基于阵列式摄像头的读码墙的制作方法

本实用新型涉及扫描设备领域，尤其涉及一种基于阵列式摄像头的读码墙装置。

背景技术：

对于现有的读码器，采用的基本都是近距离读码的方案。当前由于手机支付大量使用，对于一些要求远距离读码的场景，现有的设备已经不能满足要求，比如在高速公路收费站或停车场的收费站的应用场景中，司机需要将手机很近的对准读码设备才能读到码，很不方便使用。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决现有的技术问题，采用读码墙的方案，让支付者手机码对着读码墙的方向，手机码就可以轻易的被读取到，以能轻易的完成支付。

为了解决现有技术存在的缺陷和不足的问题，本实用新型具体采用以下技术方案：

一种基于阵列式摄像头的读码墙，其特征在于，包括：设置在读码墙上的两个以上呈阵列排布的摄像头，每一所述摄像头分别连接至读取装置；每一所述摄像头的景深和视场范围相同。

优选地，所有所述摄像头分布在一个曲面上。

优选地，所有所述摄像头分布在一个平面上。

优选地，所有所述摄像头的视场范围在景深近点的投影面所构成的图形的内部没有空隙。

优选地，所有所述摄像头的光轴与读码墙垂直。

优选地，所述摄像头的景深为300mm~1200mm。

优选地，所述读码墙的正面设置有识别区域；所述识别区域的前边界为所有摄像头的景深近点所构成的面，后边界为所有摄像头的景深远点所构成的面；所述识别区域的左边界和右边界、以及上边界和下边界由位于阵列边缘的摄像头的视场范围确定。

优选地，所述读码墙上设置有连接光敏传感器的补光光源。

本实用新型及其优选方案提供了一种基于阵列式摄像头的远距离读码方案，其通过摄像头的景深实现较远距离且较大范围的二维码图片的清晰采集，通过阵列式的摄像头布局实现了视场范围的充分覆盖，做到只要有一个视场范围较小的摄像头采集到完整的二维码图片即可实现读码功能。其尤其适合高速公路收费站或停车场的收费站等出示支付码方不方便移动以配合读码器的场合，能够通过较为简单的装置，实现优越的远程读码效果，大大拓展了移动支付体系的便捷性和应用范围。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：

图1为本实用新型实施例1外部构造正面示意图；

图2为本实用新型实施例1摄像头视场范围侧视示意图；

图3为本实用新型实施例1采用的摄像头与现有常规设计的视场范围对比示意图1；

图4为本实用新型实施例1采用的摄像头与现有常规设计的视场范围对比示意图2；

图5为景深的光学含义示意图；

图6本实用新型实施例1内部构造立体示意图；

图7本实用新型实施例1整体方案立体示意图；

图8本实用新型实施例1整体方案的3D贴图示意图；

图9本实用新型实施例1整体方案正面示意图；

图10本实用新型实施例2整体方案立体示意图；

图中：1-读码墙；2-摄像头；11-视场范围（现有技术方案）；12-孔洞；21-视场范围；22-景深近点所涵盖面；23-景深远点所涵盖面；3-读取装置。

具体实施方式

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举2个实施例，并配合附图，作详细说明如下：

如图1-图9所示，在本实用新型的第1个实施例中，其装置包括：读码墙1，以及设置在读码墙1上的读码识别装置。

如图1所示，其中读码墙1的一个可选方案为带有阵列排布的孔洞12的平板，其可以采用包括但不限于木材、不锈钢、铝合金、塑料板等稳定而坚固的各种材料制作而成，其设置目的仅在于为读码识别装置中的摄像头2提供安装的外部框架，孔洞12用于安装和设置摄像头2，同时可以兼具一些醒目的特征，以方便使用者能够在需要读码的场景中快速找到读码墙1所在的位置，故其颜色最好设置为醒目的单色且与周围环境色有足够对比度，且可在其正面设置有照明装置（如LED灯带等）或设置连接光敏传感器的补光光源，方便在夜间环境的识别。

需要说明的是，在本实施例中，读码墙1并非必然要使用平板结构，其只需满足安装在其上的各摄像头2能够呈一平面，且不遮挡摄像头2的视场范围21即可。

对于读码识别装置，其于现有技术的常规读码识别装置存在两大重要区别：

1、如图2、图3、图4、图7所示，本实施例采用的摄像头2的视场范围21较常规读码摄像头2的视场范围11为小，景深近点、景深远点和景深则远大于常规读码摄像头2，如常规的读码设备，其景深一般为50mm-250mm，而本实施例方案在采用300mm-1200mm的摄像头2的情况下都能够确保良好的这样的设置一方面保证了较远距离读码的清晰度，另一方面，保证了在较远距离的情况下，待识别码在视场中的比例不至于过小，保证以足够的像素分辨率能够进行识别。

2、如图6、图7、图9所示，本实施例采用的采用了多个呈阵列排布的摄像头2，每一摄像头2分别连接至读取装置3，每一摄像头2的景深和视场范围21相同的设置，所有摄像头2的光轴相互平行且与读码墙1的夹角相同；保证了在单个摄像头2视场范围21较小的情况下，通过摄像头阵列的方式，组合出一个足够大的整体视场范围，在此设计下，只要有一个摄像头2读取到了完整的待识别码，就能够完成整个读码的识别任务。该设计的优势还在于，该种阵列摄像头2的设计方案在对读取装置3的要求方面与现有的常规设计基本无差异，因本实施例方案虽然采用阵列摄像头2的设计，然而并不涉及对获取的图像进行合并或者拼接等处理，因此，可以直接采用对每一摄像头2采集的图像进行串行的时分队列的处理，在一个周期内分别识别并提取每一摄像头2上传的图像，这样的识别和处理工作相比于常规的读码器的读取装置3无本质区别，也无需增设额外的算法模块。

通过以上基本的设置，本实用新型方案已基本能够完成远距离读码的设计要求，然而，为了充分保证该装置的最终实现效果，还有一重要的需要考量的因素，即摄像头2的密度和总数。

如图2所示，当摄像头2的密度较低时，可能会出现所有摄像头2的视场范围都不足以完全覆盖待识别区域的情况从而无法有效识别；然而虽然理论上摄像头2密度越大，摄像头阵列的视场范围覆盖区域的“盲区”就越小，然而该密度显然不能无上限地增加，无论从成本，还是对于读取装置3的负担而言都是无法接受的。本实施例采用以下标准来合理控制摄像头2的密度，要求其满足：

所有摄像头2的视场范围在景深近点的投影面所构成的图形的内部没有空隙。

摄像头2的总数则决定了摄像头阵列的总视场范围的左边界和右边界、以及上边界和下边界所构成区域的体积，数量越多，则能够覆盖的范围越大。

通过这样的设置方式，至少保证在景深区间内（景深的定义可参见图5），摄像头阵列的视场范围能够做到全面地覆盖，以保证在能够清晰成像的区域没有读码识别的盲点。由此可以划定本实施例读码装置能够有效产生读码效果的识别区域：

识别区域设置在读码墙1正对的方向；识别区域的前边界为摄像头2的景深近点所涵盖面22，后边界为摄像头2的景深远点所涵盖面23。

识别区域的左边界和右边界、以及上边界和下边界由位于阵列边缘的摄像头2的视场范围21确定。

通过图7和其经过3D贴图处理的图8可以更好地理解这一点，识别区域的前边界和后边界可以分别确定为景深近点所涵盖面22和景深远点所涵盖面23；其左边界和右边界当然也无法超出视场范围的极限，其中景深近点所涵盖面22和景深远点所涵盖面23在说明书附图中为了方便理解仅近似地以一个平面描述，其实际上并非一个平面。

如图1、图2、图6-图9所示，作为本实施例的一个优选方案，其采用的摄像头2有9个，呈3*3的矩阵排布；所有摄像头2的光轴与读码墙1垂直；摄像头2的景深为300mm-1200mm，识别区域即在如图7所示的景深近点所涵盖面22和景深远点所涵盖面23以及上下和两侧阵列视场范围边界所围成的类似梯形体形状的区域之内，在此范围内只要将待识别码正对读码墙1，即可完成读码。在具体的应用场景中，如高速公路收费站或停车场的收费站的应用场景中，只要车辆的驾驶室位于识别区域内，驾驶员即可以在无需移动的情况下轻易完成读码缴费的操作。

对于本实施例装置的设置方法方面，既可以如以上对于装置的说明所述，先完成读码墙1及其对应的读码识别装置的设置之后，再根据摄像头阵列的景深和视场范围乃至读码墙1的朝向划定合适的识别区域，该种设置方法的好处在于可以标准化地批量生产制造，成本低廉。

以下还提供了另一种设置方式，该种设置方式相对于前一种设置方式，对于单个具体应用场景而言使用效果更好，能够满足定制化的需求，缺点在于成本较高，其设置思路具体在于包括以下步骤：

步骤S1：根据扫码识别的应用场景划定识别区域；

步骤S2：根据识别区域的前边界和后边界之间的宽度确定需要的景深，并根据景深参数选配摄像头2；

步骤S3：根据扫码识别的应用场景的可用区域范围，在识别区域的正面设置读码墙1；

步骤S4：根据所有摄像头2的视场范围在景深近点的投影面所构成的图形的内部没有空隙，以及位于阵列边缘的摄像头2的视场范围21大于识别区域的左边界和右边界、上边界和下边界的要求确定读码墙1上设置的阵列排布的多个摄像头2的边界、数量及密度。

该设置方法的实际要旨在于，先合理划定识别区域，再根据识别区域的具体范围反过来确定读码墙1及其对应的读码识别装置的具体设置方式。

为了保证识别区域的合理确定，可以在步骤S1中，通过对扫码识别的应用场景中二维码的出现位置进行大数据采样，根据概率分布范围或根据剔除异常样本后的全部样本的范围划定识别区域。这样的设置可以更加贴近实际应用场景，彻底解决远距离读码的可行性及易用性的问题。

如图10所示，在本实用新型的第2个实施例中，其与第1个实施例的区别在于：所有摄像头分布在一个曲面上，在该种设置方式下，能够更有利于实现各个摄像头的景深的匹配，有利于放大有效读码区域，从而实现更好的效果。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的基于阵列式摄像头的读码墙，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。