[发明专利]一种金属柱面直接标刻二维条码的识读装置及识读方法

权利要求书

1.一种金属柱面直接标刻二维条码的识读装置，其特征在于：包括底座(1)、相机(2)、外壳(3)、光源(4)、红外线传感器开关(5)、顶盖(7)；所述的外壳(3)与底座(1)、顶盖(7)连接，组成一个以底座(1)上表面为下限，以顶盖(7)下表面为上限的长方体封闭装置；所述相机(2)安装在底座(1)上表面的中央位置；所述顶盖(7)包括：一个导轨件(11)、两个定位件(10)和两个缝隙调节件(12)；所述导轨件(11)是一个中间有矩形通孔矩形薄片，该矩形通孔的短边有刻度，且薄片长边两侧有两条矩形导轨槽，导轨槽中间与矩形通孔相应的位置上有一段缺口，同时在一侧导轨槽缺口处有一矩形薄片的圆柱端面定位块(9)，圆柱端面定位块(9)前有一个矩形的红外线传感器开关使用孔(13)；所述定位件(10)由焊接在一个矩形块上的两个梯形块组成；两个矩形块的短边分别位于导轨件(11)两侧的矩形导轨槽中，使得两个矩形块可沿导轨槽滑动形成可变间隙；所述矩形块上有一与两短边平行、厚度为h的凹槽，使得矩形块和导轨件(11)之间形成一个供缝隙调节件(12)运动的通道；所述的梯形块分别位于两个矩形块相对一侧的长边，形成放置圆柱金属部件(6)的定位V型槽；所述缝隙调节件(12)由一个一边有凸起的金属薄片单独组成，薄片厚度为h，位于矩形块的凹槽内并可沿凹槽运动；两个矩形块上各有一个螺纹通孔，用于将定位件(10)、缝隙调节件(12)固定在导轨件(11)上；所述光源(4)安装在外壳(3)两侧的内壁上；所述红外线传感器开关(5)安装在与圆柱金属轴线垂直的外壳内壁中线处，且位于顶盖(7)的红外线传感器开关使用孔(13)下方；红外线传感器开关(5)连接在光源(4)和相机(2)的控制回路中，以控制光源(4)及相机(2)的开关。

2.如权利要求1所述的金属柱面直接标刻二维条码的识读装置，其特征在于：所述光源(4)与圆柱金属部件(6)的轴线平行。

3.如权利要求1所述的金属柱面直接标刻二维条码的识读装置，其特征在于：所述光源(4)位于顶盖(7)的下表面和相机(2)的上表面之间。

4.一种采用如权利要求1所述装置进行金属柱面直接标刻二维条码的识读方法，包括如下步骤：

步骤1：调节两个缝隙调节件(12)之间的距离至1～6mm；

步骤2：放置标刻Data Matrix二维条码垂直于圆柱轴线的圆柱金属部件(6)，使圆柱金属部件(6)柱面置于顶盖(7)的定位V型槽内，同时使得圆柱金属部件(6)柱面二维条码不在两个缝隙调节件(12)形成的缝隙内，且圆柱金属部件(6)端面靠在圆柱端面定位块(9)上；此时，红外线传感器开关(5)检测到圆柱金属部件(6)，开关接通，光源(4)打开，相机(2)开始采集图像；

步骤3：手动操作圆柱金属部件(6)绕轴向顺时针旋转一周，旋转时保持圆柱金属部件(6)端面与圆柱端面定位块(9)紧密接触，同时相机(2)自动连续采集并存储n幅金属柱面二维条码图像，取走圆柱金属部件(6)，红外线传感器开关(5)断开，光源(4)关闭，相机(2)停止采集；

步骤4：相机(2)停止采集时，图像拼接融合算法自动启动；图像拼接融合算法包括如下子步骤：

子步骤1：针对步骤3中采集存储的n幅金属柱面二维条码图像，用竖直扫描线扫描左右缝隙边界线，裁剪取两条边界线之间的图像按顺序存储为A₁，A₂，A₃，…，A_n；

子步骤2：置i＝1；A′₁＝A₁；

子步骤3：用竖直扫描线从右向左扫描A′_i图，记录第一条扫描线上的投影特征信息H_i，1，然后依次向左扫描，将每条扫描线上的投影特征信息与第一条扫描线H_i，1对比，至对比结果不相符时，结束扫描，并存储最后一条扫描线的投影特征信息H_i，2及位置y_i，1，裁剪掉位置y_i，1以右的图像部分存储为如果至扫描结束，对比结果一直相符，则置A′_i+1＝A_i+1，并进入子步骤6；

子步骤4：用竖直扫描线从右向左扫描A_i+1，将每条扫描线上的投影特征信息，与子步骤3中存储的最后一条扫描线的投影特征信息H_i，2比对，当对比结果相符时，结束扫描，存储最后一条扫描线的位置y_i，2，裁剪掉位置y_i，2以左的图像部分并存储为如果至扫描结束，对比结果一直不相符，则直接进入直步骤8；

子步骤5：将子步骤3获得的和子步骤4获得的按左右位置，对准拼接在一起，存储为A′₁₊₁；

子步骤6：i＝i+1；

子步骤7：如果i≥n，进入子步骤8；否则，进入子步骤3；

子步骤8：图像拼接融合算法结束，得到的A′_n作为接融合算法得到的最终的图像；

步骤5：使用二维条码解码算法读取步骤4得到的图像A′_n，得到金属柱面直接标刻二维条码的信息。