一種龍門架式條碼掃描裝置的制作方法

本發明涉及物流設備技術領域，尤其涉及一種龍門架式條碼掃描裝置。

背景技術：

隨著物聯網信息化的發展，快遞條碼掃描在現代物流發展中已得到廣泛應用，其技術同自動識別技術、無線通信技術和數據庫技術的集成一體化，是現代物流信息自動獲取和實時傳輸的重要發展方向。條形碼是由一組按一定編碼規則排列的條、空符號，用以表示一定的字符、數字及符號組成的信息。條碼系統是由條碼符號設計、制作及掃描閱讀組成的自動識別系統。在物流配送過程中，條碼掃描可提供最準確和最具成本效益的識別、跟蹤和排序功能，大大提高了物流業的質量和效率。快遞派送員借助于快遞掃描設備的自動數據捕獲，能夠更快速、更準確地送達包裹。物流機構通常在使用唯一的條形碼標識符標識收到的包裹后，可以快速而精確地對郵件分類，然后發往正確的卡車或飛機，在承諾的時間送達目的地。

物流中常用的條碼掃描器又稱為條碼閱讀器、條碼掃描槍或條形碼掃描器、條形碼掃描槍或條形碼掃描器等。條碼掃描器的結構通常包括：光源、接收裝置、光電轉換部件、譯碼電路、計算機借口。它是用于讀取條碼所包含信息的閱讀設備，利用光學原理，把條形碼的內容解碼后通過數據線或無線的方式傳輸至電腦或其他處理設備上。其中，掃描器的基本工作原理是由光源發出的光線經過光學系統照射到條碼符號上面，被反射回來的光經過光學系統成像在光電轉換器上，經譯碼器解釋為計算機可以直接接收的數字信號。

在物流行業利用掃描槍掃描包裹面單上的條形碼時，采用人工手持掃描槍對物件一對一掃描，該方法由人工找出面單條形碼，用掃描槍對準條形碼掃描即可獲取物件的條形碼信息；或者在大型物流倉庫中，利用傳送帶傳送包裹時，由人工調整包裹的放置位置，掃描設備固定，人工將包裹的條形碼對準掃描設備放置，由傳送帶邊傳送包裹入庫邊掃描包裹上的條形碼；上述兩種方式均需要人工去調整包裹的放置方向、角度，以使面單上的條形碼能顯露在固定的掃描設備上，一般掃描設備僅為單個，掃描區域有限，因此，必須人工預先調整好包裹放置方向，并且現在使用的掃描槍或工業相機等掃描設備價格昂貴。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明實施例提供了一種龍門架式條碼掃描裝置，主要目的是提供可全方位對物件上條形碼進行掃描，省去人工調整物件放置方向的工序，且降低成本。

一方面，本發明實施例提供了一種龍門架式條碼掃描裝置，所述裝置包括：

龍門架，所述龍門架架設于傳送帶兩側，所述傳送帶用于傳送待掃碼物體；

拍照設備，所述拍照設備設置于所述龍門架上，所述拍照設備包括攝像頭及攝像頭周圍的拍照光源，所述攝像頭用于采集所述待掃碼物體的圖像；

光電傳感器，所述光電傳感器設置于所述傳動帶運行起始端，所述光電傳感器用于檢測掃碼區域內是否有物體進入；

控制器，所述控制器與所述拍照設備電連接，所述光電傳感器與所述控制器電連接，所述控制器用于處理及識別所述圖像中的條形碼；

其中，所述龍門架設有第一類拍照設備，用于采集待掃碼物體第一面的圖像；

所述龍門架設有第二類拍照設備，用于采集待掃碼物體第二面和第三面的圖像；

所述龍門架設有第三類拍照設備，用于采集待掃碼物體第四面的圖像；

所述龍門架設有第四類拍照設備，用于采集與待掃碼物體第五面的圖像。

作為優選，所述龍門架包括支撐架、設置于支撐架頂部的頂板、設置于支撐架兩側的第一安裝板和第二安裝板；

所述頂板上設有至少2個第一類拍照設備，所述第一類拍照設備的拍照方向與所述傳送帶所在平面垂直；

所述第一安裝板的中間部位設有至少2個第二類拍照設備，所述第二類拍照設備的拍照方向與所述第一類拍照設備的拍照方向垂直；

所述第一安裝板的一個端部設有至少2個第三類拍照設備，所述第三類拍照設備的拍照方向與所述第二類拍照設備的拍照方向形成30°-60°夾角；

所述第一安裝板的另一個端部設有至少2個第四類拍照設備，所述第四類拍照設備的拍照方向與所述第二類拍照設備的拍照方向形成30°-60°夾角；

所述第二安裝板的形狀及其在支撐架上的安裝位置、所述第二安裝板上設置的拍照設備的數量及拍照設備的排列均與所述第一安裝板的設置相同。

作為優選，所述頂板上設有5-15個第一類拍照設備；所述第一安裝板的中間部位設有3-7個第二類拍照設備；所述第一安裝板的一個端部設有2-6個第三類拍照設備；所述第一安裝板的另一個端部設有2-6個第四類拍照設備。

作為優選，所述頂板上設有8-12個第一類拍照設備；所述第一安裝板的中間部位設有4-6個第二類拍照設備；所述第一安裝板的一個端部設有3-5個第三類拍照設備；所述第一安裝板的另一個端部設有3-5個第四類拍照設備。

作為優選，所述第三類拍照設備的拍照方向與所述第二類拍照設備的拍照方向形成45°夾角；所述第四類拍照設備的拍照方向與所述第二類拍照設備的拍照方向形成45°夾角。

作為優選，所述控制器設于所述龍門架的頂部或所述傳送帶的底部；所述光電傳感器通過支架固定于所述傳送帶上，所述光電傳感器與所述龍門架的起始端邊緣的垂直距離為10-20cm。

作為優選，所述頂板上依次設置有2-4排拍攝設備，每一排的拍攝設備均處于同一直線上，排與排互相平行；

所述第一安裝板的中間部位設置1-3排拍攝設備；

所述第一安裝板的一個端部設置1-3排拍攝設備；

所述第一安裝板的另一端設置1-3排拍攝設備；

每排的拍攝設備均處于同一直線上，排與排互相平行。

作為優選，所述拍攝設備通過螺釘與所述龍門架連接，所述頂板、所述第一安裝板及所述第二安裝板均通過螺釘與所述支撐架連接。

作為優選，所述傳送帶的速度大于0m/s小于等于2.5m/s；所述頂板與所述傳送帶所在平面的垂直距離為0.8m-1.6m；所述第一安裝板與所述第二安裝板相對設置；所述待掃碼物體的長度為15cm-100cm，寬度為15cm-70cm，高度為2cm-70cm。

作為優選，所述控制器為可編程邏輯控制器，所述可編程邏輯控制器包括由酷睿i7處理器和英偉達gtx1060顯卡組成的工控一體機，所述工控一體機用于處理圖像解析及控制信號；

所述處理器內包括信號控制單元，至少用于接收所述光電傳感器發出的信號并控制每個拍照設備的觸發時間；

所述處理器內包括圖像處理單元，至少用于將多個所述拍攝設備采集的多個圖像進行處理以獲取完整的條形碼圖像；

所述處理器內包括條形碼識別單元，至少用于識別并顯示所述條形碼包含的所述待掃碼物體的信息。

本發明的掃碼裝置的原理為：當所述光電傳感器檢測到所述待掃碼物體進入所述掃描區域后，所述光電傳感器向所述控制器發送信號，所述控制器接收到信號后啟動所有拍照設備開始采集所述待掃碼物體的圖像，所述拍照設備將采集的所有圖像發送至所述控制器，所述圖像經過所述控制器處理后獲得完整條形碼，所述條形碼經所述控制器識別顯示出所述待掃碼物體的信息。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明通過設計多組攝像頭以及多角度設置攝像頭以獲取物件條形碼圖像信息的技術手段，可全方位對物件條碼進行掃描，除過物件上條形碼在物件底部的情況外，其他情況下例如條形碼在物件正面、側面、夾角均可避免人工預先調整物件位置即可被本發明的掃描裝置掃描到條形碼并形成數據信息，并且本發明的條碼掃描裝置的成本比激光條碼掃描器或工業相機的成本低。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的龍門架式條碼掃描裝置的帶掃描區域的立體結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的龍門架式條碼掃描裝置的立體示意圖；

圖3是本發明實施例提供的龍門架式條碼掃描裝置的第一安裝板、第二安裝板及頂板掃描區域的立體示意圖；

圖4a是本發明實施例提供的龍門架式條碼掃描裝置的頂板上攝像頭排列的仰視圖；

圖4b是本發明實施例提供的龍門架式條碼掃描裝置的頂板上攝像頭排列的主視圖；

圖5a是本發明實施例提供的龍門架式條碼掃描裝置的第一安裝板(第二安裝板)上攝像頭排列的俯視圖；

圖5b是本發明實施例提供的龍門架式條碼掃描裝置的第一安裝板(第二安裝板)上攝像頭排列的側視圖；

圖6是本發明實施例提供的龍門架式條碼掃描裝置的第一安裝板(第二安裝板)的立體結構示意圖；

圖7是本發明實施例提供的龍門架式條碼掃描裝置的各類攝像頭掃描方向與待掃碼物體所成夾角的示意圖；

圖8是本發明實施例提供的龍門架式條碼掃描裝置的拍照設備結構示意圖。

附圖說明：

1.支撐架，101.頂板，102.第一安裝板，1021.第一安裝板的中間部位，1022.第一安裝板的一個端部，1023.第一安裝板的另一個端部，103.第二安裝板，2.拍照設備，201.攝像頭，202拍照光源，203.第一類拍照設備，204.第二類拍照設備，205.第三類拍照設備，206.第四類拍照設備3.控制器，4.光電傳感器，5.傳送帶，6.待掃碼物體，601.第一面，602.第二面，603.第三面，604.第四面，605.第五面。

具體實施方式

為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效,以下以較佳實施例，對依據本發明申請的具體實施方式、技術方案、特征及其功效，詳細說明如后。下述說明中的多個實施例中的特定特征、結構、或特點可由任何合適形式組合。

實施例1

如圖1-圖8所示，一種龍門架式條碼掃描裝置，上述裝置包括：龍門架1，上述龍門架1架設于傳送帶5兩側，上述傳送帶5用于傳送待掃碼物體6；拍照設備2，上述拍照設備2設置于上述龍門架1上，上述拍照設備2包括攝像頭201及攝像頭周圍的拍照光源202，上述攝像頭201用于采集上述待掃碼物體6的圖像；光電傳感器4，上述光電傳感器4設置于上述傳動帶5運行起始端，上述光電傳感器4用于檢測掃碼區域內是否有上述待掃碼物體6進入；控制器3，上述控制器3與上述拍照設備2電連接，上述控制器3與光電傳感器4電連接，上述控制器3用于處理及識別上述圖像中的條形碼；其中，上述龍門架1上設有第一類拍照設備，用于采集待掃碼物體第一面的圖像；上述龍門架上設有第二類拍照設備204，用于采集待掃碼物體第二面和第三面的圖像；上述龍門架上設有第三類拍照設備205，用于采集待掃碼物體第四面的圖像；上述龍門架上設有第四類拍照設備206，用于采集待掃碼物體第五面的圖像。

本發明的掃碼裝置的原理為：當上述光電傳感器檢測到上述待掃碼物體進入上述掃描區域后，上述光電傳感器向上述控制器發送信號，上述控制器接收到信號后啟動所有拍照設備開始采集上述待掃碼物體的圖像，上述拍照設備將采集的所有圖像發送至上述控制器，上述圖像經過上述控制器處理后獲得完整條形碼，上述條形碼經上述控制器識別顯示出上述待掃碼物體的信息。

本發明的掃碼裝置通過設計多組攝像頭以及多組攝像頭的分布位置和拍照角度可全方位對傳送帶上待掃碼物體上的條形碼進行拍照而采集到掃碼物體各個角度的圖片；其中，第一類拍照設備主要從待掃碼物體的上方(物件頂部，即第一面)進行拍照而獲取待掃碼物體上面的全部圖像，上述第二類拍照設備主要從待掃碼物體的側方(物件的左右側面，即第二面和第三面)進行拍照而獲取待掃碼物體左右相對的兩個面的全部圖像，上述第三類拍照設備主要從待掃碼物體的前方(傳送帶運行方向為正視方向，即第四面)進行拍照而獲取待掃碼物體前面的全部圖像，上述第四類拍照設備主要從待掃碼物體的后方(與物件前面相對的后面，即第五面)進行拍照而獲取待掃碼物體后面的全部圖像；以攝像頭為圓心，在其圓周方向設置多個拍照光源以提高拍照亮度；攝像頭再將獲取的多個圖像發送給控制器，控制器內設置有多種邏輯算法，包括處理圖像的算法，即從多個圖像中截取(扣圖)條形碼圖像，再將各條形碼圖像進行對比、篩選、融合最后形成一個完整的條形碼，然后根據算法對該條形碼進行識別獲得物體信息；具有上述邏輯算法的控制器可從現有技術選用，例如從專業公司購買。

傳統設備一般是采用激光掃描器或工業相機掃描獲取物體的條形碼，若要全面掃描物體二維碼達到與本發明相同的技術效果，其設備價格大致在50萬-80萬左右，而本發明采用普通的攝像頭，龍門架、光電傳感器及控制器(工業電腦)等，價格大約在10萬-20萬左右；本發明是通過多組攝像頭全方位采集物體圖像并經后期處理以獲取條形碼的設計思路才能以較低的價格達到本發明的目的。

作為上述實施例的優選，上述龍門架包括支撐架、設置于支撐架頂部的頂板、分別設置于支撐架兩側的第一安裝板和第二安裝板；上述支撐架包括四個立柱，立柱的上方水平設置一個方形架，四個立柱設置于方形架的四個角處并互相焊接，上述頂板設置在上述方形架上，位于同側的兩個立柱之間設置有第一安裝板，位于同側的另外兩個立柱之間設置有第二安裝板，第一安裝板和第二安裝板互相鏡像設置，如圖1-圖3所示。

上述頂板上設有至少2個第一類拍照設備，上述第一類拍照設備的拍照方向與上述傳送帶所在平面基本垂直，如圖1-圖7所示；

上述第一安裝板的中間部位設有至少2個第二類拍照設備，上述第二類拍照設備的拍照方向與上述第一類拍照設備的拍照方向垂直，如圖1-圖7所示；

上述第一安裝板的一個端部設有至少2個第三類拍照設備，上述第三類拍照設備的拍照方向與上述第二類拍照設備的拍照方向形成30°-60°夾角，進一步優選45°，采用上述角度設計可較好的將多組攝像頭的拍照角度銜接起來以全方位的獲得物體圖像，如圖5a中的a為上述夾角；

上述第一安裝板的另一個端部設有至少2個第四類拍照設備，上述第四類拍照設備的拍照方向與上述第二類拍照設備的拍照方向形成30°-60°夾角，進一步優選45°，采用上述角度設計可較好的將多組攝像頭的拍照角度銜接起來以全方位的獲得物體圖像，如圖5a中的a為上述夾角，如圖7所示；

上述第二安裝板的形狀及其在支撐架上的安裝位置、上述第二安裝板上設置的拍照設備的數量及拍照設備的排列均與上述第一安裝板的設置相同，如圖1-圖6所示。

作為上述實施例的優選，上述頂板上設有5-15個第一類拍照設備；上述第一安裝板的中間部位設有3-7個第二類拍照設備；上述第一安裝板的一個端部設有2-6個第三類拍照設備；上述第一安裝板的另一個端部設有2-6個第四類拍照設備。

作為上述實施例的優選，上述頂板上設有8-12個第一類拍照設備，進一步優選為10個；上述第一安裝板的中間部位設有4-6個第二類拍照設備，進一步優選為5個；上述第一安裝板的一個端部設有3-5個第三類拍照設備，進一步優選為4個；上述第一安裝板的另一個端部設有3-5個第四類拍照設備，進一步優選為4個。

作為上述實施例的優選，上述第三類拍照設備的拍照方向與上述第二類拍照設備的拍照方向形成40°-50°夾角，進一步優選45°；上述第四類拍照設備的拍照方向與上述第二類拍照設備的拍照方向形成40°-50°夾角，進一步優選45°采用上述角度設計可較好的將多組攝像頭的拍照角度銜接起來以全方位的獲得物體圖像，如圖5a中的a為上述夾角，如圖7所示。

作為上述實施例的優選，上述控制器設于上述龍門架的頂部或上述傳送帶的底部；上述光電傳感器在傳送帶上采用支架固定安裝，上述光電傳感器與上述龍門架的起始端邊緣的垂直距離為10-20cm，優選15cm。

作為上述實施例的優選，上述頂板上依次設置有2-4排拍攝設備，每一排的拍攝設備均處于同一直線上，排與排互相平行，進一步優選3排，中間一排設置4個，其他兩排各設置3個拍照設備，如圖4a和圖4b所示；

上述第一安裝板的中間部位依次設置1-3排拍攝設備，每一排的拍攝設備均處于同一直線上，排與排互相平行，進一步優選豎向設置5個拍攝設備組成一豎排；

上述第一安裝板的一個端部設置1-3排拍攝設備，進一步優選豎向設置2排，共4個拍攝設備插空布置，上述第一安裝板的另一個端部設置1-3排拍攝設備，進一步優選豎向設置2排，共4個拍攝設備插空布置，如圖5a、5b和圖6所示。

作為上述實施例的優選，上述拍攝設備通過螺釘與上述龍門架連接，上述頂板、上述第一安裝板及上述第二安裝板均通過螺釘與上述支撐架連接；或者采用其他可行的連接方式，如鉸接等。

作為上述實施例的優選，上述傳送帶的速度大于0m/s小于等于2.5m/s；上述頂板與上述傳送帶所在平面的垂直距離為1m-1.5m，采用這個距離安裝是為了獲取更清晰的物體圖像；上述第一安裝板與上述第二安裝板相對設置，分別位于傳送帶兩側；上述待掃碼物體的長度為15cm-100cm，寬度為15cm-70cm，高度為10cm-70cm。

作為上述實施例的優選，上述控制器為可編程邏輯控制器，上述可編程邏輯控制器包括由酷睿i7處理器和英偉達gtx1060顯卡組成的工控一體機，上述工控一體機用于處理圖像解析與控制信號等；

上述處理器內包括信號控制單元，至少用于接收上述光電傳感器發出的信號并控制每個設備的觸發時間；上述處理器內包括圖像處理單元，用于將多個上述拍攝設備采集的多個圖像進行處理以獲取完整的條形碼圖像；上述處理器內包括條形碼識別單元，用于識別并顯示上述條形碼包含的上述待掃碼物體的信息。

本發明的攝像頭分別分布于待測物體除底面以為的所有面，各攝像頭垂直于被測物體或與被測物體成一定夾角，被測物體由傳送待運送過程中，經過攝像頭的視野范圍時，可識別被測物體的條形碼；本發明的攝像頭以陣列形式分布安裝于安裝板上，通過相互相的視角銜接，可無死角的檢測到被測物體上面的條形碼。

采用本發明的掃碼裝置可省去人工調整物件放置方向的工序且可降低其成本。

本實施例未盡之處，本領域技術人員均可根據需要從現有技術中選用。

以上公開的僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以上述權利要求的保護范圍為準。