用于基于目标距离的符号或帧速率改变的设备和方法与流程

所公开的实现方式总体涉及光学数据读取装置(例如，扫描装置)，并且更具体地，涉及用于对符号进行读取和解码的系统、装置和方法。

背景技术：

1、光学数据读取系统和装置(例如，扫描装置)能够通过捕获包括在部件上的符号(例如，条形码、标签或部件标记)的二维图像并且分析该图像以提取包含在符号中的信息来实现部件的识别和跟踪。

技术实现思路

1、光学数据读取系统中的挑战之一是获得可以解码的高质量图像。例如，汽车工业中使用的符号倾向于在不同尺寸和表面(例如，光滑、粗糙、反光、发亮、暗淡或起皱的表面)的部件上直接进行铣削、冲压或蚀刻。在某些情况下，相邻部件可能产生阴影效应使得难以扫描和读取符号。由于尺寸和表面的范围很广，光学数据读取系统的摄像头设置(例如，照明类型、曝光和/或增益设置)倾向于针对要成像的部件。

2、光学读取系统中的另一个挑战是读取周期的激活。通常，系统以连续捕获/读取模式进行操作，由此成像系统连续获取图像以在图像中寻找数据标签，即使附近没有物体和/或符号时也是如此。因此，在这种模式下操作的系统消耗不必要的功率并且产生大量热量。此外，用户可能发现来自摄像头的连续闪光令人不适。

3、因此，需要改进的装置、方法和系统以使得在提高用户满意度的同时能够以高效率捕获高质量的条形码图像。

4、本公开描述了一种通过测量装置和目标物体(例如，包括条形码的部件)之间的距离来提高图像捕获的有效性的扫描装置。

5、根据一些实施方式，所公开的装置自动选择针对与测量距离相对应的距离范围而配置的照明模式序列，并且使用照明模式序列照亮目标物体。在一些实施方式中，照明模式序列包括根据将获得成功读取的概率(例如，递减概率)排列的一个或更多个照明模式。在一些实施方式中，当所公开的装置在前一读取周期中获得良好读取，并且确定当前读取周期与前一读取周期在相同的距离范围内时，该装置以用于在前一个周期中获得良好读取的照明模式开始。

6、根据一些实施方式，基于测量的距离，所公开的装置从预定符号类型中自动识别与测量距离相对应的符号类型子集。所公开的装置获取物体的图像，并使用符号类型子集对图像进行解码。

7、根据一些实施方式，所公开的装置处于默认空闲状态(例如，呈现模式)，而不是以连续捕获/读取模式进行操作。所公开的装置在测量距离改变时(例如，从基线深度改变)激活读取周期，并且在检测到测量距离已经基本返回到原始基线深度时停用读取周期。

8、因此，本文公开的装置和/或方法以下列方式有利地改进了装置及其操作。

9、首先，通过基于目标距离自动激活单独的照明模式序列，因为序列中的照明模式是针对特定距离范围定制的，所以所公开的装置可以读取更多的标签标记。这带来更高的生产率和更大的用户满意度。

10、其次，将符号类型候选减少到能够带来提高的装置性能的符号类型子集，因为装置中启用的每个符号类型都使用有限的处理时间量(例如，通过增加处理器需要识别和/或匹配的数据量以便于对标记进行解码)。因此，通过减少符号类型的数量，可以将更多的处理能力引向流水线的图像捕获和解码部分。

11、第三，通过将所公开的装置保持在空闲状态并且在视场内存在物体时激活读取周期，所公开的装置使用更少的功率并且更加不容易过热。用户体验也得到改善，因为用户不再需要处理来自图像捕获系统的连续闪光。

12、本公开的装置和方法各自具有几个创新方面，其中，没有一个方面单独负责本文公开的期望属性。

13、根据本公开的一些实施方式，一种设备包括距离传感器、多个光源、一个或更多个处理器以及联接到一个或更多个处理器的存储器。存储器存储被配置为由一个或更多个处理器执行的一个或更多个程序。一个或更多个程序包括用于经由距离传感器确定物体和设备之间的距离的指令。一个或更多个程序包括以下指令，其用于：当物体和设备之间的距离在预定的多个距离范围中的第一距离范围内时，激活与第一距离范围相对应的照明模式的第一序列以经由多个光源照亮物体。

14、在一些实施方式中，该设备还包括图像传感器。一个或更多个程序还包括用于重复确定和激活的步骤直到图像传感器捕获物体的图像的指令。

15、在一些实施方式中，照明模式的第一序列包括多个照明模式。一个或更多个程序还包括用于确定当捕获物体图像时多个照明模式中的第一照明模式被激活的指令。一个或更多个程序还包括以下指令，其用于在设备的后续操作期间，对照明模式的第一序列中的多个照明模式重新排序，以使得首先激活第一照明模式。

16、在一些实施方式中，权利要求1中的该设备还包括：摄像头，其具有透镜和图像传感器，该摄像头用于获取物体的一个或更多个图像。

17、在一些实施方式中，照明模式的第一序列包括多个照明模式。照明模式中的每一个使用光源和/或照明特性的不同组合来照亮物体。一个或更多个程序包括用于根据预定顺序来激活多个照明模式的指令。预定顺序基于相应照明模式将在物体的亮部和暗部之间产生对比的概率。

18、在一些情况下，预定顺序是基于概率的递减顺序的。

19、在一些实施方式中，多个光源包括：远程光源、低角度光源和/或穹顶光源。

20、在一些实施方式中，多个光源包括面向内的光源和面向外的光源。

21、在一些实施方式中，多个光源包括具有第一颜色的第一光源和具有与第一颜色不同的第二颜色的第二光源。

22、在一些实施方式中，多个距离范围包括近场距离范围、中场距离范围和远场距离范围。

23、在一些实施方式中，多个距离范围中的每个距离范围与照明模式的唯一序列相对应。

24、在一些实施方式中，距离传感器是飞行时间传感器、超声波传感器、雷达传感器或激光雷达传感器中的一种。

25、根据一些实施方式，一种方法由设备执行。该设备具有距离传感器和多个光源。该方法包括经由距离传感器确定物体和设备之间的距离。该方法包括以下步骤：当物体和设备之间的距离在预定的多个距离范围中的第一距离范围内时，激活照明模式的第一序列。照明模式的第一序列与第一距离范围相对应。照明模式的第一序列经由多个光源照亮物体。

26、在一些实施方式中，该设备包括图像传感器。该方法包括重复确定和激活的步骤直到图像传感器捕获物体的图像。

27、在一些实施方式中，照明模式的第一序列包括多个照明模式。该方法包括以下步骤：当物体的图像被捕获时，确定多个照明模式中的第一照明模式被激活。该方法包括以下步骤：在设备的后续操作期间，对照明模式的第一序列中的多个照明模式重新排序，以使得首先激活第一照明模式。

28、在一些实施方式中，照明模式的第一序列包括多个照明模式。照明模式中的每一个使用光源和/或照明特性的不同组合来照亮物体。该方法包括以下步骤：基于相应照明模式将在物体的亮部和暗部之间产生对比的概率，根据预定顺序来激活多个照明模式。

29、根据本公开的一些实施方式，一种系统包括距离传感器、多个光源、一个或更多个处理器以及联接到一个或更多个处理器的存储器。存储器存储被配置为由一个或更多个处理器执行的一个或更多个程序。一个或更多个程序包括用于经由距离传感器确定物体和系统之间的距离的指令。一个或更多个程序包括以下指令，其用于：当物体和系统之间的距离在预定的多个距离范围中的第一距离范围内时，激活与第一距离范围相对应的照明模式的第一序列以经由多个光源照亮物体。该系统包括用于捕获物体的一个或更多个图像的摄像头。

30、根据本公开的一些实施方式，一种设备包括距离传感器、图像传感器、一个或更多个处理器以及联接到一个或更多个处理器的存储器。存储器存储被配置为由一个或更多个处理器执行的一个或更多个程序。一个或更多个程序包括用于经由距离传感器确定物体和设备之间的距离的指令。一个或更多个程序包括以下指令，其用于当物体和设备之间的距离在预定的多个距离范围中的第一距离范围内时，从多个预定符号类型中识别与第一距离范围相对应的符号类型子集。一个或更多个程序还包括以下指令，其用于获取物体的一个或更多个图像并且基于所识别的符号类型子集对一个或更多个图像进行解码。

31、在一些实施方式中，多个距离范围包括近场距离范围、中场距离范围和远场距离范围中的两个或更多个。

32、在一些实施方式中，一个或更多个程序还包括用于基于设备和物体之间的距离来调整用于获取一个或更多个图像的图像获取速率的指令。

33、在一些实施方式中，用于调整图像获取速率的指令包括用于当设备和物体之间的距离增加时增加图像获取速率的指令。

34、在一些实施方式中，用于基于所识别的符号类型子集对一个或更多个图像进行解码的指令包括以下指令，其用于：从一个或更多个图像中识别一个或更多个物体特征；将物体特征与符号类型子集中的符号类型的相应特征进行比较；根据比较，确定物体与符号类型子集中的第一符号类型相对应；以及基于第一符号类型对一个或更多个物体特征进行解码。

35、在一些实施方式中，距离传感器是飞行时间传感器、超声波传感器、雷达传感器或激光雷达传感器中的一种。

36、在一些实施方式中，该设备包括多个光源。一个或更多个程序还包括以下指令，其用于当物体和设备之间的距离在预定的多个距离范围中的第一距离范围内时，激活与第一距离范围相对应的照明模式的第一序列以经由多个光源照亮物体。

37、在一些实施方式中，在设备上本地存储多个符号类型。

38、在一些实施方式中，在与设备不同的计算机装置上存储多个符号类型。

39、在一些实施方式中，图像传感器是摄像头的一部分。摄像头还包括透镜。

40、在一些实施方式中，多个符号类型包括线性符号和2d符号。

41、根据本公开的一些实施方式，一种方法由设备执行。该设备包括距离传感器和图像传感器。该方法包括经由距离传感器确定物体和设备之间的距离。该方法包括以下步骤：当物体和设备之间的距离在预定的多个距离范围中的第一距离范围内时，从多个预定符号类型中识别与第一距离范围相对应的符号类型子集。该方法包括获取物体的一个或更多个图像。该方法包括基于所识别的符号类型子集对一个或更多个图像进行解码。

42、在一些实施方式中，该方法还包括基于设备和物体之间的距离来调整用于获取一个或更多个图像的图像获取速率。

43、在一些情况下，调整图像获取速率包括当设备和物体之间的距离增加时增加图像获取速率(例如，当设备和物体之间的距离减小时减小图像获取速率)。

44、在一些实施方式中，基于所识别的符号类型子集对一个或更多个图像进行解码的步骤包括：(i)从一个或更多个图像中识别一个或更多个物体特征；(ii)将物体特征与符号类型子集中的符号类型的相应特征进行比较；(iii)根据比较，确定物体与符号类型子集中的第一符号类型相对应；以及(iv)基于第一符号类型对一个或更多个物体特征进行解码。

45、在一些实施方式中，该设备包括多个光源。该方法还包括以下步骤：当物体和设备之间的距离在预定的多个距离范围中的第一距离范围内时，激活与第一距离范围相对应的照明模式的第一序列以经由多个光源照亮物体。

46、根据本公开的一些实施方式，一种方法由设备执行。该设备包括距离传感器、图像传感器、一个或更多个处理器和存储器。该方法包括测量基线深度。该方法包括以下步骤：在测量基线深度之后，测量第一深度。该方法包括确定第一深度与基线深度不同。该方法包括以下步骤：响应于确定而激活读取周期。该方法包括以下步骤：在激活读取周期之后，测量第二深度。该方法包括检测第二深度在基线深度的阈值范围内。该方法还包括响应于检测而停用读取周期。

47、在一些实施方式中，第一深度小于基线深度。

48、在一些实施方式中，该方法还包括：当激活读取周期时，使用图像传感器捕获图像。

49、在一些实施方式中，捕获图像包括具有条形码的图像。在一些实施方式中，条形码包括1d条形码。在一些实施方式中，条形码包括2d条形码。

50、在一些实施方式中，该方法还包括对条形码进行解码。

51、在一些实施方式中，阈值范围包括基于关于基线深度的百分比范围的区间。

52、在一些实施方式中，阈值范围包括基于关于基线深度的绝对范围的区间。

53、在一些实施方式中，阈值范围具有有限的下限并且没有上限。

54、在一些实施方式中，停用读取周期的步骤包括停用图像传感器。

55、在一些实施方式中，该方法还包括确定从基线深度到第一深度的改变速率。还根据确定改变速率超过最小改变速率来激活读取周期。

56、在一些实施方式中，在预定时间段内确定改变速率。

57、根据本公开的一些实施方式，一种设备包括距离传感器、图像传感器、一个或更多个处理器以及联接到一个或更多个处理器的存储器。存储器存储被配置为由一个或更多个处理器执行的一个或更多个程序。一个或更多个程序包括用于测量基线深度的指令。一个或更多个程序包括用于在测量基线深度之后测量第一深度的指令。一个或更多个程序包括用于确定第一深度与基线深度不同的指令。一个或更多个程序包括用于响应于确定而激活读取周期的指令。一个或更多个程序包括用于在激活读取周期之后测量第二深度的指令。一个或更多个程序包括用于检测第二深度在基线深度的阈值范围内的指令。一个或更多个程序还包括用于响应于检测而停用读取周期的指令。

58、在一些实施方式中，一个或更多个程序包括用于在读取周期激活时使用图像传感器捕获图像的指令。

59、在一些实施方式中，一个或更多个程序包括用于对条形码(例如，1d条形码或2d条形码)进行解码的指令。

60、在一些实施方式中，用于停用读取周期的指令包括用于停用图像传感器的指令。

61、在一些实施方式中，一个或更多个程序包括用于确定从基线深度到第一深度的改变速率的指令。还根据确定改变速率超过最小改变速率来激活读取周期。

62、在一些实施方式中，距离传感器是飞行时间传感器、超声波传感器、红外(ir)传感器、雷达传感器或激光雷达传感器中的一种。

63、在一些实施方式中，设备被安装在支架上。

64、在一些实施方式中，设备是标签扫描站的一部分。

65、根据一些实施方式，电子装置包括一个或更多个处理器、存储器和存储在存储器中的一个或更多个程序。该程序被配置为由一个或更多个处理器执行。一个或更多个程序包括用于执行本文描述的任何方法的指令。

66、根据一些实施方式，非暂时性计算机可读存储介质存储一个或更多个程序，其被配置为由具有一个或更多个处理器和存储器的电子装置执行。一个或更多个程序包括用于执行本文描述的任何方法的指令。

67、因此，公开了能够优化条形码扫描仪的设计、执行和性能的方法、系统和装置。

68、注意，上述各种实施方式可以与本文描述的任何其它实施方式相结合。说明书中描述的特征和优点并不全部包括在内，特别地，根据附图、说明书和权利要求，许多附加的特征和优点对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。此外，应当注意，说明书中使用的语言主要是出于可读性和指导性的目的而选择，而不是为了描述或限制本发明的主题。