用于检测物体流的照相机系统和方法技术方案

本发明专利技术提出了一种用于检测物体流的照相机系统和方法，其用于检测相对于照相机系统（10）移动的物体（14）的流，其中照相机系统（10）包括每个都具有图像传感器多个检测单元（18）和一个聚焦单元（20）以及至少一个控制单元（30、32），以便在同时检测多个物体（14）时将检测单元（18）的焦点位置互补地设置，使得由至少一个检测单元（18）清晰地检测尽可能多的物体（14）。此外，提出了一种估计单元（32），其适于将检测单元（18）的图像数据合并成共同的图像。

【技术实现步骤摘要】
用于检测物体流的照相机系统和方法本专利技术涉及使用多个用于拍摄物体的图像数据的检测单元检测物体流的照相机系统和方法。为了实现传送带上的过程的自动化使用传感器，以便检测所传送的物体的物体属性，并依赖于此开始进一步的处理步骤。在物流自动化中，处理通常包含分类。除了如物体的体积和重量的通常信息，在物体上所附的光学编码常常被用作最重要的信息源。最常见的读码器是条码扫描仪，其用读取激光束在横向于代码的方向上探测条码或条形码。其通常用在超级市场的收款机处，用于自动分组识别，分拣邮件，或用在机场的行李处理上，以及用于其它物流应用中。随着数码相机技术的进步，越来越多的条码扫描仪将通过基于相机的读码器取代。基于相机的读码器借助于像素分辨率图像传感器来拍摄物体以及存在的代码的图像，而不是扫描代码区域，并且图像估计软件从这些图像提取代码信息。基于相机的读码器对不同于一维条形码的其它代码形式而言也是没有问题的，其例如还被形成为二维的，并提供更多的信息的矩阵代码。在一个重要的应用组中，带有代码的物体被传送经过读码器。照相机，经常为照相机列，连续地读取具有相对移动的代码信息。单个传感器往往不足以拍摄在传送带上关于物体的所有相关信息。因此，在读取系统或读取通道中将多个传感器结合。为提高多条传送带的物体吞吐量而并排放置或使用被扩展的传送带，由此多个传感器以其过于狭窄的视场相互补充，以便覆盖整个宽度。此外，传感器被安装在不同的位置上，以便从所有侧面拍摄代码(全方位读取)。读取系统将检测到的信息(比如物体的代码内容和图像)提供给更高级别的控制装置。这些图像例如被用于外部文本识别、可视化或手动的后加工(视频编码)。不依赖于准确的进一步加工，图像应该是清晰的，即读码器的照相机应该在图像拍摄时聚焦到每个物体上。其在解码代码内容时还完全与读取系统内的图像的内部应用相对应。已知的是，根据物体的距离，重新调整相机中可变的焦点设置。现在在读取区域中存在多个物体，其需要不同的焦点设置，因此使得照相机可以仅被设置到多个焦点位置中的一个。因此，对于有限的景深范围以外的物体包含很低质量的图像，并且可能导致代码的错误读取(不读取)。这种情况对于较宽的传送带或更多并排布置的传送带而言是特别常见的。EP1645839B1公开了一种设备，其用于监测传送带上的移动物体，其具有预先安排的测量距离的激光扫描仪(其用于检测传送带上的物体的几何形状)以及行列照相机。根据激光扫描仪的数据，物体区域被认为是感兴趣的区域(英语：ROI，感兴趣的区域)，以及行列照相机的图像数据的估计将受限于这些感兴趣的区域。关于挑选感兴趣的区域的标准是，被拍摄的物体表面是否位于行列相机的景深区域中。因此，将仅被不清晰地拍摄的物体按以上方式识别，但其缺陷不能够由此得到纠正。从DE10207538A1得知了一种光电子的读码器，其中设有第一扫描设备和第二扫描设备，其被控制用于沿不同的焦点位置的扫描方向被扫描。得知读取区域中最小数量的代码，例如两个代码，因此将导致两个扫描设备用于协同聚焦。因此，每个扫描设备分别聚焦在一个代码上，并在成功的读取后聚焦于下一个尚未由其它扫描设备检测的代码。这还需要直接地或通过扫描设备之间的调解协议的共同控制来实现。此外，在DE10207538A1中未提出的是，所拍摄的图像数据比如立即执行内部解码的情况下被处理或输出。此外假定的是，图像行已经代表了代码内容。因此，没有提出和不需要对从不同的时间点或由不同的传感器所拍摄的图像数据的合并。WO03/044586A1公开了一种用于对传送带上的物体的图像进行透视失真校正的方法，所述图像由行列图像传感器所拍摄。因此，图像行的半部分借助图像处理重新确定共同的图像的分辨率的比例，其中每条图像行以两个半部分来处理。这种方法包括通过图像数据的下游软件处理。原始数据将事先借助于自动聚焦单元拍摄。对具有不同的相互不兼容的聚焦要求的多个物体的同时检测的问题在WO03/044586A1中没有被讨论。EP1363228B1描述了一种读码器，其具有集成的距离确定装置，该距离确定装置适于确定分配有物体代码的代码位置。此外，在一个实施方案中，多个物体彼此相邻地置于传送带上。而EP1363228B1没有涉及关于这些物体的不同聚焦的必要条件。因此，本专利技术的目的是，改善对一个物体流的多个物体的同时检测。这个目的将通过使用多个用于拍摄物体的图像数据的检测单元检测物体流的照相机系统和方法来实现。因此，本专利技术的基本思想是，使用每个都具有图像传感器和聚焦单元的多个检测单元，以及将焦点位置设置为互补的，以在同时检测尽可能多的物体中的多个物体时拍摄到清晰的图像数据。为了对该图像数据进行例如基于单个检测单元的单个图像行的纯粹解码的、更复杂的估计，图像数据将被合并成为共同的图像。该合并可以包括两个部分：一个是在横向方向上，其中由不同的检测单元的图像行中的每个清晰被检测部分被合并成共同的图像行，另一个则是在长度方向上，其中共同的图像行形成列以成为共同的图像。对于该过程，原始图像优选为被换算到共同的坐标系统中。因此，另一方面应得知检测单元的位置和方向(记录(Registrierung))，其中这可通过安装过程或通过校准来实现。本专利技术具有的优点是，还对于同时检测的物体分别跟踪焦点位置。这导致了物体的清晰图像以及因此在后续过程中的被改善的结果，由其将输出共同的图像。共同的图像的合并和输出，可以被限制在感兴趣的区域中，以便减少数据量。例如，在各种情况下，两个物体之间的区域没有相关的信息。特别是对于读码或文字识别(OCR，光学读码)，对于物体表面中的大部分也是不感兴趣的，其不承载代码。照相机系统最好形成为基于相机的读码系统。解码单元从通过单独对焦所清晰拍摄的图像数据读取代码内容。因此产生了更高的读取率，然后其还可以同时读取具有不同的聚焦要求的多个物体的代码。检测单元优选地被并排布置，使得其检测区域至少部分地重叠，并一起覆盖物体的流的宽度。对于排状的拍摄区域，因此由多个并排的图像行有效地构成共同的图像行。在重叠区域中，在合并共同的图像时使用在每个区域中准确聚焦的检测单元的图像数据。该类型的重叠区域可能会被故意地选择为很大，极端情况下到达完全重叠。由此同样也产生了较大的选择自由度，其中检测单元将其焦点设在被冗余检测的物体上。在重叠区域之外(即仅一个检测单元拍摄图像数据的区域处)，则检测单元必定不可避免地对焦到该处存在的物体上，并且不能让其它的检测单元协助检测。估计单元优选地被形成为，根据图像数据分别为每个物体和/或为每个在物体(14)上所附的代码(16)产生图像。该图像可全部位于单独的检测单元的聚焦的检测区域中，但是还可由多个检测单元的图像数据合并而成。此外，图像区域被限制在物体上或代码上，以及同样限制在容差区域上。下游的处理步骤随后访问每个物体或代码区域的每一个清晰的图像。检测单元优选为分离的照相机。因此检测单元能够以灵活的位置以及距离(特别是相互之间的距离)来安装，以便进行物体流上的调整。在可选的优选实施方案中，多个检测单元在照相机中被合并。因此得到了紧凑的照相机系统(其包括所有的检测单元)，或多个子系统(每个都具有统一的检测单元)，但会相对地失去了各检测单元的灵活性。照相机系统优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照相机系统（10），特别是基于照相机的读码系统，所述照相机系统（10）用于检测相对于所述照相机系统（10）移动的物体（14）的流，其中所述照相机系统（10）包括多个检测单元（18）和至少一个控制单元（30、32），每个检测单元具有图像传感器和聚焦单元（20），以在同时检测多个物体（14）时将所述检测单元（18）的焦点位置互补地设置，使得由至少一个检测单元（18）清晰地检测尽可能多的物体（14），其特征在于，提供了估计单元（32），其适于将所述检测单元（18）的图像数据合并成共同的图像。

【技术特征摘要】
2012.07.31 EP 12178684.21.一种照相机系统(10)，所述照相机系统(10)用于检测相对于所述照相机系统(10)移动的物体(14)的流，其中所述照相机系统(10)包括多个检测单元(18)和至少一个控制单元(30)，每个检测单元具有图像传感器和聚焦单元(28)，以在同时检测多个物体(14)时将所述检测单元(18)的焦点位置互补地设置，使得由至少一个检测单元(18)清晰地检测尽可能多的物体(14)，其特征在于，提供了估计单元(32)，其适于将所述检测单元(18)的图像数据合并成共同的图像，根据以下标准中的至少一个来互补地设置所述检测单元(18)的焦点位置：所分配的物体编号、所述物体(14)的高度、在物体(14)或代码(16)和检测单元之间的距离、相对于焦点预先设定的必要焦点设置和/或在光轴和物体(14)或代码(16)之间的距离。2.如权利要求1所述的照相机系统(10)，其中所述检测单元(18)被并排布置，使得其检测区域(20a、20b)至少部分地重叠，并一起覆盖物体(14)的流的宽度。3.如权利要求1所述的照相机系统(10)，其中所述估计单元(32)适于根据图像数据分别为每个物体和/或为每个在物体(14)上所附的代码(16)产生图像。4.如权利要求2所述的照相机系统(10)，其中所述估计单元(32)适于根据图像数据分别为每个物体和/或为每个在物体(14)上所附的代码(16)产生图像。5.如权利要求1到4中任一项所述的照相机系统(10)，其中所述检测单元(18)为分离的照相机。6.如权利要求1到4中任一项所述的照相机系统(10)，其中多个检测单元(18)被合并在照相机中。7.如权利要求1到4中任一项所述的照相机系统(10)，其中所述照相机系统(10)具有至少一个几何形状检测传感器(22)，以便预先检测物体(14)的流的轮廓。8.如权利要求1到4中任一项所述的照相机系统(10)，其中所述估计单元(32)适于将图像行首先根据物体的几何形状或所设定的焦点位置换算为能够预先给定的分辨率，并随后最...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰·吉林，于尔根·赖兴巴赫，
申请(专利权)人：西克股份公司，
类型：发明
国别省市：