多传感器扫描仪中的瞄准定位与三角测量制造技术

本发明专利技术涉及多传感器扫描仪中的瞄准定位与三角测量。光学扫描仪使用定位阶段来确定对被摄体的测距，在该定位阶段中，接收图像帧系列，该图像帧系列共同包含作为被摄体表面的反射而捕获的瞄准光斑。根据调制图案对所捕获的瞄准光斑进行时间调制，并且基于调制图案处理该图像帧系列以辨别瞄准光斑，从而确定瞄准光斑在该序列的至少一个图像帧内的可能位置。随后是三角测量阶段，其中处理瞄准光斑的可能位置以产生测距确定。在可选实现方式中，基于由多个图像捕获设备中的不同图像捕获设备捕获的图像帧中的不同特定于设备的位置偏移来评估瞄准光斑的可能位置是否在合理位置内。估瞄准光斑的可能位置是否在合理位置内。估瞄准光斑的可能位置是否在合理位置内。

【技术实现步骤摘要】
多传感器扫描仪中的瞄准定位与三角测量


[0001]本公开总体涉及自动视觉，更具体地，涉及包含诸如机器可读符号或图案之类的感兴趣主题的图像的捕获和处理。

技术介绍

[0002]基于图像的光学扫描包括各种各样的应用，诸如机器可读符号 (例如，一维符号、二维符号)的读取、光学字符识别、物体检测或识别等。一般而言，这样的系统通过使用具有图像传感器的相机捕获被摄体的数字图像并对捕获的图像进行计算处理以自主地检测、识别或读取被摄体来工作。输出一般包括由被摄体表示或描述被摄体的数据。例如，在读取一维或二维符号的情况下，输出可以是由该符号表示的数字或字母数字串。类似地，在识别打印或手写字符或字符集合的情况下，输出可以是该字符或集合的文本表示；并且在物体识别的情况下，输出可以是描述物体的分类结果(例如，标签)。
[0003]光学扫描仪提供了能够在距读取器不同距离处捕获许多不同类型的符号的多功能性。最先进的光学扫描仪使用具有不同视野的多个相机来捕获被摄体的多个图像，并使用图像处理技术来确定用于符号读取的最佳图像。这样的扫描仪可以采用将相机的光学器件聚焦在正确的距离上的自动聚焦系统。
[0004]自动聚焦技术可以是被动的或主动的。被动自动聚焦进行完全聚焦扫描，同时评估图像对比度和确定哪种聚焦设置产生最大对比度并因此是最适合使用。该方法是一种类型的闭环系统，其可靠但缓慢，导致不可接受的延时，这对扫描仪设备的可用性产生不利影响。
[0005]主动自动聚焦技术可能比被动自动聚焦技术快得多。主动自动聚焦使用辅助测量系统，该辅助测量系统发射不是要捕获的图像的一部分的信号，并感测发射信号从目标表面的反射。这些技术包括诸如飞行时间传感器、激光三角测量、相移测量和超声波测量等技术。主动自动聚焦技术提供可指示从扫描仪到目标的距离的某个量度(诸如，周转延迟、相移或所接收的图像内部的点位移等)。进而，所测量的距离被用来设置正确的聚焦位置。主动自动调焦系统是开环系统，其可能很快，但其精度可靠性取决于辅助测量系统的性能。
[0006]主动自动聚焦系统面临的一种类型的挑战是干扰的存在，该干扰会影响其辅助测量系统的性能。例如，在使用基于光的信号发射(诸如激光斑)的辅助测量系统中，出现在扫描仪设备的一个或多个相机的视野内的其他光源或反射可能误导辅助测量系统将这种干扰解释为发射信号的反射，或者它们可能阻止从目标表面可靠地接收期望的发射信号的反射。这样的挑战在长距离扫描应用中可能特别成问题，在长距离扫描应用中，目标表面和要读取的符号构成所捕获的图像的一小部分，并且所捕获的图像包含更多的背景景物，该背景景物是扫描操作不感兴趣的并且向扫描设备呈现光学干扰的可能性更大。

技术实现思路

[0007]根据本公开的一些方面，提供了一种用于扫描被摄体的光学扫描仪的装置。该装
置可以包括多个相机系统和基于激光三角测量的主动自动聚焦系统，该主动自动聚焦系统可操作为定位图像中的瞄准 (aimer)、转换瞄准位置以确定到目标的距离、以及使用距离信息来聚焦图像捕获系统。有利地，本公开中提出的技术使用激光信号的时间调制和相机中的位置匹配以消除假阳性瞄准光斑检测，从而有助于自动聚焦系统的准确性和可靠性。
[0008]根据一种类型的实施例，一种用于扫描被摄体的光学扫描仪的装置，包括：接口电路，具有用于从至少一个图像捕获设备接收多个图像的输入；以及耦合到接口电路和所述输入的控制器电路。控制器电路可操作为执行测距确定，测距确定包括定位阶段和三角测量阶段。在定位阶段，经由所述输入接收图像帧系列。图像帧系列共同包含作为被摄体的表面的反射而捕获的瞄准光斑。根据调制图案对所捕获的瞄准光斑进行时间调制。基于调制图案处理图像帧系列以辨别瞄准光斑，从而确定瞄准光斑在该系列的至少一个图像帧内的可能位置。在三角测量阶段，处理瞄准光斑的可能位置以产生测距确定，其中测距确定表示至少一个图像捕获设备与被摄体的表面之间的距离。
[0009]在另一实施例中，一种用于扫描被摄体的光学扫描仪的装置，包括：接口电路，包括用于从多个图像捕获设备接收多个图像的输入；以及耦合到接口电路和所述输入的控制器电路，控制器电路可操作为执行测距确定，测距确定包括定位阶段和三角测量阶段。来自多个图像捕获设备中的每一个的多个图像中的每个图像具有所捕获的瞄准光斑的特定于设备的位置偏移，该位置偏移基于相应图像捕获设备和被摄体的表面之间的距离并且还基于相应图像捕获设备和瞄准光斑的投影仪的相对位置而变化。定位阶段识别所捕获的图像帧内的瞄准光斑的可能位置。在三角测量阶段，基于由多个图像捕获设备中的不同图像捕获设备捕获的图像帧中的不同的特定于设备的位置偏移，处理瞄准光斑的可能位置，以评定瞄准光斑的可能位置是否在合理 (plausible)位置内。测距确定可以表示光学扫描仪和被摄体的表面之间的距离。
附图说明
[0010]图1是示出根据至少一个示例实施例的扫描系统的实现方式的简化框图。
[0011]图2是示出作为扫描系统的一个示例实现方式的手持读取器的图。
[0012]图3是示出根据一些实施例的扫描系统100的示例系统架构的高级别框图。
[0013]图4A
‑
4B是示出可用作一个或多个图像捕获设备的示例的布置的简化示意图。
[0014]图5是示出根据一个示例的控制器120的处理硬件的一部分的简化框图。
[0015]图6是示出根据示例实施例的扫描系统的控制器的简化操作制度的高级别状态图。
[0016]图7是示出根据一些实施例的自动聚焦操作的状态图。
[0017]图8是示出根据一些实施例的与自动聚焦操作的定位阶段相对应的示例操作序列的过程流程图。
[0018]图9A是示出根据一些实施例的瞄准光斑的强度变化技术的图。
[0019]图9B是示出作为另一类型实施例的示例的图像曝光和瞄准光斑定时的图，在该另一类型实施例中，在帧曝光时间可以改变的同时，可以通过在图像帧捕获定时期间控制瞄准发射的脉冲持续时间来调制所捕获的瞄准光斑。
[0020]图10是示出根据一些实施例的三角测量阶段的一些操作的流程图。
[0021]图11是示出示例扫描系统的近场图像捕获设备和远场图像捕获设备的瞄准光斑的位置偏移的示例的曲线图。
[0022]图12是示出根据示例的分别由近场图像捕获设备和远场图像捕获设备捕获的其中示出了瞄准光斑的一对捕获图像部分的图。
[0023]图13是示出根据特定示例的定位阶段和三角测量阶段的实现方式的功能的图。
具体实施方式
[0024]此处包括的说明并不意味着是任何特定系统、存储设备、架构或过程的实际视图，而仅仅是用于描述本文实施例的理想化表示。附图之间共有的元素和特征可以保留相同的数字名称，除了为了便于描述，在大多数情况下，附图标记以在其上引入或最全面描述这些元素的附图的编号开始。此外，附图中所示的元素本质上是示意性的，并且关于存储器阵列的物理布局和构造的许多细节和/或访问数据所需的所有步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于扫描被摄体的光学扫描仪的装置，所述装置包括：接口电路，包括用于从至少一个图像捕获设备接收多个图像的输入；以及耦合到所述接口电路和所述输入的控制器电路，所述控制器电路可操作为执行测距确定，所述测距确定包括定位阶段和三角测量阶段，其中：在所述定位阶段，经由所述输入接收图像帧系列，所述图像帧系列共同包含作为所述被摄体的表面的反射而捕获的瞄准光斑，根据调制图案对所捕获的瞄准光斑进行时间调制，并且基于所述调制图案处理所述图像帧系列以辨别所述瞄准光斑，从而确定所述瞄准光斑在所述系列的至少一个图像帧内的可能位置；以及在所述三角测量阶段，处理所述瞄准光斑的可能位置以产生所述测距确定，其中所述测距确定表示所述至少一个图像捕获设备与所述被摄体的表面之间的距离。2.如权利要求1所述的装置，其中所述接口电路还包括用于接收激活信号的输入，并且其中所述控制器可操作为响应于所述激活信号来执行所述测距确定。3.如权利要求1所述的装置，其中所述接口电路可操作为从多个图像捕获设备中的每一个接收多个图像。4.如权利要求3所述的装置，其中所述多个图像捕获设备包括近场相机和远场相机，其中所述远场相机具有比所述近场相机更窄的视野。5.如权利要求3所述的装置，其中在来自所述多个图像捕获设备中的每一个的所述多个图像中具有所捕获的瞄准光斑的特定于设备的位置偏移，所述位置偏移基于相应图像捕获设备和所述被摄体的表面之间的距离并且还基于所述相应图像捕获设备和所述瞄准光斑的投影仪的相对位置而变化；以及其中在所述三角测量阶段，基于由所述多个图像捕获设备中的不同图像捕获设备捕获的图像帧中的不同的特定于设备的位置偏移，处理所述瞄准光斑的可能位置，以评定所述可能位置是否在合理位置内。6.如权利要求1所述的装置，其中：所述接口电路包括瞄准输出，以控制瞄准光斑投影仪，所述瞄准光斑投影仪可操作为产生导致所述瞄准光斑的瞄准发射；以及所述控制器电路可操作为基于所述调制图案产生调制控制信号，并且所述瞄准输出可操作为将所述调制控制信号耦合到所述瞄准光斑投影仪。7.如权利要求1所述的装置，其中通过所述瞄准光斑的强度变化来对所捕获的瞄准光斑进行时间调制。8.如权利要求1所述的装置，其中在所述定位阶段，所述控制器可操作为导致所述至少一个图像捕获设备的图像捕获参数的变化。9.如权利要求1所述的装置，其中通过瞄准光斑投影的持续时间相对于用于图像帧捕获的所述至少一个图像捕获设备的曝光持续时间的变化来对所捕获的瞄准光斑进行时间调制。10.如权利要求1所述的装置，其中在所述定位阶段，通过计算所述图像帧系列的连续图像帧之间的像素级比较操作以揭示在所述图像帧内与所述瞄准光斑对应的位置处由所述瞄准光斑的时间调制导致的差异，基于所述调制图案处理所述图像帧系列以辨别所述瞄准光斑。
11.如权利要求10所述的装置，其中：在所述图像帧系列上确定所述比较操作，并且其中所述比较操作根据所述调制图案而变化；以及将过滤操作应用于所述比较操作，以将所述图像帧系列中未能满足定义阈值的部分过滤掉。12.一种用于扫描被摄体的光学扫描仪的装置，所述装置包括：接口电路，包括用于从多个图像捕获设备接收多个图像的输入；以及耦合到所述接口电路和所述输入的控制器电路，所述控制器电路可操作为执行测距确定，所述测距确定包括定位阶段和三角测量阶段，其中：来自所述多个图像捕获设备中的每一个的所述多个图像中的每个图像具有所捕获的瞄准光斑的特定于设备的位置偏移，所述位置偏移基于相应图像捕获设备和所述被摄体的表面之间的距离并且还基于所述相应图像捕获设备和所述瞄准光斑的投影仪的相对位置而变化；所述定位阶段识别所捕获的图像帧内的所述瞄准光斑的可能位置；以及在所述三角测量阶段，基于由所述多个图像捕获设备中的不同图像捕获设备捕获的图像帧中的不同的特定于设备的位置偏移，处理所述瞄准光斑的可能位置，以评定所述瞄准光斑的可能位置是否在合理位置内；其中，所述测距确定表示所述光学扫描仪和所述被摄体的表面之间的距离。13.如权利要求12所述的装置，其中所述多个图像捕获设备中的第一图像捕获设备与所捕获的瞄准光斑的第一位置偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：得利捷IP科技有限公司，
类型：发明
国别省市：