一種用于圖像采集的方法
【專利摘要】一種用于圖像采集的方法。一種用于在可移動的支承表面（2）上運送的物體（3）的圖像采集方法，包括如下步驟：-排列至少一個用于圖像采集的光學裝置，該光學裝置包括與照明裝置（5）結合的相應的線陣攝像機（1）；檢測在所述可移動的支承表面（2）上預設位置中所述物體（3）的出現(xiàn)信號，以及指示在所述可移動的支承表面（2）上所述物體（3）的至少一種尺寸和/或位置的信號，所述信號由至少一個傳感器（6、7）產生，該傳感器（6、7）被排列在沿所述可移動的支承表面（2）的前進方向（A）所述線陣攝像機（1）的上游；檢測在所述出現(xiàn)信號的基礎上產生的“觸發(fā)事件”信號，所述線陣攝像機（1）在所述“觸發(fā)事件”信號的基礎上開始采集所述物體（3）的圖像，--當所述物體（3）已經從所述預設位置行進預設距離（D）時，開始用所述線陣攝像機（1）采集所述物體（3）的圖像，所述距離（D）由前進傳感器（8）計算，該前進傳感器（8）適合在所述可移動的支承表面（2）的每一預設運動上，產生包括電脈沖的信號，所述方法還包括，在所述前進傳感器（8）的分辨率基礎上，設定所述線陣攝像機（1）的圖像采集模式。
【專利說明】一種用于圖像采集的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于由圖像采集系統(tǒng)啟動的圖像采集的方法，該圖像采集系統(tǒng)配有用于數(shù)字攝像機型的圖像采集的光學裝置，尤其是固定的光學裝置。
[0002]在本說明書和后面的權利要求書中，措辭“用于圖像采集的光學裝置”，是指能采集物體的圖像的裝置，尤其是與被放置在支承平面上的物體相關聯(lián)的光學信息，如物體標識數(shù)據(jù)，諸如舉例說，與該物體相關聯(lián)的光學代碼。
[0003]措辭“光學信息”是指構成編碼或非編碼信息的任何圖形表示。光學信息的具體例子，包含線陣的或二維的光學代碼，其中該信息借助預定形狀的單元的適當組合被編碼，例如，暗色(通常是黑色)的正方形、矩形、或六角形，被無色單元(間隔，通常是白色)隔開，諸如條碼、堆疊的代碼和一般是彩色代碼的二維代碼等等。更一般地說，措辭“光學信息”，還包括其他的圖形形狀，包含印刷的或手寫的字符(字母、數(shù)字等等)和特定的形狀(所謂“式樣”)，諸如舉例說，圖章、徽標、簽名、指紋等等。措辭“光學信息”，還包括不僅在可見光范圍，而且包括紅外和紫外之間整個波長范圍可檢測的圖形表示。
【背景技術】
[0004]從現(xiàn)有技術的使用可知，在用于圖像采集的系統(tǒng)中，包括光電傳感器的(線陣的)一維陣列的線陣數(shù)字攝像機，尤其是CCD或C-MOS型的，用于獲取一般在傳送帶上，或在其他運動和傳送系統(tǒng)上行進的包裹或物體的圖像，并通過所述線陣數(shù)字攝像機，讀出印刷或固定于其上的光學信息。下文，所述線陣數(shù)字攝像機將被更簡單地稱為線陣攝像機。措辭“用于圖像采集的固定的光學裝置”，是指無需人類操作而被使用的(所謂“無人值守掃描器”)、用于圖像采集的光學裝置。物體檢測通常包括讀出光學和/或字符代碼。
[0005]從現(xiàn)有技術已知的用于圖像采集的系統(tǒng)，通常包括至少一個線陣攝像機和燈或固態(tài)照明系統(tǒng)。其次，在大多數(shù)情形下，有一個或多個反射的反射鏡。這些部件能夠被收藏在公共的容器或分開的容器中。
[0006]線陣攝像機有收集圖像的功能，用于標識物體的信息必須從該圖像抽取。該圖像能夠是整個物體的圖像，或其中包含如在上面所定義的光學代碼的圖像。圖像采集是借助適當?shù)墓鈱W系統(tǒng)和專用的光電子及電子裝置發(fā)生的，其中的光學傳感器由包括光敏單元(亦稱像素)陣列的線陣型CXD或C-MOS構成。
[0007]圖像是通過存儲隨后的掃描被獲取的，每次掃描代表整個圖像非常窄的“行”。在固定的讀出站上的支承平面或物體的運動，使該圖像連續(xù)的行能被獲取，然后，完整的圖像被獲取。照明系統(tǒng)使采集區(qū)能被適當?shù)墓鈴姾驼彰鹘嵌日彰鳌?br> [0008]偏轉反射鏡或多個偏轉反射鏡使用于圖像采集的裝置的安裝，從關于物體的傳送裝置占用的空間的觀點看，能被最佳化，從而使線陣攝像機的視場(下面定義)，還可能使由照明系統(tǒng)發(fā)射的光束，能向需要的區(qū)域取向。
[0009]早已說過，線陣攝像機逐行獲取物體的圖像并把圖像發(fā)送到解碼器，該解碼器能夠與線陣攝像機分開，或被集成其中，且該解碼器借助組裝所有行，重構由線陣攝像機獲取的圖像，并在其后處理該圖像，以便抽取(解碼)光學代碼的信息和/或其他光學信息，或發(fā)送該信息并使該信息可供再一個處理設備使用。解碼算法執(zhí)行被獲取圖像的二維分析，由此代碼或有任何取向的字符序列能夠被恰當讀出。為此，有線陣傳感器的線陣攝像機的系統(tǒng)，被認為是全向獲取和讀出系統(tǒng)。
[0010]圖像采集受微處理器控制，該微處理器通常被包含在線陣攝像機中，但也能夠在其外部并被連接于其上。該微處理器從外部傳感器，諸如舉例說，物體高度傳感器、物體出現(xiàn)(presence)傳感器、距離傳感器、速度傳感器接收信息，并利用該信息調整該線陣攝像機的操作參數(shù)，諸如舉例說，靈敏度、自聚焦系統(tǒng)的位置、掃描頻率等等。
[0011]為了能在線陣攝像機-物體距離的寬范圍上，獲取圖像和讀出光學信息，如同典型地用于工業(yè)應用(例如標識和分類包裹)，常常提供有自聚焦系統(tǒng)的線陣攝像機，在該自聚焦系統(tǒng)中，光學接收系統(tǒng)(或其一部分)，或傳感器，為修改線陣攝像機的焦距參數(shù)而移動，并使光學信息能在不同形狀和大小的物體上被讀出。常常是，該線陣攝像機的自聚焦系統(tǒng)，在高度和距離傳感器，諸如舉例說，阻擋層光電管(photocell barrier)提供的關于高度的信息的基礎上，“跟隨”物體的形狀。
[0012]措辭“景深”在本文中，用于指示線陣攝像機-物體距離的范圍，是在由該自聚焦系統(tǒng)每次設定的準確焦距的距離的鄰域中，其中該物體被充分聚焦，使光學信息能被讀出。
[0013]如上所述，線陣攝像機需要一些基本信息用于適當設定它的操作參數(shù)，以便獲取與移動的物體相關聯(lián)的光學信息。
[0014]尤其是，線陣攝像機需要知道物體的速度。常常是，例如，如果傳送裝置是傳送器皮帶或平板傳送器，則與之結合的速度傳感器，能夠例如是產生方波的光學編碼器，該方波的頻率與皮帶速度成正比。該編碼器事實上是皮帶前進傳感器，皮帶并從而物體的運動速度，可從該傳感器通過求導數(shù)而被獲得。該傳送器皮帶的速度也被用于定義物體在該傳送器皮帶上的位置。
[0015]確定傳送器皮帶上每一物體的位置，需要避免分配一個物體的代碼給另一個物體，這是為了實現(xiàn)物體的正確可跟蹤性。
[0016]此外，確定傳送器皮帶上每一物體的位置，需要使線陣攝像機每次都聚焦在正確的點上，尤其是當被定位在物體前面上的代碼必須讀出時。
[0017]為了該自聚焦系統(tǒng)的準確和有效操作，該線陣攝像機還必須知道物體的高度，或者，如果是被設計成用于讀出物體側面上的代碼的線陣攝像機，則必須知道物體的橫向位置，即，物體離支承平面邊緣的距離。高度和距離傳感器于是被提供，諸如舉例說，阻擋層光電管和測量被發(fā)射激光束飛行時間的激光電傳感器，所述傳感器被放置在線陣攝像機或多個線陣攝像機的上游。
[0018]線陣攝像機尤其必須知道，構成圖像的行的序列(亦稱“幀”)的采集何時開始，以及要持續(xù)采集多長時間。在有多個線陣攝像機的系統(tǒng)中，此外還必須對所有線陣攝像機，每一物體有相同標識。為此，該系統(tǒng)的所有線陣攝像機，共享“幀觸發(fā)”的相同的源，以便開始行的序列的采集。
[0019]該源通常是一種出現(xiàn)(presence )傳感器(例如光電管)，它檢測垂直于傳送器皮帶方向的水平線上物體的出現(xiàn)，并產生“幀觸發(fā)”信號?；蛘撸摳叨葌鞲衅髂軌蜃鳛椤皫|發(fā)”的裝置被提供。當被測量的高度超過某個預設閾值時，該“幀觸發(fā)”信號被產生。[0020]“幀”采集的開始和結束，由“幀觸發(fā)”裝置產生的開始/停止信號確定。然而,采集不如“幀觸發(fā)”裝置檢測到物體那樣快地開始，而以一定延時開始，該延時為系統(tǒng)的每一線陣攝像機預設，延時依賴于“幀觸發(fā)”裝置和線陣攝像機在皮帶平面上的視線之間的距離、線陣攝像機的視角、物體的速度、被測量的物體的高度和/或物體離支承平面邊緣的距離，和/或沿傳送器皮帶的方向物體的總尺寸。所有上面公開的傳感器，能夠在物理上連接到線陣攝像機或處理信息和向線陣攝像機“分配信息”的控制裝置。
[0021]該控制裝置控制所有傳感器，并還能夠控制照明裝置。
[0022]傳感器提供的信息，在該信息和線陣攝像機自身的定位的基礎上，被分配給線陣攝像機和每一攝像機，使它自身適應采集參數(shù)。
[0023]尤其是，每一線陣攝像機，在關于物體速度的信息基礎上，調整它自身的采集頻率(或掃描頻率，即，每秒獲取的行的數(shù)量)。
[0024]現(xiàn)有技術的采集系統(tǒng)中使用的用于圖形采集的方法計算傳送器皮帶上物體的位置、確定傳送器皮帶的處于預設的范圍中的平均速度。因為物體在編碼器的周期T中，行進通過的間隔S是恒定的，所以平均速度Vm能夠簡單地用在該編碼器的預設數(shù)量的周期T中行進的間隔，除以所述周期的總持續(xù)時間，被測量，即，Vm=nS/(Tl+T2+-Tn)。平均速度的第一次計算，是在“幀觸發(fā)”和圖像采集的開始之間的范圍中完成的。接著，在圖像采集開始之后，平均速度的值，對每一編碼器周期，以使圖像采集參數(shù)適應于所述平均速度可能的變化的方式，被重新計算。該用于圖像采集的方法，還在上面具體計算的傳送器皮帶的平均速度的基礎上，調整每一線陣攝像機的掃描頻率。尤其是，如果在該傳送器皮帶上可用的編碼器的分辨率相當差時，該用于圖像采集的方法被使用。
[0025]該用于圖像采集的方法的缺點是，在傳送器皮帶上的物體的前進速度，即，傳送器皮帶的速度，如上所述，是在編碼器的周期的基礎上被檢測的，它不一定反映傳送器皮帶在圖像采集開始的瞬間的實際速度。
[0026]換句話說，在獲取圖像的行中，為建立線陣攝像機的掃描頻率而計算的速度，不代表傳送器皮帶在掃描頻率被調整瞬間的瞬時速度，而是在圖像所述行采集瞬間之前的時間周期上計算的平均速度。
[0027]所以，當調整掃描頻率時，假定該皮帶的速度保持恒定，哪怕是在該速度被檢測的周期之后的一段時間周期，即，當圖像的行的掃描開始時。
[0028]用于建立掃描頻率的傳送器皮帶速度的計算值，相對于圖像的行的采集瞬間速度的實際值的偏差，確定線陣攝像機的采集參數(shù)的不正確計算和圖像的行的失真的采集，如果對大數(shù)量的要被獲取的圖像的行重復，能夠導致不能被正確解碼的低劣質量圖像。
[0029]尤其是，線陣攝像機的參數(shù)和傳送器皮帶的行的條件之間的關系，被設定成如下:采集周期從而采集頻率，依賴于物體的速度，并還能夠依賴于物體的高度；并且線陣攝像機的靈敏度和焦點的位置，依賴于物體的距離或高度(高的物體通常更亮)。
[0030]正如早已說明，以上所述意味著，如果線陣攝像機的參數(shù)，沒有被正確地適應于傳送器皮帶的瞬時速度，則存在獲取代碼的失真圖像，或根本不能獲取圖像的風險。
[0031]另外，傳送器皮帶的速度相對于實際速度的偏差，引起傳送器皮帶上物體的位置的不正確計算，當有關該圖像的數(shù)據(jù)被發(fā)送到主機，和為了可跟蹤性，查明哪一個/哪些代碼被應用于某一確定的物體時，帶來把某一物體代碼指配給另一個物體的風險。[0032]在經過的時間上出現(xiàn)忽然加速/減速的事件中，該缺點尤其凸出，因為在該經過的時間中被假定，皮帶的速度，保持在皮帶速度采集的時間間隔的最后周期中計算的速度上。
[0033]前述用于圖像采集的方法，因此是相當近似的，并且只適合總按大體上恒定速度移動的傳送器皮帶，另外，在該方法中，不提供傳送器皮帶臨時停止的可能性。在該后一種情形下，事實上，在停止點鄰域，被檢測圖像確實是失真的，因為既在停止前的減速步驟期間，也在停止后的再開始期間，皮帶的速度往往非常迅速地變化的事實，所以不可能在前述的步驟中，正確計算線陣攝像機的掃描頻率。

【發(fā)明內容】

[0034]本發(fā)明的目的，是克服已知圖像采集方法的缺點。
[0035]本發(fā)明的另一個目的，是提供一種用于圖像采集的方法，一旦它已被實施，使正確的圖像能在支承平面的任何操作條件下被獲取，在該支承平面上有要被獲取“光學信息”的物體運送。
[0036]本發(fā)明的再一個目的，是提供一種用于圖像采集的方法，一旦它已被實施，使線陣攝像機的參數(shù)能被設定，所述線陣攝像機，必需按盡可能精密地與支承平面的實際前進條件相符的方式，獲取物體的圖像。
[0037]按照本發(fā)明，一種如在權利要求1中定義的用于圖像采集的方法被提供。
[0038]歸因于本發(fā)明，可能獲得一種圖像采集方法，它使線陣攝像機的參數(shù)，能隨支承平面的實際條件的變化被設定，且與支承平面的速度無關。
[0039]此外,按照本發(fā)明的方法，使線陣攝像機的光電傳感器(photosensor)能避免變成飽和而阻止要被檢測的代碼的正確采集。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]參照附圖，本發(fā)明能夠被更好理解和實施，這些附圖以非限制的例子的方式，出示本發(fā)明的實施例，其中
[0041]圖1是圖像采集系統(tǒng)的示意圖，它使用按照本發(fā)明的圖像采集方法；
[0042]圖2是圖解，表明按照本發(fā)明的圖像采集方法的步驟的時序。
【具體實施方式】
[0043]參考圖1，一種用于圖像采集的系統(tǒng)被示意畫出，它包括至少一臺數(shù)字攝像機1，被放置在傳送平面，例如傳送器皮帶2之上，物體3在該傳送平面上行進。
[0044]這些物體3沿圖1以箭頭表示的前進方向A前進。
[0045]圖1中，被出示的單一個物體3有箱體的形狀，盡管如此，在傳送器皮帶2上，有多個物體3，它們能夠有任何形狀，相繼地沿前進方向A前進。
[0046]數(shù)字攝像機I最好是線陣類型，即，包括光電傳感器，尤其是CXD或C-MOS類型的光電傳感器的一維陣列。
[0047]線陣攝像機I被布置成讀出標識代碼，例如條碼，該代碼被壓印在或涂敷于物體3的面上,例如上部面4a和/或正面4b，和/或在側面4c上。[0048]線陣攝像機I結合有照明裝置5，例如LED或固態(tài)或一般的燈照明裝置，它照明物體3的區(qū)(一般是平面)，在該區(qū)中，線陣攝像機I必須執(zhí)行讀出。
[0049]當不清楚代碼被置于物體3的面4a、或4b、或側面4c的哪一個面時，或者當一個或多個代碼出現(xiàn)在物體3的若干個面上時，必須提供有多側的系統(tǒng)，或有若干線陣攝像機I的多個讀出站系統(tǒng)，每一線陣攝像機結合有對應的照明裝置5。
[0050]照明裝置5能夠產生照明物體3的光脈沖。
[0051]線陣攝像機I能夠直接地和借助反射鏡或反射鏡系統(tǒng)二者，讀出被置于物體3的面4a、或4b、或側面4c上的代碼，當不可能或經濟地布置線陣攝像機直接讀出時，該反射鏡系統(tǒng)被使用。
[0052]線陣攝像機I配備自動聚焦系統(tǒng)，歸因于該自動聚焦系統(tǒng)，線陣攝像機I在物體3的面4a、或4b、或側面4c上的讀出區(qū)大體上每次聚焦成一行。該完全聚焦的行被稱為視線，并代表線陣攝像機I的傳器，通過該線陣攝像機的光學接收系統(tǒng)在完全聚焦距離上的投影。在被自動聚焦系統(tǒng)允許的各種距離上，視線(或讀出線)的全體，形成線陣攝像機I的讀出場，亦稱視場。
[0053]該讀出場位于被稱為視平面V的平面上。在視平面V和垂直于傳送器皮帶2的平面的平面P之間，角度α被定義，它被稱為讀出角或視角。
[0054]為了自動聚焦系統(tǒng)的正確和有效操作，線陣攝像機I必須知道物體3的高度。如果物體的高度能夠在線陣攝像機I的景深極限內相對于某一參考值改變，則該物體的高度的參考值能夠在線陣攝像機I被設定。盡管如此，更常見的是，順著傳送器皮帶2，在線陣攝像機I的上游，沿物體3的前進方向Α，高度傳感器6被提供，例如，檢測到達物體3高度的阻擋層光電管或激光電傳感器。當物體3進入它自身的讀出場并當它離開它自身的讀出場時，該高度傳感器6進行識別。該高度傳感器6因此也作為出現(xiàn)傳感器起作用，S卩，除了檢測物體3的高度外，它還檢測物體沿傳送器皮帶2在預設位置中的出現(xiàn)，及其沿傳送器皮帶2的前進方向的總體尺寸。
[0055]盡管如此，除了高度傳感器6外，為了增加物體3出現(xiàn)的檢測精度，提供出現(xiàn)傳感器7是可能的，例如被布置在高度傳感器6的上游。
[0056]高度傳感器6和可能的出現(xiàn)傳感器7,能夠在物理上被連接到線陣攝像機I或連接到控制裝置，控制裝置在圖中沒有示出，它處理和向線陣攝像機I “分配”信息。
[0057]此外，結合傳送器皮帶2是前進傳感器8，例如編碼器，用于檢測物體3沿傳送器皮帶2移動的位置。例如，該前進傳感器8，能夠適合在傳送器皮帶2，并因此在物體3的每一預設運動上，產生電脈沖，該運動表示前進傳感器8的分辨率。同樣，該前進傳感器8，能夠在物理上被連接到線陣攝像機I或控制裝置。
[0058]當物體3接近線陣攝像機I的讀出場時，“觸發(fā)事件”信號被“觸發(fā)事件”源產生，該“觸發(fā)事件”源，例如能夠是高度傳感器6，或檢測物體3沿傳送器皮帶2在預設位置中出現(xiàn)的出現(xiàn)傳感器7?；蛘撸摗坝|發(fā)事件”信號能夠被控制裝置產生，諸如舉例說，與傳送器皮帶2相結合的PLC (可編程邏輯控制器)。該PLC還能夠向線陣攝像機1，發(fā)送由被連接到該PLC的前進傳感器產生的前進信號。
[0059]該“觸發(fā)事件”信號，使線陣攝像機I能使用該前進傳感器8在“觸發(fā)事件”信號之后發(fā)射的脈沖數(shù)量的計數(shù)，以確定傳送器皮帶2上物體3的位置。當線陣攝像機I或控制裝置，檢測到物體3已行進了在“觸發(fā)事件”源和線陣攝像機I的視平面V與傳送器皮帶2的平面的交叉線之間的一段距離D時，線陣攝像機I的圖像采集開始，所述距離D在該前進傳感器8在“觸發(fā)事件”信號之后發(fā)射的脈沖數(shù)量的基礎上被計算。
[0060]根據(jù)按照本發(fā)明的圖像采集的第一模式，線陣攝像機I的圖像采集頻率，隨傳送器皮帶2上物體3的前進速度的變化被調整，所述速度隨前進傳感器8發(fā)射的信號的周期T的變化被計算，而至少一個其它圖像采集參數(shù)，諸如靈敏度和可能線陣攝像機I的焦點位置，隨傳送器皮帶2上物體3位置的變化被調整，所述位置，借助對前進傳感器8在“觸發(fā)事件”信號之后發(fā)射的信號脈沖的計數(shù)，被線陣攝像機1、或被控制裝置計算。線陣攝像機I的靈敏度，使用電子快門調整。換句話說，電子快門的曝光時間，隨傳送器皮帶2上物體3位置的變化被調整，在前進傳感器8在“觸發(fā)事件”信號之后發(fā)射的脈沖的計數(shù)的基礎上被確定。
[0061]如果線陣攝像機I或控制裝置，檢測到傳送器皮帶2停止，因為前進傳感器8發(fā)射的脈沖的計數(shù)停止，借助保持電子快門關閉和與線陣攝像機I結合的照明裝置5的斷開，圖像采集被暫停，直到前進傳感器8發(fā)射的脈沖的計數(shù)恢復為止，計數(shù)的恢復表示，傳送器皮帶2再次開始移動。
[0062]該圖像采集的第一模式，使傳送器皮帶2上物體3的位置，能以比現(xiàn)有技術已知方法更大的精度被計算，并與傳送器皮帶的速度的計算無關。
[0063]如果前進傳感器8具有的平均分辨率，例如低于或與5mm相同(該分辨率的意思是，編碼器在傳送器皮帶每前進5_發(fā)射一脈沖)，則該圖像采集的第一模式是有利地可使用的。
[0064]根據(jù)按照本發(fā)明的圖像采集的又一模式，如果前進傳感器8的分辨率是高的，例如等于約0.1-0.2_，該圖像采集的又一模式是可用的，圖像采集頻率被與前進傳感器8發(fā)射的脈沖同步，換句話說，前進傳感器8發(fā)射的脈沖，作為線陣攝像機I采集圖像行的同步信號起作用，這樣使線陣攝像機I的圖像采集頻率與前進傳感器8發(fā)射的信號的頻率成比例。例如，采集頻率能夠與前進傳感器8發(fā)射的信號的頻率相同，這樣使圖像的每一行的采集，受前進傳感器8的信號的脈沖指揮，或者圖像采集頻率，能夠與前進傳感器8的信號的頻率的約數(shù)(submuItiple)相同,這樣使圖像的每一行的采集，在所述信號的每η個脈沖時出現(xiàn)。與前進傳感器8信號頻率的亞倍數(shù)相同的圖像采集頻率，能夠在有非常高分辨率，例如低于0.1mm的前進傳感器的情形下被提供。線陣攝像機I的其他采集參數(shù)，即，線陣攝像機I的焦點位置和圖像的采集靈敏度，被預先調整，而物體3前進所述距離D。尤其是，線陣攝像機I的焦點位置，在有自動聚焦系統(tǒng)時，在被高度傳感器6測量的物體3的形狀的基礎上被建立，因為它必需盡可能適應物體3的形狀，而線陣攝像機I的靈敏度，依賴于物體3的距離或高度(高的物體常常更亮)。
[0065]線陣攝像機I的掃描頻率，如已經說明，依賴于前進傳感器8的脈沖頻率。事實上，從物體3抵達圖像采集開始位置的瞬間，經過行進距離D之后，線陣攝像機I接通它的照明裝置5，并按圖像采集頻率開始獲取圖像的行，該圖像采集頻率與前進傳感器8的信號的頻率成比例。
[0066]因為圖像采集頻率不在物體3的前進速度的基礎上計算，而是與前進傳感器8的信號同步，所以速度變化，甚至忽然的速度變化不影響圖像采集，因為線陣攝像機I總與傳送器皮帶2上物體3的實際位置同步。
[0067]在該圖像采集的又一模式中，前進傳感器8需要有比線陣攝像機I被用于它被使用的具體應用中所需要的更高的分辨率。
[0068]如果有多個線陣攝像機1，這些線陣攝像機I之一，起主裝置的作用，從前進傳感器8接收同步信號，并把該同步信號分配到其他線陣攝像機I。
[0069]按相同方式，該主線陣攝像機接收關于高度傳感器6和關于出現(xiàn)傳感器7的信息。
[0070]用于圖像采集的系統(tǒng)，還包括用于發(fā)送前進傳感器8的同步信號的系統(tǒng)，尤其是物理數(shù)據(jù)傳輸線9，專門只用于前述信號的分配。該物理線9在圖1中以虛線示意畫出。
[0071]歸因于該專用物理線，同步信號到達線陣攝像機1，沒有明顯延時或改變。
[0072]使圖像采集頻率與傳送器皮帶2從而物體3的速度無關，僅僅在前進傳感器8發(fā)射的脈沖的基礎上調整圖像采集頻率，使該圖像采集系統(tǒng)極為有效，使不失真圖像在任何條件下能被獲得。
[0073]由前進傳感器8的脈沖引導的圖像采集，進一步使圖像的失真能被避免，該圖像失真可以出現(xiàn)在傳送器皮帶2的臨時停止的事件中。
[0074]事實上，通過使圖像采集頻率，與物體3沿傳送器皮帶2前進的速度分離，能夠避免在傳送器皮帶2停止的事件中獲取的圖像的失真，當圖像采集頻率根據(jù)物體3的前進速度被調整時，而該前進速度又是在前進傳感器8信號的周期基礎上被計算的，此時發(fā)生的情況大為不同。事實上，在后者情形下，當傳送器皮帶2的速度下降到某一閾值以下，S卩，正好在停止之前，并緊接傳送器皮帶2的重新開始之后，傳送器皮帶2的速度測量是非常不精確的，因為前進傳感器8的周期，在傳送器皮帶2的速度趨于零時趨于無限大。另外，當傳送器皮帶2再次開始時，速度只在前進傳感器8已經發(fā)射至少兩個脈沖之后才能夠被計算。因此存在時間間隔，它根據(jù)前進傳感器8的靈敏度，或更長或更短，在該時間間隔期間，線陣攝像機I或控制裝置不能檢測已經開始再次移動的傳送器皮帶2，所以在該皮帶重新開始的步驟期間，速度的計算受顯著誤差的影響，這有害地影響正確的圖像采集，因為它意味著在該步驟中，在傳送器皮帶2速度基礎上計算的線陣攝像機I的掃描頻率，顯著地不同于最佳掃描頻率，即，在該采集瞬間與傳送器皮帶2的實際速度相適應掃描頻率，以上所述意味著，在停止點附近獲取的物體3的圖像，甚至能夠極大地失真。
[0075]另一方面，借助同步圖像采集頻率與前進傳感器8的脈沖，前面所述缺點被避免，因為采集不依賴于皮帶速度的計算。此外，在物體3停止的事件中，圖像采集如前進傳感器8在傳送器皮帶2重新開始之后發(fā)射第一脈沖一樣快地恢復，因此相對于傳送器皮帶2的重新開始瞬間有最小延時。
[0076]此外，在該采集的又一模式中，線陣攝像機I的電子快門，能夠有利地被使用，使該電子快門還與前進傳感器8發(fā)射的脈沖同步，這樣，在圖像的行的每一次采集之后，電子快門關閉，阻止后面的采集，直到線陣攝像機I從前進傳感器8收到新的脈沖，指揮圖像的新的行的采集為止。
[0077]照此方式，確保如果物體3停止的話，則物體3的圖像的同一行不獲取多于一次。
[0078]這樣使構成線陣攝像機I的光電傳感器的飽和現(xiàn)象能被避免。
[0079]在按照本發(fā)明的圖像采集的兩種模式中，物體3的圖像的采集的間隔，S卩，在線陣攝像機I必須獲取物體3的圖像期間的時間間隔的持續(xù)時間，由高度傳感器6確定，該高度傳感器6，一方面檢測物體3的高度，這是獲取被置于正面4b上的代碼的必需信息，而另一方面，檢測沿傳送器皮帶2前進方向的物體3的總體尺寸，該總體尺寸信息對獲取被置于物體3的上部面4a上的代碼是必需的。如果有一個或多個專用于從物體3的側面4c的圖像采集的線陣攝像機1，則在線陣攝像機I必須獲取物體3的圖像期間的時間間隔的持續(xù)時間由一個或多個距離傳感器確定，該距離傳感器一方面例如借助測量物體3離傳送器皮帶2邊緣的距離，測量傳送器皮帶2上物體3的位置，而另一方面，測量沿傳送器皮帶2前進方向的物體3的總體尺寸。
[0080]回到圖1的具體情形，在關于由高度傳感器6在采集開始之前確定的物體3的高度和/或總體尺寸的信息的基礎上，由此能夠建立何時中斷圖像采集，確定線陣攝像機I的采集的結束。事實上，一旦物體3的形狀已知，則從采集的開始以來，在前進傳感器8的確定的數(shù)量的脈沖已經過去之后，線陣攝像機I中斷采集，所述脈沖與物體3沿傳送器皮帶2的前進成比例，這足以使線陣攝像機I能獲取面4a、或4b、或4c的完整圖像。
[0081]一般地說，取決于線陣攝像機I為從物體3的一個或多個面的圖像采集而確立的布置，圖像采集的結束對每一線陣攝像機I由采集結束信號確定，該采集結束信號依賴于物體3的高度或總體尺寸，該高度或總體尺寸由高度傳感器6或由傳送器皮帶2上物體的位置檢測，或依賴于用一個或多個距離傳感器檢測的物體3的總體尺寸。
[0082]在按照本發(fā)明的圖像采集的兩種模式中，“觸發(fā)事件”的相繼步驟、采集開始和采集結束，在圖2被示出。
[0083]被每一線陣攝像機I獲取的圖像，按一系列圖像行的形式，被發(fā)送到相應的與每一線陣攝像機I結合的解碼器，解碼器借助組裝圖像的所有行和處理圖像以抽取光學代碼的信息和/或其他信息，重構被線陣攝像機I獲取的圖像。
[0084]該解碼器例如使用以太網(wǎng)上的TCP/IP協(xié)議，或現(xiàn)場總線，能夠相互通信。解碼器之一作為主方起作用，并從各個解碼器收集數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)發(fā)送到主機?；蛘?，被每一解碼器處理的數(shù)據(jù)，例如能夠通過集線器發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，例如個人計算機，用于存儲和可能的進一步處理。
[0085]每一線陣攝像機I獲取和被發(fā)送到每一解碼器的數(shù)據(jù)，當物體3已經從“觸發(fā)事件”信號的源行進預設的距離，到達所謂的數(shù)據(jù)傳輸位置時，被發(fā)送到主機，該數(shù)據(jù)傳輸位置在圖1中，只作為例子，以線T表示。從線陣攝像機I獲取的數(shù)據(jù)傳輸，只當物體3到達數(shù)據(jù)傳輸位置時出現(xiàn)，這一事實使被檢測的代碼能被指配給確定的物體3，以便使物體3能被跟蹤，沒有一個物體3上被檢測的代碼被指配給另一個物體3的風險?；蛘?，每一線陣攝像機I獲取的數(shù)據(jù)，一旦它們是可用的，就盡快發(fā)送到主機，該數(shù)據(jù)與前進傳感器8產生的信號的值相關聯(lián)。
[0086]圖像采集的模式，能夠在已知與傳送器皮帶2結合的前進傳感器8的分辨率的基礎上，被預設在線陣攝像機I或控制裝置上。
[0087]或者，線陣攝像機1，或控制裝置，能夠按這樣的方式被配置，以便自動地識別與傳送器皮帶2結合的前進傳感器8的分辨率，并依據(jù)它是否為低分辨率前進傳感器而實施圖像采集的不同模式，在低分辨率前進傳感器的情形下，從現(xiàn)有技術已知的圖像采集方法被實施，對中等分辨率前進傳感器的情形下，按照本發(fā)明的圖像采集的第一模式被實施，或是高分辨率前進傳感器的情形下，按照本發(fā)明的圖像采集的又一模式被實施。[0088]或者，前進傳感器的分辨率代替被線陣攝像機I自動地檢測，能夠被操作員在線陣攝像機I上人工地設定。
[0089]本發(fā)明有利地許可在不同的操作條件下巨大的通用性和適應性，歸因于編碼器的不同分辨率。
【權利要求】
1.一種用于在可移動的支承表面(2)上運送的物體(3)的圖像采集方法，包括如下步驟: -排列用于圖像采集的至少一個光學裝置，該光學裝置包括與照明裝置(5)結合的相應的線陣攝像機(I); -檢測在所述可移動的支承表面(2)上預設位置中所述物體(3)的出現(xiàn)信號和指示在所述可移動的支承表面(2)上所述物體(3)的至少一種尺寸和/或位置的信號，所述信號由至少一個傳感器(6、7)產生，該傳感器(6、7)被排列在沿所述可移動的支承表面(2)的前進方向(A)所述線陣攝像機(I)的上游； -檢測在所述出現(xiàn)信號的基礎上產生的“觸發(fā)事件”信號，所述線陣攝像機(I)在所述“觸發(fā)事件”信號的基礎上開始采集所述物體(3)的圖像； -當所述物體(3)已經從所述預設位置行進預設距離(D)時，開始用所述線陣攝像機(I)采集所述物體(3)的圖像，所述距離(D)取決于所述物體(3)的所述至少一個尺寸，和/或取決于所述物體(3)在所述可移動的支承表面(2)上的位置，所述距離(D)由與所述可移動的支承表面(2 )結合的前進傳感器(8 )計算，所述前進傳感器(8 )適合在所述可移動的支承表面(2)的每一預設運動上，產生包括電脈沖的信號，所述前進傳感器(8)在操作上被連接到所述線陣攝像機(I )，或被連接到控制所述線陣攝像機(I)的控制裝置， 特征在于，還包括: -在所述前進傳感器(8)的分辨率基礎上，設定用于所述線陣攝像機(I)的圖像采集的模式，所述分辨率由所述前進傳感器(8)產生的兩個相繼脈沖之間經過的時間中所述可移動的支承表面(2)行進的距離組成。
2.按照權利要求1的方法，其中所述設定包括從多種不同采集模式中選擇所述采集模式。
3.按照權利要求1或2的方法，其中所述分辨率由所述線陣攝像機(I)或所述控制裝置自動檢測。
4.按照權利要求1或2的方法，其中所述分辨率，由所述線陣攝像機(I)或所述控制裝置的操作員設定。
5.按照權利要求1到4任一項的方法，其中所述設定包括: -在所述前進傳感器(8)產生的信號的周期的基礎上，調整所述線陣攝像機(I)的圖像米集頻率； -隨所述可移動的支承表面(2)上所述物體(3)位置變化，調整所述線陣攝像機(I)的至少一個另外的采集參數(shù)，所述位置是借助在所述“觸發(fā)事件”信號已經被發(fā)射后，計數(shù)所述前進傳感器(8)發(fā)射的脈沖數(shù)量而被計算。
6.按照權利要求1到4任一項的方法，其中所述調整包括: -以對所述前進傳感器(8)發(fā)射的每一單脈沖，或對每一預設的多個所述單脈沖，采集圖像行的方式，使所述線陣攝像機(I)的圖像采集頻率與所述前進傳感器(8)發(fā)射的脈沖同步； -隨所述可移動的支承表面(2 )上所述物體(3 )位置變化，調整所述線陣攝像機(I)的至少一個另外的參數(shù)，所述位置是借助在所述“觸發(fā)事件”信號已經被發(fā)射后，計數(shù)所述前進傳感器(8)發(fā)射的脈沖數(shù)量而被計算。
7.按照權利要求5的方法，其中所述前進傳感器(8)有量級為數(shù)毫米的分辨率。
8.按照權利要求6的方法，其中所述前進傳感器(8)有約0.1-0.2mm的分辨率。
9.按照權利要求5到8任一項的方法，其中所述另外的采集參數(shù)包括線陣攝像機(I)的采集靈敏度和/或焦點位置。
10.按照任一項前面權利要求的方法，還包括提供有電子快門的所述線陣攝像機(I)，所述電子快門按圖像行的采集和后面采集之間經過的時間間隔被驅動，以防止所述線陣攝像機(I)繼續(xù)按所述時間間隔采集。
11.按照任一項前面權利要求的方法，還包括經由專用數(shù)據(jù)傳輸線(9)，把所述前進傳感器(8 )連接到所述線陣攝像機(I)，或連接到所述控制裝置。
12.按照任一項前面權利要求的方法，其中所述至少一個尺寸包括沿所述可移動的支承表面(2)的前進方向(A)所述物體(3)的總體尺寸和/或所述物體(3)的高度。
【文檔編號】G06K7/10GK103502121SQ201280008935
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年2月10日 優(yōu)先權日:2011年2月15日
【發(fā)明者】C·薩波雷蒂 申請人:得利捷Ip科技有限公司