CN208460026U - 一种头戴式扫描设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种头戴式扫描设备，包括穿戴式眼框架，扫描设备集成通讯模块、镜头模组、激光投影、主MCU、电源管理及语音交互；镜头模组包括投影镜头，电源管理包括电池盒；穿戴式眼框架对应于人眼位置设有镜头安装通孔，投影镜头安装于镜头安装通孔内，穿戴式眼框架对应于另一人眼位置设有摄像头安装通孔，摄像头安装于摄像头安装通孔内，电池盒电连于主MCU。其结构巧妙，可操作性强，使用者通过穿戴式眼框架把设备佩戴在头上，用穿戴式眼框架前部的摄像头扫描工作区域的一维码或者二维码数据，同时可以把电池盒放置在腰间、手臂或者口袋等部位，能够完全解放作业员的双手，提高工作效率，有利于该扫描设备在市场上的推广及应用。

Description

一种头戴式扫描设备

技术领域

本实用新型涉及扫描设备技术领域，具体是一种头戴式扫描设备。

背景技术

扫描设备又称扫描仪，是利用光电技术和数字处理技术，以扫描方式将图形或图像信息转换为数字信号的装置，扫描仪通常被用于计算机外部仪器设备，通过捕获图像并将之转换成计算机可以显示、编辑、存储和输出的数字化输入设备。

目前，为了较好的识别货品的信息，通常使用一维条码或二维条码对货品进行标识，一维条码即指条码条和空的排列规则，常用的一维码的码制包括:EAN码、39码、交叉25码、UPC码、128码、93码，ISBN码，及Codabar(库德巴码)等，条形码起源于20世纪40年代，应用于70年代，普及于80年代，条码技术是在计算机应用和实践中产生并发展起来的广泛应用于商业、邮政、图书管理、仓储、工业生产过程控制、交通等领域的一种自动识别技术，具有输入速度快、准确度高、成本低、可靠性强等优点，在当今的自动识别技术中占有重要的地位。

条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，“空”指对光线反射率较高的部分，这些条和空组成的数据表达一定的信息，并能够用特定的设备识读，转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息，通常对于每一种物品，它的编码是唯一的，对于普通的一维条码来说，还要通过数据库建立条码与商品信息的对应关系，当条码的数据传到计算机上时，由计算机上的应用程序对数据进行操作和处理。因此，普通的一维条码在使用过程中仅作为识别信息，它的意义是通过在计算机系统的数据库中提取相应的信息而实现的。一维条形码制作简单，编码码制较容易被不法分子获得并伪造。

二维条码/二维码（2-dimensional bar code）是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化点。

随着零售业和消费市场的飞速扩大和发展，也促进了中国条码标签业务的增长。因为越来越多的地方需要用到标签和条码。早在上个世纪70年代，条码已经在全球零售业得到了小范围的应用，而现如今，条码和自动识别系统和数据采集技术依然在全球范围发挥着至关重要的作用。

在全球范围内，每天需要运用到条码扫描的次数已经超过上亿次，其应用范围也涉及到各个领域和行业，其中包括物流、仓储，图书馆，银行，pos收银系统，医疗卫生、零售商品、服装、食品服务以及高科技电子产品等等，而目前仍然会在每天都在一些新增加的项目上持续的用到条码应用领域。随着市场的不断发展，我们有足够的信心相信，条码必定会推动我们去体验更优质的生活并能节省我们宝贵的时间。

比如在物流业，物流中的货物分类，库位的分配，库位的查询，进出库信息，进出库盘点，产品查询等，如果是用人力去做这些事，不仅浪费时间、人力物力财力等，还常常伴随着非常大的出错率，给大多数商家乃至整个物流业的自身发展都带来了颇多的困扰，所以可以说，没有条码的物流过程将会是多么的杂乱无章，其后果往往不堪设想。而条码技术对物流业的优势也是显而易见的，既能精确管理，又功能实用。对于大部分的现代化仓库管理的需求都能满足。操作方便简单，维护亦不需费心，仓库的管理员经过简单的培训都能快速上岗进行操作。而且还能大大减少居高不下的人为出错率。把种类繁琐的工作瞬间化烦为易，查询货物的时候特别方便，不需再耗费很多的人力去翻查种类繁多的出进货单据，只需在电脑上轻轻一扫，所需的货物型号、经销商、进出货日期，经办人等具体详细资料都即可显示出来，并且可以打印出来。

目前，市场上的条码扫描设备从形式上有手持式和固定式两种，扫码应用环境中大多使用手持设备，但是无论哪种形式，都使得操作人员双手被占用，进而难以提高操作人员的工作效率，为了改善了操作者因长时间手持而带来的手部疲劳，逐渐出现了指环式扫描设备。

如图4所示，指环扫描设备原理示意图，指环扫描设备由以下几个部分组成：通讯模块：用于实现数据通讯；镜头模组：用于实现条码图像采集；主MCU：用于实现基本逻辑以及条码图像解码；电源管理：用于实现设备的电源管理，例如充放电管理、欠压报警等；声光交互：用于实现人机交互；外观结构：通过外观设计实现可佩戴性；外部电源：（可选的）通过外部电源提高设备的续航能力。

指环式扫描设备，通过镜头获取扫码图像，主MCU解码后，将解码结果通过通讯模块传递至后台或主控，使用电源管理模块实现电源管理，并通过声光实现极简单的人机交互。

但由于其佩戴位置的关系，指环式扫描设备在目前电池技术下受到电池电量限制，无法实现长时间的续航。

为了提高续航时间，大多数方案都选择牺牲易用性将功能简单化，少数方案通过增大电池或在别的位置佩戴额外电池的方式使功能相对完整，但由于增加了体积和重量或独立的电源配件，方案失去了便携性和实用性的优势。

目前在需要扫描条码的场合中，操作员主要以手持式设备，例如扫描枪、PDA的形式存在，也有少部分以扫码指环的形式存在，两种形式都有一定的缺陷。

手持式扫描设备存在以下缺点：

1、操作员必须使用单手或双手操作手持式设备，会严重影响工作效率，特别是在仓储管理等应用中；

2、在使用过程中，容易由于跌落、磕碰等情况造成设备损坏；

3、人机交互需要作业员双手操作和屏幕，影响工作效率；

指环式扫描设备存在以下缺点：

1、指环式设备受限于设备尺寸，电池容量无法提高，设备续航能力不足；

2、指环式设备由于穿戴位置在手指，因此可能会影响作业员操作；

3、由于设备穿戴在手指上，在作业员操作过程中，可能由于磕碰造成设备损坏；

4、为了增加续航和其他功能，可能需要增加一个额外的设备提供电源和实现其他功能；

5、操作员和设备之间几乎无法交互，只能通过简单的按键和亮灯。

因此，上述扫描设备在增强操作人员劳动强度的同时，使得操作人员工作效率低下，使得扫描设备难以在市场上推广及应用。

发明内容

本实用新型是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种头戴式扫描设备，该扫描设备结构巧妙，能够完全解放作业人员的双手，提高工作效率，并且提供优秀的人机交互方式，有利于该扫描设备在市场上的推广及应用。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案:一种头戴式扫描设备，包括穿戴式眼框架，所述扫描设备集成有通讯模块、镜头模组、激光投影、主MCU、电源管理及语音交互；所述镜头模组包括投影镜头，所述电源管理包括用于安装电池的电池盒；其中：

所述通讯模块，用于实现无线通讯，实现和后台服务器的交互；

所述镜头模组，用于图像采集，包括解码图像和交互图像的采集；

所述激光投影，用于实现激光投影，通过激光在任意平面上的投影，实现人机交互中单色屏幕的功能；

主MCU，用于实现主要本地逻辑以及数据处理；

电源管理，用于实现设备的电源管理；

语音交互，用于实现设备和操作员的语音交互；

穿戴式眼框架对应于人眼位置设有镜头安装通孔，投影镜头安装于镜头安装通孔内，穿戴式眼框架对应于另一人眼位置设有摄像头安装通孔，摄像头安装于摄像头安装通孔内，所述电池盒电连于主MCU。

作为本实用新型的一种优选方案，所述电池盒上设有控制面板。

作为本实用新型的一种优选方案，所述控制面板为触摸屏结构。

作为本实用新型的一种优选方案，所述语音交互包括耳机及麦克风组件。

作为本实用新型的一种优选方案，所述电源管理包括充放电管理。

作为本实用新型的一种优选方案，所述电源管理连接报警装置。

作为本实用新型的一种优选方案，所述报警装置包括声音报警或光电报警。

作为本实用新型的一种优选方案，所述镜头模组为一组。

作为本实用新型的一种优选方案，所述镜头模组为两组。

作为本实用新型的一种优选方案，所述穿戴式眼框架上设有支腿或松紧系带。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型中的头戴式扫描设备，结构巧妙，可操作性强，使用者通过穿戴式眼框架把设备佩戴在头上，用穿戴式眼框架前部的摄像头扫描工作区域的一维码或者二维码数据，同时可以把电池盒放置在腰间、手臂或者口袋等部位，能够完全解放作业员的双手，提高工作效率，并且提供优秀的人机交互方式，有利于该扫描设备在市场上的推广及应用。

附图说明

图1是实施例中头戴式扫描设备的结构示意图；

图2是实施例中头戴式扫描设备的方案原理图；

图3是实施例中头戴式扫描设备应用于仓储管理拣货流程中的原理示意图；

图4是指环式扫描设备的原理示意图。

附图标记：1、投影镜头；2、穿戴式眼框架；3、摄像头；4、电池盒。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作详细说明。

实施例：如图1至图2所示，一种头戴式扫描设备，包括穿戴式眼框架2，本方案的扫描设备主要由五个部分组成，包括通讯模块，用于实现无线通讯，实现和后台服务器的交互；镜头模组，用于实现图像采集，包括解码图像和交互图像的采集，可以是相互独立的两个镜头模组分别实现图像采集的功能，也可以共用同一个镜头模组实现两种功能，减少镜头模组对空间的占用且降低镜头模组的使用成本，各有优势，可按需设置；激光投影，用于实现激光投影，通过激光在任意平面上的投影，实现在人机交互中单色屏幕的功能；主MCU，用于实现主要本地逻辑以及数据处理，例如条码图像解码，激光投影数据组织，交互数据处理等；电源管理，用于实现设备的电源管理，例如充放电管理、欠压报警等；语音交互，用户实现设备和操作员的语音交互，包含耳机和麦克风组件，通过语音交互，操作员可以和设备以及后台进行交互等。

镜头模组包括投影镜头1，为了保证投影镜头1的投影效果，便于将投影镜头1固定在穿戴式眼框架2上，在对应于人眼的位置处设有镜头安装通孔，投影镜头1安装在镜头安装通孔内，人眼可直接通过投影镜头1观看到投影画面，穿戴式眼框架2对应于另一人眼位置设置了摄像头安装通孔，摄像头3安装在摄像头安装通孔内，以保证摄像头3的稳定性及使用效果。

镜头模组和激光投影也可以根据实际使用场景和需求进行定制、优化、裁剪或删除等。

穿戴式眼框架2类似于眼镜架的结构，通过对结构的修改，可以在特定的使用场景中，实现对操作员头部的保护，可以用过镜架支腿或者松紧系带佩戴在操作人员的头上，使设备在美观、可佩戴性、易用性、配重等方面达到平衡。

电源管理4中包括用于安装电池的电池盒4，电池盒4与主MCU相连，以保证对设备的供电，电池盒4可放置在腰间、手臂、口袋等部位，以减轻设备对头部的重量，其中，可以使用柔性固态电池实现对设备供电，使电池作为设备固定结构的一部分，减少设备质量，便于用户佩戴。

电池盒4上可设置可操作的控制面板，操作人员通过操作操作面板实现人机交互，以增强扫描设备的使用功能，可将控制面板设置成触摸屏结构，以进一步增强操作人员的使用体验。

电源管理包括充放电管理，为了保证电池的使用寿命，还将电源管理连接报警装置，当电池出现意外情况时，报警装置中的声音报警器或者光电报警器提醒操作人员对电池的使用状况进行查看。

语音交互包括佩戴在耳朵处的耳机及对应嘴巴的麦克风组件，以保证声音的清晰传递，保证扫描设备的使用效果。

设备和用户的交互以及业务逻辑可以由后台组织下发，使设备具有业务逻辑层面的高度自由，可以实现基于协议的客户定制开发，即客户开发或修改后台，使设备可以很容易的接入不同的用户系统，适用于不同的应用场景。

如图3所示，本实施例中的头戴式扫描设备应用在仓储管理拣货流程中的示意图，使用说明如下：

1、后台系统通过无线下发任务至本设备；

2、操作员确认任务，设备返回确认报文；

3、操作员根据设备提示，寻找货品；

4、操作员通过扫描条码，确认库区、库位、货品是否和任务一致；

5.1、若货品存在异常，则操作员发起异常报警；

6.1、发送异常报警并由后台确认后，操作员继续捡货，返回步骤3；

5.2、若无异常，则进行扫码捡货，设备发送同步信息至后台；

7、后台同步信息，并判断是否需要继续下发任务；

8.1、若需要下发任务，则返回步骤1；

8.2、若不需要下发任务，则由设备检查是否完成所有任务；

9.1、若未完成所有任务，则操作员继续捡货，返回步骤3；

9.2、若完成所有任务，则操作员工作结束。

其中，任何显示相关的活动都可以通过设备在平面上实现激光单色投影实现；操作员和设备的交互都可以通过操作员在激光投影界面上操作，由镜头采集图像，主MCU对图像分析得到对应的行为，并做相关处理；操作员和设备的交互还可以通过语音交互，设备将接收到的语音数据传递至后台进行解析和处理，也可以将来自后台的消息转换为语音信息播放给操作员。

本实施例中的头戴式扫描设备，结构巧妙，可操作性强，使用者通过穿戴式眼框架1把设备佩戴在头上，用穿戴式眼框架1前部的摄像头扫描工作区域的一维码或者二维码数据，同时可以把电池盒4放置在腰间、手臂或者口袋等部位，能够完全解放作业员的双手，提高工作效率，并且提供优秀的人机交互方式，且不容易产生磕碰损坏，提高产品寿命，通过修改外观结构还能够实现对操作人员头部的保护，有利于该扫描设备在市场上的推广及应用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记：1、投影镜头；2、穿戴式眼框架；3、摄像头；4、电池盒等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种头戴式扫描设备，其特征在于：包括穿戴式眼框架（2），所述扫描设备集成有通讯模块、镜头模组、激光投影、主MCU、电源管理及语音交互；所述镜头模组包括投影镜头（1），所述电源管理包括用于安装电池的电池盒（4）；其中：

所述通讯模块，用于实现无线通讯，实现和后台服务器的交互；

所述镜头模组，用于图像采集，包括解码图像和交互图像的采集；

所述激光投影，用于实现激光投影，通过激光在任意平面上的投影，实现人机交互中单色屏幕的功能；

主MCU，用于实现主要本地逻辑以及数据处理；

电源管理，用于实现设备的电源管理；

语音交互，用于实现设备和操作员的语音交互；

穿戴式眼框架（2）对应于人眼位置设有镜头安装通孔，投影镜头（1）安装于镜头安装通孔内，穿戴式眼框架（2）对应于另一人眼位置设有摄像头安装通孔，摄像头（3）安装于摄像头安装通孔内，所述电池盒（4）电连于主MCU。

2.根据权利要求1所述的一种头戴式扫描设备，其特征在于：所述电池盒（4）上设有控制面板。

3.根据权利要求2所述的一种头戴式扫描设备，其特征在于：所述控制面板为触摸屏结构。

4.根据权利要求3所述的一种头戴式扫描设备，其特征在于：所述语音交互包括耳机及麦克风组件。

5.根据权利要求1所述的一种头戴式扫描设备，其特征在于：所述电源管理包括充放电管理。

6.根据权利要求5所述的一种头戴式扫描设备，其特征在于：所述电源管理连接报警装置。

7.根据权利要求6所述的一种头戴式扫描设备，其特征在于：所述报警装置包括声音报警或光电报警。

8.根据权利要求1所述的一种头戴式扫描设备，其特征在于：所述镜头模组为一组。

9.根据权利要求1所述的一种头戴式扫描设备，其特征在于：所述镜头模组为两组。

10.根据权利要求1所述的一种头戴式扫描设备，其特征在于：所述穿戴式眼框架（2）上设有支腿或松紧系带。