【技术实现步骤摘要】
本公开总体上涉及光学传感和自动化视觉，并且更具体地，涉及利用具有图像传感器的光学系统读取直接零件标记(dpm)代码。
技术介绍
1、直接零件标记(dpm)是一种允许用户将信息直接压印在物品上而非将代码打印在要贴在该物品上的标签上的过程。dpm可用于用光学可读代码标记物体，例如组成零件、子配件、制成品或其他物品。dpm的典型用途包括标记相关信息，如序列号、零件号、日期代码和机器可读符号(例如条形码、2d码)。可以使用压痕、压花、雕刻、激光蚀刻、电化学蚀刻、冲压、模版、网点喷丸、喷墨打印或其他适合的技术将dpm标记应用于物体。
2、dpm读取器可以集成到手持设备中，或者它们可以安装在结构或机械上。读取器设备理想地被设计为从具有各种形状、材料、颜色或表面抛光的不同物体表面读取各种dpm符号类型。此外，在不同的照明状况下，以及在dpm读取器与表面之间的不同的读取距离和相对朝向上，读数应该是有效和可靠的。此外，dpm读取器应优选地快速捕获(多个)dpm符号的可用图像，这在使用手持读取器的应用中或在物体和dpm读取器处于相对运动的情况下可能是关键的。这些要求对dpm读取器的设计者提出了许多实际挑战。
3、首先，与印刷标签符号不同，dpm符号可能并不总是以与符号背景(即物体表面)形成对比的颜色出现。例如，被蚀刻、压花、雕刻等以形成凸起或凹陷表面特征的符号由与物体表面相同的材料形成，并且由于来自dpm符号的凸起或凹陷特征的光反射以及来自物体背景表面的反射的差异而可见。取决于dpm读取器的照明状况和视角，dpm符号可能难以
4、当环境光不足时，传统的dpm读取器可以利用诸如led灯之类的照明源来提供额外照明。然而，照明的使用带来了额外的挑战，例如镜面反射，这可能会淹没dpm符号或使dpm读取器的图像传感器饱和。这个问题可能会影响读取打印的dpm符号和纹理符号。此外，增加照明可能会导致从dpm符号的凸起或凹陷特征反射的光与符号的背景之间的对比度损失，进一步加剧了此类应用的挑战。
技术实现思路
1、本公开的一个方面涉及一种光学符号读取系统，其包括：图像传感器，可操作为捕获目标区域的图像；颜色传感系统，与图像传感器不同并且对可见光谱中的特定颜色分别敏感(该颜色传感系统可操作为分别测量那些颜色的强度级别)；以及照明系统，包括可操作为基于照明参数产生各种类型的照明的多组光发射器。
2、照明系统、图像传感器和颜色传感系统被布置为使得根据选定照明类型，从照明系统发射的光指向目标区域，而发射光的一部分从目标区域中存在的任何感兴趣物体反射并由图像传感器和颜色传感系统接收。
3、光学符号读取系统还包括表面侧写(profiling)系统，表面侧写系统不同于图像传感器并且被设置为测量到目标区域中的至少一个表面的多个点的距离。
4、此外，控制电路耦合到图像传感器、颜色传感系统、照明系统和表面侧写系统。控制电路可操作为自主地：激活颜色传感系统和表面侧写系统以测量至少包括颜色测量和一组距离测量的状况；处理状况以产生至少表示颜色、与光学符号读取系统的距离以及目标区域中的至少一个表面相对于光学符号读取系统的朝向的一组评估的物体特性；基于该组评估的物体特性确定照明参数；根据照明参数激活照明系统；在照明系统的激活期间捕获目标区域的第一图像，目标区域至少包括感兴趣物体的包括机器可读符号的部分；以及处理第一图像以读取机器可读符号。
5、在相关方面，提供了一种用于光学读取符号的自动化方法。该方法包括：测量目标区域中存在的可见光谱的特定颜色；测量目标区域中的至少一个表面的多个点的距离和反射光强度；基于特定颜色、距离和反射光强度，产生至少表示目标区域中的至少一个表面的颜色、朝向和反射率的一组评估指标；基于该组评估指标确定照明参数；根据基于照明参数的选定照明类型向目标区域提供照明光；在提供照明光的同时捕获目标区域的第一图像，目标区域至少包括感兴趣物体的包括机器可读符号的部分；以及处理第一图像以读取机器可读符号。
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1.一种光学符号读取系统，包括：
2.如权利要求1所述的光学符号读取系统，其中所述机器可读符号是直接零件标记(DPM)符号。
3.如权利要求1所述的光学符号读取系统，其中所述照明系统包括相对于所述图像传感器位于不同位置的发射器，并且其中所述各种类型的照明包括根据位于所述不同位置的发射器中的不同发射器的选择性激活的各种照明源。
4.如权利要求3所述的光学符号读取系统，其中所述控制电路还可操作为自主地至少基于所述目标区域中的所述至少一个表面相对于所述光学符号读取系统的朝向，确定用于从各种类型的照明源当中设置照明源的照明参数、以及所述图像传感器的自动曝光和增益控制(AEGC)设置。
5.如权利要求1所述的光学符号读取系统，其中所述各种类型的照明包括基于所述照明参数的各种颜色和各种亮度级别。
6.如权利要求5所述的光学符号读取系统，其中所述照明系统包括可操作为基于所述照明参数选择性地产生红色、蓝色和白色照明的发射器。
7.如权利要求5所述的光学符号读取系统，其中所述控制电路还可操作为自主地基于所述目标区域中的所述至少
8.如权利要求1所述的光学符号读取系统，其中所述各种类型的照明包括基于所述照明参数的各种类型的漫射。
9.如权利要求8所述的光学符号读取系统，其中所述照明系统包括位于不同类型的透明光学组件后面的不同组发射器，所述透明光学组件包括直接照明所穿过的透澈光学组件、以及漫射照明所穿过的弥散光学组件。
10.如权利要求8所述的光学符号读取系统，其中所述控制电路还可操作为自主地至少基于所述目标区域中的所述至少一个表面相对于所述光学符号读取系统的朝向，确定用于设置漫射类型的照明参数。
11.如权利要求10所述的光学符号读取系统，其中所述一组评估的物体特性还包括所述目标区域中的所述至少一个表面的3D形状，并且其中所述控制电路还可操作为自主地进一步基于所述3D形状来确定用于设置漫射类型的照明参数。
12.如权利要求1所述的光学符号读取系统，其中所述图像传感器位于包括聚焦透镜的接收器光学器件后面，并且其中所述控制电路还可操作为自主地至少基于所述一组评估的物体特性的至少包括到所述光学符号读取系统的距离的部分来确定所述聚焦透镜的聚焦设置。
13.如权利要求1所述的光学符号读取系统，其中：
14.如权利要求13所述的光学符号读取系统，其中：
15.如权利要求13所述的光学符号读取系统，其中表示所述目标区域中的所述至少一个表面的反射率的所述评估的物体特性被表示为反射率图，其中所述反射率图包括从所述目标区域中的所述至少一个表面上以不同的入射角接收照明的不同点反射的照明强度。
16.如权利要求1所述的光学符号读取系统，其中所述颜色传感系统包括被布置为检测各种波长的光以及那些波长的强度的一组光传感器，其中所述颜色传感系统具有被限制为所述图像传感器的视场的一小部分的颜色传感视场。
17.如权利要求1所述的光学符号读取系统，其中所述表面侧写系统包括多区域飞行时间(ToF)传感器，所述多区域ToF传感器包括测距照明器和对测距照明敏感的光传感器的接收阵列。
18.一种用于光学读取符号的自动化方法，所述方法包括：
19.如权利要求18所述的方法，其中向所述目标区域提供照明光包括基于所述照明参数，提供包括所述照明光的各种颜色、各种亮度级别和各种类型的漫射的各种类型的照明当中的选定照明类型。
20.如权利要求18所述的方法，其中测量所述目标区域中至少一个表面的多个点的距离包括测量到所述至少一个表面的测距照明的飞行时间(ToF)。
...【技术特征摘要】
1.一种光学符号读取系统，包括：
2.如权利要求1所述的光学符号读取系统，其中所述机器可读符号是直接零件标记(dpm)符号。
3.如权利要求1所述的光学符号读取系统，其中所述照明系统包括相对于所述图像传感器位于不同位置的发射器，并且其中所述各种类型的照明包括根据位于所述不同位置的发射器中的不同发射器的选择性激活的各种照明源。
4.如权利要求3所述的光学符号读取系统，其中所述控制电路还可操作为自主地至少基于所述目标区域中的所述至少一个表面相对于所述光学符号读取系统的朝向，确定用于从各种类型的照明源当中设置照明源的照明参数、以及所述图像传感器的自动曝光和增益控制(aegc)设置。
5.如权利要求1所述的光学符号读取系统，其中所述各种类型的照明包括基于所述照明参数的各种颜色和各种亮度级别。
6.如权利要求5所述的光学符号读取系统，其中所述照明系统包括可操作为基于所述照明参数选择性地产生红色、蓝色和白色照明的发射器。
7.如权利要求5所述的光学符号读取系统，其中所述控制电路还可操作为自主地基于所述目标区域中的所述至少一个表面的颜色来确定用于设置照明颜色的照明参数。
8.如权利要求1所述的光学符号读取系统，其中所述各种类型的照明包括基于所述照明参数的各种类型的漫射。
9.如权利要求8所述的光学符号读取系统，其中所述照明系统包括位于不同类型的透明光学组件后面的不同组发射器，所述透明光学组件包括直接照明所穿过的透澈光学组件、以及漫射照明所穿过的弥散光学组件。
10.如权利要求8所述的光学符号读取系统，其中所述控制电路还可操作为自主地至少基于所述目标区域中的所述至少一个表面相对于所述光学符号读取系统的朝向，确定用于设置漫射类型的照明参数。
11.如权利要求10所述的光学符号读取系...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·休曼，S·托比亚，M·法布芮，
申请(专利权)人：得利捷IP科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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