码的图像；

控制单元，用以根据至少四个光斑在条码的图像中的位置信息获得条码的 图像的校正参数，以及基于校正参数对条码的图像进行校正，且进一步解码校正后的条码的图像。

7.如权利要求6所述的条码采集装置，其特征在于：校正参数包括第一校正参数和第二校正参数；控制单元基于至少四个光斑在条码的图像中的位置信息，将至少四个光斑的图像组成的四边形调整为特定四边形的相似图像进而获得第一校正参数；控制单元进一步基于至少一个光斑在条码的图像中的位置信息测定条码的距离，基于条码的距离对相似图像执行缩放操作进而获得第二校正参数。

8.如权利要求7所述的条码采集装置，其特征在于：控制单元基于校正参数对条码的图像进行校正包括：基于第一校正参数和第二校正参数对条码的图像执行透视变换。

9.如权利要求6所述的条码采集装置，其特征在于：至少四束平行激光由激光发射器发射的激光经由分束器分束产生或由至少四个激光发射器产生。

10.如权利要求6所述的条码采集装置，其特征在于：至少四个光斑具有至少两种形状或至少两个亮度等级或至少两种颜色。