一种条形码读取装置及其使用方法与流程

本发明实施例涉及农产品信息化技术领域，特别涉及一种条形码读取装置及其使用方法。

背景技术：

随着农产品信息化技术和条形码识别技术的快速发展，越来越多的人们将条形码识别技术应用于农业种植、生产的领域，极大的提高了农业的种植和生产效率。

目前，条形码识别技术主要有条形码扫描枪和图像采集识别两种。而针对移动过程中的条形码，主要采用条形码扫描枪的方式，利用条形码扫描枪自身的高频率扫描功能，在一定的速率下可以实现条形码的正常扫描，利用条形码扫描头，针对形状规则且条形码粘贴位置相对固定的物体，可以较好的实现移动中物体的条形码扫描识别。也有采用普通工业相机拍摄到的流水线上运动模糊条形码图像，构造复原函数对模糊图像进行复原，再对复原后的图像进行条形码图像识别操作，实现条形码扫描的方法，但是上述的方法对于工作环境较好、并且固定或者运行速度较慢的物体的扫描效果尚可，但是对于工作环境中出现的一些大量复杂、污染的背景，条形码图像本身一般也由于不均衡光照、操作者的操作不当或者条形码本身的褶皱等情况出现图像污染或扭曲现象，尤其是产品生产线、物流过程等环节的产品通常都处于运动过程中，导致摄像头对运动中的图像采集存在模糊和定位不准的问题，极大的影响了条形码扫描的效果。

因此，如何解决复杂工作环境中导致的图像识别模糊问题，提高条形码读取的准确性成为亟须解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种条形码读取装置及其使用方法。

一方面，本发明实施例提供一种条形码读取装置，包括：

垂直设置的支架，以及设置在所述支架上的条形码读取控制器；

在所述支架上还设置有第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂和所述第二机械臂分别水平设置在所述支架两侧，且可在所述条形码读取控制器的控制下水平伸缩；在所述第一机械臂上设置有第一图像采集装置，在所述第二机械臂上设置有第二图像采集装置，所述条形码读取控制器通过控制所述第一机械臂和所述第二机械臂在水平方向上的伸缩距离，调节所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置之间的间距S；

所述条形码读取控制器还用于分别控制所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置采集待识别的、贴有条形码的物体的图像，并对采集到的图像进行图像合成以及图像识别，以获得所述条形码，并读取所述条形码。

另一方面，本发明实施例提供一种条形码读取装置的使用方法，包括：

根据运载贴有条形码物体的传送带的传输速度V、所述第二补偿光源和所述第二图像采集装置的启动时间之和t0，以及所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置之间的间距S，计算等待时间t；

当所述物体进入到所述第一图像采集装置拍摄视角时，开启所述等待时间t的计时，并控制所述第一图像采集装置采集多张所述物体的第一图像；

将所述第一图像与所述条形码的标准图像固有特征值逐一对比，选择与所述固有特征值匹配的特征数最多的所述第一图像作为第一目标图像，其中，所述条形码的标准图像固有特征值预先存储于所述条形码读取控制器中；

当等待时间t到达时，控制所述第二图像采集装置采集多张所述物体的第二图像；

将所述第二图像与所述条形码的标准图像固有特征值逐一对比，选择与所述固有特征值匹配的特征数最多的所述第二图像作为第二目标图像；

对获取到的所述第一目标图像和所述第二目标图像，进行图像合成以及图像识别，获得所述条形码，并读取所述条形码。

本发明实施例提供的条形码读取装置及其使用方法，提高了条形码读取的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例条形码读取装置的结构示意图；

图2为本发明实施例条形码读取装置使用方法的流程示意图。

附图标记说明：

1—条形码读取控制器； 2—第一图像采集装置；

3—第二图像采集装置； 4—第一机械臂；

5—第二机械臂； 6—支架；

7—底板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例条形码读取装置的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的一种条形码读取装置，包括：

垂直设置的支架6，以及设置在所述支架6上的条形码读取控制器1，所述支架6连接于底板7上，以使得所述支架6固定牢靠。

在所述支架6上还设置有第一机械臂4和第二机械臂5，所述第一机械臂4和所述第二机械臂5分别水平设置在所述支架6两侧，且可在所述条形码读取控制器1的控制下水平伸缩，所述第一机械臂4和所述第二机械臂5可以通过卡口方式实现伸缩，并设定多个长度调节单位，以便更加准确的实现位置定位。所述支架6的垂直方向上还可以设置有多个与所述第一机械臂4和所述第二机械臂5相应尺寸的卡槽，使得所述第一机械臂4和所述第二机械臂5能够实现垂直高度方向上的位置调整。

在所述第一机械臂上4设置有第一图像采集装置2，在所述第二机械臂5上设置有第二图像采集装置3，所述条形码读取控制器1通过控制所述第一机械臂4和所述第二机械臂5在水平方向上的伸缩距离，调节所述第一图像采集装置2和所述第二图像采集装置3之间的间距S，第一图像采集装置2和所述第二图像采集装置3可以选用罗技C930e摄像头。

所述条形码读取控制器1还用于分别控制所述第一图像采集装置2和所述第二图像采集装置3采集待识别的、贴有条形码的物体的图像，并对采集到的图像进行图像合成以及图像识别，以获得所述条形码，并读取所述条形码。

本发明实施例提供的条形码读取装置，通过采集待识别的、贴有条形码的物体的图像，并对采集到的图像进行图像合成以及图像识别，以获得条形码，提高了条形码读取的准确性。

在上述实施例的基础上，所述装置还包括第一补偿光源和第二补偿光源：

所述第一补偿光源和所述第二补偿光源分别与所述第一图像采集装置2和所述第二图像采集装置3对应设置，并与所述条形码读取控制器1通讯连接，用于在所述条形码读取控制器1的控制下分别为所述第一图像采集装置2和所述第二图像采集装置3进行补光，所述第一补偿光源和所述第二补偿光源可以选用12V的白光补光灯。

本发明实施例提供的条形码读取装置，通过第一补偿光源和第二补偿光源，优化了第一图像采集装置2和第二图像采集装置3的拍摄效果，使得采集的图像更加清晰。

在上述实施例的基础上，所述装置还包括显示屏：

所述显示屏与所述条形码读取控制器设置于一体，与所述条形码读取控制器通讯连接，用于显示所述条形码的读取结果。

本发明实施例提供的条形码读取装置，通过设置显示屏，使得人们更加清晰方便的看到条形码的读取结果。

在上述实施例的基础上，所述显示屏为触控显示屏，用于输入设定的所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置之间的间距S，还可以输入运载贴有条形码物体的传送带的传输速度V，需要说明的是：传输速度V一般设置为固定数值，所述间距S根据实际的情况自主进行设置。

本发明实施例提供的条形码读取装置，通过设置触控显示屏，使得人们更加方便的输入间距S和传输速度V等参数。

图2为本发明实施例条形码读取装置使用方法的流程示意图，如图2所示，本发明实施例提供了一种条形码读取装置使用方法，包括以下步骤：

S1：根据运载贴有条形码物体的传送带的传输速度V、所述第二补偿光源和所述第二图像采集装置的启动时间之和t0，以及所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置之间的间距S，计算等待时间t。

具体的，条形码读取控制器根据运载贴有条形码物体的传送带的传输速度V、所述第二补偿光源和所述第二图像采集装置的启动时间之和t0，以及所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置之间的间距S，计算等待时间t。需要说明的是：所述第二补偿光源和所述第二图像采集装置的启动时间之和t0是第二补偿光源和所述第二图像采集装置启动动作产生到完成拍照动作的时间间隔，只要第二补偿光源和所述第二图像采集装置不更换，可以认为是t0是固定值，在正常工作情况下，传输速度V也是固定值，所述间距S则可以灵活的根据实际情况由条形码读取控制器自主设置，等待时间t的计算公式为：t＝S/V-t0，其中，S/V>t0，可以通过公式看出，条形码读取控制器可以通过改变间距S的数值来实现等待时间t的调整，从而实现了对所述第二补偿光源和所述第二图像采集装置的采集图像的控制。

S2：当所述物体进入到所述第一图像采集装置拍摄视角时，开启所述等待时间t的计时，并控制所述第一图像采集装置采集多张所述物体的第一图像。

具体的，当所述物体进入到所述第一图像采集装置拍摄视角时，开启所述等待时间t的计时，并由条形码读取控制器控制所述第一图像采集装置采集多张所述物体的第一图像。例如：传送带的传输方向为从第一图像采集装置到第二图像采集装置的方向，当传送带上的物体刚刚进入第一图像采集装置拍摄视角时，开启所述等待时间t的计时，第一图像采集装置在条形码读取控制器的控制下采集多张所述物体的第一图像，根据公式T1＝W1/V，计算出所述物体在所述拍摄视角范围内的运行时间T1，其中，W1为所述拍摄视角范围的宽度、V为所述传输速度，W1由选用的第一图像采集装置的型号来确定；再计算T1/t1的计算结果，获取截尾取整值N1，其中，t1为所述第一图像采集装置连续拍摄动作之间的时间间隔、也是由选用的第一图像采集装置的型号来确定，N1为所述第一图像采集装置采集的第一图像的张数，需要说明的是：N1的取值是截尾取整值，例如：当T1/t1的计算结果为3.2或3.9时，N1为舍弃小数点后的数值0.2或0.9以后，得到的取整数值3，即条形码读取控制器控制所述第一图像采集装置采集了N1＝3张所述物体的第一图像。

S3：将所述第一图像与所述条形码的标准图像固有特征值逐一对比，选择与所述固有特征值匹配的特征数最多的所述第一图像作为第一目标图像，其中，所述条形码的标准图像固有特征值预先存储于所述条形码读取控制器中。

具体的，条形码读取控制器控制将所述第一图像与所述条形码的标准图像固有特征值逐一对比，选择与所述固有特征值匹配的特征数最多的所述第一图像作为第一目标图像，其中，所述条形码的标准图像固有特征值预先存储于所述条形码读取控制器中。

S4：当等待时间t到达时，控制所述第二图像采集装置采集多张所述物体的第二图像。

具体的，当等待时间t到达时，条形码读取控制器控制所述第二图像采集装置采集多张所述物体的第二图像。可参照上述第一图像采集装置的采集过程描述，此处不再赘述。

S5：将所述第二图像与所述条形码的标准图像固有特征值逐一对比，选择与所述固有特征值匹配的特征数最多的所述第二图像作为第二目标图像。

具体的，条形码读取控制器将所述第二图像与所述条形码的标准图像固有特征值逐一对比，选择与所述固有特征值匹配的特征数最多的所述第二图像作为第二目标图像。可参照上述第一图像采集装置的处理过程描述，此处不再赘述。

S6：对获取到的所述第一目标图像和所述第二目标图像，进行图像合成以及图像识别，获得所述条形码，并读取所述条形码。

具体的，条形码读取控制器对获取到的所述第一目标图像和所述第二目标图像，进行图像合成以及图像识别，获得所述条形码，并读取所述条形码。实现的过程可以是：

1.1特征提取：采用SIFT算法来提取特征点，首先检测极值点，初步确定关键点，再拟合一个函数精确确定关键点，确定每个关键点的指定方向参数，生成特征向量；同时，对于条码图像，条码本身具有特定区块，包括位置探测图形、分隔符、定位图形等，这些区域符号对条码整体内容起到了指引作用，在不同条码中都具有同样的位置和图形特点，因此将条码特定区块作为一类特征向量存储。

1.2特征匹配：基于生成的SIFT特征向量和条码特定区域特征向量，对两幅图像进行特征匹配，将其中一幅图像作为参照图像，一幅作为目标图像。在目标图像中采用K_D Tree最近邻搜索算法搜取到该匹配点最近和次近的两个关键点，然后计算最近距离与次最近距离的比值，如果比值小于给定的阈值，就认为这两点为一对匹配点。

1.3条码图像重建：新条码图像中任一点P(X,Y),它在两幅图像中的匹配点为p1(u1,v1),p2(u2,v2),λ1和λ2分别为两个图像采集模块成像比例系数，M1和M2分别为两个图像采集模块的射影矩阵，由此可得到下列算式，并计算出P的坐标。

1.4对重建后的新条码图像，按照常规的条码图像识别算法进行识别，得到条码包含的信息。

本发明实施例提供的条形码读取装置使用方法，通过采集待识别的、贴有条形码的物体的图像，并对采集到的图像进行图像合成以及图像识别，以获得条形码，提高了条形码读取的准确性。

在上述实施例的基础上，所述等待时间t的计算公式为：t＝S/V-t0，其中，S/V>t0。

具体的，所述等待时间t的计算公式为：t＝S/V-t0，其中，S/V>t0。具体说明可参照上述实施例，此处不再赘述。

本发明实施例提供的条形码读取装置使用方法，通过设定所述间距S，调整等待时间t，有效的控制了第二图像采集装置的采集时间。

在上述实施例的基础上，还根据所述第一图像采集装置的拍摄视角范围的宽度W1和所述传输速度V，相应的，所述并控制所述第一图像采集装置采集多张所述物体的第一图像，包括：

根据公式T1＝W1/V，计算所述物体在所述拍摄视角范围内的运行时间T1，其中，W1为所述拍摄视角范围的宽度、V为所述传输速度。

具体的，条形码读取控制器根据公式T1＝W1/V，计算所述物体在所述拍摄视角范围内的运行时间T1，其中，W1为所述拍摄视角范围的宽度、V为所述传输速度。具体说明可参照上述实施例，此处不再赘述。

根据T1/t1的计算结果，获取截尾取整值N1，其中，t1为所述第一图像采集装置连续拍摄动作之间的时间间隔、N1为所述第一图像采集装置采集的第一图像的张数。

具体的，条形码读取控制器根据T1/t1的计算结果，获取截尾取整值N1，其中，t1为所述第一图像采集装置连续拍摄动作之间的时间间隔、N1为所述第一图像采集装置采集的第一图像的张数。具体说明可参照上述实施例，此处不再赘述。

根据所述第一图像的张数N1，控制所述第一图像采集装置采集N1张所述物体的第一图像。

具体的，条形码读取控制器根据所述第一图像的张数N1，控制所述第一图像采集装置采集N1张所述物体的第一图像。具体说明可参照上述实施例，此处不再赘述。

本发明实施例提供的条形码读取装置使用方法，有效的控制了第一图像采集装置采集所述物体的第一图像的张数。

在上述实施例的基础上，还根据所述第二图像采集装置的拍摄视角范围的宽度W2和所述传输速度V，相应的，所述并控制所述第二图像采集装置采集多张所述物体的第二图像，包括：

根据公式T2＝W2/V，计算所述物体在所述拍摄视角范围内的运行时间T2，其中，W2为所述拍摄视角范围的宽度、V为所述传输速度。

具体的，条形码读取控制器根据公式T2＝W2/V，计算所述物体在所述拍摄视角范围内的运行时间T2，其中，W2为所述拍摄视角范围的宽度、V为所述传输速度。具体说明可参照上述实施例，此处不再赘述。

根据T2/t2的计算结果，获取截尾取整值N2，其中，t2为所述第二图像采集装置连续拍摄动作之间的时间间隔、N2为所述第二图像采集装置采集的第二图像的张数。

具体的，条形码读取控制器根据T2/t2的计算结果，获取截尾取整值N2，其中，t2为所述第二图像采集装置连续拍摄动作之间的时间间隔、N2为所述第二图像采集装置采集的第二图像的张数。具体说明可参照上述实施例，此处不再赘述。

根据所述第二图像的张数N2，控制所述第二图像采集装置采集N2张所述物体的第二图像。

具体的，条形码读取控制器根据所述第二图像的张数N2，控制所述第二图像采集装置采集N2张所述物体的第二图像。具体说明可参照上述实施例，此处不再赘述。

本发明实施例提供的条形码读取装置使用方法，有效的控制了第二图像采集装置采集所述物体的第二图像的张数。

在上述实施例的基础上，当所述物体进入到所述第一图像采集装置拍摄视角时，所述方法还包括：控制所述第一补偿光源开启，对所述第一图像采集装置进行补光。

具体的，当所述物体进入到所述第一图像采集装置拍摄视角时，所述方法还包括：条形码读取控制器控制所述第一补偿光源开启，对所述第一图像采集装置进行补光。第一补偿光源可就近设置于第一图像采集装置附近，以保证最佳的拍摄效果。

当等待时间t到达时，所述方法还包括：控制所述第二补偿光源开启，对所述第二图像采集装置进行补光。

具体的，当等待时间t到达时，所述方法还包括：条形码读取控制器控制所述第二补偿光源开启，对所述第二图像采集装置进行补光。第二补偿光源可就近设置于第二图像采集装置附近，以保证最佳的拍摄效果。

本发明实施例提供的条形码读取装置使用方法，合理的控制第一补偿光源和第二补偿光源的开启时间，保证了第一图像采集装置和第二图像采集装置的拍摄效果。

在上述实施例的基础上，所述方法还包括：

通过所述显示屏显示所述条形码的识别结果。

具体的，条形码读取控制器将条形码的识别结果通过所述显示屏进行显示。

本发明实施例提供的条形码读取装置使用方法，通过设置显示屏，使得人们更加清晰方便的看到条形码的读取结果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。