一种条码自动识别采集成像系统及方法与流程

本发明涉及条码采集成像技术领域，具体为一种条码自动识别采集成像系统及方法。

背景技术：

条码自动识别技术的应用是当今实现现代化管理的基础，在物流管理，POS系统，医疗系统，电子商务，供应链管理甚至时至今日热门的移动互联网技术都发挥着不可或缺的作用。近几十年在全球范围内得到了迅猛发展，伴随着中国移动互联网的近几年爆发式的增长，条码识别的普及也迅速为人们所接受。

目前在条码自动识别领采集器领域，国际上主要有Zebra、Honeywell、Datalogic，国内新大陆、民德等几家厂商。作为条码自动识别技术的核心设备的采集器一直存在单价过高的问题，如一款带扫描器的PDA，二维扫描器占产品成本的30%甚至更多。目前通用的扫描器都是通过内部集成一个微处理器来实现条码解析，在提高产品通用性的同时，也同时增加了产品成本。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明提供了一种条码自动识别采集成像系统及方法，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种条码自动识别采集成像系统，由采集器端和PDA端两部分组成，所述采集器端由光学系统和成像系统组成，所述PDA端由图像预处理系统和解码系统组成，所述光学系统采集的光学信息依次通过成像系统、图像预处理系统和解码系统处理后输出，所述光学系统包含LED补光灯、镜头、导光镜三个部分，所述成像系统采用CMOS成像技术。

作为本发明一种优选的方案，所述采集器端的采集器包括前壳、导光镜片、固定架、COMS模组和主板，所述导光镜片和COMS模组安装在外壳内，所述导光镜片通过固定架固定，所述主板封装在外壳上。

作为本发明一种优选的方案，所述图像预处理系统采用的mt6735自带的ISP处理器，其负责把原始的raw_data数据转成YUV数据，并进行图像数据的处理。

作为本发明一种优选的方案，所述解码系统把预览数据的条码数据解码成最终数据提供上层应用使用，同时支持一维和二维条码。

作为本发明一种优选的方案，所述PDA端的CPU采用MT6735型号，内置ISP支持13MP摄像头。

作为本发明一种优选的方案，所述PDA端采用手机行业主流的MiPi接口代替传统的DVP接口。

作为本发明一种优选的方案，所述光学系统的镜头采用摄像头Sensor为OV7251。

另外本发明还设计了一种条码自动识别采集成像方法，包括如下步骤：

（1）将条码通过光学系统采集信息，通过LED补光灯负责为CMOS芯片提供成像所必须的光照，通过光电效应成像；

（2）将成像信息经过图像预处理系统把原始的raw_data数据转成YUV数据，并进行去噪处理；

（3）通过解码系统把预览数据的条码数据解码成最终数据提供上层应用使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）节省硬件成本：

当前主流手机CPU性能日新月异，以本发明所使用的MT6735为例，其内置ISP支持13MP摄像头，且支持前后置双摄像头，本方案首次使用手机的CPU做解码，并利用CPU内置的ISP做图像处理，大大降低采集器端的硬件成本；

（2）抗干扰能力：

本发明使用了当前手机行业主流的MiPi接口代替传统的DVP接口，因为MiPi使用的是低压差分信号，相对于DVP不仅接口信号线少，而且采用差分信号，对工业环境的抗干扰能力更强；

（3）提升产品效率：

因为本方明使用的是手机CPU，其性能要远胜于传统采用微处理解码的产品，本方面的CPU为ARM Cortex-A53架构，拥有4个主频1.3-1.5GHz的CPU，经过测试在连扫的情况下，平均解码时间维持在100ms以内；

（4）功耗降低：

本发明采用的摄像头Sensor为OV7251，其工作功耗为 119 mW，以国内某型号的条码采集器为例，其工作电流230mA，工作功耗0.76W，由此可见本发明的采集器功耗大大降低。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明流程图；

图3为本发明采集器结构示意图；

图4为本发明实施例中补光设计角度示意图。

图3中的标号：

1-前壳；2-导光镜片；3-固定架；4-CMOS模组；5-主板。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例：

请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种条码自动识别采集成像系统，由采集器端和PDA端两部分组成，所述采集器端由光学系统和成像系统组成，所述PDA端由图像预处理系统和解码系统组成，所述光学系统采集的光学信息依次通过成像系统、图像预处理系统和解码系统处理后输出，所述光学系统包含LED补光灯、镜头、导光镜三个部分，所述成像系统采用CMOS成像技术。

如图3所示，采集器端的采集其物理结构由前壳、导光镜片、固定架、COMS模组和主板组成，所述导光镜片和COMS模组安装在外壳内，所述导光镜片通过固定架固定，所述主板封装在外壳上。

（1）光学系统含LED补光•镜头•LED瞄准光3个部分组成，分别的设计如下：

a)补光设计角度分别基本要满足。LED补光灯负责为CMOS芯片提供成像所必须的光照，CMOS芯片本质为互补金属氧化物半导体，通过光电效应成像。进光量的大小直接决定成像的质量，理论上进光量越大，成像质量越高，噪点越低，但过高也会导致曝光现象，为尽可能的提高降低噪点，提高成像质量，本发明采用LED补光灯为欧司朗LT-N91E，其出光角度在23度左右，且具有功耗低，满足实际场景的照度要求；其角度关系如图4所示。

b)对准光和导光镜是为了起一个导引作用，在用户使用中起到指示作用，对实际成像有副作用的，所以本发明利用帧同步做了消隐处理，将其过滤掉，以减少因对准光造成的局部过曝影响解码效果。

成像系统经过对比最终选择的的OV7251，即OV推出的一款VGA的1/7.5"CMOS芯片，在Google的Tango产品中有较为成功的应用，其在VGA成像条件下可以达到120fps，单个Pixel Size为3.0 µm，在低照度的情况下也能保证较高的成像质量，配合专门为其定制的镜头43度镜头，能够满足5cm-15cm景深的设计要求。

图像预处理系统采用的mt6735自带的ISP处理器，其负责把原始的raw_data数据转成YUV数据，并进行图像数据的处理，包括去噪等，这里为了图像的保真度，除了光路设计的保证外，Sensor的Gain和ISP的Gain都设置成1X倍。

解码系统负责把预览数据的条码数据解码成最终数据提供上层应用使用，同时支持一维和二维条码，对CODE 39, CODE 128, CODE 11, CODE 93，QR, DM, Aztec, Codeblock F, Code 49, Han Xin, Code 49等常用码制都进行了支持。

如图2所示，一种条码自动识别采集成像方法，包括如下步骤：

（1）将条码通过光学系统采集信息，通过LED补光灯负责为CMOS芯片提供成像所必须的光照，通过光电效应成像；

（2）将成像信息经过图像预处理系统把原始的raw_data数据转成YUV数据，并进行去噪处理；

（3）通过解码系统把预览数据的条码数据解码成最终数据提供上层应用使用。

本发明的优势如下：

（1）节省硬件成本：

当前主流手机CPU性能日新月异，以本发明所使用的MT6735为例，其内置ISP支持13MP摄像头，且支持前后置双摄像头。本方案首次使用手机的CPU做解码，并利用CPU内置的ISP做图像处理，大大降低采集器端的硬件成本；

（2）抗干扰能力：

本发明使用了当前手机行业主流的MiPi接口代替传统的DVP接口，因为MiPi使用的是低压差分信号，相对于DVP不仅接口信号线少，而且采用差分信号，对工业环境的抗干扰能力更强；

（3）提升产品效率：

因为本方明使用的是手机CPU，其性能要远胜于传统采用微处理解码的产品，本方面的CPU为ARM Cortex-A53架构，拥有4个主频1.3-1.5GHz的CPU，经过测试在连扫的情况下，平均解码时间维持在100ms以内；

（4）功耗降低：

本发明采用的摄像头Sensor为OV7251，其工作功耗为 119 mW，以国内某型号的条码采集器为例，其工作电流230mA，工作功耗0.76W。由此可见本发明的采集器功耗大大降低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。