本发明专利技术公开了一种用于防爆环境的微晶码扫码装置及方法。所述装置包括：遮光箱体，遮光箱体内设置有控制处理单元、照相机、小功率红外光源、透镜、短波通反射镜；光源置于透镜焦点上，短波通反射镜置于透镜光轴上，照相机相对于微晶码识别区域设置。所述方法包括：微晶码图像采集，利用预设的图像处理算法，对微晶码图像进行处理，识别出微晶码信息。可见，为了减少了防爆环境下热量的产生，本发明专利技术采用小功率红外光源作为激发光源，合理布局各组成部分，减少了防爆环境下热量的产生，以长曝光连续采集多幅图片的方式，通过累加获取微弱的微晶码图像信息，完成防爆环境下微晶码识读解码。完成防爆环境下微晶码识读解码。完成防爆环境下微晶码识读解码。
【技术实现步骤摘要】
一种用于防爆环境的微晶码扫码装置及方法
[0001]本专利技术涉及微晶码扫码识别领域，尤其涉及一种用于防爆环境的微晶码扫码装置及方法。
技术介绍
[0002]微晶码是以先进纳米上转换荧光材料和高分子墨水为原料，通过压电陶瓷喷头喷射，在物体表面打印出来的符合特定编码规则的二维点阵图形。类似于日常使用的QR码和DataMatrix码，微晶码作为一种数字标识可喷射打印在各种被标识物体上，可广泛应用于物品防伪、产品追踪溯源、市场监管等领域。
[0003]微晶码除了具有体积小、强度高、寿命长等特点外，与普通QR码和DataMatrix码最大不同的是，微晶码本身是不可见的，必须通过外界高功率红外光源激发才能发光，从而被人眼或者相机所读取。微晶码受激发光这一独特性质赋予其优良的防伪特性和超强的抗污损读取能力。
[0004]因为微晶码由纳米材料制成，肉眼无法看到，目前只能通过专用扫描器进行扫描识别，微晶码扫码枪与常见的借助于环境光读码的QR码和DataMatrix码扫码枪不同，其内部额外集成了一个能够发射高功率红外脉冲激光的光源用于照射打印在物体表面的微晶码，激发出可见或者近红外光供扫码枪内部相机进行图像拍照、识读和解码，从而获取该微晶码所携带的数据信息。
[0005]目前，常规微晶码扫码枪采用高功率红外脉冲激光作为照明光源，将微晶码所在整个区域同时全部照亮，从而激发微晶码发光，此时拍照相机快门同步打开对所激发的微晶码进行拍照解码。按军标《WJ2566
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2001兵器工业爆炸危险环境电气安全技术条件》要求，不同安全等级下的引燃温度阈值在450℃到85℃不等，所以在防爆环境下，使用常规微晶码扫码枪内置的高功率红外脉冲激光光源有可能在照射物体的同时会产生局部高温，因而造成危险。
技术实现思路
[0006]针对上述问题，为满足防爆引燃温度要求，本专利技术的目的是提供一种用于防爆环境的微晶码扫码装置，实现防爆环境下的微晶码读取。
[0007]为达到上述目的，本专利技术实施例第一方面公开了一种用于防爆环境的微晶码扫码装置，所述装置包括：
[0008]遮光箱体为一面开口的长方体箱体，遮光箱体开口面朝向待识别微晶码图像，箱体内设置有控制处理单元、照相机、小功率红外光源、透镜、短波通反射镜；
[0009]所述控制处理单元与照相机、小功率红外光源电路连接；控制处理单元控制小功率红外光源的打开和关闭，控制处理单元控制照相机拍摄；
[0010]所述小功率红外光源为点状光源，置于透镜的焦点上；小功率红外光源发出的红外光经透镜整形为近似平行光；
[0011]所述透镜垂直于遮光箱体的开口面设置；
[0012]所述短波通反射镜置于透镜光轴上，并与所述透镜光轴成45
°
角；近似平行光经短波通反射镜反射后垂直照射向遮光箱体的开口面；
[0013]所述短波通反射镜的反射光路区域为微晶码识别区域；
[0014]所述照相机相对于微晶码识别区域设置，使所述微晶码识别区域位于照相机拍摄光路上；
[0015]所述照相机安装有接收镜头，所述接收镜头的光轴垂直于所述遮光箱体的开口面，所述接收镜头与所述微晶码识别区域之间是所述短波通反射镜，接收镜头光轴与短波通反射镜成45
°
角。
[0016]进一步地，所述遮光箱体采用不透光材质。由于受激发后微晶码发射的光非常微弱，为避免受外部环境光影响，本专利技术采用不透光材质的遮光箱体，在拍照过程中，使相机视场和被读取的微晶码物品处于黑暗环境，使只有被激发的微晶码点阵的发光被相机接收成像。
[0017]进一步地，所述控制处理单元可以是单片机或嵌入式芯片等能够接收、处理、发送信号的器件；所述控制处理单元可以控制照相机、小功率红外光源的打开和关闭，实现用于防爆环境的微晶码扫码方法。
[0018]进一步地，所述照相机可设置帧率不小于20Hz，曝光时长不小于50ms；所述照相机包括接收镜头。防爆环境下，受激发后微晶码发射的光非常微弱，需要高帧率长曝光相机长时多次拍摄才能读取微晶码完整图像信息。
[0019]进一步地，所述接收镜头内包含窄带通滤光片，所述滤光片为波长范围500～800nm的干涉型滤光片。所述窄带通滤光片只允许被激发的可见和近红外光波段的光通过，抑制红外波段的激发光，进一步减少红外激发光源对拍照相机的干扰。
[0020]进一步地，所述小功率红外光源采用电功率为10W红外LED点光源。
[0021]进一步地，所述小功率红外光源包括驱动源；所述驱动源为恒流驱动源，所述驱动源与控制处理单元电路连接，所述控制处理单元可控制所述驱动源的打开和关闭。
[0022]进一步地，所述短波通反射镜反射红外光，透射可见和近红外光。
[0023]本专利技术实施例第二方面公开了一种用于防爆环境的微晶码扫码方法，所述方法包括：
[0024]打开小功率红外光源，所述小功率红外光源发出红外光，所述红外光经过透镜后变为近似平行光，所述近似平行光经过短波通反射镜反射后，垂直照射在微晶码上；
[0025]发送拍照指令，照相机开始拍摄，所述照相机采用长曝光模式高速连续拍照，获取N幅微晶码图像；所述N为不小于6的整数；所述N幅微晶码图像的曝光度不同；
[0026]发送停止拍照指令，照相机停止拍摄，关闭小功率红外光源；
[0027]利用预设的图像处理算法，对所述N幅微晶码图像进行处理，得到高动态范围图像；
[0028]对所述高动态范围图像进行微晶码识别、解码，得到微晶码点阵所携带的数据信息。
[0029]进一步地，所述利用预设的图像处理算法，对所述N幅微晶码图像进行处理，得到高动态范围图像，具体包括：
[0030]对所述N幅微晶码图像信息进行采样，得到曝光时间信息和图像数字亮度信息；
[0031]构建相机感光函数模型；
[0032]根据所述曝光时间信息和所述图像数字亮度信息，求得所述感光函数模型的最小二乘解，得到最优相机感光模型；
[0033]利用最优相机感光模型，对所述N幅微晶码图像进行融合处理，得到初始融合图像；
[0034]将所述初始融合图像的数字亮度映射到0
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255，得到高动态范围图像。
[0035]本专利技术的有益效果：
[0036]本专利技术所述的用于防爆环境的微晶码扫码装置包括：遮光箱体，遮光箱体内设置有控制处理单元、照相机、小功率红外光源、透镜、短波通反射镜；光源置于透镜焦点上，短波通反射镜置于透镜光轴上，照相机相对于微晶码识别区域设置。所述方法包括：微晶码图像采集，利用预设的图像处理算法，对微晶码图像进行处理，识别出微晶码信息。可见，为了减少了防爆环境下热量的产生，本专利技术采用小功率红外光源作为激发光源，合理布局各组成部分，减少了防爆环境下热量的产生，以长曝光连续采集多幅图片的方式，通过累加获取微弱的微晶码图像信息，完成防爆环境下微晶码识读解码。
附图说明
[003本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于防爆环境的微晶码扫码装置，其特征在于，包括：遮光箱体(1)，所述遮光箱体(1)为一面开口的长方体箱体，箱体内设置有控制处理单元(2)、照相机(3)、小功率红外光源(4)、透镜(5)、短波通反射镜(6)；所述控制处理单元(2)与照相机(3)、小功率红外光源(4)电路连接；所述小功率红外光源(4)为点状光源，置于透镜(5)的焦点上；所述透镜(5)垂直于遮光箱体的开口面(9)；所述短波通反射镜(6)置于透镜(5)光轴上，并与所述透镜(5)光轴成45
°
角；所述短波通反射镜(6)的反射光路区域为微晶码识别区域(7)；所述照相机(3)相对于微晶码识别区域(7)设置，使所述微晶码识别区域(7)位于照相机(3)拍摄光路上；所述照相机(3)安装有接收镜头(8)，所述接收镜头(8)的光轴垂直于所述遮光箱体的开口面(9)，所述接收镜头(8)与所述微晶码识别区域(7)之间是所述短波通反射镜(6)。2.根据权利要求1所述的用于防爆环境的微晶码扫码装置，其特征在于，所述遮光箱体(1)采用不透光材质。3.根据权利要求1所述的用于防爆环境的微晶码扫码装置，其特征在于，所述照相机(3)帧率不小于20Hz，曝光时长不小于50ms。4.根据权利要求1所述的用于防爆环境的微晶码扫码装置，其特征在于，所述接收镜头(8)内包含带通滤光片，所述带通滤光片为波长范围500～800nm的干涉型滤光片。5.根据权利要求1所述的用于防爆环境的微晶码扫码装置，其特征在于，所述小功率红外光源(4)采用电功率为10W红外LED点光源。6.根据权利要求1所述的用于防爆...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝忠，许复山，任建平，钟伟，
申请(专利权)人：北京微晶物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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