[发明专利]DPM二维码识别系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种二维码识别方法、装置，特别涉及一种工业物联网DPM二维码的识别系统。

背景技术

随着二维码技术迅速发展、应用范围的不断扩展，二维码自动识别技术研究的持续深入，构建起专属于工业DPM(Direct Part Mark)二维码自动识别系统并将其产业化的需求日益强烈。

传统二维条码基本上是使用印刷手段实现，鉴于印刷的纸制品容易磨损，模糊而变得不可读、易丢失、不支持全生命周期追溯能力、无冗余等缺点。DPM二维码则是通过激光蚀刻、机打撞击、电化学腐蚀等工业手段实现。这些手段反应出DPM二维码的一个最大的特点：永久性。永久性是指当部件处于不利或恶劣环境条件下，直接部件打标可以实现永久性、全生命周期的部件跟踪。对于工业产品而言，使用DPM二维码后产品属性标签不再是临时性的识别，而是终生识别。从长期成本效益看，与独立物品标签相比，DPM二维码的全生命周期跟踪拥有更高的成本效益。DPM二维码编码具有唯一性、部件内的“嵌入式”信息等优点，能够防止伪造，降低被山寨的风险。同时DPM二维码可帮助企业实现库存控制，提高实时可视性，以跟踪部件和节约库存。采用该方法与激光蚀刻、电化学腐蚀相比有初始成本低、可便携性、以及永久性等特点，可规避激光蚀刻的成本高、尺寸大、不便携带以及电化学腐蚀永久性差、需要消耗耗材、仅适用于金属器件等缺点。

DPM二维码生成方法和使用材料的多样性导致其二维码图像普遍存在对比度低、多噪声干扰、背景复杂、采集过程中出现的光照不均等情况，准确快速的识别该类二维码是一个难题。目前在学术研究上鲜见适于复杂背景、低对比度、可能变形的DPM识别方法。

因此，深入研究DPM二维码自动识别的关键技术并开发出具有自主知识产权的DPM二维码自动识别系统对国内的条形码推广应用具有重大意义。本发明针对以上问题，组建起一套从由编码设备、识别设备、识别算法等组成的自动识别系统，并将计算机视觉、模式识别、图像处理等多学科跨领域算法相融合的方式来实现DPM二维码的图像采集、自动识别、纠错译码等一系列环节，充分发挥各学科算法的优势，有针对性并重点的克服图像中的光照不均、对比度低、图像模糊、材质粗糙、二维码污损等不利条件，从而达到准确、快速识读DPM二维码的目的。

发明内容

本发明提供了：一种DPM编码设备，包括计算机、显示器和打标机。

更进一步的，

打标机在计算机控制下通过二维工作台带动而在平行于工件表面的平面内运动；

该打标机包括气动系统、步进电机、电子控制器以及碳化钨击打针；

其中，该电子控制器用于控制步进电机的动作，该步进电机驱动碳化钨击打针运动，并控制击打针的运动方向和精度；

气动系统带动碳化钨击打针在垂直于工件表面的方向上作高频振动，以在工件表面形成深浅不一的凹痕，从而形成DPM二维码。

本发明还提供了一种对利用DPM编码设备生成的二维码进行识别的二维码自动识别平台，包括：一图像采集模块、一图像处理模块、一图像显示模块和一电源管理模块。

更进一步的，

所述图像采集模块包括一摄像头；

所述图像处理模块包括数字信号处理器DSP、现场可编程门阵列FPGA和主控制器，其中，该数字信号处理器DSP和现场可编程门阵列FPGA组成目标图像采集与与处理模块，DSP和FPGA之间采用主/从方式，DSP用于对DPM二维码目标图像进行处理，并控制FPGA采样信号的启动；FPGA用于对DPM二维码目标图像进行采样控制；待识别的DPM二维码目标图像通过所述摄像头传输到DSP中，DSP对DPM二维码目标图像进行预处理，将图像统一转换为灰度图，DSP将处理后的DPM二维码目标图像输入主控制器，主控制器完成二维码图像区域的定位与识别。

本发明还提供了一种对DPM二维码进行识别的方法，包括如下步骤：

步骤一：图像采集模块拍摄待识别的DPM二维码目标图像，并将其传输到图像处理模块；

步骤二：图像处理模块对DPM二维码目标图像进行预处理，并将图像统一转换为灰度图；

步骤三：图像处理模块对预处理后的DPM二维码目标图像进行定位与识别，具体包含如下步骤：

步骤(1)：将DPM二维码图像的典型特征角点作为定位的信息源，对DPM二维码区域进行准确定位；

步骤(2)：准确定位DPM二维码区域后，划分出二维码的码元；

步骤(3)：对DPM二维码的码元进行译码纠错，提取出二维码所包含的具体信息，完成二维码内容的识别；