专利名称：用于数据采集设备的自动触发的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及用于数据采集设备(DAD)的自动触发的系统和方法。特别地，DAD 包括用于确定运动的组件和用于确定与对象的接近程度的组件。
背景技术：
诸如扫描器之类的DAD可被用于接收被编码在诸如条形码之类的对象中的数据。 通常，扫描器可包括使扫描引擎能够接收所编码的数据的触发器。在第一示例中，扫描引擎可以发射可从对象上反射的光以接收数据。在第二示例中，扫描引擎可捕捉对象的图像。触发器由用户手动激活以便接收数据。触发器是高故障率的源头，比如触发器不正确地激活扫描引擎。触发器还可能导致用户肌肉疲劳，尤其当用户必须扫描大量数据时更是如此。DAD可并入到移动设备中。移动设备可包括便携式电源，便携式电源使得用户能够在各种环境中自由地使用DAD而无需固定式电源。触发器可能需要用户多次激活扫描引擎以便从对象正确地接收数据。多次激活可能耗尽便携式电源，从而缩短移动设备的寿命并且需要更频繁地再充电或者替换便携式电源。
发明内容
本发明涉及一种数据采集设备，包括运动检测器、距离检测器、处理器以及数据采集组件。运动检测器检测数据采集设备的运动数据。运动数据指示数据采集设备的运动状态。运动状态是静止和动态中的一个。距离检测器检测数据采集设备与要被采集数据的对象之间的距离数据。处理器接收运动数据以确定运动状态，并且当运动状态被确定为静止时，接收距离数据以确定对象离数据采集设备的距离。当处理器最初确定运动状态是静止且随后确定所述距离在预定范围内时，数据采集组件从对象采集数据。
图1示出根据本发明的示例性实施例的DAD。图2示出根据本发明的示例性实施例的用于确定DAD的运动状态的方法。图3示出根据本发明的示例性实施例的用于从对象接收数据的方法。
具体实施例方式可参考以下描述以及附图进一步理解本发明的示例性实施例，其中相同的元件用相同的附图标记来指示。本发明的示例性实施例描述了用于DAD (例如，基于图像或激光的扫描器，射频识别(RFID)设备，等等)的自动触发的系统和方法。根据本发明的示例性实施例，DAD可包括用于确定运动的第一组件和用于确定与可扫描对象的接近程度的第二组件。以下将更详细地讨论DAD、第一组件、第二组件以及自动触发。应注意，术语“DAD”一般可用于表示任何能够采集数据的计算设备。例如，该计算设备可以是内置有扫描引擎的便携式设备。还应注意，在本说明书中，术语“扫描器”和“扫描引擎”可互换使用来表示DAD以及DAD中的采集数据的相应组件。计算设备可进一步表示根据本发明而修改的用于诸如仓库、市场等各种环境中的常规DAD。以下描述一般将第一组件称为加速度计。本领域技术人员将会理解，加速度计可被用于确定它所附连到的对象或将它设置在内部的对象的相对运动。同样，以下描述一般将第二组件称为红外(IR)组件。本领域技术人员将会理解，顶组件可被用于确定要被采集数据的对象的相对距离。然而，应注意，加速度计和顶组件的使用仅仅是示例性的，并且本发明可利用任何能够分别确定运动以及确定距离的组件。图1示出根据本发明的示例性实施例的DAD 100。DAD 100可以是需要固定式电源的设备或者是包括便携式电源的便携式设备。DAD 100也可通信耦合至主机设备以便交换数据。DAD 100可包括处理器105、存储器110、扫描引擎115、加速度计120以及顶组件 125。处理器105可被配置成负责DAD 100的操作和功能。特别地，处理器105可接收经编码的数据并解码这些数据。处理器105可进一步确定何时自动触发DAD100。处理器105 可从加速度计120和顶组件125接收数据并做出自动触发的确定。存储器110可以是DAD 100的存储单元。例如，DAD 100可将所扫描的数据和/或经解码的数据存储在存储器110 中。存储器110还可存储从加速度计120和顶组件125接收的数据。另外，通过将从加速度计120和顶组件125接收的数据与存储器110中存储的阈值相比较并且基于该比较，处理器105可做出执行自动触发的确定。下文将更详细地讨论阈值。如果DAD 100是便携式的，那么扫描器100可进一步包括提供电源的电池(未示出)。电池可以是可再充电的。扫描引擎115可对对象执行扫描。例如，对象可以是一维条形码。根据本发明的一个示例性实施例，扫描引擎115可以是基于激光的引擎，这样激光从扫描引擎发射出并具有朝向对象的视线(line of sight)。激光的反射可由扫描引擎115接收以确定与对象的经编码的数据相对应的强度。在另一示例中，对象可以是两维条形码。根据本发明的另一示例性实施例，扫描引擎115可以是基于成像器的引擎，这样利用朝向对象的视线来捕捉对象的图像。通过图像处理技术，可确定对象的经编码的数据。在任一示例中，可利用已知技术来翻译经编码的数据以确定解码数据。应注意，可扫描其它对象，并且可使用相应类型的扫描引擎115。例如，对象可以是彩色条形码、光学字符识别(OCR)串、图像等。应再次注意，如上所述，扫描引擎115可以是任何能够采集数据的组件。加速度计120可以是DAD 100中的确定DAD 100的运动的组件。加速度计120可以是任何被配置为确定DAD 100的相对运动的常规设备。DAD 100的相对运动可涉及DAD 100何时处于运动、处于减速运动或者处于基本上稳定的状态。可使用阈值来确定不同的状态。如上所述的，这些阈值可存储在存储器110中。根据本发明的示例性实施例，使用处理器105来执行的运动确定方法可被用于确定诸个状态。以下将更详细地讨论该运动确定方法。顶组件125可以是DAD 100中的确定对象离DAD 100的距离的组件。顶组件125 可利用常规方法来确定距离。例如，IR组件125可包括发射器和接收器。顶组件125的发射器可发射顶束。如果对象在顶组件125的范围内，那么顶束可被反射回顶组件125 的接收器。随后，可诸如通过使用时间因子来确定距离。如果对象不在顶组件125的范围内，那么用来反射顶束的表面可能太远使得顶束无法被反射回顶接收器，从而指示在扫描范围内没有对象。根据本发明的示例性实施例，加速度计120可产生与DAD 100所做出的运动相关的数据。加速度计120可采集加速度值以产生运动数据。运动数据可由处理器105用于确定DAD 100的运动状态。例如，DAD 100可处于动态状态中，其中经历随机运动。在另一示例中，扫描器100可处于减速状态中，其中扫描器100的速度正被降低(即，加速度减小)。 在又一示例中，扫描器100可处于静止状态中，其中不经受加速度(即，不运动或者勻速运动)°处理器105所运行的运动确定方法可辨别上述诸个状态。例如，运动确定方法可考虑加速度值以区分减速状态和静止状态。在另一示例中，运动确定方法可考虑加速度值以在动态状态与减速状态或静止状态之间做出区分。运动确定方法可设定阈值，使得当加速度在阈值范围内时，处理器105可确定运动的状态。例如，如果加速度高于1G，那么运动确定方法可在动态状态与减速状态或静止状态之间做出区分，从而使得处理器105能够确定DAD 100处于动态状态。在另一示例中， 如果加速度是1G，那么算法可确定DAD 100处于减速状态或静止状态。在又一示例中，如果加速度的变化被确定为指示加速度值逐渐接近1G，那么算法可预期DAD 100将进入减速状态或静止状态。应注意，使用IG仅仅是示例性的。根据本发明的一个示例性实施例，运动确定方法可考虑由地心引力所产生的恒定重力分量。例如，地心引力分量可由加速度计 120测量，但在产生用于处理器105的运动数据时也可被滤去。因此，阈值可被设定为不包括地心引力常数。以下将更详细地讨论阈值。在动态状态期间，DAD 100可以随机加速度在随机方向上运动。然而，当用户决定停止DAD 100时，运动变得更有组织性。即，加速度计120所测得的加速度可指示加速度在一段持续时间内变得更接近恒定值。因此，当达到恒定值时，运动确定方法确定DAD 100已经停止或者正在以勻速进行运动。而且，在确定DAD 100的运动状态时，运动确定方法可结合不同方向上(比如沿χ 轴、y轴以及ζ轴)的加速度值。如上所述，当至少一个轴上的加速度值为动态时，运动确定方法可确定DAD 100处于动态状态。当全部三个轴上的加速度值为静止时，运动确定方法可确定DAD 100处于减速状态或者稳定状态。如上所述，运动确定方法可使用预定阈值来确定扫描器100的运动的状态。根据本发明的各个示例性实施例，运动确定方法可设定两个阈值。第一阈值(以下称为“1TV”) 可被设定为识别DAD 100何时接近动态状态的终点以及减速状态的起点。第二阈值(以下称为“2TV”)可被设定为识别DAD 100何时接近静止状态的终点以及动态状态的起点。运动确定方法还可结合额外的阈值。特别地，第三阈值(以下称为“3TV”)可涉及时间。3TV可与ITV和2TV结合使用。3TV可指示DAD 100在动态状态期间保持单个的运动状态的持续时间。例如，在动态状态期间，DAD 100可剧烈变动它的加速度并且可通过ITV 和2TV两者。然而，DAD 100可能不被用于采集数据(即，不是减速中或者保持静止的)。 3TV可防止指示DAD 100处于减速状态或静止状态且保持动态状态。在另一情况下，当DAD 100处于减速状态或静止状态时，DAD 100可能无意中经受超过2TV的加速度，从而指示扫描器100正在进入动态状态。第四阈值(以下称为“4TV”) 可用于防止这种在不必要时的状态改变。根据本发明的一个示例性实施例，2TV的绝对值可
6比ITV的高。另外，4TV的超时值可比3TV的短。通过利用1TV、2TV、3TV和4TV的这些相对值，当DAD 100的加速度变得足够高以超过2TV达到由4TV所指示的时间限制时，扫描器不太可能真正处于静止状态，从而允许运动确定方法将DAD 100的运动状态改变到动态状态。概况以上描述，DAD 100可利用1TV、2TV、3TV和4TV的组合在动态状态、减速状态以及静止之间确定运动状态。当确定从动态状态到减速状态的转变时，运动确定方法可首先确定当前状态是动态状态，再进一步确定在3TV所指示的时间段期间沿χ轴、y轴和ζ轴的加速度的变化是否小于1TV。如果这些条件适用，那么运动确定方法可指示DAD 100已从动态状态改变到减速状态或静止状态。当确定从静止状态到动态状态的转变时，运动确定方法可首先确定当前状态是静止状态，再进一步确定在4TV所指示的时间段期间沿χ轴、 y轴和ζ轴中任一轴的加速度的变化是否大于2TV。如果这些条件适用，那么运动确定方法可指示DAD100已从静止状态改变到动态状态。一旦运动确定方法确定DAD 100的运动状态，则从顶组件125产生的数据可被用于采集数据的自动触发的后续步骤中。当DAD 100处于动态状态时，IR组件125可以被停用或者保持停用。当DAD 100处于减速状态或静止状态时JR组件125可被使用。如果顶组件125确定要被采集数据的对象在DAD 100的范围内时，扫描引擎115可被激活。对象的距离被确定后，扫描引擎115可被配置成使得可成功进行数据采集。例如，如果扫描引擎 115被配置为用于一维条形码，那么扫描引擎115可确定要执行扫描的距离。在另一示例中，如果扫描引擎115被配置为用于二维条形码或图片，那么扫描引擎115可确定要执行扫描的聚焦距离。扫描的自动触发可以不易受离对象太近或太远的人为差错的影响，而这些人为差错在针对常规扫描引擎所配置的预定扫描距离情况下经常发生。图2示出根据本发明的示例性实施例的用于确定DAD100的运动状态的方法200。 方法200可以是用于确定DAD 100的运动状态的正在进行中的过程。将参考在DAD 100的处理器105上运行的运动确定方法和相关联的阈值来描述方法200。在步骤205中，确定DAD 100的当前运动状态。可利用各种方法来确定当前运动状态。例如，如果最近已经激活DAD 100，那么当前运动状态可被设定为诸如动态状态之类的默认设置。在另一示例中，因为方法200可能正在进行，所以当前运动状态可能源于方法 200的先前的执行。在步骤210中，确定DAD 100的当前运动状态是否是动态状态。如果确定当前运动状态是动态状态，那么方法200继续进行到步骤215。如果确定当前运动状态不是动态状态，那么方法200假设当前运动状态是减速状态或静止状态。方法200随后继续进行到步马聚235ο在步骤215中，确定沿χ轴、y轴和ζ轴的加速度值。如上所述，所有轴的加速度值均被确定，因为存在这些轴中的一个或两个可包括恒定加速度值而这些轴中的另一个则可包括指示DAD 100仍处于动态状态的动态加速度值的情况。在步骤220中，确定沿各个轴的所有加速度值是否小于1TV。如上所述，为了使一个加速度值满足小于ITV而不是满足一符合更小要求的异常值，加速度值需要小于ITV达到由3TV所指示的一段持续时间。如果沿着各轴的加速度值中的至少一个大于1TV，那么方法200继续进行到步骤225，其中维持DAD 100的当前运动状态。如果沿着各轴的所有加速度值都小于1TV，那么方法200继续进行到步骤230。在步骤230中，扫描器100的运动状态从动态状态改变到减速状态或静止状态。当DAD 100的当前运动状态是减速状态或静止状态时返回到步骤235，针对所有轴确定加速度值。如上所述，确定所有轴上的每一个加速度值。在步骤240中，确定是否有加速度值大于2TV。再一次，如上所述，为了使一个加速度值满足大于2TV而不是满足一符合更大要求的异常值，加速度值需要大于2TV达到由4TV所指示的一段持续时间。如果沿着各轴的所有加速度值均小于2TV，那么方法200继续进行到步骤M5，其中维持扫描器100 的当前运动状态。如果沿着各轴的加速度值中有任何一个大于2TV，那么方法200继续进行到步骤250。在步骤250中，DAD100的运动状态从静止状态改变到动态状态。图3示出根据本发明的示例性实施例的用于从对象采集数据的方法300。方法300 可用于自动触发以采集数据，其中进行初步配置使得可成功进行采集。将参考图1的DAD 100和图2的方法200来描述方法300。在步骤305中，确定DAD 100的当前运动状态。如以上关于方法200所讨论的，可通过利用不断地监控DAD 100的状态的重复过程来确定DAD 200的当前运动状态。本领域技术人员将理解，可使用相对较少的能量来激活加速度计120以产生运动数据。因此，可对 DAD 100的当前运动状态进行连续测量而不会导致不适当地消耗便携式电源。在步骤310中，确定DAD 100的当前运动状态是否是静止状态。如果该确定指示 DAD 100处于动态状态，那么方法300返回到步骤305以再次确定扫描器的运动状态。处于动态状态时，处理器105可假设将不执行数据采集，因为DAD 100的运动将不会使得扫描引擎能够正确地采集数据。而且，这种假设可防止能量的不必要消耗，因为不需要执行后续步马聚ο在步骤315中，确定与要被采集数据的对象之间的距离。如上所述JR组件125可从顶发射器组件发射顶束，所述顶束从对象上反射回顶接收组件。如果对象在预定范围内，则可记录对距离的测量。如果对象不在预定范围内，则可记录诸如零(对象太近)或无限大(对象太远)之类的默认距离。在步骤320中，确定对象是否在预定范围内。如果要被采集数据的对象不在预定范围内，那么方法300返回到步骤305。处理器105可假设将不会执行数据采集，因为对象不在扫描引擎115的预定范围内。S卩，DAD 100可处于静止状态，诸如被套入或被置于不运动的支架中。然而，DAD 100不在扫描对象的位置上。应注意JR组件120可被置于无源或停用状态，直到来自步骤310的确定指示DAD 100处于静止状态为止。即，顶组件120可能需要额外能量来执行测量，而当扫描器100处于动态状态时这些额外的能量可能是不必要的。如果来自步骤320的确定指示对象在预定范围内，那么方法300继续进行到步骤 325。在步骤325中，激活扫描引擎115。扫描引擎115可保持无源或停用状态。通过将扫描引擎115置于这种状态，可以节省能量，因为扫描引擎115可能消耗相对多的能量。一旦在步骤325中激活扫描引擎，则方法300继续进行到执行扫描的步骤330。本发明的各示例性实施例实现了 DAD的自动触发，其中包括在给定在此所用的组件的情况下精确地采集预期对象的数据以及节省尽可能多的能量。当DAD最初确定运动状态是静止时可执行DAD的自动触发，这可指示用户已将扫描器如此配置以进行数据采集。为进一步确保用户已配置DAD来进行数据采集，DAD可进一步确定要被采集数据的对象的距离。当运动状态和距离测量指示DAD被正确地部署以执行数据采集时，可进行DAD的自动触发。而且，因为确定了对距离的测量，所以可进行精确的数据采集。通过在实际的数据采集前确定距离，扫描引擎可被配置成使得仅需尝试最小次数来从对象正确地采集数据。 另外，上述方法实现了全程能量节约，尤其是在DAD是移动的且使用便携式电源的情况下。 本领域技术人员将理解，加速度计需要相对较少的能量。本领域技术人员还将理解，顶组件所需的能量比扫描引擎少。因此，通过最初确定运动状态然后通过距离测量并且不激活扫描引擎直至做出这些确定，所使用的能量最少。本领域技术人员将理解，上述示例性实施例可按许多方式来实施，包括作为分离的软件模块、作为硬件和软件的组合等等。例如，算法可以是包括代码行的程序，其中当这些代码行被编译后可在处理器105上执行。对本领域技术人员而言，显然可对本发明做出各种修改而不背离本发明的范围或精神。因此，本发明旨在覆盖本发明的修改和变化，只要这些修改和变化在所附权利要求及其等同方案的范围之内即可。
权利要求
1.一种数据采集设备，包括运动检测器，所述运动检测器检测所述数据采集设备的运动数据，所述运动数据指示所述数据采集设备的运动状态，所述运动状态是静止和动态中的一个；距离检测器，所述距离检测器检测所述数据采集设备与要被采集数据的对象之间的距离数据；处理器，所述处理器接收所述运动数据以确定所述运动状态，并且当所述运动状态被确定为静止时接收所述距离数据以确定所述对象离所述数据采集设备的距离；以及数据采集组件，当所述处理器最初确定所述运动状态是静止且随后确定所述距离在预定范围内时，所述数据采集组件从所述对象采集数据。
2.如权利要求1所述的数据采集设备，其特征在于，所述运动检测器是加速度计。
3.如权利要求2所述的数据采集设备，其特征在于，所述加速度计产生所述数据采集设备在三维空间的运动数据。
4.如权利要求3所述的数据采集设备，其特征在于，基本上恒定的运动数据确定所述数据采集设备是否是静止的。
5.如权利要求3所述的数据采集设备，其特征在于，如果所述运动数据中的至少一个大于第一阈值，则所述运动状态从静止改变到动态。
6.如权利要求3所述的数据采集设备，其特征在于，如果全部的运动数据均小于第二阈值，则所述运动状态从动态改变到静止。
7.如权利要求1所述的数据采集设备，其特征在于，所述距离检测器是包括发射器和接收器的红外(IR)组件。
8.如权利要求1所述的数据采集设备，其特征在于，所述预定范围设定所述数据采集设备能够从所述对象采集数据的最小和最大范围。
9.如权利要求1所述的数据采集设备，其特征在于，对数据的采集是根据距离而自动执行的。
10.如权利要求1所述的数据采集设备，其特征在于，如果所述运动状态是动态的，则只确定所述运动状态。
11.一种方法，包括确定数据采集设备的运动状态，所述运动状态是静止和动态中的一个；如果所述运动状态是静止的，则确定从扫描器到要被采集数据的对象的距离；以及如果所述距离在预定范围内，则从所述对象采集数据。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，由加速度计来确定所述运动状态。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括由所述加速度计产生所述数据采集设备在三维空间中的运动数据。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括如果所述运动数据中的至少一个大于第一阈值，则将所述运动状态从静止改变到动态。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括如果全部的运动数据小于第二阈值，则将所述运动状态从动态改变到静止。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述距离是由包括发射器和接收器的(IR)组件确定的。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述预定范围设定所述数据采集设备能够从所述对象采集数据的最小和最大范围。
18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，对数据的采集是根据距离而自动执行的。
19.如权利要求11所述的方法，其特征在于，如果所述运动状态是动态的，则只确定所述运动状态。
20.一种数据采集设备，包括运动检测装置，用于检测所述数据采集设备的运动数据，所述运动数据指示所述数据采集设备的运动状态，所述运动状态是静止和动态中的一个；距离检测装置，用于检测所述数据采集设备与要被采集数据的对象之间的距离数据； 处理装置，用于处理所述运动数据以确定所述运动状态，并且当所述运动状态被确定为静止时用于处理所述距离数据以确定所述对象离所述数据采集设备的距离；以及数据采集装置，用于当所述处理装置最初确定所述运动状态是静止的且随后确定所述距离在预定范围内时从所述对象采集数据。
全文摘要
一种用于对其自动触发的数据采集设备，包括运动检测器、距离检测器、处理器以及数据采集组件。运动检测器检测数据采集设备的运动数据。运动数据指示数据采集设备的运动状态。运动状态是静止和动态中的一个。距离检测器检测数据采集设备与要被采集数据的对象之间的距离数据。处理器接收运动数据以确定运动状态，并且当运动状态被确定为静止时，接收距离数据以确定对象离数据采集设备的距离。当处理器最初确定运动状态是静止且随后确定所述距离在预定范围内时，数据采集组件从对象采集数据。
文档编号G06K7/10GK102414695SQ201080019468
公开日2012年4月11日 申请日期2010年4月27日 优先权日2009年4月28日
发明者D·司洛莫弗, G·诺, J·P·怀特, J·盖贝 申请人:讯宝科技公司