重复光学检测不同对象距离处的对象的光电传感器和方法专利检索-光电传感器激光与光电专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

重复光学检测不同对象距离处的对象的光电传感器和方法

阅读：108发布：2021-02-24

IPRDB可以提供重复光学检测不同对象距离处的对象的光电传感器和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请涉及重复光学检测不同对象距离处的对象的光电传感器和方法。提出了用于重复检测不同对象距离处的对象(28)的光电传感器(10)，该传感器具有：光接收器(18)，其用于从接收光(14)生成接收信号；评估单元(20)，其用于从接收信号生成对象信息；以及距离传感器(24)，其用于确定距相应的对象(28)的对象距离。在这种情况下，评估单元(20)被设计成用于从接收信号中获取有关对象(28)的测量值，将该测量值与针对对象(28)测量的对象距离相关联，并且在检测多个对象(28)之后形成测量值在对象距离上的第一分布(38)。，下面是重复光学检测不同对象距离处的对象的光电传感器和方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于重复检测不同对象距离处的对象(28)的光电传感器(10)，特别是相机，所述光电传感器具有：光接收器(18)，其用于从接收光(14)生成接收信号；评估单元(20)，其用于从所述接收信号生成对象信息；以及距离传感器(24)，其用于确定距相应的对象(28)的对象距离，其特征在于，

所述评估单元(20)被设计成用于从所述接收信号中获取有关对象(28)的测量值，将所述测量值与针对所述对象(28)测量的所述对象距离相关联，并且在检测多个对象(28)之后形成所述测量值在所述对象距离上的第一分布(38)。

2.根据权利要求1所述的传感器(10)，

其中，所述评估单元(20)被设计成用于形成所述对象距离的第二分布(40)。

3.根据权利要求1或2所述的传感器(10)，其中，所述评估单元(20)被设计成用于形成所述对象距离的分布作为第一分布(38)以及形成在另一时间区段内的所述对象距离的分布作为第二分布(40)。

4.根据权利要求2或3所述的传感器(10)，其中，所述评估单元(20)被设计成用于比较所述第一分布(38)和所述第二分布(40)，并随后实施或建议对所述传感器(10)的更改，以便改进所述分布(38、40)的一致性。

5.根据权利要求4所述的传感器(10)，

其中，所述更改是光学再调整，特别是焦点位置的光学再调整。

6.根据权利要求4或5所述的传感器(10)，其中，所述更改是照明强度的适配。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，其中，所述评估单元(20)被设计成通过确定相应的概率作为测量值使得从所述接收信号获得的值处于指定范围内，来形成概率分布作为第一分布(38)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，其中，所述评估单元(20)被设计成根据针对对象(28)测量的对象距离，将在该对象距离处的所述第一分布(38)的测量值作为预期的测量值与该对象(28)相关联。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，其中，所述评估单元(20)被设计成用于将预期的测量值与针对所述对象(28)从所述接收信号确定的实际的测量值进行比较。

10.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，其中，所述测量值是对比度度量。

11.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，其中，所述测量值是强度度量。

12.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，其中，所述传感器(10)是读码器，所述读码器的评估单元(20)被设计成用于从所述接收信号中读取光学代码(32)的代码信息。

13.根据权利要求12所述的传感器(10)，其中，所述测量值是关于读取代码(32)的成功评估。

14.根据权利要求12或13所述的传感器(10)，其中，所述测量值具有代码属性。

15.一种用于重复光学检测不同对象距离处的对象(28)的方法，其中从接收光(14)生成接收信号并进行评估，以便获得对象信息，并且其中还确定距相应的对象(28)的对象距离，其特征在于，

从所述接收信号获取有关对象(28)的测量值，将所述测量值与针对所述对象(28)测量的对象距离相关联，并且在检测多个对象(28)之后形成所述测量值在所述对象距离上的第一分布(38)。

说明书全文

重复光学检测不同对象距离处的对象的光电传感器和方法

[0001] 本发明涉及根据权利要求1或15的前序部分的用于重复光学检测不同对象距离处的对象的光电传感器和方法。

[0002] 在工业应用中，相机以各种方式使用，以便自动检测对象属性，例如用于检查或测量对象。在这种情况下，捕获对象的图像并且根据目的通过图像处理方法进行评估。相机的另一种应用是读取代码。借助于图像传感器捕获其上有代码的对象，在图像中识别代码区域并随后将其解码。除了一维条码之外，基于相机的读码器还容易地适应于其它代码类型，这些其他代码类型与矩阵码一样也被构造成二维的并提供更多信息。打印地址(OCR，光学字符识别)或手写体的自动文本检测原则上是读取代码。读码器的典型应用领域是超市收银台、自动包裹识别、邮递件分拣、机场的行李托运和其它物流应用。在此，除了基于相机的读码器之外，早已知的条形码扫描器此外也广泛使用。

[0003] 常见的检测情况是将相机安装在传送带上方。在对象流在传送带上相对移动期间，相机捕获图像并根据所获得的对象属性启动进一步的处理步骤。这些处理步骤例如是在作用于被输送的对象的机器上进行的与具体对象相适配的进一步处理，或者是通过在质量控制的范畴下使特定对象离开对象流或将对象流分类成多个子对象流来改变对象流。具体地，在读码器的情况下，根据所设置的代码来识别对象以用于正确的分类或类似的处理步骤。

[0004] 相机被安装在合适的位置并且被对准，以便投入使用，为此该相机通常还提供如投影目标图案等的辅助。通常假设的是：相机被最佳安装并且相机的状态在一定时间段内相对于周围环境不会改变。但这种假设并非总是正确的。而且传统的相机和条形码扫描器在实践中没有自身智能以便充分利用由此产生的优化潜力。

[0005] 存在具有自身的距离传感器的传统相机，该距离传感器使用光飞行时间方法(Lichtlaufzeitverfahren)确定距对象的距离，以重新调整焦点设置。该距离测量还用于在对象位于特定距离时触发捕获。但是这只是对当前测量的距离的直接响应。

[0006] EP 0 789 315 B1公开了一种读码器，该读码器具有用于其解码行为的调节装置，以便在性能和可靠性之间找到最佳平衡并得以保持。这涉及解码器的参数而不是实际的光学检测，该光学检测的更改被认为是外部影响并且该光学检测试图补偿该调节装置。而且也不测量对象距离或获取其他附加的光学信息，以改进调节装置。

[0007] 在EP 1 014 292 B1中，提出了一种用于驱动光学读码系统的方法，其中读取过程的参数以及因此合适的工作点被自动地重新调整。但为此仅分析捕获的图像本身，在该分析中不涉及附加的信息，诸如距离确定。

[0008] 因此，本发明的任务是使对象信息的光学检测，特别是代码的读取更好地适用于应用情况。

[0009] 该任务通过根据权利要求1或15的用于重复光学检测不同对象距离处的对象的光电传感器和方法来解决。光接收器检测来自对象的接收光，并且由此产生接收信号。在图像传感器作为光接收器的情况下，该接收信号优选为图像数据。评估单元从接收信号中获取至少一个对象信息。此外，还测量相应的对象距离。为此优选地，采用自身的距离传感器，该距离传感器特别地基于光飞行时间(TOF，Time of Flight)方法，并且并行地或在后台工作以用于实际测量对象信息。可以考虑光接收器或其接收信号参与或执行该距离测量。但是即使如此，测量对象距离也是附加的评估和/或测量，并且对象距离也是除了对象信息之外的其它信息。

[0010] 本发明从以下基本思路出发：借助距离测量来监测传感器的状态，并且对是否存在优化潜力或维护需求做出统计说明。该监测与产生对象信息的实际操作并行进行。测量值从接收信号中获取并且与对象距离相关联，其中例如通过时间接近性来确保测量值和对象距离属于同一对象。测量值通常不是对象信息，而是辅助值，该辅助值例如为表征检测实际对象信息的值(诸如对比度、曝光或成功评估)。在检测多个对象并将测量值分别与其对象距离相关联之后，形成测量值在对象距离上的第一分布，该第一分布能够提供所需的统计信息。该分布始终与一定的时间区间以及因此与检测到的对象的数量相关。该数量的选择应提供足够的统计量，而且同时各个时间区间应足够短，以便在适当的转换时间之后对外部变化做出反应，该转换时间根据应用可以在几秒钟、几分钟或几小时的范围内。

[0011] 本发明的优点在于，借助距离测量和从第一分布中获得的统计信息来检测传感器和环境的状态。传感器在此具有自身智能并且可以从中识别出干扰、提出优化建议或者自身通过适配合适的参数立即执行或发出维护信号。

[0012] 优选地，传感器固定地布置在对象流上，诸如传送带上。在装配情况下，在鸟瞰视图中每个测量的对象距离对应于对象高度减去已知的装配高度。因此，在一些地方，对象高度与对象距离同义，而不意味着对该特定布置的限制。

[0013] 优选地，评估单元被设计成用于形成对象距离的第二分布。因此，除了第一分布(在该第一分布中借助对象距离产生测量值在对象距离上的分布)之外，还会形成第二分布作为对象距离本身的频率分布通过这种方式，提供了更多统计信息来监测和优化传感器的状态。

[0014] 优选地，评估单元被设计成用于形成对象距离的分布作为第一分布和形成在另一个时间区段内的对象距离的分布作为第二分布。例外地，对象距离本身在该实施方式中是测量值。但是，除了实际查找的对象信息外，还将进一步确定对象距离。通过确定不同时间区间的对象距离的频率分布，特别地可以识别出出于有意或无意操作(诸如，对着传感器撞击)而导致的校准和装配的变化。

[0015] 优选地，评估单元被设计成比较第一分布和第二分布，并随后实施或建议对传感器的更改，以改进这些分布的一致性。特别地，传感器应对准或设置成使得这是针对实际上最常出现的对象距离在待确定的对象属性方面的良好结果。为此，优选地通过更改影响测量值的传感器属性来使这两个分布尽可能大地一致。可考虑的子步骤是将两个分布彼此相乘。这些分布的乘积应尽可能与实际出现的第二分布相对应并从而与将来可能出现的对象距离相对应。基于分布的比较进行的这种适配与根据测量的对象距离的实时重新调整相比，在检测接收信号期间仍然是滞后的，并且因此主要适合于无法在检测对象期间进行高动态的适配的情况。

[0016] 优选地，更改是光学重新校准。由此，识别何时以及优选地如何可以改进光学设置。这涉及传感器的接收光学器件的设置，特别是该接收光学器件的焦点位置的设置。但是也可以考虑应需要重新校准整个传感器，例如原因在于该传感器由于振动或撞击而从其原始校准偏离。焦点位置的适配还提供了一个直观的示例，其用于说明针对哪些传感器需要比较这些分布，即，特别是在固定焦点设备的情况下，在该固定焦点设备处识别对更改固定的焦点位置的需求。如果传感器已经具有基于当前对象距离的快速自动聚焦功能，则获取多个数据点以在统计学上达到这一发现可能不太有用。

[0017] 优选地，更改是照明强度的适配。由此，将尽可能防止对象被曝光不足或曝光过度地检测。这里指的是有效的照明强度，该照明强度例如受到照明光源的输出功率、光源的打开和关闭、接收信号的放大或曝光时间的影响。

[0018] 优选地，评估单元被设计成用于通过确定相应的概率作为测量值使得从接收信号获得的值处于指定范围内，来形成概率分布作为第一分布。为了优化传感器设置，测量值采用何种绝对值通常是不相关的，而是该测量值是否在具体的数值范围内移动。这可以经由概率分布特别容易地得出。指定范围也可以是二进制的，即确定二进制值是否为一的概率。

[0019] 优选地，评估单元被设计成用于根据针对对象测量的对象距离，将来自在该对象距离处的第一分布的测量值作为预期的测量值与该对象相关联。这与现有过程相反。到目前为止，测量值以及相关联的对象距离被分别检测到，以便寻找第一分布的数据点。现在，第一分布反过来被用来将对应于第一分布的测量值放置在当前测量的对象距离处，即根据第一分布假设针对当前检测的对象的测量值。因此假设的是：当前检测的对象与目前为止利用此对象距离检测的对象在测量值方面的行为在统计学上是相同的。在接下来的过程中，相联性可能会被证明是错误的，即该具体对象的行为与第一分布不对应，或者在个别情况下实现了统计学和概率所固有的偏差的可能性。

[0020] 优选地，评估单元被设计成用于将预期的测量值与针对对象从接收信号确定的实际的测量值进行比较。如果在此存在超过一个公差的显著偏差，则可想到的结论是：传感器未被最佳地设置。但是另一个有利的结论涉及不符合预期的质量标准的对象本身，尤其是当针对在测量的对象距离下的测量值而言，到目前为止根据第一分布确定关于该测量值的概率高，并且这与仅该单个对象的情况完全不同。不符合质量标准的一个示例是较差打印或损坏的代码。传感器可以发出相关的警告或保存信息。具体来说，在光学代码的示例中，向代码内容中添加代码可能受到损害的信息。

[0021] 优选地，测量值是对比度度量。其中包括各种已知的评价对比度的可能性。借此，评价光学器件或传感器本身的焦点位置或校准。与几乎所有测量值一样，可以直接评估对比度度量，或者确定对比度度量是否位于指定的数值范围内的概率。

[0022] 优选地，测量值是强度度量。首先，应该理解该术语，即该强度度量是在没有过度曝光或曝光不足的情况下确定适当曝光的一种度量。对此特别适合的是图像的灰度值、最小灰度值或最大灰度值、平均灰度值等。强度度量也可以直接进行评估或经由强度度量是否位于指定的数值范围内的概率进行评估。

[0023] 优选地，传感器为读码器，该读码器的评估单元被设计成从接收信号中读取光学代码的代码信息。它可以是条形码扫描器，该条形码扫描器具有用于发出读取光束的光发射器以及可移动的偏转单元，以便在检测区域内周期性地偏转读取光束。从该扫描中得出与时间相关的接收信号，该接收信号的振幅根据相应的扫描角度呈现出条形码的明暗间距。可替代地，读码器是基于相机的。在许多重要的应用中，例如当手持设备摆动经过检测区域时，或者当读码器安装在传送带上时，读码器和检测区域相对移动，以读取在其上输送的对象上的代码。这种相对移动确保了对象和代码区域被连续逐行地检测，从而不仅产生了图像线(Bildzeile)，而且还产生了二维图像。这同样适用于代码扫描器和基于相机的读码器中的线阵相机(Zeilenkamera)。同样地，还可以考虑直接捕获较大的图像部分的二维图像传感器。

[0024] 优选地，测量值是关于读取代码而言的成功评估。对于单个读取过程而言优选为二进制测量值，也称为成功(成功读取(GoodRead))和读取错误(未读取(NoRead))。读取率，即GoodRead的数量与总共检测到的代码的数量的最终比率，是成功评估，并且可以提出另外的度量。

[0025] 优选地，测量值具有代码属性。代码属性包括整个代码的大小、该代码的模块大小、代码的位置和代码的类型。

[0026] 根据本发明的方法可以以类似的方式改进并因此显示出类似的优点。这种有利的特征在从属于独立权利要求的从属权利要求中示例性地但不排他地进行描述。

附图说明

[0027] 下面根据实施方式并参考附图对本发明的其他特征和优点进行更详细的阐述。在附图的图示中：

[0028] 图1示出了用于生成具有附加的距离测量结果的对象信息的光电传感器的示意图；

[0029] 图2示出了示例性地将光电传感器安装在其上输送对象的传送带上方的示意性三维概览图；

[0030] 图3示出了处于不同距离处的对象的示意图，以用于说明在特定的对象距离处可以成功读取代码的条件概率；

[0031] 图4示出了在相应的对象距离处代码被成功读取的概率分布、对象距离本身的频率分布和这两个分布的乘积的示例性视图；

[0032] 图5示出了处于不同距离处的对象的示意图，以用于说明对强度条件的监测；

[0033] 图6示出了在相应的对象距离处强度条件保持在指定范围内的概率分布、对象距离本身的频率分布以及这两个分布的乘积的、与图4相似的示例性视图；

[0034] 图7示出了图6的变型的示例性视图，其中概率分布被灰度值的距离相关的分布所代替；以及

[0035] 图8示出了捕获情况的示意图，其中具有特定高度以及因此具有特定对象距离的对象重复。

[0036] 图1示出了光电传感器10的示意图。接收光14从检测区域12穿过接收光学器件16被光接收器18接收，并且在此处产生相应的接收信号。接收信号在评估单元20中进行评估，以便获取检测区域12中的对象的对象信息。该对象信息以及其它信息(如图像数据、辅助值、参数等)经由接口22与外部设备(例如，未显示的上级控制装置)进行交换。

[0037] 除了具有光接收器18的实际检测系统外，还设置了距离传感器24。在此实施方式中是自主的、紧凑的光飞行时间传感器，该光飞行时间传感器具有光源24a、第二光接收器24b和距离测量单元24c。在基于脉冲的光飞行时间方法中，光源24a发出光脉冲，这些光脉冲在反射在检测区域12中的对象上之后被第二光接收器24b重新接收，并且距离测量单元
24c确定光脉冲的发射与接收之间的光飞行时间。可替代地，以相位法发出振幅调制的光信号并且确定其接收时的相位位移。在其他实施方式中，特别是通过使光接收器18还充当第二光接收器24b或者评估单元20也承担距离测量单元24c的光飞行时间评估，光接收器18和评估单元20除了获取对象信息之外还承担距离测量或支持该距离测量。

[0038] 优选地，传感器10是相机，其中光接收器18被设计为行形或矩阵形的图像传感器。特别地，通过评估单元20能够识别所捕获的图像中的代码区域并读取在那里编码的信息，相机被设计成读码器。然而，条形码扫描器也是传感器10的一种可能的实施方式来代替这种基于相机的读码器。传感器10的其他非排他的示例是开关系统，诸如，对具有特定属性的对象做出反应的背景消隐键控器(Taster)、以及颜色键控器或对比度键控器。此外，传感器
10还可以有其他元件，诸如自身的照明装置(未示出)。

[0039] 图2示出了此处简化显示为相机图标的传感器10在传送带26上方的优选装配，其中传感器10在此处代表性地被设计成基于相机的读码器，但该相机图标不应排除条形码扫描器和其它传感器10的类似的应用示例。传感器10在传送带26上的稳态应用是有利的，但本发明并不限于此。如箭头30所示，传送带26将对象28传送经过传感器10的检测区域12。对象28在其外表面上携带代码区域32，该代码区域被传感器10检测并且被读出。这些代码区域32只有在其安装在顶侧或至少从上方可见时才可以被传感器10识别。因此，为了读取例如在侧面或底部安装的代码34，可以不同于图2中的图示而从各种方向安装多个传感器10。在实践中，多个传感器10到读取系统的布置通常实现为读取通道。

[0040] 作为应用的主要目标，传感器10经由光接收器18和对该光接收器的接收信号的评估来检测对象信息。这在读码器的示例中主要是代码内容，而在其他情况下可以寻找完全不同的对象信息，诸如颜色属性、亮度属性、几何属性、位置属性或其他可光学检测的属性。此外，根据接收信号还确定了测量值，该测量值仅在特殊情况下是对象信息并且在大多数情况下是辅助值，诸如对比度、中间灰度值、代码32的模块或像素大小或者代码32是否可以被读取Goodread/Noread)。此外，针对相应的对象28检测其对象信息，使用距离传感器24来确定对象距离。

[0041] 这将在一段可选择的时间区间内或在可选择数量的检测的对象28上重复，并通过统计评估来识别传感器10是否可以通过更改其设置或其对准进行优化。在本文中，识别出恶化并克服原因(诸如重新校准、清洁或在极端情况下更换设备)也被视为优化。现在，将在实施例中阐述统计性的检测、评估以及由此得出的优化结果。

[0042] 图3示出了距传感器10不同距离的对象28a-28c的示意图。在图3的上半部分中，接收光学器件16调到清晰地(scharf)检测处于中间距离的对象28b；在下半部分中调到清晰地检测处于短距离的对象28a。景深区域(Tiefenscharfenbereich)36经由为此示出的线的相应的相对距离表示。该视图也可以被视为发射光学器件的景深区域36(诸如，在条形码扫描器的情况下视为发射光斑的大小)，而不是视为接收光学器件16的景深区域36。

[0043] 此处示例性观察到的测量值是二进制成功评估GR(GoodRead)，如果可以读取代码32，则该成功评估的值为1。该成功评估与其对立面NoRead一样也按常规检测，但仅针对具体的对象28。到目前为止，仅在多个对象28上检测读取率，即可以读取的代码32的特定百分比，这良好地描述了效率，但不能进行故障分析。

[0044] 现在，在图3中的示例中确定条件概率p(GR|d)，该条件概率给出每种情况下在特定距离d时结果为GoodRead的概率。为了获得此条件概率，每次在检测对象28时均读取代码32并使相关联的GR与针对该对象28测量的距离相关联。因此，对于每个另外的对象28都会产生一个新的数据点，并根据逐渐检测到的大量数据点产生分布，该分布预估要查找的条件概率。

[0045] 事实上，GR取决于多重条件。除了主要在固定焦点设备中起作用的所示景深之外(因为自动对焦使景深单独与每个对象28适配)，还包括曝光过度和曝光不足的不适配的照明、检测到的代码32的取决于距离的像素大小以及大量的可不受传感器10影响的条件，诸如代码质量、代码32的对准和表层的平整度、可能的损坏或特别是被光亮箔片遮挡。

[0046] 但是，图3的示例简化地假设GR仅取决于景深。在这里仅示出处于距离A、B和C的三个对象28a-28c，其中在实践中自然也可以采取中间值。如果对象28b如图3的上半部分那样处于焦点中，则其距离d＝B的条件概率为p(GR|B)＝1，这是因为GR应简化地仅取决于景深。在其他距离A、C处，概率下降到任意选择的值p(GR|A)＝p(GR|C)＝0.5。假设对象28a-28c的距离大约为均匀分布，则此处景深36得以良好地选择。

[0047] 现在，在图3的下半部分中，处于距离A,的近的对象28a的条件概率为p(GR|A)＝1。处于距离B的中间对象28b仅略微偏离焦点，p(GR|B)＝0.5；但处于距离C的远的对象28c已明显偏离焦点，p(GR|C)＝0.25。因此，这里有优化潜力。

[0048] 图4广义化了图3中的示例，并且示出了条件概率p(GR|d)在距离上的分布38，该分布纯示例性地假设为高斯分布。对象28自身的距离的另一分布40构成比较值。在将传感器10如图2所示装配在上方时，对象28的距离同样对应于其高度，该高度根据传感器10的装配高度通过减法容易计算出。另一分布40也被示例性地假设为高斯分布。此外，作为对这两个分布38、40的一致性的可能评估，还绘制了它们的乘积42。

[0049] 如在本示例中容易看出的，传感器10未进行优化。对此，这两个分布38、40在理想情况下必须准确重叠，使得在最经常出现的情况下实现最佳性能。传感器10可以发出优化潜力信号，或只要可以访问就更改其设置，以充分利用。例如，根据乘积42进行迭代优化，或者确定分布38、40的最大值或重心并且达到一致。

[0050] 在具体示例中，测量值是二进制的成功评估GR或其条件概率p(GR|d)以及景深区域36的要更改的参数，因此是接收光学器件16或可替代的发射光学器件的焦点位置。评估单元20从分布38、40得出的结论是：焦点位置需要移位一定距离。在固定焦点设备的情况下显示此移位。还可行的是，传感器10可以将焦点位置的移位Δd换算成具体的操作指令，诸如“向左旋转0.2”。这取决于镜头模式和如有必要其他的模式(诸如，曝光/距离模式)以及接收光学器件16的调节机制，并且因此优选作为表格存储。

[0051] 通过这种方式，识别出并提出焦点设置的优化方案。为何存在优化需求的可能原因有很多：布置时未充分校准、当前具有其他距离分布的对象28发生变化、由于工作人员的不当行为或环境波动(诸如季节性温度差异)而突然发生的变化以及传感器部件的损坏或老化。

[0052] 到目前为止，已经非常具体地描述了根据测量值GR或其条件概率p(GR|d)以及焦点位置的适配，从附加测量的对象距离识别出优化需求并将测量值与这些对象距离相关联。但是，特别是如图4所示的根据取决于距离的分布进行统计评估是非常普遍的并且是可变的。一方面，焦点位置也可以通过其他测量值而不是成功评估进行评估，诸如通过对比度度量K进行评估，该对比度度量被直接观察或作为条件概率观察，其是否位于指定的数值范围[K理论-公差,K理论+公差]中。不仅测量值是可变的，而且传感器10的可能更改也是可变的，该可能更改到目前为止是光学器件或整个传感器10的焦点位置或者直接概括为失调。

[0053] 图5以类似于图3的视图示出了另一涉及强度评估的实施例。与固定焦点的情况类似，当传感器10无法高动态地将其照明参数与针对当前检测的对象28测量的距离信息适配时，统计优化特别有用。此处使用平均灰度值GW作为具体测量值。由传感器10有效检测的强度取决于多种因素，诸如照明、对象28的漫反射能力、对象的距离、接收路径中的放大系数或曝光时间。将传感器10影响的那些参数(诸如照明电流、增益和曝光时间)与实际出现的对象距离相适配是有意义的，从而使良好解码结果的强度尽可能保持不变并且无论如何至少使曝光不足或曝光过度最小化。

[0054] 如图5的上半部分所示，可以在GW保持在期望范围内的每种情况下分别确定条件概率p(GW|d)。与图4类似，图6示出了p(GW|d)在距离上的相应的广义分布38连同对象28自身的距离的分布40以及两个分布38、40的乘积42。存在通过较高强度实现的优化潜力，这可能是通过检测区域12的较强照明、较高的放大系数或较长的曝光时间实现的。例如，可以通过迭代地优化或确定分布38、40的中心或重心，特别是在涉及乘积42的情况下，再次找到正确的范围。

[0055] 也可以考虑强度度量本身来代替条件概率。这在图5的下半部分示出。在近的对象28a处，示例性地GW＝255，在8位数值范围中，这对应于完全为眩光的极端情况。对于中间对象28b，此处GW＝210，对于远的对象28c，GW＝160。如从图5的上半部分的条件概率p(GW)中可以看出的，GW＝210处于强度度量的所需范围内，而GW＝255被视为曝光过度并且GW＝160被视为曝光不足。由此，得出示例数值p(GW|A)＝p(GW|C)＝0且p(GW|B)＝1。

[0056] 图7示出了灰度值在距离上的相关分布38。在距离非常近时总会出现过度曝光，因此分布38不能与对象距离的分布40一致，但优选地根据乘积42很可能达到尽可能最佳的一致性。因此，传感器10或在不允许高动态的照明适配的应用情况中的最佳照明参数可以从强度度量GW本身以及从相关联的条件概率p(GW|d)获得。

[0057] 现在，在这两个示例中，可以确定对于不允许动态更改的应用程序最佳的照明参数。通过这种方式，照明装置、光接收器18、接收光学器件16等的磨损和污染现象也会得到补偿。

[0058] 图8图示了另一实施例。在此假设具有相同对象距离、特别是具有相同高度的对象28实际上是相同类型的对象。一个特别直观的示例是携带相同代码32的相同类型的对象
28。在图8中，传感器10首先检测三个彼此相同的小的对象28，随后检测三个彼此相同的较高的对象28，其中出于统计处理的原因，顺序无关紧要并且也允许使对象28互相混合地出现。各自具有相同高度的对象28还携带代码32，这些代码具有相同的代码尺寸，因此模块大小相同，以及代码类型相同并且代码位置和对准可能相同或至少相似。

[0059] 与前面阐述的过程类似地，通过在距离处存在特定的代码属性形成条件概率的分布。现在，一方面可考虑的是，将传感器10如同目前对光学和照明属性那样与这些代码属性总体上尽可能良好地匹配。但是也可行的是，从分布中读取出针对当前检测的对象28的测量距离而言的可能的代码属性。通过使用已形成的分布根据单个测量的对象距离来进行预测，这与之前的步骤相反。在图8的简单示例中，分布仅采用少数(这里为两个)离散的非零距离值，使得实际上它是情况区分(Fallunterscheidung)。

[0060] 在每种情况下，对待读取的代码32的代码属性的假设都是从该分布中得出的，原因在于该分布包含信息，即具有特定高度的对象28可能具有包括迄今为止最经常出现的代码属性的代码32。该信息允许软件解码器明显更快地解码，该软件解码器首先在特定ROI(感兴趣的区域(region of interest))中查找代码32，并且尝试读取具有特定模块大小的特定类型的代码。如果失败，则无需这些假设即可继续尝试读取。

[0061] 在没有自身的图示的另一实施例中，根据不同的时间间隔形成对象距离的分布，并相互进行比较。如果在此时间补偿过程中出现显著差异，则传感器10的对准可能由于碰撞而发生改变，并且传感器10指示应复查对准。随后，如上对图3所描述的，可以改进对光学器件的校准。

[0062] 在另一实施例中，传感器10提供有关预期的对象属性(特别是代码质量)的反馈。为此，对比度或读取过程的成功评估适合作为测量值。与图8的示例类似，对于刚检测到的对象28，根据其对象距离来确定从统计数据预期的对比度或从已存在的分布中得到的读取成功。此外，还可以确定实际的对比度或者执行并评估读取过程。随后，将预期与测量进行比较。简而言之，此处考虑的是，如果到目前为止在该距离的情况下大多数或所有代码32都可以被读取而只有当前检测到的代码32不能被读取，则肯定是代码32的问题。通过使用常见度量(诸如，标准偏差)来观察预期的可靠性可以进一步改进读取错误与传感器10或代码
32的相关性。

[0063] 例如更具体地，特别是可能会出现两种情况。在第一种情况下，代码32未被充分打印并且具有很低的对比度。由于通常在该距离下读取所有代码32，因此代码32本身很可能是不能读取代码内容的原因。此外，如果对比度明显偏离其标准值，则缺少对比度以及由此恶化的打印质量是真正原因。在第二种情况下，即使在该距离下通常可以读取代码32，但也同样会出现读取错误(NoRead)。但与此同时，对比度在预期范围内，因此有可能的是代码32被损坏。

[0064] 最后，应再次对示例性描述的测量值和待优化的传感器设置进行总括。

[0065]

[0066]

[0067] 然而该总括并不是排他的。尽管存在示例性的观察，但光电传感器10可以检测的其他测量值可以考虑对传感器10的可能设置进行优化以及超出实施例的测量结果和优化的组合。此外，即使有时以均匀分布或高斯分布为实例，但本发明并不限于特定的概率分布。

标题	发布/更新时间	阅读量
光电传感器-专利编号CN109596151A	2020-05-11	806
光电传感器-专利编号CN107430955B	2020-05-12	463
光电传感器-专利编号CN108917798A	2020-05-13	197
光电传感器-专利编号CN110275216A	2020-05-11	884
光电传感器-专利编号CN104865611B	2020-05-13	806
光电传感器-专利编号CN109506776A	2020-05-12	942
光电传感器-专利编号CN110274616A	2020-05-11	732
光电传感器-专利编号CN110612609A	2020-05-11	838
光电传感器-专利编号CN105588607B	2020-05-13	483
光电传感器-专利编号CN109581392A	2020-05-12	912

重复光学检测不同对象距离处的对象的光电传感器和方法

重复光学检测不同对象距离处的对象的光电传感器和方法

附图说明

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式