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专利名称：一种条码扫描用智能镜头

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411012741.1

专利申请（专利权）人：四川都乐光电开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：四川省泸州市江阳区利民路二段9号

专利发明（设计）人：谢衍琛

专利摘要：本发明公开了条码扫描技术领域的一种条码扫描用智能镜头，包括主镜筒；主镜筒内设置有调节板；调节板上设置有若干阵列排布的子镜头和用于调节子镜头角度的调节组件；子镜头用于分别收集光学信号；还包括光源、初步成像模块、暂存模块以及控制模块；光源用于提供扫描条码所需的光线；初步成像模块用于整合完整的条码图像；暂存模块用于获取并暂时储存最新扫描成功的条码图像；控制模块用于在扫描失败时，判断条码图像中是否出现褶皱，若条码图像中出现褶皱，则判断褶皱的具体位置，并控制调节组件调整对应子镜头角度，直至初步成像模块整合完整的条码图像。本方案利用多个子镜头和智能调节机制，实现了高精度的条码识别，同时保持了较低的成本。

主权利要求：
1.一种条码扫描用智能镜头，其特征在于：包括主镜筒；主镜筒内设置有调节板；调节板上设置有若干阵列排布的子镜头和用于调节子镜头角度的调节组件；子镜头用于分别收集同一条码不同位置反射的光学信号；
还包括光源、初步成像模块、暂存模块以及控制模块；光源用于提供扫描条码所需的光线；初步成像模块用于获取各个子镜头所收集的光学信号，并整合为完整的条码图像；暂存模块用于获取并暂时储存最新扫描成功的条码图像；控制模块用于在扫描失败时，将初步成像模块整合的条码图像与暂存模块中的条码图像进行比对，判断条码图像中是否出现褶皱，若条码图像中出现褶皱，则判断褶皱的具体位置，并控制调节组件调整对应子镜头角度，直至初步成像模块能够整合出完整的条码图像。
2.根据权利要求1所述的条码扫描用智能镜头，其特征在于：控制模块基于以下逻辑判断条码是否出现褶皱：将初步成像模块整合的条码图像与暂存模块中的条码图像的条码载体的尺寸进行比对，若两者尺寸差值大于第一预设值，则判断条码出现褶皱；反之，则比对条码图像中条码的长度，若两者条码长度差值大于第二预设值，则判断条码出现褶皱。
3.根据权利要求2所述的条码扫描用智能镜头，其特征在于：控制模块通过以下逻辑判断褶皱的位置：将初步成像模块整合的条码图像与暂存模块中的条码图像进行比对，分别获取两者图像中黑条和空白的位置，并按照暂存模块中条码图像的黑条或空白的最小宽度进行一一排列比对，若初步成像模块整合的条码图像中第M处的黑条或空白的宽度为最小宽度的N倍，当N为整数时，表示初步成像模块整合的条码图像中M处条码未发生褶皱，当N为非整数时，表示初步成像模块整合的条码图像中M处条码发生褶皱。
4.根据权利要求3所述的条码扫描用智能镜头，其特征在于：初步成像模块所整合的条码图像包括扫描成功时的条码图像和扫描失败时的条码图像。
5.根据权利要求4所述的条码扫描用智能镜头，其特征在于：光源为激光二极管。
6.根据权利要求5所述的条码扫描用智能镜头，其特征在于：控制模块还用于在扫描失败时，判断失败原因是否为反光引起的；若初步成像模块整合的条码图像中出现光斑，则判断扫描失败原因为反光，并控制调节组件调节子镜头的偏转角度，直至光斑消失。
7.根据权利要求6所述的条码扫描用智能镜头，其特征在于：控制模块还用于在扫描失败时，判断失败原因是否为条码被打印在曲面载体上引起的；获取初步成像模块整合的条码图像中所有的黑条或空白的宽度W，若所有黑条或空白的宽度W两两之间均未呈现线性关系，则判断扫描失败由条码被打印在曲面载体上引起的，并控制调节组件调节对应子镜头的角度，直至扫描成功。
8.根据权利要求7所述的条码扫描用智能镜头，其特征在于：调节组件包括开设于调节板上的若干调节槽，调节槽与子镜头一一对应；调节槽内均分别设置有调节块和马达，调节块与调节槽转动配合；马达用于驱动调节块旋转；调节块内均设置有活动槽；活动槽侧壁内设置有电磁铁；子镜头分别置于活动槽内，子镜头两侧与活动槽转动连接，子镜头末端均设置有磁化片；电磁铁用于产生不同方向的磁场使磁化片偏转。
9.根据权利要求8所述的条码扫描用智能镜头，其特征在于：在初始时，所有子镜头均保持预设倾斜角度。
10.根据权利要求9所述的条码扫描用智能镜头，其特征在于：主镜筒的入口处设置有透镜。 说明书 : 一种条码扫描用智能镜头技术领域[0001] 本发明属于条码扫描技术领域，具体是一种条码扫描用智能镜头。背景技术[0002] 条码扫描技术作为现代自动化管理的重要组成部分，已经广泛应用于零售业、物流业、制造业及医疗行业等多个领域。其高效、准确、经济的特性，使得条码成为实现快速数据读取和对象识别的重要手段。然而，在实际应用中，条码扫描镜头在扫描过程中常会遇到各种挑战，其中最为棘手的问题之一是条码的褶皱问题。尽管条码扫描技术不断进步，但针对褶皱条码的有效解决方案仍显不足。在物流追踪过程中，货物条码的褶皱可能导致扫描失败，影响物流效率。尤其是在高湿度的环境下，标签吸湿胀大进一步加剧了褶皱问题。[0003] 现有技术中主要采用高性能条码扫描器识别部分变形或褶皱的条码。虽然上述方式可以识别部分变形褶皱的条码，但是需要更高的分辨率和更强大的图像处理能力，意味着需要采用更高级的硬件组件。这不仅增加了成本，还可能导致设备体积增大、功耗增加，以及维护难度的提升。因此，亟需一种条码扫描用智能镜头，能够在不显著增加硬件成本下，提升对褶皱条码的识别效率和准确性。发明内容[0004] 为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种条码扫描用智能镜头，能够满足对于高效、准确条码识别的需求，还能够有效降低成本，提升用户体验。[0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：[0006] 一种条码扫描用智能镜头，包括主镜筒；主镜筒内设置有调节板；调节板上设置有若干阵列排布的子镜头和用于调节子镜头角度的调节组件；子镜头用于分别收集同一条码不同位置反射的光学信号；[0007] 还包括光源、初步成像模块、暂存模块以及控制模块；光源用于提供扫描条码所需的光线；初步成像模块用于获取各个子镜头所收集的光学信号，并整合为完整的条码图像；暂存模块用于获取并暂时储存最新扫描成功的条码图像；控制模块用于在扫描失败时，将初步成像模块整合的条码图像与暂存模块中的条码图像进行比对，判断条码图像中是否出现褶皱，若条码图像中出现褶皱，则判断褶皱的具体位置，并控制调节组件调整对应子镜头角度，直至初步成像模块能够整合出完整的条码图像。[0008] 采用上述方案有以下有益效果：[0009] 1、本方案，通过利用光源发射光线，当光线接触条码时会发生反射，通过子镜头收集条码各个位置所反射的光学信号，然后通过初步成像模块将各个子镜头收集的光学信号整合，生成连续的条码图像。当扫描失败时，控制模块根据暂存模块所储存的临时的条码图像与扫描失败的条码图像进行比对，判断并确定褶皱的位置，以此调节对应的子镜头角度，使其能够收集到褶皱被遮挡的位置的条码信息，从而更有效地捕捉和识别条码信息。[0010] 相较于现有技术，本方案通过将条码的扫描过程拆分为多个子镜头分别扫描条码的不同位置，并整合这些独立扫描的结果形成完整的条码图像，这种方法显著提高了条码识别的准确率和效率。特别是在条码存在褶皱或变形时，通过智能调节子镜头的角度，确保褶皱处的条码信息也能被有效捕获，从而避免扫描失败。传统的高精度条码扫描设备往往价格昂贵，而本方案利用多个子镜头和智能调节机制，实现了高精度的条码识别，同时保持了较低的成本。这对于需要频繁进行条码扫描的场合，如物流、零售等行业，具有重要意义。[0011] 2、本方案，在扫描过程中遇到条码褶皱或遮挡导致识别失败时，能够通过控制模块自动比对暂存的条码图像与当前扫描图像，判断褶皱位置，并自动调节对应子镜头的角度，以获取褶皱处被遮挡的条码信息。这种自适应调节能力显著提高了条码扫描的鲁棒性和灵活性。[0012] 进一步，控制模块基于以下逻辑判断条码是否出现褶皱：将初步成像模块整合的条码图像与暂存模块中的条码图像的条码载体的尺寸进行比对，若两者尺寸差值大于第一预设值，则判断条码出现褶皱；反之，则比对条码图像中条码的长度，若两者条码长度差值大于第二预设值，则判断条码出现褶皱。[0013] 有益效果：在类似于物流行业需要批量扫描条码的行业中，一般条码的规格都是统一的，以此便于快速扫描。通过双重验证机制（先比较条码载体尺寸，后比较条码长度），能够更准确地判断条码是否出现褶皱。这种综合判断方法比单一维度的判断更为可靠，减少了因单一因素导致的误判。[0014] 进一步，控制模块通过以下逻辑判断褶皱的位置：将初步成像模块整合的条码图像与暂存模块中的条码图像进行比对，分别获取两者图像中黑条和空白的位置，并按照暂存模块中条码图像的黑条或空白的最小宽度进行一一排列比对，若初步成像模块整合的条码图像中第M处的黑条或空白的宽度为最小宽度的N倍，当N为整数时，表示初步成像模块整合的条码图像中M处条码未发生褶皱，当N为非整数时，表示初步成像模块整合的条码图像中M处条码发生褶皱。[0015] 有益效果：通过精确比对条码图像中黑条和空白的宽度，并与暂存模块中的最新扫描成功的图像进行对比，能够非常准确地识别出条码中的褶皱部分，从而单独调节对应子镜头的角度，以优化对该区域条码的扫描效果。这种即时反馈与调节机制有助于减少因褶皱导致的识别错误，提高扫描的准确性和效率。[0016] 进一步，初步成像模块所整合的条码图像包括扫描成功时的条码图像和扫描失败时的条码图像。[0017] 有益效果：在扫描失败时，控制模块能够迅速对比扫描失败的图像与成功扫描的图像，从而快速定位问题所在。[0018] 进一步，光源为激光二极管。[0019] 有益效果：激光二极管能够产生高度聚焦、方向性好的光束，这使得扫描过程中光线能够更准确地照射在条码上，减少散射和反射，从而提高条码图像的清晰度和对比度。[0020] 进一步，控制模块还用于在扫描失败时，判断失败原因是否为反光引起的；若初步成像模块整合的条码图像中出现光斑，则判断扫描失败原因为反光，并控制调节组件调节子镜头的偏转角度，直至光斑消失。[0021] 有益效果：通过识别并应对反光问题，能够减少因反光导致的扫描失败次数。一旦检测到光斑，控制模块立即调整子镜头的角度，有效避免光线直接反射到镜头中，从而确保条码图像的质量，提高扫描的成功率。[0022] 进一步，控制模块还用于在扫描失败时，判断失败原因是否为条码被打印在曲面载体上引起的；获取初步成像模块整合的条码图像中所有的黑条或空白的宽度W，若所有黑条或空白的宽度W两两之间均未呈现线性关系，则判断扫描失败由条码被打印在曲面载体上引起的，并控制调节组件调节对应子镜头的角度，直至扫描成功。[0023] 有益效果：在扫描失败时，通过检查黑条或空白的宽度W两两之间是否呈现线性关系。在平面载体上的条码，其条与空的宽度通常呈现规则的线性间隔，而曲面载体上的条码由于曲率影响，这种线性关系可能被打破。如果所有黑条或空白的宽度W两两之间均未呈现线性关系，则判断扫描失败确实由条码被打印在曲面载体上引起。以此控制模块能够迅速判断原因并采取相应措施，通过检测条码载体（如载体为曲面）对扫描过程的影响，并通过调整子镜头的角度来适应这种变化，从而提高扫描的准确性。[0024] 进一步，调节组件包括开设于调节板上的若干调节槽，调节槽与子镜头一一对应；调节槽内均分别设置有调节块和马达，调节块与调节槽转动配合；马达用于驱动调节块旋转；调节块内均设置有活动槽；活动槽侧壁内设置有电磁铁；子镜头分别置于活动槽内，子镜头两侧与活动槽转动连接，子镜头末端均设置有磁化片；电磁铁用于产生不同方向的磁场使磁化片偏转。[0025] 有益效果：通过马达驱动调节块旋转，结合活动槽内的电磁铁对磁化片产生的不同方向磁。梢允迪侄宰泳低吩诳占淠谌我饨嵌鹊奈⑿』虼蠓鹊髡，从而达到较高的调节精度。[0026] 进一步，在初始时，所有子镜头均保持预设倾斜角度。[0027] 有益效果：在许多情况下，采用倾斜角度扫描（即反射光线与条码之间呈一定角度，而非完全垂直）可以获得更好的扫描效果。这有助于减少反光干扰，并确保扫描光线能够完整覆盖条码。[0028] 进一步，主镜筒的入口处设置有透镜。[0029] 有益效果：通过透镜能够收集来自条码的更多发射光线，并将其导向子镜头，有助于在光线较暗的环境下提高扫描成功率，减少因光线不足导致的识别失败。附图说明[0030] 图1为本发明一种条码扫描用智能镜头的三维示意图。[0031] 图2为图1的侧视图。[0032] 图3为图1的正视图。[0033] 图4为图2中A?A剖面图。[0034] 图5为图4中M处均局部放大示意图。[0035] 图6为本发明一种条码扫描用智能镜头的系统框图。[0036] 说明书附图中的附图标记包括：主镜筒1、子镜头2、调节板3、调节槽301、马达302、调节块303、活动槽304、电磁铁305、磁化片306、透镜4。具体实施方式[0037] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。[0038] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0039] 在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。[0040] 下面通过具体实施方式进一步详细说明：[0041] 实施例基本如图1?图6所示：[0042] 一种条码扫描用智能镜头，包括主镜筒1；为了更好地捕获光线，主镜筒1的入口处粘接固定有透镜4；主镜筒1内粘接固定有调节板3；调节板3上设置有若干阵列排布的子镜头2和用于调节子镜头2角度的调节组件；子镜头2用于分别收集同一条码不同位置反射的光学信号；本实施例中在初始时，所有子镜头2均保持预设倾斜角度。[0043] 具体的，调节组件包括开设于调节板3上的若干调节槽301，调节槽301与子镜头2一一对应；调节槽301内均分别设置有调节块303和马达302，调节块303与调节槽301转动配合；马达302用于驱动调节块303旋转；调节块303内均开设有活动槽304；活动槽304侧壁内螺栓固定有电磁铁305；子镜头2分别置于活动槽304内，子镜头2两侧与活动槽304的侧壁通过转轴转动连接，子镜头2末端均粘接固定有磁化片306，磁化片306为经过磁化处理后的铁片，以便于电磁铁305产生不同方向的磁场时，磁化片306能够被吸引或排开；电磁铁305用于产生不同方向的磁场使磁化片306偏转。[0044] 还包括光源、初步成像模块、暂存模块以及控制模块；[0045] 光源用于提供扫描条码所需的光线；具体的，光源采用激光二极管，激光二极管能够发出特定波长的激光束，照射到条码上后发生反射。[0046] 初步成像模块用于获取各个子镜头2所收集的光学信号，并整合为完整的条码图像；初步成像模块所整合的条码图像包括扫描成功时的条码图像和扫描失败时的条码图像。[0047] 暂存模块用于获取并暂时储存最新扫描成功的条码图像，即经过初步成像模块整合后，扫描成功的条码图像，在每次扫描成功后，暂存模块会实时更新条码图像；控制模块用于在扫描失败时，将初步成像模块整合的条码图像与暂存模块中的条码图像进行比对，判断条码图像中是否出现褶皱，若条码图像中出现褶皱，则判断褶皱的具体位置，并控制马达302调整对应子镜头2角度，直至初步成像模块能够整合出完整的条码图像。[0048] 具体的，控制模块判断条码是否出现褶皱时：将初步成像模块整合的条码图像与暂存模块中的条码图像的条码载体的尺寸进行比对，若两者尺寸差值大于第一预设值，则判断条码出现褶皱；反之，则比对条码图像中条码的长度，若两者条码长度差值大于第二预设值，则判断条码出现褶皱。[0049] 控制模块判断褶皱的位置时：将初步成像模块整合的条码图像与暂存模块中的条码图像进行比对，分别获取两者图像中黑条和空白的位置，并按照暂存模块中条码图像的黑条或空白的最小宽度进行一一排列比对，若初步成像模块整合的条码图像中第M处的黑条或空白的宽度为最小宽度的N倍，当N为整数时，表示初步成像模块整合的条码图像中M处条码未发生褶皱，当N为非整数时，表示初步成像模块整合的条码图像中M处条码发生褶皱。[0050] 控制模块还用于在扫描失败时，判断失败原因是否为反光引起的；若初步成像模块整合的条码图像中出现光斑，则判断扫描失败原因为反光，并控制马达302调节子镜头2的偏转角度，直至光斑消失。[0051] 控制模块还用于在扫描失败时，判断失败原因是否为条码被打印在曲面载体上引起的；获取初步成像模块整合的条码图像中所有的黑条或空白的宽度W，若所有黑条或空白的宽度W两两之间均未呈现线性关系，则判断扫描失败由条码被打印在曲面载体上引起的，并控制马达302调节对应子镜头2的角度，直至扫描成功。[0052] 具体实施过程如下：[0053] 例如在仓检中心使用本装置进行条码扫描时，激光二极管会发出特定波长的激光束，照射到待扫描的物流条码上。阵列排布的子镜头2分别收集条码不同位置反射的光学信号(同一条码的)，确保全面覆盖条码区域。[0054] 初步成像模块接收子镜头2的光学信号，并快速整合成一张完整的条码图像A。[0055] 若扫描成功，暂存模块则将扫描成功时的条码图像A暂时储存；当下一个货物上的条码扫描失败时，控制模块将从三个方面判断扫描失败的原因，并调整相应子镜头2的偏转方向以及角度，每种情况对应的子镜头2的调节均不同。具体过程如下：[0056] 褶皱检测与处理：[0057] 获取扫描失败的条码图像B，控制模块首先比对条码图像(具体包含条码以及条码载体)中条码载体的尺寸，本实施例中条码载体具体为贴纸，判断是否出现褶皱。通过计算条码图像A中贴纸和条码图像B中贴纸的尺寸差值，若尺寸差值不低于第一预设值，则判断条码图像B中出现褶皱，反之则进行下一步判断。通过计算条码图像A中条码和条码图像B中条码的长度差值，进一步判断是否出现褶皱，若两者条码长度差值大于第二预设值，说明出现褶皱导致条码缩短，并判断条码出现褶皱。[0058] 当控制模块判断出现褶皱时，控制模块将判断褶皱的具体位置，从而确定子镜头2的偏转角度和方向。[0059] 具体从暂存模块的条码图像A中，找到所有黑条或空白的最小宽度值，作为基准宽度。[0060] 将初步成像模块整合的条码图像B中的每个黑条或空白的宽度与基准宽度进行一一比对。[0061] 按照它们在条码中的相对位置(从左到右或从右到左)，将宽度值进行排列比对。[0062] 对于初步成像模块图像中的每一个位置M(即每一个黑条或空白)，计算N的值(即当前宽度除以基准宽度)。[0063] 判断N是否为整数：[0064] 如果N为整数，说明该位置的黑条或空白宽度是基准宽度的整数倍，可能未发生褶皱或褶皱不影响宽度测量，因此判断该位置未发生褶皱。[0065] 如果N为非整数，说明该位置的黑条或空白宽度不是基准宽度的整数倍，这通常是由于条码在该位置发生了褶皱，导致宽度发生变化，因此判断该位置发生了褶皱。[0066] 控制模块将判断结果记录下来，包括哪些位置发生了褶皱以及褶皱的程度(通过N的偏离程度来估计)。[0067] 将这些信息反馈给控制模块，以便控制模块能够有针对性地调整对应子镜头2的角度，优化对该区域条码的扫描效果。[0068] 控制模块根据褶皱位置和程度，驱动马达302旋转调节块303，通过电磁铁305改变子镜头2的偏转角度。具体的，例如褶皱从条码左侧向右倾斜，则调整对应位置的子镜头2，使其对准褶皱的缝隙处，并从右往左进行重新扫描。[0069] 重复扫描过程，并再次进行图像整合与比对，直到扫描成功。[0070] 反光处理：[0071] 控制模块通过条码图像B中是否出现光斑，识别为是否出现反光。并通过马达302和电磁铁305自动调整子镜头2的角度，直至光斑消失。[0072] 曲面载体处理：[0073] 如果扫描过程中未能成功解码条码信息，控制模块则判断为扫描失败，并分析整合后的条码图像B，测量所有黑条和空白的宽度W。[0074] 比较这些宽度值，检查它们之间是否存在线性关系。在平面载体上，由于条码是直线排列的，黑条和空白的宽度通常会呈现出规则的线性间隔。而在曲面载体上，由于曲率的影响，这种线性关系会被打破，导致宽度值之间的变化不再规则。[0075] 如果所有黑条或空白的宽度W两两之间均未呈现线性关系，那么扫描失败的原因是由于条码被打印在了曲面载体上。[0076] 一旦确定了失败原因，控制模块会激活马达302和电磁铁305，自动调整子镜头2的角度，以适应曲面载体的曲率。这个调整过程可能是逐步的，通过多次尝试不同的角度，直到找到一个能够成功扫描条码的最佳角度。[0077] 以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

专利地区：四川

专利申请日期：2024-07-26

专利公开日期：2024-09-20

专利公告号：2024-09-20