一種用于dpm碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于直接部件標(biāo)識（Direct Part Marking簡寫為DPM）碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置，包括相互電連接的攝像裝置、圖像預(yù)處理單元和主控制單元，所述攝像裝置有兩臺，間隔一定距離安裝，兩臺攝像裝置的光學(xué)鏡頭光軸成一定角度；所述攝像裝置在主控制單元的控制下從不同的角度對DPM碼進行拍攝，并將拍攝到的圖像傳送至圖像預(yù)處理單元；所述圖像預(yù)處理單元接收攝像裝置拍攝的DPM碼并對圖像進行互相融合和補償矯正，從而得到修正的DPM碼圖像。
【專利說明】
一種用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及直接部件標(biāo)識(Direct Part Marking簡寫為DPM)碼識別領(lǐng)域，具體涉及一種用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]二維碼具備的數(shù)據(jù)容量大、糾錯能力強、可靠性高等優(yōu)點使得其應(yīng)用范圍越來越廣泛，隨著二維碼技術(shù)迅速發(fā)展，應(yīng)用范圍的不斷擴展，二維碼自動識別技術(shù)研究的持續(xù)深入，構(gòu)建起專屬于工業(yè)DPM(Direct Part Mark直接部件標(biāo)識)碼自動識別系統(tǒng)并將其產(chǎn)業(yè)化的要求日益強烈。
[0003]傳統(tǒng)二維條碼基本上是使用印刷手段實現(xiàn)，這類二維碼容易隨著印刷品的磨損、模糊而變得不可讀、易丟失，存在不支持全生命周期追溯能力、無冗余等缺點。DPM碼則是通過激光蝕刻、機打撞擊、電化學(xué)腐蝕等工業(yè)手段在部件的表面直接打標(biāo)碼，而不是將碼制作在一個另外的載體上。這些手段反應(yīng)出DPM碼的一個最大的特點:永久性。這使得產(chǎn)品在生產(chǎn)線上生產(chǎn)過程中和下線后的物流環(huán)節(jié)的追蹤成為可能。
[0004]DPM碼生成方法和使用材料的多樣性導(dǎo)致實際采集到的二維條碼圖像會受光照影響、復(fù)雜背景干擾、拍攝的條碼的傾斜等情況的影響，這給后續(xù)的識別工作帶來了巨大的困難，因此，研究如何能準(zhǔn)確、快速地識別DPM碼的裝置已經(jīng)成為一個重要的研究領(lǐng)域。
[0005]目前通用的二維碼讀碼器主要由光源、接收裝置、光電轉(zhuǎn)換部件、譯碼單元和計算機接口組成，基本工作原理為:由光源發(fā)出的光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)照射到條碼符號上面，由于不同顏色的物體反射的可見光的波長不同，白色物體能發(fā)射各種波長的可見光，黑色物體則吸收各種波長的可見光，被反射回來的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)成像在光電轉(zhuǎn)換器上，使之產(chǎn)生電信號，信號電壓與照射到條碼符號上被反射回來的光強相關(guān)，電信號經(jīng)過電路的放大，再經(jīng)過濾波、整形，形成與模擬信號對應(yīng)的方波信號，經(jīng)譯碼單元譯碼，完成條碼辨讀的全過程。目前通用的DPM碼閱讀器為單鏡頭的，本發(fā)明提供一種雙鏡頭圖像采集與處理裝置，兩個鏡頭可具有不同的光學(xué)參數(shù)，這將具有單鏡頭的裝置不具有的優(yōu)勢。讀碼器按掃描方式來劃分，可分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式讀碼器必須與條碼接觸，才能達(dá)到讀取數(shù)據(jù)的目的。非接觸式條碼掃碼器只要在有效景深范圍內(nèi)，光源照射二維碼即可自動完成掃描。非接觸式讀碼器三大讀取技術(shù)類型分別為:基于圖像的面陣掃描系統(tǒng)、激光掃描儀、線掃描系統(tǒng)，其中最常用的是基于圖像的面陣掃描系統(tǒng)，其組成如圖1所示。這種基于圖像的面陣掃描讀取系統(tǒng)采用一個攝像裝置，且從正面拍攝DPM碼圖像。單鏡頭通常只能接收平面信息，而無法獲取空間信息，因此對于直接在材料表面用激光蝕刻、機打撞擊、電化學(xué)腐蝕等工業(yè)手段實現(xiàn)的DPM碼分辨能力不高。另外，相比于黑白印刷的二維碼，DPM碼的圖像對比度相對較低，當(dāng)應(yīng)用這種系統(tǒng)來識別DPM 二維碼時，其識別能力很低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置，采用的技術(shù)方案如下:
一種用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置，包括相互電連接的攝像裝置、圖像預(yù)處理單元和主控制單元，所述攝像裝置有兩臺，間隔一定距離安裝，兩臺攝像裝置的光學(xué)鏡頭光軸成一定角度;所述攝像裝置在主控制單元的控制下從不同的角度對DPM碼進行拍攝，并將拍攝到的圖像傳送至圖像預(yù)處理單元;所述圖像預(yù)處理單元接收攝像裝置拍攝的DPM碼并對圖像進行處理，從而得到修正的DPM碼圖像。
[0007]本發(fā)明采用兩個獨立的攝像裝置對DPM碼進行拍攝，每臺攝像裝置對于待拍攝目標(biāo)具有不同的成像角度，對材料表面存在凹凸的DPM碼成像時，左側(cè)攝像裝置可獲得更多的目標(biāo)左側(cè)信息，右側(cè)攝像裝置可獲得更多的目標(biāo)右側(cè)信息。相對于一個攝像裝置的DPM碼閱讀器，本發(fā)明可增大進光量，增強光線不足時的拍攝效果;并且，至少有一個拍攝裝置的光學(xué)鏡頭光軸不垂直于DPM碼所在材料表面，這種傾斜拍攝的方式突破了從垂直角度拍攝立體目標(biāo)的局限，同時從不同的角度采集影像，可獲得更多的目標(biāo)三維空間信息，提高系統(tǒng)對DPM碼的分辨能力。圖像預(yù)處理單元對圖像進行的預(yù)處理為對圖像進行互相融合和補償矯正，需要說明的是，本發(fā)明的圖像預(yù)處理單元有使用到軟件算法對各個攝像裝置拍攝到的圖像進行融合、補償與矯正，在圖像處理領(lǐng)域有很多成熟的或開源的軟件算法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇或修改這些現(xiàn)有軟件算法對圖像進行融合、補償與矯正。
[0008]作為優(yōu)選，本發(fā)明還包括與主控制單元電連接的輔助照明裝置，所述輔助照明裝置安裝在兩個攝像裝置的外圍，其在主控制單元控制下，照亮DPM碼目標(biāo)。
[0009]作為優(yōu)選，本發(fā)明還包括與主控制單元電連接的輔助照明裝置，所述輔助照明裝置位于兩個攝像裝置中間，其在主控制單元控制下，照亮DPM碼目標(biāo)。
[0010]DPM碼是通過激光雕刻、機械點刻、電化學(xué)腐蝕等工業(yè)手段在部件的表面直接形成標(biāo)識碼，這樣在表面就僅存在材料表面凸凹信息，有別于普通印刷條碼的高對比度光學(xué)信息，采用普通條碼閱讀器成像裝置采集到準(zhǔn)確圖像或采集到的圖像質(zhì)量較差，而本發(fā)明通過在光學(xué)鏡頭之間以及光學(xué)鏡頭外圍設(shè)置輔助照明裝置，并通過主控制單元控制輔助照明裝置發(fā)出的光照射的目標(biāo)區(qū)域，使其在目標(biāo)中心區(qū)域形成一個區(qū)別于環(huán)境光照的光斑，目標(biāo)區(qū)域散射的光經(jīng)過鏡頭分別投射到兩個成像裝置上，如此，就能夠采集到材料表面的凸凹信息，提高成像質(zhì)量，提高后續(xù)DMP碼識別準(zhǔn)確率。輔助照明裝置的光源為紅光或綠光或白光LED光源。
[0011]作為優(yōu)選，所述攝像裝置的光學(xué)鏡頭的光軸夾角范圍為O度到150度。
[0012]作為優(yōu)選，所述兩個攝像裝置采用光學(xué)參數(shù)相同的鏡頭。
[0013]作為優(yōu)選，所述兩個攝像裝置采用光學(xué)參數(shù)不同的鏡頭。
[0014]作為優(yōu)選，所述攝像裝置包括依次設(shè)置的光學(xué)鏡頭和成像裝置，所述成像裝置為CCD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器，與主控制單元電連接。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
1、本發(fā)明采用兩套獨立的攝像裝置對DPM碼進行拍攝，進光量大大提高，可以在低光環(huán)境下提高畫質(zhì)，并且兩個攝像裝置的圖像進行補償融合，可以減少圖像的噪點，提高信噪比。
[0016]2、兩套攝像裝置對于待拍攝目標(biāo)具有不同的成像角度，對材料表面存在凹凸的DPM碼成像時，相對于一個攝像裝置的系統(tǒng)，本發(fā)明可獲取更多的目標(biāo)空間深度信息，大大提高閱讀器系統(tǒng)對DPM碼的識別能力。
[0017]3、兩套獨立的攝像裝置可采用不同焦距的光學(xué)鏡頭及不同的曝光參數(shù)進行拍攝，得到兩幅不同的圖像通過圖像處理算法進行融合、補償和矯正，可令DPM碼閱讀器具有更大的識別景深和適應(yīng)更復(fù)雜的光照環(huán)境。
【附圖說明】
[0018]圖1是傳統(tǒng)的基于圖像的面陣掃描系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明實施例1的雙鏡頭的剖面圖；
圖4是采用普通照明技術(shù)進行圖像采集的工作原理圖；
圖5是本發(fā)明實施例1進行圖像采集的工作原理圖；
圖6是本發(fā)明實施例2的系統(tǒng)內(nèi)部連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)描述。
[0020]實施例:
實施例1:如圖2及圖3所示，一種用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置，包括相互電連接的攝像裝置、圖像預(yù)處理單元和主控制單元，所述攝像裝置有兩臺，間隔一定距離安裝，兩臺攝像裝置的光學(xué)鏡頭光軸成一定角度;所述攝像裝置在主控制單元的控制下從不同的角度對DPM碼進行拍攝，并將拍攝到的圖像傳送至圖像預(yù)處理單元;所述圖像預(yù)處理單元接收攝像裝置拍攝的DPM碼并對圖像進行互相融合和補償矯正，從而得到修正的DPM碼圖像。
[0021]本實施例中，所述一種用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置，還包括與主控制單元電連接的輔助照明裝置，所述輔助照明裝置位于兩個攝像裝置的中間及安裝在兩個攝像裝置的外圍，其在主控制單元控制下，照亮DPM碼目標(biāo)。
[0022]本實施例中，所述攝像裝置的光學(xué)鏡頭的光軸夾角范圍為O度到150度。
[0023]本實施例中，所述兩個攝像裝置采用光學(xué)參數(shù)相同的鏡頭。
[0024]本實施例中，所述攝像裝置包括依次設(shè)置的光學(xué)鏡頭和成像裝置，所述成像裝置為CCD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器，與主控制單元電連接。其中圖3中，21及22為光學(xué)鏡頭，31及32為成像裝置。
[0025]本實施例中，通過在光學(xué)鏡頭之間以及光學(xué)鏡頭外圍分別設(shè)置輔助照明裝置12和11，并通過主控制單元控制輔助照明裝置11和12發(fā)出的光照射的目標(biāo)區(qū)域，使其在目標(biāo)中心區(qū)域形成一個區(qū)別于環(huán)境光照的光斑，目標(biāo)區(qū)域散射的光經(jīng)過鏡頭分別投射到對應(yīng)的攝像裝置上，可提供視場范圍指示和改善目標(biāo)照度。輔助照明裝置11和12的光源為紅光。
[0026]本實施例中，輔助照明裝置、攝像裝置和圖像預(yù)處理單元在主控制單元的控制下協(xié)同工作;輔助照明裝置在主控制單元的控制下照亮目標(biāo)區(qū)域，攝像裝置在主控制單元的控制下將拍攝到的圖像傳送至圖像預(yù)處理單元，由圖像預(yù)處理單元對圖像進行融合、補償與矯正。
[0027]相對于普通的印刷碼來說，DPM碼是通過激光蝕刻、機打撞擊、電化學(xué)腐蝕等工業(yè)手段在部件的表面直接打標(biāo)碼形成的，這樣在表面就僅存在材料表面凸凹信息，而不存在高對比度的光學(xué)黑白信息，采用普通照明技術(shù)難以采集到準(zhǔn)確圖像或采集到的圖像質(zhì)量差，其圖像采集的工作原理如圖4所示，圖中20為光學(xué)鏡頭，Ol為材料表面，02為DPM碼凹面，03為材料表面01和DPM碼凹面02的交界面，01、02、03所成的像對應(yīng)部分為301、302和303，其中交界面03所成的像303只有一條很細(xì)的輪廓，難以分辨。
[0028]而本實施例采用兩個獨立的攝像裝置對DPM碼進行拍攝，每臺攝像裝置對于待拍攝目標(biāo)具有不同的成像角度，其圖像采集的工作原理如圖5所示，圖中21和22為兩個攝像鏡頭，04為材料表面，05為DPM碼凹面，06為材料表面04和DPM碼凹面05的交界面，04、05、06所成的兩幅圖像融合后對應(yīng)部分為301、302和303，從圖中可以看出，由于雙攝像裝置的視角不同，可以拍攝到更多的目標(biāo)側(cè)面信息，將兩幅圖像融合后，交界面06所對應(yīng)的像306具有較大面積且清晰的輪廓，分辨能力大大提高。對材料表面存在凹凸的DPM碼成像時，左側(cè)攝像裝置可獲得更多的目標(biāo)左側(cè)信息，右側(cè)攝像裝置可獲得更多的目標(biāo)右側(cè)信息。相對于一個攝像裝置的DPM碼閱讀器，本實施例可增大進光量，增強光線不足時的拍攝效果;并且，至少有一個拍攝裝置的光學(xué)鏡頭光軸不垂直于DPM碼所在材料表面，這種傾斜拍攝的方式突破了從垂直角度拍攝立體目標(biāo)的局限，同時從不同的角度采集影像，各圖像互相融合和補償矯正，可獲得更多的目標(biāo)三維空間信息，提高系統(tǒng)對DPM碼的分辨能力。
[0029]實施例2:如圖6所示，一種基于雙鏡頭的DPM碼識別裝置，包括上述的用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置，還包括解碼裝置5，所述解碼裝置5接收圖像預(yù)處理裝置4處理完的圖像并解出DPM 二維碼圖像所包含的信息。
[0030]所述解碼裝置5分別與主控制單元7及圖像預(yù)處理裝置4電連接，所述圖像預(yù)處理裝置4還與主控制單元7電連接。
[0031]圖像預(yù)處理裝置對圖像進行融合、互補和矯正后，在主控制單元的控制下，將預(yù)處理完畢的圖像傳送至解碼裝置，由解碼裝置解出DPM 二維碼圖像所包含的信息。
[0032]所述基于雙鏡頭的DPM碼識別裝置還包括與主控制單元I電連接的通訊裝置6。
【主權(quán)項】
1.一種用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置，包括相互電連接的攝像裝置、圖像預(yù)處理單元和主控制單元，其特征在于，所述攝像裝置有兩臺，間隔一定距離安裝，兩臺攝像裝置的光學(xué)鏡頭光軸成一定角度;所述攝像裝置在主控制單元的控制下從不同的角度對DPM碼進行拍攝，并將拍攝到的圖像傳送至圖像預(yù)處理單元;所述圖像預(yù)處理單元接收攝像裝置拍攝的DPM碼并對圖像進行處理，從而得到修正的DPM碼圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置，其特征在于，還包括與主控制單元電連接的輔助照明裝置，所述輔助照明裝置安裝在兩個攝像裝置的外圍，其在主控制單元控制下，照亮目標(biāo)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置，其特征在于，還包括與主控制單元電連接的輔助照明裝置，所述輔助照明裝置位于兩個攝像裝置的中間，其在主控制單元控制下，照亮目標(biāo)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置，其特征在于，所述攝像裝置的光學(xué)鏡頭的光軸夾角范圍為O度到150度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置，其特征在于，所述兩個攝像裝置采用光學(xué)參數(shù)相同的鏡頭。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置，其特征在于，所述兩個攝像裝置采用光學(xué)參數(shù)不同的鏡頭。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置，其特征在于，所述攝像裝置包括依次設(shè)置的光學(xué)鏡頭和成像裝置，所述成像裝置為CCD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器，與主控制單元電連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于DPM碼閱讀器的雙鏡頭圖像采集與處理裝置，其特征在于，所述攝像裝置至少有一個采用變焦鏡頭。
【文檔編號】G06K7/10GK105844197SQ201610205271
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月5日
【發(fā)明人】陳哲, 徐龍, 李秋實, 徐朝榮, 趙曉萌, 曾凡春, 方俊彬, 陳福祥, 何炳榮, 許漫儂
【申請人】廣東旭龍物聯(lián)科技股份有限公司