图像采集设备的制作方法

本发明实施例涉及图像采集领域，尤其涉及一种图像采集设备。

背景技术：

在快递物流行业，快递配送中心需要采集快件的重量、体积、目的地等信息，并将采集的快件信息与用于标识快件的唯一的单号进行关联匹配，以便根据快件信息对快件进行分拣、计费、运输等工作。通常情况下，快件的单号以条码形式附着在快件的表面，比如，以条码形式印刷在快件表面粘贴的面单上，在快递配送中心卸货时需要识别快件表面的条码信息以获取快件的单号，从而可以将采集的快件信息与快件的单号进行匹配。

相关技术中在输送快件时，在传送台的一侧放置相机，工作人员将快件放置在传送台的前端，并使快件携带有条码的表面的朝向与相机的采集面的朝向相反，快件到达相机所在位置时，相机获取与其正对的快件的表面的图像，得到快件的条码信息。

但是，相关技术中工作人员在传送台上放置快件时，需要根据相机采集面的朝向将快件携带有条码的表面的朝向与相机采集面的朝向严格对应，否则会出现无法扫码的问题，在一定程度上降低了工作人员的作业效率，导致快件处理效率较低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种图像采集设备，以缓解相关技术中人工在传送台上摆放快件时快件处理效率较低的问题。

本发明提供了一种图像采集设备，包括：传送组件、轮廓检测装置、图像获取装置和控制装置；

所述传送组件被设置为在传送路径上传送物品；所述轮廓检测装置和所述图像获取装置均位于所述传送路径上，沿所述物品的传送方向，所述轮廓检测装置位于所述图像获取装置的上游；所述图像获取装置包括多个图像采集机构，任意两个所述图像采集机构的采集方向均不同；所述控制装置分别与所述传送组件、所述轮廓检测装置和所述图像获取装置电连接；

所述控制装置被设置为控制所述传送组件在所述传送路径上传送物品，当所述物品到达所述轮廓检测装置的检测位置时，控制所述轮廓检测装置获取所述物品的轮廓图像，根据所述轮廓图像确定所述物品的至少一个可测表面以及确定每个所述可测表面的朝向，将所述可测表面中的一个表面确定为目标表面，根据所述目标表面的朝向确定与所述目标表面对应的目标图像采集机构，当所述目标表面移动到所述目标图像采集机构的采集位置时，控制所述目标图像采集机构采集所述目标表面的目标图像，其中，所述物品的表面的朝向为所述表面的法线的正方向。

本发明提供的图像采集设备能够在物品的传送路径上设置多个图像采集机构，根据物品的可测表面以及可测表面的朝向确定目标表面以及目标表面对应的目标图像采集机构，并在目标表面移动到所述目标图像采集机构的采集位置时，控制所述目标图像采集机构采集所述目标表面的目标图像。当本发明提供的图像采集设备用于采集快件的图像时，相对于相关技术中需要根据相机采集面的朝向将快件携带有条码的表面的朝向与相机采集面的朝向严格对应，导致快件处理效率低，本发明提供的技术方案能够使工作人员在传送组件的前端摆放快件时，只需使快件的携带有条码的表面为可测表面即可，例如，通过使快件的携带有条码的表面不朝下使该表面为可测表面，图像采集设备能够根据该可测表面的朝向自动匹配与该表面对应的图像采集机构，进而能够提高工作人员摆放快件的灵活性，从而提高工作人员的作业效率以及快件处理效率，有效解决了相关技术的快件处理设备所存在快件处理效率角度的问题。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的图像采集设备的第一结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的图像采集设备的第二结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的图像采集设备的组成框图；

图4是本发明一实施例提供的图像采集设备的第一图像采集机构采集物品图像时的光传播路径的示意图；

图5是本发明一实施例提供的图像采集设备的第一图像采集机构采集物品表面图像时物品位置变化的示意图；

图6是本发明另一实施例提供的图像采集设备的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的图像采集设备获取物品的竖直表面的图像时的一种工作流程示意图；

图8是本发明实施例提供的图像采集设备传送的一个物品的第一投影图像与传送组件的承载面的位置关系示意图；

图9是本发明实施例提供的图像采集设备传送的另一个物品的第一投影图像与传送组件的承载面的位置关系示意图；以及

图10是本发明实施例提供的图像采集设备获取物品的竖直表面的图像时的另一种工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

考虑到相关技术的快件处理设备存在的快件处理效率较低的问题，本发明实施例提供了一种图像采集设备，用于获取传送机构上传送的物品的图像，进而根据物品的图像识别条形码。示例性的，物品可以为快件。该图像采集设备可以用于处理快件，当该图像采集设备用于处理快件时，工作人员在传送组件的前端摆放快件时，无需使快件的携带有条码的表面朝向一个特定的方向，因此，可以极大提高工作人员的作业效率，从而提高快件处理效率。另外，由于快件通常采用包装盒进行包裹，因而快件通常呈方形，如长方体或立方体。本实施例以方形的快件为例进行说明。当然，本实施例对于快件的形状不做限定，对于其他形状具有多个侧面的快件，如圆柱形、棱柱形的快件，该图像采集设备同样适用。对于曲面包装，可以通过分割的方式将较长的圆弧表面切分为多个目标表面。切割时，可以基于相机的采集范围进行切分。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1和图2是本发明一实施例提供的图像采集设备的结构示意图，图3是本发明一实施例提供的图像采集设备的组成框图，下面结合图1、图2和图3，对本发明实施例的图像采集设备进行说明。如图1至图3所示，图像采集设备010包括传送装置1、轮廓检测装置2、图像获取装置3、存储装置4和控制装置5。其中，传送装置1被设置为驱动物品在传送路径上移动，轮廓检测装置2和图像获取装置3均位于物品的传送路径上，沿物品的传送方向，轮廓检测装置2位于图像获取装置3的上游。

传送装置1包括传送组件11和传送电机12，传送组件11与传送电机12连接。其中，传送组件11用于承载并输送物品(如快件)，传送组件11可以是带传动、辊传动等结构形式；传送电机12与传送组件11传动连接，在传送电机12的驱动下，传送组件11可以沿箭头b所示的预设方向运动，从而带动传送组件11承载的快件沿该预设方向移动，预设方向表示传送路径的方向，在传动电机12的驱动下传送组件的承载面从传送路径的上游向传送路径的下游移动，位于承载面上的物品随承载面移动。

轮廓检测装置2被设置为获取快件的轮廓。如图1所示，轮廓检测装置2设置在传送组件11的起始端。轮廓检测装置2包括第一检测组件21和第二检测组件22，当物品沿箭头b所示的方向传送时，第一检测组件21被设置为获取快件在传送组件11的承载面上的第一投影图像，第二检测组件22被设置为获取快件在与快件传送方向平行的竖直平面上的第二投影图像，通过第一投影图像和第二投影图像，即可获取到快件的轮廓。

具体的，如图1所示，第一检测组件21包括第一发光组件21a和第一接收组件21b，第一发光组件21a和第一接收组件21b相对设置在传送组件11高度方向(也即，箭头cd所示的方向)的两侧，第一发光组件21a包括沿传送组件11的宽度方向(也即，箭头ef所示的方向)间隔设置的多个光发生器，第一接收组件21b包括沿传送组件11的宽度方向间隔设置的多个光接收器，第一发光组件21a的光发生器和第一接收组件21b的光接收器的位置一一对应；第二检测组件22包括第二发光组件22a和第二接收组件22b，第二发光组件22a和第二接收组件22b相对设置在传送组件11宽度方向的两侧，第二发光组件22a包括沿传送组件11的高度方向间隔设置的多个光发生器，第二接收组件22b包括沿传送组件11的高度方向间隔设置的多个光接收器，第二发光组件22a的光发生器和第二接收组件22b的光接收器的位置一一对应；当没有快件遮挡时，第一接收组件21b和第二接收组件22b的每个光接收器接收与其相对的光发生器发出的光，每个光接收器均输出第一信号，当有物品遮挡时，第一接收组件21b和第二接收组件22b的部分光接收器不能接收与其对应的光发生器发出的光，不能接收与其对应的光发生器发出的光的光接收器输出第二信号。当物品位于轮廓检测装置2的轮廓检测区域时，通过在传送组件11每输送快件移动一个最小距离时检测一次每个光接收器输出的信号，即可在物品从头至尾经过第一检测组件21的检测位置时获取到物品的第一投影图像，在物品从头至尾经过第二检测组件22的检测位置时获取到快件的第二投影图像。

图像获取装置3被设置为采集物品的目标表面的目标图像，其中目标表面可以为物品除了被压在承载面上的表面以外的任意一个表面。图像获取装置3包括多个图像采集机构，任意两个图像采集机构的采集方向均不同，通过在物品的传送路径上设置多个图像采集机构，且任意两个图像采集机构的采集方向均不同，能够从至少两个方向对物品进行拍摄。根据物品的一个表面的朝向，能够从多个图像采集机构中确定与该表面匹配的目标图像采集机构，并通过目标图像采集机构获取该表面的图像。其中，物品的表面的朝向为该表面的法线的正方向，也即，由物品的内部指向外部的方向。目标图像采集机构可以通过其包含的相机获取物品表面直接反射的光线并生成该表面的图像，或者，目标图像采集机构还包括反光件，物品表面反射的光线到达反光件并被反光件反射，相机获取反光件反射的光线并生成该表面的图像，得到物品表面的图像。

如图1和图2所示，本实施例提供的图像采集设备010中，图像获取装置3包括第一图像采集机构31、第二图像采集机构32、第三图像采集机构33和第四图像采集机构34，沿传送组件11的宽度方向，第一图像采集机构31和第二图像采集机构32位于传送组件11的第一侧，第三图像采集机构33和第四图像采集机构34位于传送组件11的第二侧，第一图像采集机构31、第二图像采集机构32、第三图像采集机构33和第四图像采集机构34被设置为采集快件的竖直表面的图像，四个图像采集机构中中任意两个图像采集机构的采集方向均不相同。位于传送组件11同一侧的两个图像采集机构沿快件的传送方向间隔设置，每个图像采集机构的采集方向均与快件的传送方向呈大于零小于180度的夹角，其中，每个图像采集机构均包括一个相机，相机能够接收待采集物品的表面反射的光线并生成相应的图像，图像采集机构的采集方向是指由待采集物品反射的有效光线的传播方向，其中，有效光线能够被传播至该图像采集机构的相机，有效光线被传播至相机可以为有效光线从待采集物品直接到达相机，或者为有效光线从待采集物品到达反射件，经反射件反射后再到达相机。当图像采集机构的采集方向与物品的竖直表面不平行时，该竖直表面反射的光线能够被传播至相机，图像采集机构可以采集该竖直表面的图像。由于每个图像采集机构的采集方向均与物品的传送方向呈大于零小于180度的夹角，因此，每个图像采集机构均可以在物品到达该图像采集机构的采集区域时采集该物品的图像，通过第一图像采集机构31、第二图像采集机构32、第三图像采集机构33和第四图像采集机构34能够从四个方向采集物品的图像，并且，由于位于传送组件11同一侧的两个图像采集机构的采集方向不同，因此，无论物品如何放置，对于物品的靠近传送组件11的一侧的一个竖直表面，设置于该侧的两个图像采集机构中的至少一个图像采集机构的采集方向与该竖直表面不平行，从而可以通过该图像采集机构采集该竖直表面的图像。由以上可见，通过在传送组件11宽度方向的每一侧设置两个图像采集机构，且设置位于传送组件11同一侧的两个图像采集机构的采集方向不同，可以保证传送组件11上传送的物品的每个竖直表面均能够被采集图像。

可选的，第一图像采集机构31和第二图像采集机构32二者中的一个的采集方向与物品的传送方向所呈的角度为45度，第一图像采集机构31和第二图像采集机构32二者中的另一个的采集方向与物品的传送方向所呈的角度为135度，第三图像采集机构33和第四图像采集机构34二者中的一个的采集方向与物品的传送方向所呈的角度为45度，第三图像采集机构33和第四图像采集机构34二者中的另一个的采集方向与物品的传送方向所呈的角度为135度。具体的，如图1和图2所示，本实施例中，沿物品的传送方向，第一图像采集机构31位于第二图像采集机构32的下游，第四图像采集机构34位于第三图像采集机构33的下游，第一图像采集机构31的采集方向如箭头p31所示，第二图像采集机构32的采集方向如箭头p32所示，第三图像采集机构33的采集方向如箭头p33所示，第四图像采集机构34的采集方向如箭头p34所示，第一图像采集机构31的采集方向和第三图像采集机构33的采集方向均与物品的传送方向呈45度夹角，第二图像采集机构32的采集方向和第四图像采集机构34的采集方向均与物品的传送方向呈135度夹角。

如上所述，图像采集机构包括相机，图像采集机构可以通过其包含的相机获取物品表面直接反射光线以生成该表面的图像，或者，图像采集机构还包括可以包括反光件，例如反光镜，相机获取反光件反射的物品表面的光线，生成该表面的图像。如图1和图2所示，本实施例中，设置于传送组件11宽度方向的两侧的四个图像采集机构的结构相同，每个图像采集机构均包括第一相机311和第一反光镜312，以下以第一图像采集机构31为例介绍图像采集机构的工作原理。

如图1所示，沿物品的传送方向，第一相机311和第一反光镜312间隔设置，其中，第一相机311包括感光元件(图未示出)和透镜(图未示出)，当传送组件11将物品传送至设定检测区内时，物品反射的光被第一反射镜312接收，并经第一反射镜312反射后穿过第一相机311的透镜照射到第一相机311的感光元件上，感光元件接收该光线并根据接收的光强输出电信号，从而形成快件的图像，其中，如上所述，由物品反射且能够被第一反光镜312接收的光线，如果该光线能够被第一反光镜312反射至第一相机311，则该光线为有效光线。

进一步的，如图1所示，本实施例中，第一相机311包括沿箭头cd所示的竖直方向排成一行的多个感光元件，第一反光镜312的反射面朝向第一相机311的透镜。当物品到达第一图像采集机构31对应的设定区域时，第一反光镜接312收物品反射的光线，并将该光线反射至第一相机311的感光元件，第一相机311的一行感光元件输出物品的一行图像。图4是本发明一实施例提供的图像采集设备的第一图像采集机构采集物品图像时的光传播路径的示意图，如图4所示，第一反光镜312接收有效光线r1并将有效光线r1反射至第一相机311，其中，箭头p11所示的物品反射的有效光线r1的传播方向即为第一图像采集机构31的采集方向，第一反光镜312接收的有效光线r1和第一反光镜312反射至第一相机311的反射光线r2相对于第一反光镜312的法线r3对称，当物品的竖直表面朝向第一反光镜312且物品的竖直表面与第一图像采集机构31的采集方向不平行时，第一反光镜312即可接收来自该竖直表面的有效光线r1并将该有效光线r1反射至第一相机311，从而使第一相机311输出快件的一行图像。

图5是本发明一实施例提供的图像采集设备的第一图像采集机构采集物品表面图像时物品位置变化的示意图，如图5所示，矩形90为快件在传送组件11的承载面上的第一投影图像，快件的第一表面w901朝向第一图像采集机构31的第一反光镜312的反射面，如图5中(a)图所示，当快件的第一表面w901的起始点a1与第一反光镜312的有效光线的传播路径(以下简称为有效光路)相交时，第一图像采集机构31采集第一表面w901的起始点a1所在行(即沿传送组件11的高度方向的一点行)的线图像，随着快件继续移动，第一表面w901的各点行依次与有效光路相交，第一图像采集机构31依次采集第一表面w901的各点所在行的线图像，直至快件的第一表面w901的终点a2与有效光路相交时，第一图像采集机构31采集终点a2所在行的线图像，如此，快件移动过程中，第一图像采集机构31采集到第一表面w901的多个线图像，通过将多个线图像合成即可得到第一表面w901的面图像，从而可以根据该面图像识别第一表面是否包含条码信息。

由于物品的表面与图像采集机构的相机之间的距离具有不确定性，比如，沿传送组件11的宽度方向，物品在传送组件11的承载面上的位置具有不确定性，用户将物品摆放在传送组件11上时，可能会将物品摆放在传送组件11上靠近第一侧的一端，也可能会将物品摆放在传送组件11上靠近第二侧的一端，并且，从图5中容易看出，当在物品移动中通过采集一个表面的多个线图像采集物品表面的图像时，随着物品的移动，该表面的被采集部位与图像采集机构的第一相机311的透镜的距离可能会发生变化。为了确保在物品的表面与图像采集机构的透镜之间距离过大，或者采集物品表面的图像过程中物品的表面与图像采集机构的第一相机311的透镜之间的距离发生变化时图像采集机构仍能采集到清晰的图像，本实施例中，图像采集机构的第一相机311的感光元件被设置为能够相对于第一相机311的透镜移动。具体的，第一相机311还包括感光元件驱动机构(图未示出)，感光元件驱动机构与感光元件传动连接，感光元件驱动机构被设置为能够驱动感光元件相对于透镜移动，从而使感光元件靠近透镜或远离透镜。通过驱动感光元件相对于透镜移动，能够调整第一相机311的像距，从而调整第一相机311的焦距，使第一相机311采集的图像满足要求。

进一步的，如图1所示，所述图像获取装置3还包括第五图像采集机构35，第五图像采集机构35位于传送组件11的上方，第五图像采集机构35被设置为采集物品的上表面的图像。第五图像采集机构35与第一图像采集机构31的区别仅在于安装方式不同，第五图像采集机构35包括第二相机351和第二反光镜352，沿物品的传送方向，第二相机351和第二反光镜352间隔设置，第二相机351和第二反光镜352的长度均沿箭头ef所示的传送组件11的宽度方向延伸，且第五图像采集机构35的采集方向与物品的传送方向呈45度夹角，第五图像采集机构35的工作原理与第一图像采集机构31的结构相同，在此不再赘述。

存储装置4被设置为存储图像采集设备010的控制程序以及程序运行过程中生成的数据和变量。比如，存储装置4被设置为存储图像采集机构的属性表，表1示意了本发明实施例提供的一种图像采集机构属性表，如表1所示，图像采集机构属性表中存储了每个图像采集机构的识别号、每个图像采集机构与传送组件11的相对位置关系、每个图像采集机构对应的预设方向以及每个图像采集机构的采集方向，比如，如表1中所示，对于第一图像采集机构31，其标识号为1，其与传送组件11的相对位置关系为1，其对应的预设方向为第一预设方向，其采集角度为45度。其中，表1中，图像采集机构与传送组件11的相对位置关系为1表示图像采集机构设置于传送组件11宽度方向的第一侧，图像采集机构与传送组件11的相对位置关系为2表示图像采集机构设置于传送组件11宽度方向的第二侧，图像采集机构与传送组件11的相对位置关系为3表示图像采集机构设置于传送组件11的上方；第一预设方向为图1中箭头f所示的由第二侧指向第一侧的传送组件11的宽度方向，第二预设方向为图1中箭头e所示由第一侧指向第二侧的传送组件11的宽度方向，第三预设方向为图1中箭头c所示的由下到上的竖直方向；图像采集机构的采集方向采用该采集方向与快件的传送方向所呈的夹角来表示。从表1中可以看出，与传送组件11的相对位置关系相同的两个图像采集机构对应的预设方向相同。

表1

控制装置5分别与传送组件11、轮廓检测装置2、图像获取装置3和存储装置4电连接，控制装置5被设置为控制图像采集设备010的传送组件11、轮廓检测装置2、图像获取装置3和存储装置4工作。具体的，控制装置5被设置为控制传送组件11在传送路径上传送物品，当物品到达轮廓检测装置2的检测位置时，控制轮廓检测装置2获取物品的轮廓图像，根据轮廓图像确定物品的至少一个可测表面以及确定每个可测表面的朝向，将可测表面中的一个表面确定为目标表面，根据目标表面的朝向从图像获取装置3的多个图像采集机构中确定与目标表面对应的目标图像采集机构，当目标表面移动到目标图像采集机构的采集位置时，控制目标图像采集机构采集目标表面的目标图像，其中，物品的表面的朝向为该表面的法线的正方向。

物品的可测表面是指能够被图像获取装置3的任意一个图像采集机构采集其图像的表面，如上所述，当图像获取装置3包括第一图像采集机构31、第二图像采集机构32、第三图像采集机构33和第四图像采集机构34时，对于物品的一个竖直表面，无论物品如何放置，均有至少一个图像采集机构能够采集该竖直表面的图像，因此，在这种情况下，物品的可测表面包括物品的每个竖直表面。

可选的，控制装置5被设置为将可测表面中的一个竖直表面确定为目标表面，并确定目标表面的朝向侧，以及从位于目标表面的朝向侧的图像采集机构中确定一个图像采集机构为与目标表面对应的目标图像采集机构；其中，目标表面的朝向侧为沿传送组件11的宽度方向的第一侧或者第二侧，控制装置5分别计算位于目标表面的朝向侧的每个图像采集机构的采集方向与目标表面的朝向所呈的夹角，并将计算所得的夹角中最小的一个夹角所对应的图像采集机构确定为目标图像采集机构。通过如此设置，可以在物品的目标表面基于传送组件11的宽度方向存在偏斜时，首先确定该目标表面朝向传送组件11的第一侧还是第二侧，然后再根据该目标表面的朝向确定与对应的目标图像采集机构。具体的，在确定目标表面的朝向侧后，控制装置5可以查找表1所示的图像采集机构属性表，根据图像采集机构与传送组件的相对位置关系确定位于目标表面的朝向侧的全部图像采集机构，并从中确定一个图像采集机构作为目标图像采集机构。

可选的，如果控制装置5判定位于目标表面的朝向侧的多个(例如两个)图像采集机构的采集方向与目标表面的朝向所呈的夹角相等，则控制装置5将多个图像采集机构中一个预设的图像采集机构确定为目标图像采集机构，该预设的图像采集机构可以为位于物品传送路径上游的图像采集机构或者为位于物品传送路径下游的图像采集机构；或者，将多个图像采集机构中一个空闲的图像采集机构确定为目标图像采集机构，比如，位于目标表面的朝向侧的两个图像采集机构的采集方向与目标表面的朝向所呈的夹角相等，如果两个图像采集机构中有一个图像采集机构已确定用于采集物品的另一个表面的图像，则对于当前的目标表面，控制装置5将另一个空闲的图像采集机构作为目标图像采集机构。

可选的，可以通过下述方式确定目标表面的朝向侧：控制装置5分别计算目标表面的朝向与第一侧对应的第一预设方向和与第二侧对应的第二预设方向所形成的夹角，并将计算所得的夹角中较小的一个夹角所对应的一侧作为所目标表面的朝向侧；其中，第一预设方向为由第二侧指向第一侧的传送组件11的宽度方向，也即，第一预设方向可以为以物品的传送方向为基准，朝向第一侧转动90度后得到的方向，第一预设方向与传送方向垂直并指向第一图像采集机构31和第二图像采集机构32所在的第一侧，第二预设方向为由第一侧指向第二侧的传送组件11的宽度方向，也即，第二预设方向可以为以物品的传送方向为基准，朝向第二侧转动90度后得到的方向，第二预设方向与传送方向垂直并指向第三图像采集机构33和第四图像采集机构34所在的第二侧。比如，当目标表面的朝向基于物品的传送方向向第一侧放置偏斜时，目标表面与第一预设方向的夹角小于90度，目标表面与第二预设方向的夹角大于90度，此时，角度较小的夹角对应的一侧为第一侧，控制装置5将第一侧作为目标表面的朝向侧。

如上所述，本实施例中，每个图像采集机构均包括相机和反光镜，相机和反光镜沿物品的传送方向间隔设置，反光镜能够接收有效光线并将有效光线反射至所述相机，确定目标表面后，控制装置5根据目标表面的朝向和每个图像采集机构的采集方向从多个图像采集机构中确定目标图像采集机构，其中，图像采集机构的采集方向是指有效光线在反光镜上的入射方向。当目标表面移动到目标图像采集机构的采集位置时，目标表面反射的光线能够被目标图像采集机构的反光镜接收并被反光镜反射至目标图像采集机构的相机，控制装置被设置为控制相机根据接收的反光镜反射的光线生成目标表面的图像数据。

如上所述，物品的目标表面与目标图像采集机构的相机之间的距离具有不确定性，图像采集机构的相机包括透镜、感光元件和感光元件驱动机构，感光元件驱动机构被设置为能够驱动感光元件相对透镜移动以靠近透镜或远离透镜。可选的，控制装置5还被设置为在控制目标图像采集机构采集目标表面的图像前，判断沿传送组件11的宽度方向物品在传送组件11上的位置，并根据沿传送组件11的宽度方向物品在传送组件11上的位置调整感光元件与透镜的距离。

如上所述，每个图像采集机构的相机均包括沿竖直方向排成一行的多个感光元件，当目标表面移动到目标图像采集机构的采集位置时，控制装置5在物品每移动一个单位距离时，控制目标图像采集机构的相机的感光元件输出目标表面的被采集部位对应的一行图像数据。可选的，控制装置5还被设置为判断采集目标表面的图像的过程中目标表面的被采集部位与相机的透镜的距离是否发生变化，当判定该距离发生变化时，控制装置5在目标图像采集机构采集目标表面的图像过的程中调整目标图像采集机构的相机的感光元件与透镜的距离，以使目标图像采集机构的相机的焦距的变化值不超出设定值。

如上所述，当图像获取装置3包括第五图像采集机构35时，第五图像采集机构35可以采集物品的上表面的图像，因此，在这种情况下，物品的可测表面还包括物品的上表面。可选的，控制装置5还被设置为将可测表面中的上表面确定为目标表面，以及将第五图像采集机构35确定为目标图像采集机构。

本实施例的图像采集设备010包括用于传送物品的传送组件11，以及设置于传送组件11宽度方向的第一侧的两个图像采集机构和设置于传送组件宽度方向的第二侧的两个图像采集机构，由于每个图像采集机构的采集方向均与物品的传送方向呈大于零小于180度的夹角，因此，每个图像采集机构均可以在物品到达该图像采集机构的采集区域时采集该物品的竖直表面的图像，并且，由于位于传送组件11同一侧的两个图像采集机构的采集方向不同，因此，无论物品如何放置，对于物品的靠近传送组件11的一侧的一个竖直表面，设置于该侧的两个图像采集机构中的至少一个图像采集机构的采集方向与该竖直表面不平行，从而可以通过该图像采集机构采集该竖直表面的图像，因此，通过设置于传送组件11宽度方向两侧的四个图像采集机构，能够采集到物品的所有竖直表面的图像，当本实施例的图像采集设备用于处理快件时，工作人员在传送组件11的前端摆放快件时，只需使快件的携带有条码的表面竖直放置即可，从而可以极大提高工作人员摆放快件的灵活性，进而提高了工作人员的作业效率以及快件处理效率，有效解决了相关技术的快件处理设备所存在快件处理效率角度的问题。

进一步的，本实施例的图像采集设备010还包括设置于传送组件11上方的用于采集物品的上表面的图像采集机构，当本实施例的图像采集设备用于处理快件时，工作人员在传送组件11的前端摆放快件时，只需使快件的携带有条码的表面竖直放置且不朝下即可，从而进一步提高了工作人员摆放快件的灵活性，进而进一步提高工作人员的作业效率和快件处理效率。

图6是本发明实施例提供的一种图像采集设备的结构示意图，如图所示，本实施例中，第一图像采集机构31、第二图像采集机构32、第三图像采集机构33和第四图像采集机构34均包括第一相机311，第五图像采集机构(图中未示出)包括第二相机，传送组件11传送的待采集物品反射的光线可以直接照射到相机的透镜上，并穿过透镜照射到相机的感光元件上。也即，本实施提供的图像采集设备中，可以通过图像采集机构的相机获取物品的表面直接反射的光线并生成该表面的图像。在确定物品的目标表面后，控制装置5根据目标表面的朝向及每个图像采集机构的采集方向从多个图像采集机构中确定目标图像采集机构，其中，图像采集机构的采集方向是指相机的采集面的法线的负方向，也即，沿采集面的法线由相机外部指向相机的方向。当目标表面移动到目标图像采集机构的采集位置时，目标表面反射的光线能够被目标图像采集机构的相机接收，控制装置控制该相机根据接收的目标表面反射的光线生成目标表面的图像数据。

以下，通过图像采集设备采集物品的竖直表面的图像时的工作流程进一步说明本发明实施例提供的图像采集设备的工作原理。

图7是本发明实施例提供的图像采集设备获取物品的竖直表面的图像时的一种工作流程示意图，优选的，该方法由如图3所示的图像采集设备010的控制装置5执行。如图所示，该方法包括步骤s22、步骤s24和步骤s286。以下以物品为快件为例，对本发明实施例的图像采集设备采集物品图像的过程进行说明。

s22，沿设定方向输送快件，快件经过轮廓检测区域时获取快件的轮廓，并根据快件的轮廓确定快件的每个竖直表面的朝向。

以本发明实施例的图像采集设备010为例，控制装置5控制传送装置1的传送组件11沿箭头b所示的方向传送快件，当快件位于轮廓检测装置2的轮廓检测区域时，控制装置5控制轮廓检测装置2获取快件的轮廓。具体的，传送组件11每输送快件移动一个最小距离时，控制装置5获取一次轮廓检测装置2的每个光接收器输出的信号，从而在快件从头至尾经过第一检测组件21的检测位置时获取到快件的第一投影图像，在快件从头至尾经过第二检测组件22的检测位置时获取到快件的第二投影图像，根据快件的第一投影图像和第二投影图像得到快件的轮廓。如上所示，第一投影图像为快件在传送组件11的承载面上的投影图像，第二投影图像为快件在与快件的传送方向平行的竖直平面上的投影图像。

获取快件的轮廓后，控制装置5确定快件的每个竖直表面的朝向，快件的竖直表面的朝向该表面的法线的正方向。具体的，控制装置5通过第一投影图像获得的快件的轮廓确定快件的每个竖直表面的朝向。图8是本发明实施例提供的图像采集设备传送的一个物品的第一投影图像与传送组件的承载面的位置关系示意图，如图所示，矩形91为一个快件在传送组件11的承载面上的第一投影图像，第一表面w911、第二表面w912、第三表面w913和第四表面w914分别为该快件的四个竖直表面，箭头p911所指的方向为第一表面w911的朝向，箭头p912所指的方向为第二表面w912的朝向，箭头p913所指的方向为第三表面w913的朝向，箭头p914所指的方向为第四表面w914的朝向，控制装置5根据第一投影图像计算每个竖直表面与箭头b所示的快件的传送方向的所呈夹角，然后根据该夹角计算该竖直表面的朝向，其中，竖直表面的朝向采用该竖直表面的朝向与快件的传送方向所呈的夹角来表示。如图所示，第一表面w911与箭头b所示的快件的传送方向所呈的夹角为m1，则由图中容易得出，第一表面w911的朝向m2＝90-m1。

s24，根据每个竖直表面的朝向、设置于传送组件宽度方向两侧的每个图像采集机构与快件的相对位置关系和采集方向确定每个竖直表面的目标图像采集机构。

以本发明实施例的图像采集设备010为例，控制装置5根据每个竖直表面的朝向、设置于传送组件宽度方向两侧的每个图像采集机构与快件的相对位置关系(也即，与传送组件11的相对位置关系)以及设置于传送组件宽度方向两侧的每个图像采集机构的采集方向确定每个可测表面的目标图像采集机构，具体确定方法如下：

(1)根据每个竖直表面的朝向确定该竖直表面的朝向侧，其中，每个竖直表面的朝向侧为传送组件11的第一侧或者第二侧。

如上所述，每个竖直表面的朝向采用该竖直表面的朝向与快件的传送方向所呈的夹角来表示，控制装置5根据每个竖直表面的朝向计算该竖直表面与第一预设方向和第二预设方向所呈的角度，当一个竖直表面的朝向与一个预设方向所呈的角度不大于90度时，控制装置5判定该竖直表面的朝向侧为该预设方向所指向的传送组件11的一侧。其中，第一预设方向为图1中箭头f所示的由第二侧指向第一侧的传送组件11的宽度方向，第二预设方向为图1中箭头e所示由第一侧指向第二侧的传送组件11的宽度方向。

如图8所示，对于第一表面w911，该表面的朝向与第一预设方向所呈的角度不大于90度，由于第一预设方向指向传送组件的第一侧，因此，控制装置5确定第一表面w911的朝向侧为传送组件11的第一侧。采用同样的方法，控制装置5可以确定第二表面w912的朝向侧为传送组件11的第一侧，第三表面w913和第四表面w914的朝向侧为传送组件11的第二侧。

可以理解的是，当一个竖直表面的朝向与物品的传送方向相同或相反时，也即，当一个竖直表面的朝向与第一预设方向和第二预设方向所呈的角度均为90度时，为了提高效率，可以根据预设原则将其中一个预设方向所指向的一侧作为该竖直表面的朝向侧。图9是本发明实施例提供的图像采集设备传送的另一个物品的第一投影图像与传送组件的承载面的位置关系示意图，

如图所示，矩形92为另一个快件在传送组件11的承载面上的第一投影图像，第一表面w921、第二表面w922、第三表面w923和第四表面w924分别为该快件的四个竖直表面，箭头p921所指的方向为第一表面w921的朝向，箭头p922所指的方向为第二表面w922的朝向，箭头p923所指的方向为第三表面w923的朝向，箭头p924所指的方向为第四表面w924的朝向，其中，对于第二表面w922和第四表面w924，每个竖直表面的朝向与第一预设方向和第二预设方向所呈的角度均为90度，在这种情况下，控制装置5可以根据预设原则确定第二表面w922和第四表面w924的朝向侧，比如，确定第二表面w922的朝向侧为传送组件11的第一侧，确定第四表面w924的朝向侧为传送组件11的第二侧。

(2)从位于每个竖直表面的朝向侧的图像采集机构中确定一个图像采集机构为与该竖直表面对应的目标图像采集机构。

具体的，控制装置5获取每个竖直表面的朝向侧所设置的每个图像采集机构的采集方向，并将采集方向与竖直表面的朝向所呈的角度较小的一个图像采集机构确定为竖直表面的目标图像采集机构。

如图8中所示，箭头p31所指的方向为第一图像采集机构31的采集方向，箭头p32所指的方向为第二图像采集机构32的采集方向，箭头p33所指的方向为第三图像采集机构33的采集方向，箭头p34所指的方向为第四图像采集机构34的采集方向，如上所述，对于第一表面w911，其朝向侧为传送组件11的第一侧，传送组件11的第一侧所设置的图像采集机构包括第一图像采集机构31和第二图像采集机构32，控制装置5计算第一表面w911的朝向与第一图像采集机构31的采集方向所呈的第一角度，以及计算第一表面w911的朝向与第二图像采集机构31的采集方向所呈的第二角度，并比较第一角度和第二角度，将较小的一个角度对应的图像采集机构确定为第一表面w911的目标图像采集机构，由图中容易看出，第一表面w911的朝向与第一图像采集机构31的采集方向所呈的第一角度小于第一表面w911的朝向与第二图像采集机构32的采集方向所呈的第二角度，因此，控制装置5确定第一图像采集机构31为第一表面w911的目标图像采集机构。采用同样的方法，控制装置5可以确定第二表面w912的目标图像采集机构为第二图像采集机构32，第三表面w913的目标图像采集机构为第三图像采集机构33，第四表面w914的目标图像采集机构为第四图像采集机构34。

可以理解的是，当一个竖直表面的朝向与其朝向的两个图像采集机构的采集方向所呈的角度相同时，为了提高效率，可以根据预设原则将其中一个图像采集机构确定为该竖直表面的目标图像采集机构。比如，如图9中所示，对于第一表面w921，其朝向与第一图像采集机构31的采集方向和第二图像采集机构32的采集方向所呈的角度相同(均为45度)，对于第三表面w923，其朝向与第三图像采集机构33的采集方向和第四图像采集机构34的采集方向所呈的角度相同(均为45度)，在这种情况下，控制装置5可以根据预设原则确定每个可测表面的目标图像采集机构，比如，确定第一表面w921的目标图像采集机构为第二图像采集机构32，确定第三表面w923的目标图像采集机构为第三图像采集机构33。

进一步的，在本步骤中，当图像采集设备010包括第五图像采集机构35时，控制装置5确定第五图像采集机构35为快件的上表面的目标图像采集机构。

步骤s26，当每个可测表面到达该可测表面的目标图像采集机构的采集位置时，控制该可测表面的目标图像采集机构采集该可测表面的图像。

以本发明实施例的图像采集设备010为例，对于快件的每个可被相应的目标图像采集机构采集图像的表面(以下简称为可测表面)，控制装置5首先根据快件的当前位置和快件的传送速度计算快自当前时刻到该可测表面到达该表面的目标图像采集机构的采集位置时刻所需的第一时间，其中，当图像采集设备010仅包括设置于传送组件11宽度方向两侧的四个图像采集机构时，快件的可测表面包括快件的每个竖直表面，当图像采集设备010包括设置于传送组件11宽度方向两侧的四个图像采集机构和设置于传送组件11上方的图像采集机构时，快件的可测表面包括快件的每个竖直表面和快件的上表面，可测表面到达目标图像采集机构的采集位置是指该可测表面的最前端到达与目标采集机构的有效光路相交的位置；然后，控制装置5启动计时器计时，并在该计时时间到达第一时间时，也即，该可测表面到达目标图像采集机构的采集位置时，开始读取该可测表面的目标图像采集机构的相机(以下简称为目标相机)输出的线图像，并且，传送组件11每输送快件移动一个最小距离时，控制装置5读取一次目标相机输出的线图像，如此，目标图像采集机构即可在该可测表面离开目标图像采集机构的采集位置时，得到可测表面的图像，其中，可测表面离开目标图像采集机构的采集位置是指该可测表面的最后端到达与目标图像采集机构的有效光路相交的位置。进一步的，制装置5还根据快件的当前位置和快件的传送速度计算快自当前时刻到该可测表面离开该表面的目标图像采集机构的采集位置时刻所需的第二时间，并在计时器的计时到达第二时间时，停止读取可测表面的目标图像采集机构的相机输出的线图像，从而减少资源浪费，提高控制装置5的处理效率。

进一步的，在目标图像采集机构采集可测表面的图像时，当可测表面在采集过程中的被采集部位与目标相机的距离实时变化时，采集可测表面的图像的过程中，控制装置5实时调整目标相机的像距，使该过程中目标相机的像距满足：

其中，u(t)为t时刻目标相机的物距，也即，为可测表面的被采集点到目标相机的距离，被采集点到目标相机的距离是指沿目标图像采集机构的有效光线的传播路径，该采集点到目标相机的透镜之间的距离，当目标图像采集机构包括反光镜时，被采集点与目标相机的距离是指沿有效光线的传播路径，从被采集点到反光镜的第一距离与从目标相机的反光镜到目标相机的透镜的第二距离之和；v(t)为t时刻目标相机的像距，也即，为目标相机的感光元件到相机的透镜之间的距离；f为固定的焦距。

比如，如图5所示，快件的第一表面w901的目标图像采集机构为第一图像采集机构31，在第一图像采集机构31采集第一表面w901的图像的过程中，目标相机的物距逐渐减小，因此，目标图像采集机构采集第一表面w901的图像的过程中，控制装置5控制目标相机的感光元件驱动机构驱动目标相机的感光元件向远离目标相机的透镜的方向移动，且移动过程中目标相机的像距随时间变化的关系满足(公式一)，从而使目标图像采集机构采集第一表面w901的图像过程中，目标相机的焦距为固定值。通过使目标图像采集机构采集快件表面过程中目标相机的焦距为固定值，可以提高目标图像采集机构采集快件表面图像的质量。

通过本发明实施例的图像采集设备，可以确定被传送的物品的每个可测表面的目标图像采集机构，并使用每个可测表面的目标图像采集机构采集该可测表面的图像，因此，通过本实施例的图像采集设备，可以获取物品的每个可测表面的图像，当本实施例的图像采集设备用于处理快件时，工作人员在传送组件11的前端摆放快件时，只需使快件的携带有条码的表面为可测表面即可，比如，通过使快件的携带有条码的表面不朝下使该表面为可测表面，如此，可以极大提高工作人员摆放快件的灵活性，从而提高了工作人员的作业效率以及快件处理效率，有效解决了相关技术的快件处理设备所存在快件处理效率角度的问题。

图10是本发明实施例提供的图像采集设备获取物品的竖直表面的图像时的另一种工作流程示意图，该实施例可以作为图7所示实施例的优选实施方式，如图所示，本实施例的工作流程与图7所示的工作流程的区别在于，在执行步骤s24之后，执行步骤s26之前，该方法还包括步骤s251和步骤s252。

步骤s251，判断每个可测表面与该可测表面的目标相机的采集距离是否大于预设值

以本发明实施例的图像采集设备010为例，控制装置5首先计算每个可测表面与该可测表面的目标相机的采集距离。其中，可测表面与目标相机的采集距离是指该可测表面到达目标图像采集机构的采集位置时，沿目标图像采集机构的有效光线的传播路径，该可测表面的最前端到目标相机的透镜之间的距离，当目标图像采集机构包括反光镜时，可测表面到与目标相机的采集距离是指该可测表面到达目标图像采集机构的采集位置时，沿有效光线的传播路径，从可测表面的最前端到反光镜的第一距离与从反光镜到目标相机的透镜的第二距离之和。具体的，控制装置5根据快件的第一投影图像计算快件的每个竖直表面到该竖直表面的目标相机的采集距离，根据快件的第二投影图像计算快件的上表面到上表面的目标相机的采集距离。

计算得到可测表面到目标相机的采集距离后，控制装置5判断该采集距离是否大于预设值，如果判定该采集距离大于预设值，则执行步骤s252，否则，执行步骤s26。

步骤s252，减小该可测表面的目标相机的像距，以使目标图像采集机构能够采集到可测表面的清晰图像。

当判定可测表面到目标相机的采集距离大于预设值时，控制装置5控制目标相机的感光元件驱动机构驱动感光元件沿靠近透镜的方向移动第一距离，以减小该可测表面的目标相机的像距，使目标图像采集机构能够采集到可测表面的清晰图像。其中，感光元件向透镜移动第一距离后的像距满足：

其中，u为步骤s251中计算所得的可测表面到目标相机的采集距离；v为感光元件沿靠近透镜的方向移动第一距离后的像距；f为固定的焦距。

本发明实施例的图像采集设备，在快件的可测表面到该可测表面的目标相机的采集距离大于预设值时，可以减小该可测表面的目标相机的像距，以使目标图像采集机构能够采集到可测表面的清晰图像，因此，通过本发明实施例的图像采集设备，能够提高物品图像的质量。