点撞击标记图像获取的制作方法

1.本发明涉及诸如在直接部件标记(dpm，direct part marking)中点撞击标记的图像获取和解码。尽管针对点撞击标记开发了本发明，但本发明可以具有而不限于对由点阵列组成的类似标记的其他应用。


背景技术：

2.直接部件标记(dpm)技术被用于提供作为部件或组件的材料的永久标记的机器可读代码。这可以是例如通过点撞击标记来实现的。在点撞击标记中，使硬针(例如，硬质合金或钻石头组装件)击打部件的表面以形成创建永久标记的点的图案。点撞击标记机器可以使用机电驱动或气动的标记针以戳记(或撞击)一系列点，以便形成可表示例如条形码或快速响应(qr)码、文本、标志或2d数据矩阵码的期望标记。
3.诸如qr码之类的码可以被用于永久标记部件或产品，但是被设计成读取更高分辨率墨写的码的传统图像获取和解码系统可能在正确读取使用点撞击技术生成的码方面有困难。因此，存在针对用于读取点撞击dpm的技术中的改进的需要。


技术实现要素：

4.相应地，在一个方面中，本发明涵盖了用于点撞击标记的机器读取的方法和设备。
5.在示例实施例中，与本教导一致的方法涉及：测量从透镜到点撞击标记的距离；计算将所述透镜聚焦于所述点撞击标记上的自动聚焦系统的聚焦位置；将偏移应用于所计算出的聚焦位置以产生聚焦电机位置；通过将所述自动聚焦系统设置到偏移聚焦位置来控制所述自动聚焦系统；以及在所述自动聚焦系统被设置到偏移聚焦位置的情况下获取该标记的图像。
6.根据某些实施例，所述偏移足以使所述点撞击标记中的邻近点显现为在所获取的图像中合并。根据某些实施例，所述偏移是在应用所述偏移之前确定的。根据某些实施例，确定所述偏移包括：参照所存储的值(例如，表或图表)来确定偏移值。根据某些实施例，确定所述偏移包括：使用以下等式之一来计算所述偏移：
[0007][0008]
偏移＝β
×
标记的点之间的距离
×
(γ+电机位置)；
[0009]
以及
[0010]
偏移＝η
×
点之间的所测量出的距离；
[0011]
其中α、β和γ以及η的值是取决于自动聚焦机制和所述透镜的常量。
[0012]
根据某些实施例，该过程还涉及：确定要获取的图像是否是点撞击标记的图像；以及如果否，则将所述偏移设置成零而不是所计算出的偏移。根据某些实施例，该过程还涉及：通过使用该标记的所获取的图像来在解码器处对该标记进行解码。
[0013]
另一方法涉及：测量从透镜到点撞击标记的距离；计算将所述透镜聚焦于所述点
撞击标记上的自动聚焦系统的聚焦位置；确定对所计算出的聚焦位置的偏移；将所述偏移应用于所计算出的聚焦位置以产生偏移聚焦位置；通过将所述自动聚焦系统定位到所述偏移聚焦位置来控制所述自动聚焦系统；在所述自动聚焦系统被设置到所述偏移聚焦位置的情况下获取该标记的图像；以及通过使用该标记的所获取的图像来在解码器处对该标记进行解码。
[0014]
在某些实施例中，所述偏移足以使所述点撞击标记中的邻近点显现为在所获取的图像中合并。在某些实施例中，确定所述偏移包括：参照所存储的值(例如，来自表或图表)来确定偏移值。在某些实施例中，确定所述偏移包括：使用以下等式之一来计算所述偏移：
[0015][0016]
偏移＝β
×
标记的点之间的距离
×
(γ+电机位置)；
[0017]
以及
[0018]
偏移＝η
×
点之间的所测量出的距离；
[0019]
其中α、β和γ以及η的值是取决于自动聚焦机制和所述透镜的常量。
[0020]
在某些实施例中，该过程进一步涉及：确定要获取的图像是否是点撞击标记的图像；以及如果否，则将所述偏移设置成零而不是所计算出的偏移。
[0021]
在另一示例实施例中，一种标记读取器设备具有透镜和自动聚焦系统，所述自动聚焦系统根据控制信号来操纵所述透镜。图像获取系统测量从所述透镜到点撞击标记的距离。处理器被编程成：计算将所述透镜聚焦于所述点撞击标记上的自动聚焦系统的聚焦位置；将偏移应用于所计算出的聚焦位置以产生偏移聚焦位置；通过将所述自动聚焦系统定位到所述偏移聚焦位置来控制自动聚焦位置；以及经由所述图像获取系统，在所述自动聚焦系统被设置到所述偏移聚焦位置的情况下获取该标记的图像。
[0022]
在某些实施例中，所述偏移足以使所述点撞击标记中的邻近点之间的空间显现为在所获取的图像中合并。在某些实施例中，所述处理器进一步被编程成：在应用所述偏移之前确定所述偏移。在某些实施例中，确定所述偏移涉及：参照所存储的值(例如，来自表或图表)来确定偏移值。在某些实施例中，通过使用以下等式之一计算所述偏移来确定所述偏移的值：
[0023][0024]
偏移＝β
×
标记的点之间的距离
×
(γ+电机位置)；
[0025]
以及
[0026]
偏移＝η
×
点之间的所测量出的距离；
[0027]
其中α、β和γ以及η的值是取决于自动聚焦机制和所述透镜的常量。
[0028]
在某些实施例中，所述处理器进一步被编程成：确定要获取的图像是否是点撞击标记的图像；以及如果否，则将所述偏移设置成零而不是所计算出的偏移。在某些实施例中，解码器通过使用该标记的所获取的图像来对该标记进行解码。在某些实施例中，所述自动聚焦系统包括电机，并且所述偏移是对电机位置的偏移。
[0029]
在以下具体实施方式及其附图内进一步解释以上说明性发明内容以及本发明的其他示例性目的和/或优势和实现它们所依照的方式。
附图说明
[0030]
图1描绘了与本发明的某些实施例一致的条形码读取器的示例框图。
[0031]
图2是点撞击qr码的所获取的图像的示例。
[0032]
图3是以与本发明的某些实施例一致的方式并入有自动聚焦电机偏移的利用图像获取系统的自动聚焦系统获取的点撞击qr码图像的示例。
[0033]
图4是与本发明的某些实施例一致的条形码读取器系统的功能框图的示例。
[0034]
图5是与本发明的某些实施例一致的条形码读取器系统的框图的示例。
[0035]
图6是与本发明的某些实施例一致的示例过程的流程图。
具体实施方式
[0036]
本发明涵盖了一种用于使用自动聚焦设备进行点撞击dpm解码的方法和设备。
[0037]
根据某些示例实施例，图像获取系统被更改以便将偏移应用于自动聚焦电机的电机位置。到标记的距离被测量，并且使点合并且变得更易于机器读取的偏移被应用。
[0038]
参照图1，条形码读取器可以被视为具有两个主要组件：解码器10，其用于对所捕获的图像内的条形码和qr码(诸如，14)进行解码；以及图像获取系统20，其用于捕获被发送到解码器10的图像。在这种系统的示例中，通过其焦点被自动聚焦电机调整的透镜24来捕获图像。
[0039]
当使用当前技术来对点撞击dpm标记进行解码时，与更传统的标记相比，解码器被特殊地适配成可靠地对打点的图像进行解码。这种解码器普遍是基于处理器的，并且在处理器上运行以对这种图像进行解码的算法可能耗费显著的处理时间来执行。但是，在没有这种专门算法的情况下，标记常常难以可靠地解码。
[0040]
根据与本发明一致的某些实施例，包括自动聚焦过程的获取过程可以被修改成使得可更容易解码的图像被获取且被发送到解码器。以该方式，解码器可以在不使用点撞击专用解码算法的情况下成功地对标记进行解码。
[0041]
根据某些示例实施例，获取系统被修改，并且更精确地，自动聚焦系统被修改，以便将偏移应用于根据所测量出的到标记的距离而正常计算出的自动聚焦位置。该偏移导致标记的图像被稍微失焦地获取，使得点撞击标记中的点的边界被移除或减小，使得标记可被传动(且更快)解码算法读取。
[0042]
在下面给出的示例中，自动聚焦系统是电机驱动的系统，其中偏移被应用于电机位置。然而，一般来说，偏移可以被应用于任何自动聚焦系统，使得以与手边的特定自动聚焦系统一致的任何合适方式偏移焦点。因此，在以下讨论中，将偏移应用于自动聚焦电机位置只是可以如何将焦点偏移一般地应用于任何自动聚焦系统的一个示例。
[0043]
直观地，一般将感觉到，最锐利的可能图像将产生最佳的检测。然而，在点撞击标记和传统解码器操作的情况下，图像作为点布置的表示证明是难以适当地解码的。然而，当图像稍微散焦时，传统解码器解释稍微模糊的点，这些点比在焦点完美的情况下更准确地填充邻近点之间的空间。
[0044]
图2中所示的图像是已使用传统自动聚焦过程而捕获的点撞击qr码的示例。该图像具有形成qr码的锐利地限定的点，但这种图像要求解码器上的特定算法以便被解码。传统qr解码算法很可能产生差错。
[0045]
当小偏移被应用于自动聚焦电机(这取决于所测量出的到标记的距离)时，点显现为合并，并且图像变得更易于传统解码过程捕获。
[0046]
图3的图像是已使用上面讨论的偏移而捕获的图2的相同qr码的图像。在该图像中，点已经在很大程度上合并在一起，以作出使用传统解码器算法而更容易可读的qr码。当然，这不是暗示不能实施解码器的优化，但在点被合并的情况下，传统解码器变得在读取点撞击标记方面相当熟练，而不必启用针对点撞击标记的特定算法。
[0047]
现在参照图4，关于解码器10以及图像获取系统20的部分描绘了与本发明一致的示例实施例的更详细视图。在该示例中，自动聚焦系统是电机驱动的系统，但是，可以通过使用如本文教导的偏移以任何合适方式调整焦点来针对任何自动聚焦系统而不限制地概括过程。为了根据本教导来获取合适图像，系统20的图像获取过程首先在32处作出距离测量，该距离测量被自动聚焦系统传统地使用以确保锐利地聚焦的图像。基于该距离，系统可以在36处针对驱动透镜组装件的电机计算电机位置，以便将透镜聚焦于标记上。
[0048]
在本实施例中，用户可以将系统设置到被适配用于读取点撞击标记的模式中，并且如果在40处启用该模式，则系统在44处计算要被应用于电机位置的小自动聚焦电机偏移。在48处将该偏移加到来自36的电机位置计算，并且总和被用于在52处使用自动聚焦电机位置控制器来实际定位自动聚焦电机。由此，自动聚焦系统调整图像获取系统的透镜，使得当在56处发生图像获取时，其稍微失焦，使得解码器10被提供有一图像，在该图像中，点撞击标记中的点之间的空间被减小或移除。这允许解码器10如已获取的图像所表示的那样对标记快速解码。
[0049]
在某些示例实施例中，用户可以在其中偏移被应用的点撞击模式与其中偏移未被应用的另一模式之间进行选择。在一个示例中，这可以是在下述情况时实现的：在40处未处于点撞击模式中；在60处可以将自动聚焦电机偏移简单地设置成零；以及过程继续进行到44，具有偏移计算被重写到零偏移的效果。
[0050]
根据某些示例实施例，如上面描述的那样将小偏移应用于自动聚焦电机位置，以便创建所捕获的图像的稍微散焦。这使点撞击标记的点之间的空间在很大程度上消失。可以以任何数目的方式建立偏移量。例如，对于读取器到标记的变化的距离，可以通过递增地添加偏移量直到点之间的空间合并来以实验方式确定偏移量。如果太多偏移被添加，则图像可能变得太过失焦，因此针对给定距离的偏移量被调整以实现具有合并点的图像，且多一点。在另一示例实施例中，可以逐渐增大偏移量，直到所捕获的图像被解码器快速且可靠地解码为止。
[0051]
对于多个焦距，可以生成合适偏移的表或图表并且可以查找针对给定距离的正确偏移。在该情况下，出于该讨论的目的，这种查找被视为“计算”。
[0052]
在与本发明一致的另一示例实施例中，可以如下计算偏移：
[0053]
如果标记的点之间的距离和到标记的距离是已知的，则：
[0054]
等式1
[0055]
其中α的值是取决于自动聚焦机制和透镜的凭经验确定的常量。
[0056]
如果标记的点之间的距离以及电机位置是已知的，则：
[0057]
等式2偏移＝β
×
标记的点之间的距离
×
(γ+电机位置)
[0058]
其中β和γ的值是取决于自动聚焦机制和透镜的凭经验确定的常量。
[0059]
如果标记的点之间的距离是在图像中(以像素)测量的，则：
[0060]
等式3偏移＝η
×
点之间的所测量出的距离
[0061]
其中η的值是取决于自动聚焦机制和透镜的凭经验确定的常量。
[0062]
如上所讨论，在某些实施例中，根据本公开，测量到标记的距离并且然后设置电机位置。在其他实施例中，可以使用被动自动聚焦，其中对在各种电机位置处拍摄的图像进行分析以找到最佳聚焦位置。在该情况下，现实距离不是已知的，但仍然可以使用上面的等式2和3来计算偏移。
[0063]
现在参照图5，以框图形式描绘了用于读取条形码、qr码或其他标记的示例系统(其在该示例中利用电机驱动的自动聚焦系统)。系统的操作由在存储于非易失性存储器104或随机存取存储器108中的指令和数据上操作的所编程的处理器100控制。使用在112处表示的一个或多个总线来实施处理器100和存储器104和108以及系统的其他组件之间的通信。
[0064]
在该示例系统中，解码器可以是硬件解码器模块或者可以是所实现的软件或固件或者其任何组合，其在任何情况下由解码器110表示。
[0065]
在该示例系统中，图像获取模块120也可以是所实现的硬件或软件或固件或者其任何组合。图像获取模块120与透镜或透镜系统124协作地进行操作，通过该透镜或透镜系统124，捕获从标记反射的光。使用响应于自动聚焦电机控制器132的自动聚焦电机128来对透镜124进行聚焦。利用用户接口136(输入/输出或i/o136)提供来自用户的输入和去往用户的输出。
[0066]
在操作中，处于处理器100的控制下的图像获取模块120提供到要成像的标记的距离测量。图像获取模块120然后通过处理器100向自动聚焦电机控制器132传送下述指令：其使自动聚焦电机控制器132将电机128定位(且因而将透镜124定位)在包括所计算出的偏移的距离处，以便提供撞击点的合并。图像获取模块120然后捕获标记的图像并将图像发送到存储器，在存储器中，图像被解码器模块110访问并解码。在某些实施例中，输入/输出132可以被用户使用以控制是否要获取点撞击图像，且因而控制是否要将偏移应用于电机位置。
[0067]
以流程图形式描绘了图5的系统的操作的示例过程，作为在200处开始的图6。在202处，图像获取模块测量到标记的距离。在206处，针对已测量的距离而计算聚焦位置(其在该示例中是电机位置)以便将标记放在焦点中。
[0068]
在210处，该过程确定用户是否已经选择点撞击模式中的操作。如果是，则在214处计算偏移并且在218处将该偏移加到聚焦位置(在该示例中，电机位置)。然后在222处将自动聚焦系统定位到偏移聚焦位置，以便使透镜有偏移地定位，从而合并邻近点。然后在226处获取图像并且在230处完成该过程。
[0069]
在系统在210处不处于点撞击模式中的情况下，期望不应用偏移。因此，在234处将偏移值设置成零。该零偏移重写在214处计算出的任何偏移，并且218处的电机位置与在206处计算出的电机位置相同。
[0070]
在考虑了本教导后，本领域技术人员还将意识到，一些自动聚焦系统不使用电机(例如，液体透镜自动聚焦系统)。然而，还可以通过将偏移应用于任何已知自动聚焦系统的聚焦位置，将本教导应用于这种系统。
[0071]
在说明书和/或附图中，已经公开了本发明的某些实施例。本发明不限于这种示例性实施例。术语“和/或”的使用包括关联的所列出的项目中的一个或多个的任何和所有组合。附图是示意性表示，且因此不必按比例绘制。除非以其他方式指出，已经在一般性且描述性的意义上而非出于限制的目的使用特定术语。

技术特征：
1.一种方法，包括：(a)测量从透镜到标记的距离；(b)计算将所述透镜聚焦于所述标记上的自动聚焦系统的聚焦位置；(c)确定所述标记是否是点撞击标记；并且如果所述标记是点撞击标记，则：(d)将偏移应用于所计算的聚焦位置以产生偏移聚焦位置；(e)将所述自动聚焦系统设置到偏移聚焦位置；(f)在所述自动聚焦系统被设置到偏移聚焦位置的情况下获取所述标记的图像；以及(g)使用所获取的所述标记的图像用解码器对所述标记进行解码。2.根据权利要求1所述的方法，包括：由用户在点撞击标记读取模式和非点撞击标记读取模式中的至少一个之间进行选择。3.根据权利要求1所述的方法，包括：在应用所述偏移之前确定所述偏移。4.根据权利要求1所述的方法，包括：通过将偏移值递增地添加到所计算的焦点位置直到所述标记的图像中的点之间的空间在所获取的图像中合并，来确定所述偏移。5.根据权利要求1所述的方法，包括：参照所存储的值来确定所述偏移。6.根据权利要求1所述的方法，包括：基于以下一个或多个来确定所述偏移：所述标记的点之间的距离、从所述透镜到所述标记的距离以及聚焦位置。7.一种由处理器执行的方法，包括步骤：(h)测量从透镜到点撞击标记的距离；(i)计算将所述透镜聚焦于所述点撞击标记上的自动聚焦系统的聚焦位置；(j)将偏移应用于所获得的聚焦位置以获得偏移聚焦位置；(k)将所述自动聚焦系统设置到偏移聚焦位置；(l)在所述自动聚焦系统被设置到偏移聚焦位置的情况下获取所述标记的图像；以及(m)将所述标记的图像提供给解码器以进行解码；(n)其中该方法还包括递增地重复所述确定、设置、获得和提供步骤以增加所述偏移，直到所述解码器成功解码所述标记的图像，以及(o)其中所述偏移的值由下列等式确定：偏移＝βx标记的点之间的距离x(γ+电机位置)，以及偏移＝ηx点之间的测量间距，其中α、β和γ以及η值由所述自动聚焦机制确定，并且是取决于所述透镜的常数。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述偏移使所述点撞击标记中的邻近点显现为在所获取的图像中合并。9.根据权利要求7所述的方法，还包括：在应用所述偏移之前确定所述偏移。10.根据权利要求7所述的方法，还包括：确定要获取的图像是否是点撞击标记的图像，以及如果要获取的图像不是点撞击标记的图像，则将所述偏移设置成零。

技术总结
本发明涉及点撞击标记图像获取。一种标记读取器设备具有透镜和自动聚焦系统，所述自动聚焦系统根据控制信号来操纵所述透镜。图像获取系统测量从所述透镜到点撞击标记的距离。处理器被编程成：计算将所述透镜聚焦于所述点撞击标记上的所述自动聚焦系统的聚焦位置；将偏移应用于所计算出的聚焦位置以产生偏移聚焦位置；通过将所述自动聚焦系统定位到所述偏移聚焦位置来控制所述自动聚焦系统；以及经由所述图像获取系统，在所述自动聚焦系统被设置到所述偏移聚焦位置的情况下获取该标记的图像。所述偏移聚焦位置的情况下获取该标记的图像。所述偏移聚焦位置的情况下获取该标记的图像。


技术研发人员：J-H.德斯弗奈 J.埃斯彭德 V.贝塞特
受保护的技术使用者：手持产品公司
技术研发日：2017.09.19
技术公布日：2023/10/15