采用可编程解码时间窗滤波的激光扫描码符号读取系统的制作方法
【专利摘要】—种用于使用具有可编程解码时间窗滤波操作模式的码符号读取系统来读取码符号的方法和系统。在该操作模式期间，根据专门的解码时间窗滤波函数，仅仅处理已经在激光扫描行字段的选择(例如中心)部分内扫描的所解码的码符号。特别地，如果所解码的条形码符号是编程型条形码符号，则系统控制器应用由编程型条形码符号表示的函数；如果所解码的条形码符号是非编程型条形码符号，则系统控制器或者将与其相关联的符号字符数据传送到主机系统，或者在条形码符号读取系统上的存储器内存储符号字符数据。
【专利说明】采用可编程解码时间窗滤波的激光扫描码符号读取系统
[0001]优先权申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有2012年 5 月 25 日提交的“Laser Scanning Code Symbol ReadingSystem Employing Programmable Decode Time Window Filtering” 的美国专利申请N0.61 / 741,780的权益，此处通过参考将其整体并入。
【背景技术】【技术领域】
[0003]本公开涉及在条形码符号读取操作期间激光扫描条形码符号的改进的方法和装置。
【背景技术】
[0004]正常情况下，手控式基于激光的条形码符号读取器将扫描和解码其在给定激光扫描行上检测的任意条形码符号，并将其符号字符数据传送到主机系统或将符号字符数据存储到机载存储器内。在特定情况下，例如扫描菜单或编程型条形码时，经常期望这种类型的系统操作。然而，有时希望用不受常规激光扫描系统支持的更大程度的控制来扫描和解码条形码符号，在挑战性的扫描应用中造成了显著的缺点。
[0005]因此，一种改进的手持式激光扫描条形码符号读取器在本领域中有巨大的需求，其能够用增加的最终用户控制水平选择性地读取码符号，同时避免了现有技术的方法和装置的缺点和不足。
【发明内容】
`[0006]本公开的主要目的是提供一种用于激光扫描物体和仅在激光扫描行字段的有限部分内读取条形码符号的改进的方法和设备，从而在手持式条形码符号读取操作期间向最终用户提供增加的控制水平。
[0007]另一目的是提供一种采用动态可编程的解码时间窗滤波和编程的处理器的手持式激光扫描仪，该编程的处理器在每个扫描周期期间处理扫描数据缓冲器中缓冲的每一行扫描数据，以:(i)解码在扫描数据中表示的任意码符号并生成表示所解码的码符号的符号字符数据，(?)确定对应于所解码的码符号的扫描数据行的至少一部分是否落入解码时间窗滤波的持续时间内，以及(iii)当与所解码的码符号相关联的扫描数据行的至少一部分落入解码时间窗滤波的持续时间内时，仅将与所解码的码符号相关联的符号字符数据传送到其预期的目的地。
[0008]另一目的是提供一种具有解码时间窗滤波操作模式的手持式激光扫描仪，其中，根据专门的解码时间窗滤波函数，仅仅处理在激光扫描行字段的预先指定部分内扫描的所解码的条形码符号，即:如果所解码的码符号是编程型码符号，则系统控制器应用由编程型码符号表示的函数；并且，如果所解码的码符号是非编程型码符号，则系统控制器或者将与其相关联的符号字符数据传送到主机系统，或者在条形码符号读取系统上的存储器内存储符号字符数据。
[0009]另一目的是提供这种具有动态编程的解码时间窗滤波的手持式激光扫描仪，所述解码时间窗滤波基于所扫描物体与激光扫描仪之间的距离或范围定义持续时间或激光扫描行字段的百分比，在此期间，所解码的码符号数据被允许通过进入主机系统、机载存储器或处理器，而在此之外，滤除所解码的码符号数据。
[0010]另一目的是提供这种手持式激光扫描仪，其中，可以以各种不同方式选择和激活解码时间窗滤波操作模式，所述各种不同方式包括但不限于:(i)在生成外部信号(例如，通过按下扫描系统上的按钮)时；(ii)在成功读取编程码或条形码菜单码时；和/或(iii)在对系统配置参数(SCP)进行编程时，所述系统配置参数预先确定在解码时间窗滤波模式的操作期间用于条形码符号读取的扫描数据行的百分比。
[0011]另一目的是提供一种使用激光扫描条形码符号来读取系统读取条形码符号的新颖的方法，该激光扫描条形码符号读取系统具有如下操作模式:当被激活时自动限制沿所选择的线性扫描行字段(例如中心区域部分)来读取所扫描的条形码符号，并且忽略已经在扫描行字段的该所选择的中心区域外被扫描的条形码符号的扫描数据。
[0012]另一目的是提供一种新颖的手持式激光扫描条形码符号读取器，其可以自动滤除且不向主机系统传送与表示特定类型的码(例如编程码或菜单编程码)的所解码的扫描数据行相关联的符号字符数据，以便在手持式码符号读取操作期间向最终用户提供增加的控制水平。
[0013]另一目的是提供一种具有先进的解码时间窗滤波函数的新颖的激光扫描条形码符号读取器，其中，如果码符号在时间窗滤波函数的持续时间外被读取预定数量的连续次数，则可选地，滤波器将自动:(i)如果所解码的码符号是非编程型码符号，则将符号字符数据传送到主机系统，或者(ii)如果所解码的码符号是编程型码符号，则对与所解码的码符号相关联的系统控制参数函数进行编程。
[0014]本公开的进一步目的在下文及其所附权利要求书中将变得更明显地理解。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]为了更充分地理解所述目的，应该结合附图阅读下文的说明性实施例的详细描述，在所述附图中:
[0016]图1是手动触发的手持式激光扫描条形码符号读取系统的说明性实施例的透视图，所述手持式激光扫描条形码符号读取系统具有静态编程的解码时间窗滤波，该滤波仅允许在解码时间窗的至少一部分内的所解码的码符号数据通过进入主机系统，而在解码时间窗外的所有所解码的码符号数据被滤除；
[0017]图2是描述图1图示的激光扫描条形码符号读取系统的主要系统部件的示意性框图；
[0018]图3是图2所示的解码处理模块内支持的扫描行数据缓冲器的示意性表示，示出了扫描行数据缓冲器内缓冲的扫描行数据上静态定义的解码时间窗函数的叠加(superposition)。
[0019]图4是描述在图1的激光扫描条形码符号读取系统中执行的主要步骤的流程图，其中，自动滤除所解码的符号字符数据，并且不将其传送到主机系统或在扫描系统内进行编程，除非与所解码的条形码符号(例如编程码或非编程码)相关联的扫描行数据的至少一部分位于系统内编程的解码时间窗滤波函数的指定持续时间内；
[0020]图5是自动触发的长/短范围手持式激光扫描条形码符号读取系统的第二说明性实施例的透视图，所述手持式激光扫描条形码符号读取系统具有动态编程的解码时间窗滤波，该动态编程的解码时间窗滤波具有在时间的任意瞬间基于扫描场中物体的位置(即范围)的持续时间，其中，仅将具有位于解码时间窗的持续时间内的其扫描行数据的至少一部分的所解码的码符号数据传送到主机系统上(或视情况而定，在扫描系统内编程)，而解码时间窗外的所有所解码的码符号数据被滤除，并且不被传送到主机系统、不被存储在系统上的存储器中或者不在系统中存储的系统控制参数内编程；
[0021]图6是描述图5图示的自动触发的长/短范围激光扫描条形码符号读取系统的主要系统部件的示意性框图；
[0022]图7A是图5所示的解码处理模块内支持的扫描行数据缓冲器的示意性表示，示出了当待扫描的条形编码物体位于距扫描窗的第一(例如远场)范围时，动态编程并在扫描行数据缓冲器内缓冲的扫描行数据上叠加的第一(相对窄)解码时间窗函数的叠加；
[0023]图7B是图5所示的解码处理模块内支持的扫描行数据缓冲器的示意性表示，示出了当待扫描的条形编码物体位于距扫描窗的第二(例如近场)范围时，动态编程并在扫描行数据缓冲器内缓冲的扫描行数据上叠加的第二(相对宽)解码时间窗函数的叠加；
[0024]图8是描述在图5的自动触发的激光扫描条形码符号读取系统中执行的主要步骤的流程图；
[0025]图9是手动触发的长/短范围手持式激光扫描条形码符号读取系统的第三说明性实施例的透视图，所述手持式激光扫描条形码符号读取系统具有动态编程的解码时间窗滤波，所述动态编程的解码时间窗滤波具有在时间的任意瞬间基于扫描场中物体的位置(即范围)的持续时间，其中:(i)具有位于解码时间窗的持续时间内的其扫描行数据的至少一部分的所解码的符号数据；和/或(ii)在时间窗外被连续读取预先指定的次数的所解码的符号，被传送到主机系统(或视情况而定，在扫描系统内进行编程)；
[0026]图10是描述图9图示的手动触发的激光扫描条形码符号读取系统的主要系统部件的示意性框图；
[0027]图1lA是图10所示的解码处理模块内支持的扫描行数据缓冲器的示意性表示，示出了当待扫描的条形编码物体位于扫描窗的第一(例如远场)范围时，动态编程并在扫描行数据缓冲器内缓冲的扫描行数据上叠加的第一(相对窄)解码时间窗函数的叠加；
[0028]图1lB是图10所示的解码处理模块内支持的扫描行数据缓冲器的示意性表示，示出了当待扫描的条形编码物体位于扫描窗的第二(例如近场)范围时，动态编程并在扫描行数据缓冲器内缓冲的扫描行数据上叠加的第二(相对宽)解码时间窗函数的叠加；以及
[0029]图12A和12B提出了描述在图9的手动触发的激光扫描条形码符号读取系统中执行的主要步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0030]参考附图中的图像，将更详细地描述双激光扫描条形码符号读取系统和方法的说明性实施例，其中将使用相同的附图标记指示相同的元件。
[0031]一般性地，本公开提出了一种具有新颖的解码时间窗滤波操作模式的手持式激光扫描仪的两个说明性实施例。在该操作模式期间，根据专门的解码时间窗滤波函数仅处理激光扫描行字段的中心部分内扫描的所解码的条形码符号，即:如果所解码的码符号是编程型码符号，则系统控制器应用由编程型码符号表示的函数；并且，如果所解码的码符号是非编程型码符号，则系统控制器或者将与其相关联的符号字符数据传送到主机系统，或者在条形码符号读取系统上的存储器内存储符号字符数据。
[0032]如下文将描述的，可以以各种不同方式选择并激活该操作模式，所述各种不同方式包括但不限于:(i)在生成外部信号(例如通过按下扫描系统上的按钮)时；(ii)在成功地读取编程码或条形码菜单码时；和/或(iii)在对适当的系统配置参数(SCP)进行编程时，该系统配置参数对在解码时间窗滤波操作模式期间用于条形码符号读取的扫描行字段(即扫描行数据缓冲器)的百分比进行编程。
[0033]采用在解码处理器内静态编程解码时间窗滤波机构的手动触发的手持式激光扫描码符号读取系统
[0034]现在参考图1至4，将详细描述手动触发的手持式激光扫描条形码符号读取系统I的第一说明性实施例。
[0035]如图1和图2所示，手动触发的激光扫描条形码符号读取器100包括:手持式外壳102，具有头部和支持该头部的手柄部分；光透射窗103，与外壳102的头部集成；手动致动的触发开关104，与外壳的手柄部分集成，用于生成触发事件信号以激活具有激光扫描场115的激光扫描模块105 ;激光扫描模块105，用于响应由系统控制器150生成的控制信号而跨越激光扫描场反复地扫描由具有光学器件的激光源112 (例如VLD或IRLD)生成的可见激光束，以便产生在激光扫描场中聚焦的激光扫描束；其中，激光扫描模块105还包括激光器驱动电路151，用于从系统控制器150接收控制信号，并响应该信号，而生成激光(二极管)驱动电流信号并向激光源112A递送该激光(二极管)驱动电流信号；扫描开始/扫描结束(SOS / E0S)检测器109，用于生成指示激光束扫过的开始和每个激光束扫过的结束的定时信号，并将这些SOS / EOS定时信号发送到系统控制器150以及解码处理器108 ;光收集光学器件106，用于收集从扫描场中所扫描物体反射/散射的光，以及光电检测器，用于在扫描操作期间检测所收集光的强度并生成对应于所检测的光强度的模拟扫描数据信号；模拟扫描数据信号处理器/数字转换器107，用于处理模拟扫描数据信号并将处理的模拟扫描数据信号转换成数字扫描数据信号，然后将所述数字扫描数据信号转换成表示所扫描的码符号结构中条形和空白的相对宽度的数字字；一组扫描行数据行缓冲器160，用于在每个扫描周期(即针对两个扫描方向)期间缓冲在激光扫描束跨越激光扫描场的完整扫过期间所收集的每个完整的扫描数据行；编程的解码处理器108，用于解码处理存储在所述扫描行数据缓冲器160中的数字化数据，并生成表示由激光扫描束扫描的每个条形码符号的符号字符数据；手动可致动开关410及相关联的LED指示灯，用于激活和去激活系统的解码时间窗滤波模式；输入/输出(I / O)通信接口模块140，用于与主机通信系统154对接并通过由符号读取器和主机系统154支持的有线或无线通信链路155向其传送符号字符数据；以及系统控制器150，用于生成用于控制在手持式激光扫描条形码符号读取系统内的操作的必要控制信号。[0036]如图2所示，激光扫描模块105包括许多子部件，即:激光扫描组件110，具有电磁线圈128和支持轻量反射元件(例如镜子)134A的可旋转扫描元件(例如镜)134 ;线圈驱动电路111，用于生成电驱动信号以驱动激光扫描组件110中的电磁线圈128 ;以及激光束源112A，用于产生可见激光束113A;以及束偏转镜114，用于将激光束113A朝向激光扫描组件110的镜部件的入射束114A偏转，所述激光扫描组件110的镜部件在系统操作期间跨越扫描场以及可能同时存在其中的条形码符号16扫过偏转的激光束114B。
[0037]如图2所示，激光扫描模块105通常被安装在光具座、印刷电路(PC)板或激光扫描组件也处于的其它表面上，并且包括支持电磁线圈128 (在永久磁铁135的附近)的线圈支持部110，并且所述电磁线圈128在扫描组件操作期间由扫描仪驱动电路111驱动，使得其在永久磁铁135的相反磁极上生成磁力。假定永久磁铁135的属性以及永久磁铁135与电磁线圈128之间的距离基本上恒定，则在永久磁铁135以及其相关联的扫描元件上施加的力是在扫描操作期间提供给电磁线圈128的电驱动电流的函数。一般地，由扫描仪驱动电路111产生的驱动电流的水平越大，则在永久磁铁135及其相关联的扫描元件上施加的力越大，并且转而，所得的扫描扫过角a (t)以及由此由激光扫描束产生的扫描行长度越大。因此，通过控制由扫描仪驱动电路111提供给线圈128的驱动电流的水平，可以直接控制扫描模块105的扫描扫过角a (t)。这将是本公开中控制扫描扫过角a (t)和扫描行长度的优选方法。
[0038]一般地，系统100支持手动触发的触发操作模式和下述的条形码符号读取方法。出于说明的目的，假定模式开关410被激活，从而使解码时间窗滤波模式能够进入操作。
[0039]响应触发事件信号的生成(即通过手动拉动触发器104)，激光扫描模块105生成激光扫描束，并通过光透射窗103且跨越手持式外壳外部的激光扫描场投射激光扫描束，以用于扫描在扫描场中的物体。响应由系统控制器150生成的控制信号,激光束源112A生成激光扫描束。扫描元件(即机构)134以由控制器150为由图3描述的过程确定的当前扫描周期设定的扫描扫过角、跨越存在于激光扫描场115中物体上的码符号反复地扫描所选的激光束。然后，光收集光学器件106收集从扫描场中物体上的所扫描的码符号反射/散射的光，并且光电检测器(106)自动检测所收集的光的强度(即光子能量)并生成对应于在扫描操作期间检测到的光强度的模拟扫描数据信号。模拟扫描数据信号处理器/数字转换器107处理模拟扫描数据信号并将处理的模拟扫描数据信号转换成数字化的数据信号。编程的解码处理器108解码处理数字化的数据信号并生成表示由激光扫描束扫描的每个条形码符号的符号字符数据。所解码的条形码符号可以是编程型或菜单型条形码符号或并不旨在执行或启动条形码符号扫描仪内任何编程或专门的操作的普通数据编码的条形码符号。
[0040]如将在下文中更详细描述的那样，如图3所示，在处理的该阶段中，在系统内进行编程的解码时间窗滤波函数进行操作以滤除还未在指定解码时间窗Tdtw的至少一部分内收集的所解码的符号字符数据。在该第一说明性实施例中，解码时间窗滤波函数被静态编程，并可以被指定为单个扫描数据行字段的持续时间的百分比(例如45% )，并可按应用需要的那样被定义在扫描数据行字段中心的周围或者从它的左端或它的右端开始定义。通常，在手提式扫描应用中，解码时间窗滤波函数将被定义在扫描数据行字段中心的周围，而在固定安装的扫描应用中，将解码时间窗滤波函数定义在扫描数据行字段的左端或右端周围可能更有利。
[0041]每个扫描数据行字段的持续时间可以根据系统中采用的激光束的扫描速率(即周期/秒)来确定。例如，如果扫描速率为每秒100个周期，则花费激光束I / 100秒(即
0.01秒)来完成单个扫描周期(即完成单个来回运动)。因此，单个扫描行的长度是完整扫描周期的完整时间的I / 2 (即I / 2 X 0.01 [秒/扫描行]=0.005 [秒/扫描行]或500 [毫秒/扫描行])。此参数存储在机载存储器中，并且在条形码符号读取操作期间可由解码处理器108访问。在第一说明性实施例中，解码时间窗滤波函数的持续时间Tdtw可以被选择为扫描行字段(即扫描行数据缓冲器160)的持续时间的x%，以穿过扫描行字段(即扫描行数据缓冲器)中心的中心线为中心。在图3中，X被选定为扫描行字段持续时间的约45%，但也可以根据应用而选得更大或更小。
[0042]如图2所示，解码处理器108包括静态编程的解码时间窗滤波模块108A。该静态编程的解码时间窗滤波模块108A采用扫描数据行缓冲器160来实施具有持续时间的解码时间窗滤波函数，该持续时间足以提供用于在系统整个工作范围上使用的解码时间窗滤波函数。优选地，每当与所解码的码符号相关联的扫描数据的一部分落入在系统内活动地设定的解码时间窗滤波108A的时间域(即持续时间)Tdtw内时，触发该解码时间窗滤波108A。当触发时，解码时间窗滤波函数将所解码的符号字符数据(例如表示非编程或编程型的条形码符号)传送到它的目的地(例如，主机系统、机载存储器存储装置、或执行)。因此，只要与所解码的条形码符号相关联的扫描数据串的一部分或一块具有落入例如解码时间窗滤波函数持续时间Tdtw内的时间坐标，该Tdtw被例如定义在例如扫描行字段中心的周围，则所解码的符号字符数据(例如表示非编程或编程型条形码符号)被传送到它的目的地(例如，主机系统、机载存储器存储装置、或执行)。
[0043]然后，通过本领域公知的可以支持有线和/或无线通信链路155的I/O通信接口140，将对应于由编程的解码器108读取(即解码)的条形码的符号字符数据传送到主机系统154。在物体检测和激光扫描操作期间，系统控制器150生成用于控制手持式激光扫描条形码符号读取系统内的操作的必要控制信号。
[0044]参考图4，将更详细地描述读取条形码符号和控制激光扫描条形码读取器100内的操作的方法。此外，假定模式开关410被激活，从而使解码时间窗滤波模式能够进入操作。
[0045]如图4所指示的，由系统控制器150安排的过程始于开始块，其中，除了激光器和扫描电机(即电磁线圈)外，所有的系统部件都被激活。然后在图3A的块B处，系统控制器确定触发或激活事件是否已经发生(即触发开关104已经由操作者手动压下)。
[0046]如果在块B处已经检测到触发事件，则系统控制器进行到块C，并且:(i)用足够的电流激活激光二极管和扫描仪驱动电路111，以生成完整的默认扫描扫过角a Jt)，(ii)设定解码时间窗持续时间Tdtw，以及(iii)然后开始超时周期计时器Tl。
[0047]如块D处所指示的，系统控制器命令在扫描数据缓冲器160中在当前扫描周期期间设定的完整扫描扫过角上对针对扫描方向所收集的完整扫描数据行进行缓冲。来自每个扫描方向的扫描数据在不同的扫描行数据缓冲器中进行缓冲。
[0048]在块E处，系统控制器确定解码处理器108是否已经基于在扫描数据缓冲器160中收集并缓冲的扫描行而解码条形码符号。[0049]在块E处，如果还没有在缓冲的扫描数据行内解码(即读取)条形码符号，则系统控制器进行到块F并确定是否已经达到超时周期Tl。如果还没有达到超时周期，则系统控制器返回到块D并试图在剩余的时间周期Tl内解码扫描数据。如果已经达到超时周期，则系统控制器进行到块G，去激活激光源和扫描马达，然后返回到块B，如所示的。
[0050]如果在图4中块E处，系统控制器确定已经解码条形码，则在块H处，系统控制器确定是否在块C处设定的解码时间窗Tdtw内检测到所解码的条形码符号的至少一部分，也就是说，所解码的条形码符号的至少一部分是否由在块C处设定的解码时间窗Tdtw内所收集的扫描数据表示。如果在设定的解码时间窗Tdtw内所收集的扫描数据中没有检测到所解码的条形码符号的至少一部分，则在块I处，系统控制器确定超时周期是否已经过去(lapse)。如果超时周期已经过去，则系统控制器返回到块B。如果超时周期没有过去，则系统控制器返回到块D，如所示的。
[0051]在块H处，如果系统控制器确定在块C处设定的解码时间窗内所收集的扫描数据中检测到所解码的条形码符号的至少一部分，则系统控制器进行到块J以确定所解码的条形码符号是否是:(i)编程型条形码符号(包括菜单读取条形码符号)，或(ii)非编程条形码符号。如果所解码的条形码符号是编程型条形码符号，则在块K处，编程型条形码符号在系统内进行编程，并接着，系统控制器返回到块B，如所示的；并且，如果所解码的条形码符号是非编程型条形码符号，则在块L处，条形码符号字符数据被传送到主机系统，然后系统控制器返回到块B，如所示的。
[0052]借助图4所述的新颖的控制过程，手动触发的激光扫描条形码符号读取器具有智能地滤除在静态编程的解码时间窗Tdtw外扫描的所解码的条形码符号的能力，以便在激光扫描操作期间向最终用户提供更详细的控制。只要所解码的码符号的至少一部分落入解码时间窗的范围内(即解码时间窗滤波的持续时间)，解码处理器中的滤波机构就将能够在离扫描窗非常近的距离处以及在扫描系统工作距离的末端部分处进行操作。
[0053]在解码处理器内采用动态编程的解码时间窗滤波机构的自动触发的手持式激光扫描条形码符号读取系统
[0054]参考图5至图8，将详细描述自动触发的手持式激光扫描条形码符号读取系统500的第二说明性实施例。
[0055]如图5和图6所不，自动触发的激光扫描条形码符号读取器500包括:手持式外壳102，具有头部和支持头部的手柄部分；光透射窗103，与外壳102的头部集成；设置在外壳头部中的基于IR或LED的物体存在和范围检测子系统225，用于生成激光扫描场内的IR或LED束，如图5所示，用于自动检测物体是否存在于激光扫描场的远程(即远场)或短程(即近场)部分中，并且如果是的话，则自动激活(即触发)包括激光扫描模块105的系统，以便在已经检测到物体的扫描场的一个或多个检测区域中执行激光扫描数据捕捉和处理操作；激光扫描模块105，用于响应由系统控制器150生成的控制信号，跨越激光扫描场反复地扫描由具有光学器件的激光源112A(例如VLD或IRLD)生成的可见激光束，以便产生在激光扫描场中聚焦的激光扫描束；其中，激光扫描模块105还包括激光器驱动电路151,用于从系统控制器150接收控制信号，并响应该信号，生成激光(二极管)驱动电流信号并向激光源112A递送激光(二极管)驱动电流信号，以便在图6中描述的条形码符号读取方法期间产生激光扫描束；扫描开始/扫描结束(SOS / E0S)检测器109,用于生成指不激光束扫过的开始和每个激光束扫过的结束的定时信号，并将这些SOS / EOS定时信号发送到系统控制器150;光收集光学器件106，用于收集从扫描场中的扫描物体反射/散射的光，以及光电检测器，用于在扫描操作期间检测所收集光的强度并生成对应于所检测的光强度的模拟扫描数据信号；模拟扫描数据信号处理器/数字转换器107，用于处理模拟扫描数据信号并将处理的模拟扫描数据信号转换成数字扫描数据信号，然后将所述数字扫描数据信号转换成表示所扫描的码符号结构中条形和空白的相对宽度的数字字，并通过线142将所述数字字传送到解码处理器108 ;扫描数据信号强度检测模块143，优选地在扫描数据处理器/数字转换器107内实施，用于连续地:(i)处理返回的模拟(或数字)扫描数据信号，(ii)检测和分析激光返回信号的强度(即大小)，(iii)确定(例如估计)所扫描物体相对于扫描窗的范围或距离，并接着(iv)传送范围指示(即估计)信号(例如以数字数据值的形式)到解码处理器108，以便它可以为其中采用的解码时间窗滤波函数编程或设定适当的持续时间，如下文更详细描述的那样；一组扫描行数据缓冲器160，用于在每个扫描周期期间缓冲在跨越激光扫描场的激光扫描束完整扫过期间所收集的每个完整的扫描数据行(例如用于缓冲在扫描方向期间所收集的数据的两个扫描数据行缓冲器)；编程的解码处理器108，用于解码处理存储在扫描数据缓冲器160中的数字化数据，并生成表示由可见激光扫描束扫描的每个条形码符号的符号字符数据；手动可致动开关410及相关联的LED指示灯，用于激活和去激活系统的解码时间窗滤波模式；输入/输出(I / O)通信接口模块140，用于与主机通信系统154对接并通过由符号读取器和主机系统154支持的有线或无线通信链路155向其传送符号字符数据；以及系统控制器150,用于生成用于控制手持式激光扫描条形码符号读取系统内的操作的必要控制信号。
[0056]优选地，将基于IR的物体存在和范围检测子系统225安装在其光透射窗的前面，使得子系统225的IR (或LED)光发射器和IR (或LED)光接收器具有系统的激光扫描场内物体的无阻挡视野。此外，IR(或LED)物体存在检测模块225可以传送具有连续低强度输出电平或具有脉冲的更高强度输出电平的IR(或LED)信号，所述脉冲的更高强度输出电平可以用在某些情况下以增加系统的物体检测范围。在替换的实施例中，IR光发射器和IR光接收器部件可以被实现为分别使用本领域公知的LED技术实施的可见光(例如红光)发射器和可见光(例如红光)接收器部件。通常，如美国专利N0.5，340，971教导的，物体检测光束将被调制并被同步检测，此处通过参考并入。
[0057]如图5所不,激光扫描模块105包括多个子部件,即:激光扫描组件110,具有电磁线圈128和支持轻量反射元件的可旋转或振荡扫描元件134 ;扫描仪线圈驱动电路111,用于生成电驱动信号以驱动激光扫描组件110中的电磁线圈128 ;以及激光束源112A，用于产生可见激光束113A ;以及束偏转镜114，用于将来自激光束源112A的激光束113A朝向激光扫描组件110的镜部件134A偏转，所述激光扫描组件110的镜部件134A在系统操作期间跨越扫描场以及可能同时存在其中的一个或多个条形码符号16扫过激光束114B。
[0058]如图5所示，通常激光扫描模块105被安装在光具座、印刷电路(PC)板或激光扫描组件也处于的其它表面上，并且包括用于支持电磁线圈128 (在永久磁铁135的附近)的线圈支持部110，并且，所述电磁线圈128在扫描组件操作期间由扫描仪驱动电路111驱动，使得其在永久磁铁135的相反磁极上生成磁力，导致镜部件134在其旋转轴周围振荡。假定永久磁铁135的属性以及永久磁铁135与电磁线圈128之间的距离基本上恒定，则在永久磁铁135以及其相关联的扫描元件上施加的力是在扫描操作期间提供给电磁线圈128的电驱动电流的函数。一般地，由扫描仪驱动电路111产生的驱动电流的水平越大，则在永久磁铁135及其相关联的扫描元件上施加的力越大，并且转而，所得的扫描扫过角a (t)以及由此由激光扫描束产生的扫描行长度越大。因此，通过控制由扫描仪驱动电路111提供给线圈128的驱动电流的水平，可以直接控制扫描模块105的扫描扫过角a (t)。这将是本公开中控制扫描扫过角ct (t)和扫描行长度的优选方法。
[0059]优选地，在扫描数据处理器/数字转换器107内实施强度检测模块143，所述扫描数据处理器/数字转换器107可以被实现为ASIC芯片，支持实行其中所执行的功能和操作的模拟和数字两种类型的电路。如图6所示，解码处理器108包括动态编程的解码时间窗滤波模块108B。动态可编程的解码时间窗滤波模块108B采用扫描数据行缓冲器160来实施具有连续可编程持续时间的解码时间窗滤波函数。在任何时刻，在解码处理器108内通过所扫描物体的范围来确定连续可编程持续时间，所扫描物体的范围使用图6所示的由模拟扫描数据处理器/数字转换器107在数据路径142上生成的范围数据来确定。
[0060]强度检测模块143的功能是多方面的:(i)不断地处理返回模拟(或数字)扫描数据信号并检测和分析激光返回信号的强度(即大小)，(ii)确定(例如估计)在每个测量周期期间所扫描物体相对于扫描窗的范围或距离，以及(iii)将范围/距离指示信号(例如以数字数据值的形式)传送到解码处理器108，以用于为其中采用的解码时间窗滤波函数108B设定适当的持续时间。优选地，在每个测量周期期间，可以通过进行相对信噪比(SNR)测量来确定(例如估计)所扫描物体相对于扫描窗的范围或距离，其中，最低的SNR值对应于系统工作范围中(相对于扫描窗)最远的可能扫描距离，而最高的SNR值对应于系统工作范围中最短的可能扫描距离。值得注意的是，模块143可以包括存储预校准的扫描范围对比可以用在这样的范围/距离确定中的SNR值的表格。
[0061]一般地，系统500支持自动触发操作模式以及下文描述的条形码符号读取方法。此外，假定模式开关410被激活，从而使解码时间窗滤波模式能够进入操作。
[0062]响应激光扫描场115中物体的自动检测，通过基于IR或LED的物体存在检测子系统225，激光扫描模块105生成激光束，并通过光透射窗103且跨越手持式外壳外部的激光扫描场投射激光扫描束，以用于扫描在扫描场中的物体。激光扫描束通过激光源112B响应由系统控制器150生成的控制信号来生成。扫描元件(即机构)134以由控制器150为由图3描述的过程确定的当前扫描周期设定的扫描扫过角、跨越在激光扫描场中的物体反复地扫描激光束。然后，光收集光学器件106收集从扫描场中物体上所扫描的码符号反射/散射的光，并且光电检测器(106)自动检测所收集的光的强度(即光子能量)并生成对应于在扫描操作期间所检测光强度的模拟扫描数据信号。模拟扫描数据信号处理器/数字转换器107处理模拟扫描数据信号并将处理的模拟扫描数据信号转换成数字化的数据信号。此外，在模拟扫描数据信号处理器/数字转换器107内，强度检测模块143执行以下功能:
(i)不断地处理返回的模拟(或数字)扫描数据信号，(ii)检测和分析激光返回信号的强度(即大小)在每个测量周期期间确定(例如估计)所扫描物体相对于扫描窗的范围或距离；以及(iv)将范围/距离指示信号(例如以数字数据值的形式)传送到为解码时间窗滤波函数设定适当持续时间的解码处理器108。编程的解码处理器108解码处理数字化的数据信号，并生成表示由激光扫描束扫描的每个条形码符号的符号字符数据。所解码的条形码符号可以是编程型或菜单型条形码符号，或者是并不旨在执行或启动条形码符号扫描仪内任何编程或专门的操作的普通数据编码的条形码符号。
[0063]如下文中将要更详细描述地，在此过程的阶段中，动态编程的解码时间窗滤波108B进行操作以滤除还未从指定解码时间窗函数内收集的所解码的符号字符数据。在该说明性实施例中，使用为所扫描物体估计的范围/距离数据并且通常基于单个扫描数据行字段的持续时间的百分比(例如45% )，对解码时间窗滤波函数Tdtw进行动态编程。可以从系统中采用的激光束的扫描速率容易地确定每个扫描数据行字段的持续时间。例如，如果扫描速率为每秒100个周期，则花费激光束I / 100秒(即0.01秒)来完成单个扫描周期(即完成单个来回运动)。因此，单个扫描行的长度为完整扫描周期的完整时间的I /2(即I / 2X0.01[秒/扫描行]=0.005[秒/扫描行]或者500[毫秒/扫描行])。该参数在存储器中被存储，并目在条形码符号读取操作期间可由解码处理器108访问。
[0064]在图7A中，当待扫描的条形编码物体位于距扫描窗的第一范围(例如远场)时，动态编程并在扫描行数据缓冲器160内缓冲的扫描行数据上叠加第一(相对窄)解码时间窗函数Tdtw(Tl，范围)。第一(例如“远场”)解码时间窗滤波函数的持续时间Tdtw(Tl，范围)可以被选择为以穿过扫描行字段(即扫描行数据缓冲器)中心的中心线为中心的扫描行字段(即扫描行数据缓冲器160)的第一％。应该理解的是:跨越扫描场的远场区域中物体移动的激光束比在扫描场的近场部分中移动的物体明显具有更高的速度。在图7A中，X被选择为扫描行字段的约25%，但也可以根据应用选择得更大或更小。当在激光扫描场的远场(即长范围)部分内检测物体时，将选择该第一解码时间窗滤波Tdtw(T2，范围)。
[0065]在图7B中，当待扫描的条形编码物体位于离扫描窗的第二范围(例如近场)时，动态编程并在扫描行数据缓冲器160内缓冲的扫描行数据上叠加第二(相对宽)解码时间窗函数Tdtw(T2，范围)。在时间T2处确定的第二(例如“近场”)解码时间窗滤波函数的持续时间Tdtw(T2，范围)可被选择为以穿过扫描行字段(即扫描行数据缓冲器)中心的中心线为中心的扫描行字段(即扫描行数据缓冲器160)的第二％。
[0066]如上所示，在时间中任何给定时刻，由扫描场中所扫描物体的范围确定动态编程的解码时间窗滤波模块108B的持续时间。可以以如下至少两种不同的方式确定范围测量或估计:(i)通过处理所收集的返回激光扫描信号；或者(ii)使用由基于LED或IR的物体检测/范围检测机构产生的范围数据。在处理返回激光扫描信号的情况中，激光光信号被转换为馈送到模拟扫描数据信号处理器/数字转换器107的电信号。计算出处理的模拟或数字扫描数据信号的强度或信噪比(SNR)，然后由处理器107(可由ASIC芯片实施)将其用于估计所扫描的条形码符号的距离/范围。强信号或高比率通常对应于更短的范围/距离，而弱信号或低比率对应于更大的范围/距离。然后，可以基于信号强度或SNR以及ASIC107中实施的预定表格/算法动态地调节解码时间窗滤波108B的持续时间的长度(即大小)。下面是为说明上述这三个参数之间关系而提供的示例性表格。可以修整该参数，以用于具有不同工作范围的扫描仪。
[0067]
【权利要求】
1.一种用于在扫描场中读取码符号的系统，包括:用于生成光束的源；用于跨越所述扫描场扫描所述光束的扫描机构；用于检测从所述扫描场反射的光的强度并生成对应于所检测光强度的信号的光电检测器；处理器，用于处理所述信号以:确定对应于码符号的信号的一部分是否在解码时间窗内；以及如果对应于所述码符号的所述信号的一部分在所述解码时间窗内，则仅仅解码所述码符号。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为:确定所解码的码符号是否是编程型码符号；以及如果所解码的码符号是编程型码符号，则执行与所述编程型码符号相关联的函数。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为:确定所解码的码符号是否是编程型码符号；以及如果所解码的码符号不是编程型码符号，则生成并传送表示所解码的码符号的数据。
4.如权利要求1所述的系统，包括存储器，其中，所述处理器被配置为: 确定所解码的码符号是否是编程型码符号；以及如果所解码的码符号不是编程型码符号，则生成表示所解码的码符号的数据并将其存储在所述存储器上。
5.如权利要求1所述的系统，包括用于发射来自所述系统的信号并接收信号的无线通信链路。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为:确定所解码的码符号是否是解码时间窗编程型码符号；以及如果所解码的码符号是解码时间窗编程型码符号，则改变所述解码时间窗对应的扫描行的一部分。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为:基于所述信号确定所述系统与在所述扫描场中的码符号之间的距离；以及基于所确定的距离，改变所述解码时间窗对应的扫描行的一部分。
8.如权利要求1所述的系统，包括范围检测子系统，用于确定所述系统与在所述扫描场中的码符号之间的距离；其中，所述处理器被配置为:基于由所述范围检测子系统确定的所述距离，改变所述解码时间窗对应的扫描行的一部分。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为:如果对应于码符号的所述信号不在所述解码时间窗内，则确定所述码符号是否已经在所述扫描场中达预定数量的扫描周期；以及如果所述码符号已经在所述扫描场中达在预定数量的扫描周期，则解码所述码符号，生成表示所解码的码符号的数据，并传送所述数据。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述处理器被配置为:如果对应于码符号的所述信 号不在所述解码时间窗内，则确定所述码符号是否已经在所述扫描场中达预定数量的扫描周期；以及如果所述码符号已经在所述扫描场中达预定数量的扫描周期，则确定所解码的码符号是否是编程型码符号；如果所解码的码符号是编程型码符号，则解码所述码符号并执行与编程型码符号相关联的函数；以及如果所解码的码符号不是编程型码符号，则解码所述码符号，生成表示所解码的码符号的数据并传送所述数据。
【文档编号】G06K7/10GK103559471SQ201310394520
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年5月24日 优先权日:2012年5月25日
【发明者】D·M·老威尔斯, S·莫夫塞相, H·纪, T·哈格蒂 申请人:计量仪器公司