条码信息的处理系统的制作方法

本实用新型涉及数据处理领域，具体而言，涉及一种条码信息的处理系统。

背景技术：

由于现在经济的不断发展，物流行业和其他行业有对物体的条码的识别需求，且需求越来越广泛，原有的效率较低的人工条码识别方式逐渐变为自动化条码识别方式，但有两个问题一直难以解决：一是膜反光现象，膜反光在图像中产生的光斑会覆盖条码的图像信息，造成条码无法识别或者识别错误的现象，其中，膜反光是指物流包裹上覆盖的一层或多层半透明或透明膜因表面反光产生的反射光斑；二是在识别范围较宽的应用场景中需要外挂配件，无法很好的适应越来越大的识别范围要求。

现有技术中通过人工扫码识别物体上的条码的方案中通过人工进行单个条码的扫描以识别条码，通常使用手持式扫码枪等人工操作设备实现扫码，采用该方案每次操作只能识别一个条码，若处于需要进行大量条码识别的场合或者膜反光较严重的场合时，则需要的人工成本高，效率低下。

现有技术中自动化条码识别的方式通常使用专用智能相机或一体相机为基础制作成套设备，该套设备在标准应用的场合适应性能好，但对于有膜覆盖或者要求识别区域较大的条码适应性不好。为了解决膜反光问题，现有的条码扫描系统对算法进行优化，采用优化算法的方案对褶皱较多或者表面不平滑的膜反光处理能力差，对二层或二层以上的膜反光处理能力差；而对条码识别范围有限的问题，则使用外挂配件来解决，其缺点是系统扩展难度大，且成本高，不便于维护。

针对现有技术拍摄被摄物体条码时存在膜反光的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种条码信息的处理系统，以至少解决拍摄被摄物体条码时存在膜反光的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种条码信息的处理系统，该条码信息的处理系统包括：N个摄像机，M个摄像机的光源，N个摄像机中每个摄像机与M个光源中的一个或多个光源连接，其中，N为大于1的自然数，M为大于1的自然数；摄像机的光源与摄像机一一对应设置，光源和摄像机的朝向相同，光源的出射光束中心线与摄像机的镜头中心线之间的夹角不为零；触发装置，各个摄像机与触发装置连接。

进一步地，摄像机的镜头中心线与竖直面形成第一夹角，光源的出射光束中心线与竖直面形成第二夹角，其中，第一夹角与第二夹角不同，竖直面为垂直于被摄物体所在传送带水平面的平面。

进一步地，处理系统还包括：工控机，与摄像机连接，触发装置与工控机连接。

进一步地，触发装置包括：激光触发器；触发板，与激光触发器、工控机以及各个摄像机连接。

进一步地，触发板通过串口通讯线与工控机连接。

进一步地，触发板为I/O控制板。

进一步地，工控机与摄像机通过网络数据信号传输数据。

进一步地，工控机包括：输入装置，安装在工控机上。

进一步地，输入装置包括触摸式输入装置和/或按键式输入装置。

进一步地，工控机还包括：显示器，显示器安装在工控机面向操作者的机体一侧。

在上述实施例提供的系统中包括M个光源，每个摄像机均与该M个光源中的一个或多个光源连接，并且摄像机与M个光源的朝向相同，且光源的出射光束中心线与摄像机的镜头中心线之间形成一个不为零的角度，在满足光源的出射光束中心线与摄像机的镜头中心线之间形成一定的不为零的角度的条件下，摄像机对被摄物体进行拍摄，摄像机成像中不会出现或极少出现被摄物体表面膜反射的光斑，从而可以在对拍摄得到的图像进行处理时有效的提取有用信息，避免了膜反光的干扰，解决了现有技术中拍摄被摄物体条码时存在膜反光的问题，避免了膜反光的干扰。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的一种条码信息的处理系统的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的具有特定的安装角度的处理系统的示意图；

图3是根据本实用新型实施例的一种可选的条码信息的处理系统的示意图；

图4是根据本实用新型实施例的另一种可选的条码信息的处理系统的示意图；

图5是根据本实用新型实施例的又一种可选的条码信息的处理系统的示意图。

具体实施方式

首先，在对本实用新型实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：

膜反光：物流包裹上覆盖的一层或多层半透明或透明膜因表面反光产生的反射光斑。

工业相机：一种用感光芯片进行光信号采集，并转化为电信号进行传输的设备，可快速实时传输非压缩图像，相比普通相机具有高图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等特点。

智能相机：将图像采集、处理、通信集成于单一相机内的微小型机器视觉系统。

一体相机：将光源、镜头、工业相机刚性连接成为一个整体设备的机器视觉系统，每个配件不可单独调节参数。

图像信息：图像像元的属性类型或量值所提供的信息。

视野范围：相机能观察到的最大范围。

宽视场、视场宽度：图像的横向视野所能拍摄的范围，一般大于600mm为宽视场。

光源：提供图像照明光线来源的物体，包括但不限于LED灯、荧光灯、卤素灯、金卤灯，其中，LED灯是指以发光二级管为组成部件的灯。

可调的方波脉冲信号：即可以根据需要调节首个方波脉冲信号的延后时间，调节两个相邻方形脉冲波峰间隔或可以调节方波波峰持续时间等信号属性参数的方波脉冲信号。

一次启停亮度变化曲线：光源从通电到断电的一次点亮时段内，光亮度随时间变化的曲线。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本实用新型实施例的一种条码信息的处理系统的示意图，如图1所示，该处理系统包括：摄像机10、光源30、工控机50和触发装置70。

具体地，该系统包括：N个摄像机；M个摄像机的光源，N个摄像机中每个摄像机与M个光源中的一个或多个光源连接，其中，N为大于1的自然数，M为大于1的自然数；摄像机的光源与摄像机一一对应设置，光源和摄像机的朝向相同，光源的出射光束中心线与摄像机的镜头中心线之间的夹角不为零；触发装置，各个摄像机与触发装置连接。

可选地，N个摄像机中每个摄像机与M个光源中的全部光源连接。

其中，摄像机10与光源30的朝向相同，光源30的出射光束中心线与摄像机10的镜头中心线之间的夹角不为零。

上述的摄像机10包括相机和镜头，用于采集被摄物体的图像信息，其中，相机可以为工业相机，智能相机和一体相机。光源30可以为LED灯、荧光灯、卤素灯和金卤灯，在摄像机10拍摄被摄物体时提供照明来源。

在上述实施例提供的系统中包括M个光源，每个摄像机均与该M个光源中的一个或多个光源连接，并且摄像机与M个光源的朝向相同，且光源的出射光束中心线与摄像机的镜头中心线之间形成一个不为零的角度，在满足光源的出射光束中心线与摄像机的镜头中心线之间形成一定的不为零的角度的条件下，摄像机对被摄物体进行拍摄，摄像机成像中不会出现或极少出现被摄物体表面膜反射的光斑；另外，从不同的角度把光线照射到被摄物体上，可以使得被摄物体的本影消失，在本申请中，利用设置位置不同的多个光源照射一个被摄物体，可以从不同的角度照射被摄物体，使得照射被摄物体时的视野有足够的亮度，又不会产生本影，从而可以在对拍摄得到的图像进行处理时有效的提取有用信息，避免了膜反光的干扰，解决了现有技术中拍摄被摄物体条码时存在膜反光的问题，避免了膜反光的干扰。

可选地，上述实施例中的系统还包括：工控机50与摄像机10相连接，工控机50用于识别摄像机10拍摄的被摄物体的图像信息中的条码信息。

其中，上述实施例中的摄像机由相机和镜头组成，该摄像机具有特定的安装角度，该安装角度是经过计算和实际验证总结所得的，摄像机与光源的朝向相同，光源的出射光束中心线与摄像机的镜头中心线之间的夹角不为零，在满足光源的出射光束中心线与摄像机的镜头中心线之间形成一定的不为零的角度的条件下，光源为被摄物体提供照明来源的同时，摄像机对被摄物体进行拍摄，得到被摄物体的图像信息，并通过工控机识别该被摄物体的图像信息中的条码信息。可选地，相机可以为工业相机，智能相机和一体相机；光源可以为LED灯、荧光灯、卤素灯和金卤灯。

根据本实用新型的上述实施例，摄像机的镜头中心线与竖直面形成第一夹角，光源的出射光束中心线与竖直面形成第二夹角，其中，第一夹角与第二夹角不同，竖直面为垂直于被摄物体所在传送带水平面的平面。

具体地，摄像机与光源的朝向相同，且摄像机与光源的安装位置可以互换，但摄像机与光源不可同时垂直于被摄物体所在的传送带的水平面，摄像机的镜头中心线与竖直面形成第一夹角，光源的出射光束中心线与竖直面形成第二夹角，其中，第一夹角与第二夹角不同，竖直面为垂直于被摄物体所在传送带水平面的平面。第一夹角与第二夹角具有角度差，即光源的出射光束中心线与摄像机的镜头中心线之间具有不为零的角度差，该角度差的具体差值需根据摄像机的视场角度和光源的发散角度进行判断，原则上避免摄像机的视场角度、光源的发散角度与被摄物体所在的传送带的水平面的最大夹角成法线对称关系即可(即光源的光线不直接反射入摄像机)。可选地，以被摄物体行进方向为前方，当光源安装在摄像机前方时，光源的出射光束中心线与竖直面形成的第二夹角小于摄像机的镜头中心线与竖直面形成的第一夹角；当光源安装在摄像机后方时，第二夹角大于第一夹角(如图2所示)。可选地，第一夹角可以为0°～30°，第二夹角可以为15°～45°。

在上述实施例中，在确定使用条码信息的处理系统的应用场景后，对该处理系统中摄像机和光源的角度进行调试，具体地，使用摄像机对传送带上的被摄物体进行拍摄得到拍摄图像，对该拍摄图像进行条码识别，得到识别结果，基于该识别结果计算相机基准角度，并基于相机基准角度确定光源的基准角度。

在实际应用中，摄像机对传送带上的被摄物体进行拍摄得到的拍摄图像进行条码识别，得到拍摄图片的算法处理结果(如上述的识别结果)，该算法处理结果是以图像效果为依据，基于图像效果的识别率的阈值，通过该算法处理结果计算相机基准角度，进而基于该相机基准角度确定光源的基准角度。

通过上述实施例，在光源的出射光束中心线与摄像机的镜头中心线之间形成特定的安装角度的条件下(如图2所示)，摄像机成像中不会出现或极少出现物体表面膜反射的光斑，避免了膜反光的干扰，解决了膜反光导致物体上条码的识别率低的问题，这样拍摄的被摄物体的图像信息能够被准确的识别，提高了条码信息的识别率。

在一个可选的实施例中，M＝N+1，如摄像机为一个，摄像机的光源为两个，摄像机与两个光源连接；或，摄像机为N个，摄像机的光源为N+1个，N个摄像机中的一个摄像机与N+1个光源连接，各个摄像机与工控机连接。

具体地，在摄像机为一个的情况下，摄像机的光源为两个，摄像机与两个光源连接，摄像机输出同步信号至两个光源，该同步信号用于触发两个光源与摄像机同步工作；在摄像机为N个的情况下(N为大于1的自然数)，摄像机的光源为N+1个，各个摄像机与工控机相连接，N个摄像机中的一个摄像机与N+1个光源连接，N个摄像机中的一个摄像机输出同步信号至各个光源，其中，同步信号用于触发光源与对应的摄像机同步动作，即光源响应同步信号，实现摄像机的拍摄与光源照明开断动作的同步。

通过上述实施例，在摄像机为N个的情况下，N个摄像机中的一个摄像机与N+1个光源连接，且N个摄像机中的一个摄像机输出同步信号至各个光源，通过该同步信号触发光源与对应的摄像机同步动作，可以实现多个摄像机的同时同频率拍摄功能，从而可以根据被摄物体所需的视场宽度要求叠加适当数量的摄像机和光源的功能，达到简单快捷的宽视场应用目的。

根据本实用新型的上述实施例，处理系统还包括：触发装置，触发装置与工控机和各个摄像机连接，用于生成用于控制摄像机的启停的触发信号。

其中，触发装置包括：激光触发器，用于感应被摄物体产生脉冲信号；触发板(如I/O控制板)，与激光触发器、工控机以及各个摄像机连接，用于按照工控机输入的触发参数将脉冲信号转换为触发信号，具体地，触发板是通过串口通讯线与工控机相连接的。

其中，触发装置还可以包括光电触发器，用于感应被摄物体产生脉冲信号，该光电触发器的功能与激光触发器相同。

具体地，通过激光触发器感应被摄物体的经过，产生脉冲信号，将该脉冲信号输入给触发板(即I/O触发板，或者称之为I/O控制板)，触发板接收工控机发送的串口信号，按照工控机输入的触发参数对脉冲信号进行转换，输出转换后的触发信号，进而基于该触发信号控制摄像机的启停。

可选地，通过激光触发器感应被摄物体的经过，产生脉冲信号，当感应到物体到来时，该脉冲信号由高电平突变为低电平，并持续低电平信号不变，当感应到整个物体通过后，该脉冲信号由低电平突变为高电平，这样即生成了通过激光触发器感应被摄物体的脉冲信号，将该脉冲信号输入给触发板(即I/O触发板)，触发板接收工控机发送的串口信号，按照工控机输入的触发参数对该脉冲信号进行转换，输出转换后的触发信号，进而基于该触发信号控制摄像机的启停。其中，工控机输入的触发参数可以为被摄物体所在的传送带的速度、被摄物体的尺寸以及被摄物体所在现场环境的其他变量参数；转换后的触发信号可以为可调的方波脉冲信号1，是将激光触发器产生的脉冲信号的低电平信号进行等时间分配后进行转换所得的信号，用于控制摄像机的启停和表示摄像机对同一被摄物体的拍摄次数。

通过上述实施例，激光触发器感应被摄物体产生脉冲信号，通过触发板按照工控机输入的触发参数将该脉冲信号转换为触发信号，进而基于触发信号控制摄像机的启停，实现了通过触发板产生控制摄像机的启停的触发信号，便于对摄像机工作状态的控制。

进一步地，通过触发板，将触发板生成的触发信号同时发送给多个摄像机，同时，多个摄像机的其中一个摄像机输出同步信号至各个光源，通过同步信号触发光源与对应的摄像机同步动作，使多个摄像机同时同频率拍摄被摄物体，从而实现根据被摄物体所需的视场宽度要求叠加适当数量的摄像机和光源的功能，达到简单快捷的宽视场应用目的。

根据本实用新型的上述实施例，工控机与摄像机通过网络数据信号传输数据。

具体地，工控机与摄像机连接，工控机与摄像机通过网络数据信号传输数据，主要包括两个方面：其一，工控机通过网络数据信号输出光源的亮度变化参数，进而摄像机按照光源的亮度变化参数输出同步信号。其中，光源可以为LED灯、荧光灯、卤素灯和金卤灯，光源的亮度变化参数可以为光源的一次启停亮度变化曲线的参数，各个类型的光源对应不同的一次启停亮度变化曲线；同步信号可以为可调的方波脉冲信号2，用于触发光源与对应的摄像机同步工作；其二，摄像机通过网络数据信号将图像信息发送给工控机。

通过上述实施例，工控机通过网络数据信号输出光源的亮度变化参数，进而摄像机按照光源的亮度变化参数输出同步信号，实现了摄像机基于各个类型的光源输出对应的同步信号，以保证各个类型光源的最佳照明效果与摄像机拍摄时间相匹配。

根据本实用新型的上述实施例，工控机包括：输入装置，安装在工控机上，用于输入交互参数。输入装置包括触摸式输入装置和/或按键式输入装置。

具体地，工控机的输入装置安装在工控机上，用于输入交互参数，交互参数可以包括上述实施例中的触发参数和/或光源的亮度变化参数，而输入装置的输入方式可以包括触摸式和/或按键式。

通过上述实施例，工控机通过输入装置输入交互参数，此外，工控机还可以发送指令(如摄像机的报错指令)，实现了工控机对触发板和摄像机进行指令发送和参数调节等操作，达到了人机交互的目的。

根据本实用新型的上述实施例，工控机还包括：显示器，显示器安装在工控机面向操作者的机体一侧，用于显示图像信息和/或条码信息。

具体地，摄像机通过网络数据信号将拍摄的被摄物体的图像信息发送给工控机，工控机经过识别处理，得到被摄物体的图像信息和/或条码信息，并通过显示器将得到的被摄物体的图像信息和/或条码信息显示给用户，其中，显示器安装在工控机面向操作者的机体一侧。

通过上述实施例，显示器直观的显示出被摄物体的图像信息和/条码信息，实现了工控机对被摄物体的图像信息的处理结果的可视化，方便用户直观的读取信息。

采用本实用新型的上述实施例，摄像机与光源的朝向相同，且光源的出射光束中心线与摄像机的镜头中心线之间形成一个不为零的角度，在满足光源的出射光束中心线与摄像机的镜头中心线之间形成一定的不为零的角度的条件下，通过激光触发器感应被摄物体产生脉冲信号，触发板按照工控机输入的触发参数将该脉冲信号转换为触发信号，同时摄像机根据工控机输出的光源的亮度变化参数输出同步信号，所得的触发信号和同步信号使得光源与对应的摄像机同步动作，对被摄物体进行拍摄，摄像机通过网络数据信号将拍摄的被摄物体的图像信息发送给工控机，工控机经过识别处理，得到被摄物体的图像信息和/或条码信息，并通过显示器将得到的被摄物体的图像信息和/或条码信息显示给用户。

通过上述实施例，根据摄像机与光源之间的位置关系，光源的出射光束中心线与摄像机的镜头中心线之间的夹角的大小关系，解决了膜反光导致物体上条码的识别率低的问题，提高了条码信息的识别率；通过触发板，将触发板输出的触发信号同时发送给各个摄像机，使得多个摄像机同时同频率拍摄，因此，可以通过叠加适当数量的摄像机和光源，满足被摄物体对摄像机拍摄的视场宽度的需求，从而完成对被摄物体的图像信息的采集。

下面结合图3至图5对本实用新型实施例进行详细说明，如图3所示，该条码信息的处理系统包括：摄像机10、光源30、工控机50和触发装置70。

其中，工控机50，包括输入装置53和显示器55。触发装置70，包括激光触发器73和触发板75。

如图3所示，摄像机10为多个，摄像机的光源30比摄像机10多一个，多个摄像机中的一个摄像机与各个光源连接，各个摄像机与触发装置70中的触发板75相连接，各个摄像机与工控机50相连接，触发装置70中的激光触发器73与触发板75相连接。

上述的每个摄像机10与对应的光源30的朝向相同，摄像机10的镜头中心线与竖直面形成第一夹角，光源30的出射光束中心线与竖直面形成第二夹角，其中，第一夹角与第二夹角不同，第一夹角与第二夹角具有角度差(如图2所示)，竖直面为垂直于被摄物体所在传送带水平面的平面。

上述的摄像机10为多个，摄像机10的光源30比摄像机10多一个，多个摄像机的其中一个摄像机与各个光源连接，且多个摄像机的其中一个摄像机输出同步信号至各个光源，通过同步信号触发光源与对应的摄像机同步动作，从而可以通过适当叠加摄像机，实现更宽的拍摄视场。

如图3所示的处理系统包括触发装置70，触发装置70中的触发板75与工控机50和各个摄像机10相连接，具体地，触发装置70中的激光触发器73用于感应被摄物体产生脉冲信号；触发板75通过串口通讯线与工控机连接，用于按照工控机输入的触发参数将脉冲信号转换为触发信号。

进一步地，通过触发板75，将触发板生成的触发信号同时发送给多个摄像机10，同时，多个摄像机10的其中一个摄像机输出同步信号至各个光源30，通过同步信号触发光源30与对应的摄像机10同步动作，使多个摄像机10同时同频率拍摄被摄物体，从而实现根据被摄物体所需的视场宽度要求叠加适当数量的摄像机和光源的功能，达到简单易用的宽视场应用目的。

上述的各个摄像机10与工控机50相连接，各个摄像机与工控机50通过网络数据信号传输数据，传输数据的具体内容与上述实施例中的相同，在此不再赘述。

上述的工控机50可以包括输入装置53和显示器55，输入装置53安装在工控机50上，用于输入交互参数，输入装置53的输入方式可以为触摸式；显示器55安装在工控机50面向操作者的机体一侧，可以显示被摄物体的图像信息和/或条码信息。

可选地，如图4所示的连接方式，可以根据视场宽度连接适当数量的摄像机10和光源30，增加M组摄像机和光源，以实现简单易用的宽视场识别功能，当摄像机与光源架设在约1m高度时，横向视场范围为400mm，每增加一组摄像机和光源，即增加对应的视场范围值，其中，M为自然数。

可选地，如图5所示，在满足光源30的出射光束中心线与摄像机10的镜头中心线之间形成一定的不为零的角度的条件下，通过激光触发器73感应被摄物体产生脉冲信号，触发板75接收工控机50发送的串口信号，按照工控机50输入的触发参数将该脉冲信号转换为触发信号，同时摄像机10根据工控机50输出的光源的亮度变化参数输出同步信号，所得的触发信号和同步信号使得光源30与对应的摄像机10同步动作，对被摄物体进行拍摄，摄像机10通过网络数据信号将拍摄的被摄物体的图像信息发送给工控机50，工控机经过识别处理，得到被摄物体的图像信息和/或条码信息，并通过显示器55将得到的被摄物体的图像信息和/或条码信息显示给用户。

通过上述实施例，根据摄像机与光源之间的位置关系，光源的出射光束中心线与摄像机的镜头中心线之间的夹角的大小关系，解决了膜反光导致物体上条码的识别率低的问题，提高了条码信息的识别率；通过触发板，将触发板输出的触发信号同时发送给各个摄像机，使得多个摄像机同时同频率拍摄，因此，可以通过叠加适当数量的摄像机和光源，以满足被摄物体对摄像机拍摄的视场宽度的需求，从而完成对被摄物体的图像信息的采集。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

本实用新型所要保护的触发装置、摄像机与光源之间形成的特殊安装结构，都是具有确定形状、构造且占据一定空间的实体产品。例如，触发装置可以由激光触发器和触发板组成，工控机可以包括输入装置和显示器，激光触发器、触发板、输入装置和显示器都是通过电路、与门、非门以及比较器等具体存在的元器件实现。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。