用於檢測物體流的照相機系統和方法
2023-05-09 09:27:56
用於檢測物體流的照相機系統和方法
【專利摘要】本發明提出了一種用於檢測物體流的照相機系統和方法，其用於檢測相對於照相機系統（10）移動的物體（14）的流，其中照相機系統（10）包括每個都具有圖像傳感器多個檢測單元（18）和一個聚焦單元（20）以及至少一個控制單元（30、32），以便在同時檢測多個物體（14）時將檢測單元（18）的焦點位置互補地設置，使得由至少一個檢測單元（18）清晰地檢測儘可能多的物體（14）。此外，提出了一種估計單元（32），其適於將檢測單元（18）的圖像數據合併成共同的圖像。
【專利說明】用於檢測物體流的照相機系統和方法
[0001]本發明涉及如權利要求1或12的前序部分所述的，使用多個用於拍攝物體的圖像數據的檢測單元檢測物體流的照相機系統和方法。
[0002]為了實現傳送帶上的過程的自動化使用傳感器，以便檢測所傳送的物體的物體屬性，並依賴於此開始進一步的處理步驟。在物流自動化中，處理通常包含分類。除了如物體的體積和重量的通常信息，在物體上所附的光學編碼常常被用作最重要的信息源。
[0003]最常見的讀碼器是條碼掃描儀，其用讀取雷射束在橫向於代碼的方向上探測條碼或條形碼。其通常用在超級市場的收款機處，用於自動分組識別，分揀郵件，或用在機場的行李處理上，以及用於其它物流應用中。隨著數位相機技術的進步，越來越多的條碼掃描儀將通過基於相機的讀碼器取代。基於相機的讀碼器藉助於像素解析度圖像傳感器來拍攝物體以及存在的代碼的圖像，而不是掃描代碼區域，並且圖像估計軟體從這些圖像提取代碼信息。基於相機的讀碼器對不同於一維條形碼的其它代碼形式而言也是沒有問題的，其例如還被形成為二維的，並提供更多的信息的矩陣代碼。在一個重要的應用組中，帶有代碼的物體被傳送經過讀碼器。照相機，經常為照相機列，連續地讀取具有相對移動的代碼信息。
[0004]單個傳感器往往不足以拍攝在傳送帶上關於物體的所有相關信息。因此，在讀取系統或讀取通道中將多個傳感器結合。為提高多條傳送帶的物體吞吐量而並排放置或使用被擴展的傳送帶，由此多個傳感器以其過於狹窄的視場相互補充，以便覆蓋整個寬度。此夕卜，傳感器被安裝在不同的位置上，以便從所有側面拍攝代碼(全方位讀取)。
[0005]讀取系統將檢測到的信息(比如物體的代碼內容和圖像)提供給更高級別的控制裝置。這些圖像例如被用於外部文本識別、可視化或手動的後加工(視頻編碼)。不依賴於準確的進一步加工，圖像應該是清晰的，即讀碼器的照相機應該在圖像拍攝時聚焦到每個物體上。其在解碼代碼內容時還完全與讀取系統內的圖像的內部應用相對應。已知的是，根據物體的距離，重新調整相機中可變的焦點設置。
[0006]現在在讀取區域中存在多個物體，其需要不同的焦點設置，因此使得照相機可以僅被設置到多個焦點位置中的一個。因此，對於有限的景深範圍以外的物體包含很低質量的圖像，並且可能導致代碼的錯誤讀取(不讀取)。這種情況對於較寬的傳送帶或更多並排布置的傳送帶而言是特別常見的。
[0007]EP1645839B1公開了一種設備，其用於監測傳送帶上的移動物體，其具有預先安排的測量距離的雷射掃描儀(其用於檢測傳送帶上的物體的幾何形狀)以及行列照相機。根據雷射掃描儀的數據，物體區域被認為是感興趣的區域(英語:R0I，感興趣的區域)，以及行列照相機的圖像數據的估計將受限於這些感興趣的區域。關於挑選感興趣的區域的標準是，被拍攝的物體表面是否位於行列相機的景深區域中。因此，將僅被不清晰地拍攝的物體按以上方式識別，但其缺陷不能夠由此得到糾正。
[0008]從DE10207538A1得知了一種光電子的讀碼器,其中設有第一掃描設備和第二掃描設備，其被控制用於沿不同的焦點位置的掃描方向被掃描。得知讀取區域中最小數量的代碼，例如兩個代碼，因此將導致兩個掃描設備用於協同聚焦。因此，每個掃描設備分別聚焦在一個代碼上，並在成功的讀取後聚焦於下一個尚未由其它掃描設備檢測的代碼。這還需要直接地或通過掃描設備之間的調解協議的共同控制來實現。此外，在DE10207538A1中未提出的是，所拍攝的圖像數據比如立即執行內部解碼的情況下被處理或輸出。此外假定的是，圖像行已經代表了代碼內容。因此，沒有提出和不需要對從不同的時間點或由不同的傳感器所拍攝的圖像數據的合併。
[0009]W003/044586A1公開了一種用於對傳送帶上的物體的圖像進行透視失真校正的方法，所述圖像由行列圖像傳感器所拍攝。因此，圖像行的半部分藉助圖像處理重新確定共同的圖像的解析度的比例，其中每條圖像行以兩個半部分來處理。這種方法包括通過圖像數據的下遊軟體處理。原始數據將事先藉助於自動聚焦單元拍攝。對具有不同的相互不兼容的聚焦要求的多個物體的同時檢測的問題在W003/044586A1中沒有被討論。
[0010]EP1363228B1描述了一種讀碼器，其具有集成的距離確定裝置，該距離確定裝置適於確定分配有物體代碼的代碼位置。此外，在一個實施方案中，多個物體彼此相鄰地置於傳送帶上。而EP1363228B1沒有涉及關於這些物體的不同聚焦的必要條件。
[0011]因此，本發明的目的是，改善對一個物體流的多個物體的同時檢測。
[0012]這個目的將通過如權利要求1或12所述的、使用多個用於拍攝物體的圖像數據的檢測單元檢測物體流的照相機系統和方法來實現。因此，本發明的基本思想是，使用每個都具有圖像傳感器和聚焦單元的多個檢測單元，以及將焦點位置設置為互補的，以在同時檢測儘可能多的物體中的多個物體時拍攝到清晰的圖像數據。為了對該圖像數據進行例如基於單個檢測單元的單個圖像行的純粹解碼的、更複雜的估計，圖像數據將被合併成為共同的圖像。該合併可以包括兩個部分:一個是在橫向方向上，其中由不同的檢測單元的圖像行中的每個清晰被檢測部分被合併成共同的圖像行，另一個則是在長度方向上，其中共同的圖像行形成列以成為共同的圖像。對於該過程，原始圖像優選為被換算到共同的坐標系統中。因此，另一方面應得知檢測單元的位置和方向(記錄(Registrierung)),其中這可通過安裝過程或通過校準來實現。
[0013]本發明具有的優點是，還對於同時檢測的物體分別跟蹤焦點位置。這導致了物體的清晰圖像以及因此在後續過程中的被改善的結果，由其將輸出共同的圖像。
[0014]共同的圖像的合併和輸出，可以被限制在感興趣的區域中，以便減少數據量。例如，在各種情況下，兩個物體之間的區域沒有相關的信息。特別是對於讀碼或文字識別(0CR，光學讀碼)，對於物體表面中的大部分也是不感興趣的，其不承載代碼。
[0015]照相機系統最好形成為基於相機的讀碼系統。解碼單元從通過單獨對焦所清晰拍攝的圖像數據讀取代碼內容。因此產生了更高的讀取率，然後其還可以同時讀取具有不同的聚焦要求的多個物體的代碼。
[0016]檢測單元優選地被並排布置，使得其檢測區域至少部分地重疊，並一起覆蓋物體的流的寬度。對於排狀的拍攝區域，因此由多個並排的圖像行有效地構成共同的圖像行。在重疊區域中，在合併共同的圖像時使用在每個區域中準確聚焦的檢測單元的圖像數據。該類型的重疊區域可能會被故意地選擇為很大，極端情況下到達完全重疊。由此同樣也產生了較大的選擇自由度，其中檢測單元將其焦點設在被冗餘檢測的物體上。在重疊區域之外(即僅一個檢測單元拍攝圖像數據的區域處)，則檢測單元必定不可避免地對焦到該處存在的物體上，並且不能讓其它的檢測單元協助檢測。
[0017]估計單元優選地被形成為，根據圖像數據分別為每個物體和/或為每個在物體(14)上所附的代碼(16)產生圖像。該圖像可全部位於單獨的檢測單元的聚焦的檢測區域中，但是還可由多個檢測單元的圖像數據合併而成。此外，圖像區域被限制在物體上或代碼上，以及同樣限制在容差區域上。下遊的處理步驟隨後訪問每個物體或代碼區域的每一個清晰的圖像。
[0018]檢測單元優選為分離的照相機。因此檢測單元能夠以靈活的位置以及距離(特別是相互之間的距離)來安裝，以便進行物體流上的調整。
[0019]在可選的優選實施方案中，多個檢測單元在照相機中被合併。因此得到了緊湊的照相機系統(其包括所有的檢測單元)，或多個子系統(每個都具有統一的檢測單元)，但會相對地失去了各檢測單元的靈活性。
[0020]照相機系統優選地具有至少一個幾何形狀檢測傳感器，以便預先檢測物體流的輪廓。因此，其例如涉及距離測定的雷射掃描儀。因此預先得知物體的位置和其尺寸。因此有足夠的時間來預先決定哪個檢測單元負責哪個物體，以及實時地實現所需的調焦。
[0021]估計單元優選地形成為，圖像行首先根據物體的幾何形狀或被設定的焦點位置被換算為可預先給定的解析度，並最先被合併成共同的圖像。相對於通過硬體確定的圖像傳感器的解析度本身，可預先給定的解析度是指物體，即每個物體尺寸或結構的像素數量。後者的解析度改變無需根據透視的轉換，其首先依賴於透視和物體的幾何形狀，特別是依賴於物體高度或代碼位置。為確定必須的焦點位置已考慮到了物體的幾何形狀，從而使得該焦點位置也表示出用於換算的合適規則。為了使之與透視上的解析度差別無關，將固定地提供解析度，並且所拍攝的圖像數據被重新確定比例。所以，轉換表現為一類數字變焦，其相對於實際變焦來說不是通過物鏡的改變，而是通過對圖像數據的後續處理來實現。
[0022]可預先給定的解析度對於所有檢測單元的圖像數據最好是一樣的。因此，圖像包括物體結構的彼此相同的解析度，其中合併(拼接)被顯著地簡化和改進。因此可能的是，預先給出特別是可設想的最差的解析度作為解析度，即例如地板或傳送帶(其上存在物體)的虛構的解析度。因此，數字變焦根據焦點位置來跟蹤，使得結果是圖像解析度具有恆定的被預先給定的解析度值，並因此與提供圖像數據的焦點位置和檢測單元無關。
[0023]檢測單元優選為分配有其自身的控制單元，其每個都適於設置焦點位置的焦點策略，其中該焦點策略是彼此互補的。在這裡，每個檢測單元具有內部的聚焦策略並為其自身單獨決定其所聚焦的物體。與此同時，焦點策略通過參數化或開始的協議被正好相反地選擇。因此只要同時檢測多個物體就要確保沒有多個檢測單元被聚焦到相同的物體上。最好適用於這種互補策略的是具有兩個檢測單元的照相機系統，因為這樣的話可以特別明顯地定義對比物，但對於多個檢測單元而言可設想的是具有分級的聚焦策略。互補性可以首先根據檢測單元的布置得出。例如，兩個檢測單元能夠首先按照相同的策略追蹤，每個檢測單元都被聚焦到最近的物體，其中首先通過檢測單元的布置彼此得出的是，這些物體是不一樣的。
[0024]互補的焦點策略優選地根據以下標準中的至少一個來定義:所分配物體的編號、物體的高度、在物體或代碼和檢測單元之間的距離、相對於焦點預先設定的必要焦點設置和/或在光軸和物體或代碼之間的距離。例如，根據先前檢測到的幾何形狀信息或物體流的順序為物體分配物體編號。根據物體的高度以及在物體和檢測單元之間的距離的選擇往往導致相同的結果。然而，由於橫向分量(其只在後一種情況下要考慮)，情況並非總是如此。此外，該距離是基於代碼而不是物體。必要的焦點調整將相對於作為參考的焦點預先設定進行比較，例如與中間讀取高度的景深區域進行比較。當在兩個物體之間沒有靜止位置(Ruhestellung)，則實際所需的重新聚焦可能會有所不同。但是這不是針對自主的焦點策略的適用標準，這是因為一個檢測單元的焦點位置必須由其它的檢測單元所知曉。
[0025]優選地為多個檢測單元配有共同的控制單元，其為所述檢測單元各分配一個焦點位置。因此，這是一個外部的焦點優先化(Fokuspriorisierung)的可供選擇的方案。例如，根據焦點列表，在所述檢測單元的中央處分配要檢測的物體或要設置的焦點位置。這需要更多的計算和通信成本，但可能會導致更高的可見性以及由此產生的在共同的控制單元中的優化可能性從而避免衝突。例如，共同的控制單元能夠確保，當對於額外的物體而言沒有自由的檢測單元(其能夠聚焦到物體上)時，至少一個相鄰的檢測單元分配一個物體(其需要類似的焦點位置)，並因此額外的物體仍被相當清晰地檢測。
[0026]該根據本發明的方法能夠以類似的方式被進一步改善，並由此顯示出類似的優點。這種有利的特徵是示例性的，而並未在獨立權利要求的從屬權利要求中被詳盡無遺地描述。
[0027]在下面將示例性地根據實施方案並參照附圖更詳細地說明本發明的其他特徵和優點。所示附圖示出:
[0028]圖1是在具有要檢測的物體的傳送帶上的照相機系統的示意性三維俯視圖；
[0029]圖2是通過根據圖1的視圖所示的、在照相機系統的檢測平面中的截面圖；
[0030]圖3a是示出了具有分散的協同焦點跟蹤的照相機系統的實施方案的非常簡化的框圖；
[0031]圖3b是示出了具有集中的協同焦點跟蹤的照相機系統的實施方案的非常簡化的框圖；
[0032]圖4a是在兩個物體上方的照相機系統的剖視圖，用於根據物體高度來解釋聚焦策略；
[0033]圖4b是在兩個物體上方的照相機系統的剖視圖，用於根據在物體或代碼和檢測單元之間的距離來解釋聚焦策略；
[0034]圖4c是在兩個物體上方的照相機系統的截面圖，用於根據在檢測單元的光軸和物體或代碼之間的距離來解釋聚焦策略；
[0035]圖5a是在傳送帶上的兩個物體在從不同的時間點先後拍攝的圖像行的位置上的示意性俯視圖；以及
[0036]圖5b是從根據圖5a的時間點所推導出的焦點表。
[0037]圖1示出具有要被檢測的(其上附有代碼16的)物體14的傳送帶12上的照相機系統10的示意性三維俯視圖。傳送帶12是用於產生相對於靜態的照相機系統10移動的物體14的流的示例。可選的是，照相機系統10可以被移動，或在靜態地安裝照相機系統10時物體14通過其它方式或通過自身運動來移動。
[0038]照相機系統10包括兩個基於相機的讀碼器18a_b。其各自具有未示出的圖像傳感器，所述圖像傳感器具有多個被布置成像素行或像素矩陣的光接收元件和物鏡。因此，讀碼器18a_b是照相機，其額外裝備有用於讀取代碼信息的解碼單元和用於發現和編輯代碼區域的相應預處理裝置。還可以設想的是，檢測沒有代碼16的物體14的流，並相應地放棄解碼單元自身或放棄解碼單元的應用。讀碼器18a-b既可以是分離的照相機也可以是在同一照相機內的檢測單元。
[0039]在圖1的示例中，讀碼器18a_b的檢測區域20a_b是平面上的一定角度的部分。在一個時間點上，在傳送帶12上的物體14的圖像行隨後被檢測，並且在移動傳送帶期間，連續的圖像行形成列，從而獲得完整的圖像。如果在特殊情況下讀碼器18a-b的圖像傳感器為矩陣傳感器，則圖像可選擇地由平面部分所合併或由矩陣中選定的行所合併，或被拍攝為快照並被單獨估計。
[0040]檢測區域20a_b很大程度上在傳送帶12的橫向方向上是重疊的。在其它實施方案中，可設想較小的重疊，或甚至是更大的重疊，直至這些檢測區域完全一致。還可使用額外的讀碼器，其檢測區域可以成對地重疊或以較大的組重疊。在重疊區域中，圖像數據被提供為冗餘的。這可以用來合併成整個的圖像行，其中使用了每個像素或部分各自的清晰的圖像數據。
[0041]相對於在讀碼器18a_b上面的傳送帶12的移動方向，幾何形狀檢測傳感器22例如按照在已知的距離測量雷射掃描儀處的形式來設置，該傳感器通過其檢測區域覆蓋整個傳送帶12。幾何形狀檢測傳感器22測量傳送帶12上的物體14的三維輪廓，使得照相機系統10在讀碼器18a-b的檢測過程之前已經識別出物體14的數量以及其位置和形狀或尺寸。雷射掃描儀具有非常大的視角，使得還可以檢測寬的傳送帶12。然而，可以在其它實施方案中將額外的幾何形狀傳感器並排布置，以通過不同的物體高度減少陰影效果。
[0042]在傳送帶12上，還設有編碼器26，其用於確定推進或速率。可選的是，傳送帶按已知的移動曲線可靠地移動，或將相應的信息給出到更高級別的控制裝置的照相機系統。傳送帶12的相應推進是必須的，以通過正確的措施將以成片方式(scheibenweise)測量的幾何尺寸合併成三維的輪廓，並將圖像行合併成整個圖像，並因此在檢測期間以及直到在檢測位置下方被檢測到的物體和代碼的信息被輸出時，儘管傳送帶12在不斷運動，但仍保持該傳送帶12的設置。物體14將因此根據第一檢測的推動被追蹤(跟蹤)。如上所述，其它的、未示出的傳感器可從其它角度安裝，以便從側面或從下面檢測幾何形狀或代碼。
[0043]圖2示出了通過圖1的檢測區域20a_b的平面的剖視圖。因此，此處和下文中相同的參考標記標示了相同的或彼此相應的特徵。兩個物體14a_b具有明顯不同的高度。讀碼器18a例如聚焦到物體14a的上側，因此物體14b被置於景深範圍之外，以及讀碼器18a沒有獲取物體14b的清晰的圖像數據。因此，兩個讀碼器18a_b以協同聚焦方式工作。在該示例中，必須注意的是，讀碼器18b聚焦在扁平的物體14b上。
[0044]圖3示出了照相機系統10的非常簡化的框圖。每個讀碼器18a_b具有可調節的聚焦單元28，也就是，接收光學器件具有可電子調節的焦點位置。根據圖3a的實施方案解釋了自主的、內部的聚焦策略。因此，每個讀碼器18a-b包括其自身的控制器30，其確定將各個要採取的焦點位置。然而，在根據圖3b的實施方案中，焦點策略在共同的控制和估計單元32集中調整。此外，混合的形式是可以想像的，其中，讀碼器18a-b首先確定焦點位置，中央控制器審查該決定並在可能的情況下進行糾正。
[0045]在根據圖3的兩個實施例中，估計單元32將輸入的圖像數據合併在一起，使得每個清晰的圖像區域形成共同的圖像行。在成功估計後，圖像數據(例如每個物體一個圖像)和其它信息(例如物體的體積、所讀取的代碼信息以及類似信息)通過輸出端34輸出到更高級別的控制裝置。在必要的情況下，所有與位置相關的信息和傳感器位置被轉換到共同的坐標系統中。
[0046]如果讀碼器18a_b以不同的焦點位置工作，所拍攝的圖像行的與物體相關的解析度是不同的。如在圖2的示例中顯而易見的，扁平的物體14b和讀碼器18b間的距離遠於物體14a和讀碼器18a間的距離。因此，物體14b的圖像行相比於物體14a的圖像行而言，每個物體結構(特別是代碼區域)包含較少的像素。為了補償這種差異，在本發明的實施方案中提出的是，通過在估計單元32中的後處理來調整圖像的解析度。因此預先給出了此處關於傳送帶12的距離本身所希望的解析度，例如在最壞的情況下仍能達到的解析度。每個讀碼器18a-b的圖像行隨後被單獨地並以(依賴於不同的焦點位置的)不同的因子按所希望的解析度重新確定比例。該效果對應於兩個讀碼器18a-b各自的數字變焦。這些具有相同解析度的圖像行的合併(拼接)明顯更簡單，並導致更好的結果。
[0047]參考附圖4a_c，其中每張附圖類似於圖2以草圖形式示出了通過讀碼器18a_b的檢測平面的截面，在下面解釋根據圖3a的照相機系統10的實施方案中的內部聚焦策略。所設想的聚焦策略的準則將被單獨描述，而其還能夠以混合的形式相互結合。
[0048]物體14的幾何形狀是讀碼器18a_b從幾何形狀檢測傳感器22得知的。可選的是，讀碼器l8a-b本身通過內部的距離確定裝置測量幾何形狀。但是這可能導致了破壞性的過渡效果，因為不能提前獲得正確的焦點位置。
[0049]每個讀碼器18a_b藉助於被調整的內部聚焦策略來確定，對哪個物體14在哪個時間點以哪個焦點位置來聚焦。只要在相同的時間內僅有一個物體14存在於檢測區域20a-b內，則不會發生衝突。但只要在傳送帶12上，物體還能夠在拍攝方向上並排放置，則可為讀碼器18a_b選擇互補的聚焦策略。這可以通過適當的參數化或通過在讀碼器18a之間合適的設置的通信而發生。
[0050]一種簡單的互補策略是針對物體編號，該物體編號在第一次檢測物體14之後通過幾何形狀傳感器22分配給物體14。按物體14進入讀碼器18a-b的檢測區域20a_b的順序方便地進行編號。此外，例如一個讀碼器18a負責偶數編號的物體14而另一個讀碼器18a負責奇數編號的物體14。隨後如果被可靠地識別出在其檢測區域20a內，則將按照偶數編號的物體14參數化的讀碼器18a切換到具有偶數物體編號的物體14。這意味著，關於新的要被聚焦的物體14的各焦點僅在被參數化的遲滯內改變。因此，讀碼器18a將其焦點位置提前切換到物體14上，而不依賴於是否滿足關於當前物體14的讀取任務。同樣的條件也適用於奇數物體編號。
[0051]另一種互補策略示出在圖4a中，並使用在物體14a_b和讀碼器18a_b之間的平行距離，該平行距離通過物體14a_b的高度由讀碼器18a_b的固定安裝高度被給出。如果一個讀碼器14a聚焦到最高的物體14a_b並且另一個讀碼器聚焦到最扁平的物體14a_b，該聚焦策略將是互補的。
[0052]在圖4b中示出的聚焦策略將徑向(radiale)距離而非平行距離作為標準。因為此處通常不能夠再考慮朝向讀碼器18a-b的表面，而是另外選擇在物體14上的參考點。該參考點例如可以是上表面的重心、物體的邊緣或物體角點、或者是如圖4b中所示的代碼16a_b的位置。在還要進一步描述的聚焦策略中，此類參考點還是交替地使用的。徑向最近的物體14a_b和平行最近的物體14a_b通常是一致的，但並不總是一致的。如果讀碼器18a-b相互靠近安裝，那麼當一個讀碼器14a聚焦到最近的物體14a_b並且另一個讀碼器14b聚焦到最遠的物體14a_b時，聚焦策略是互補的。可能不需要讀碼器14a_b之間的最遠距離，兩個讀碼器18a_b分別選擇從其視野來看最近的物體14a_b，並因此使用相同的策略。
[0053]在一個未示出的實施方案中，被聚焦的物體18a_b是，具有到焦點預先設定的最小或最大的距離的物體。所述焦點預先設定為一靜止位置，當沒有檢測到物體18a_b時，讀碼器18a_b會返回該靜止位置。
[0054]圖4c再次示出了一種變體，其可以使用一種聚焦策略，即到讀碼器18a_b的光軸的距離。因此可以聚焦到在最右邊的物體14a_b或在最左邊的物體14a_b。還可以設想的是，選擇位於最中央的位置處的或在至少被定位到中央處的物體14a_b，即只計算到讀碼器18a-b的光軸的距離的絕對值。
[0055]作為各聚焦策略的替代方法，在根據圖3b的實施方案中將所需的焦點位置分配在中央。這將藉助圖5進行說明。但是，中央聚焦策略還可以替代地或附加地將以上所描述的準則應用於內部聚焦策略。
[0056]圖5a示出傳送帶12上的兩個物體14a_b的示意性俯視圖。用線條表示由讀碼器所拍攝的圖像行的網格。所述圖像行定位傾斜於傳送帶12。這種定位並不重要，只要傳送帶12的完整寬度被拍攝到即可，並且作為替代還可能按照如圖1中所示的垂直定位。圖像行還被相應地分配時間點t0到t9。Π到f 13被描述為根據物體14a-b的幾何形狀設置的焦點位置。
[0057]圖5b示出了根據圖5a的時間點所推導出的焦點表。焦距位置fl到Π3和該焦點表將例如基於幾何形狀檢測傳感器22的數據在控制單元和估計單元32或焦點主機(Fokusmaster)集中生成。根據該焦點表為控制和評估單元32分配聚焦任務。只要在一行中只有一個條目，則這就意味著，只有一個物體14a_b被同時檢測到。因此，控制和估計單元32可以選擇兩個讀碼器18a-b中的任一個，並指示其調整焦點位置。方便地將這種分配改變為不穩定的，而是為物體14a_b —次選定的讀碼器18a_b將導致跟蹤。其它的讀碼器18a_b能夠為獲取冗餘數據而同樣聚焦在物體上。
[0058]這對於時間tO到t4和焦點位置f I至f5有效，使得例如讀碼器14a按照控制和估計單元32的指示聚焦在物體14b上,並且其焦點跟蹤在焦點位置f I到f5。一旦在時間點t5，兩個物體14a-b被同時檢測，則相應地在焦點表中關於t5的行包括兩個條目，則其它讀碼器14b被指示，以焦點位置f6聚焦第二物體14a，同時到目前為止一直聚焦到物體14b上的讀碼器14a繼續以焦點位置f7對物體14b進行焦點跟蹤。從下一個時間點t6開始，兩個讀碼器I4a-b以焦點位置f8、f9對被分配的物體14a-b進行焦點追蹤。到時間點t8，聚焦到物體14b的讀碼器18a可以過渡到焦點預先設定並且在該時間點之後提供新的物體14，或為了進行冗餘的圖像檢測聚焦於其它的物體14a。物體14b現在可以從焦點列表中刪除。相應地，在時間點t9之後對於讀碼器18b和物體14a適用。
[0059]當前所設定的焦點位置始終通過在焦點表上最早的條目來確定。如果其基於幾何形狀檢測產生了變化，則關於目前活動的物體14的焦點位置被儘可能快地設置，並被不斷地更新。多個物體14a_b位於拍攝區域20a_b中，各讀碼器18a_b的聚焦通過焦點主機給出。通過讀取物體14上的代碼16可釋放物體，即通過滿足讀取條件，通過在物體14退出拍攝區域20a-b之後的讀碼器18a_b本身，或通過滿足所定義的焦點釋放點來實現。
[0060]只要該活動物體還不在可視區域內，讀碼器18a_b可以保持焦點預先設定。焦點預先設定優選是可編程的，並例如被設置到一個能最佳地利用景深區域的值，例如使得讀取範圍正好結束在傳送帶12的高度處。隨著物體進入讀碼器18a_b的檢測區域20a_b中，將使用根據幾何形狀數據的距離值或因此推導出來的焦點位置，其中可以預先計劃傳遞{ Ober-^bc 以便通過焦點位置的轉換來補償延遲。
[0061]反過來，在釋放焦點時，即如果物體14已經離開檢測區域20a_b，將實現成功地讀取或者達到釋放對焦點，則在列表中設置在下一個物體14上的焦點位置。如果焦點列表示出目前未檢測到任何物體14，則實現設置回焦點預先設定或簡單地保持最後的焦點位置。
[0062]如果在任何時間不能同時檢測到比存在讀碼器18a_b時更多的物體時，僅能夠確保在所有物體14上的清晰聚焦。但是，當多餘的物體14不能被單獨聚焦時，將通過更多個焦點位置來進一步減少沒有被清晰檢測的物體14的數量。此外，可以設想的是，合理地使用聚焦位置，以便至少近似清晰地檢測儘可能大量的物體。因此，將被同時檢測的物體分配到多個組中，如存在讀碼器18a-b，並且該組分配正好實現通過合適的聚焦位置使得每個組中至少一個物體14足夠清晰，並且如果可能的話，還有其它的物體14分別在景深區域中，或至少與其相距不遠。
【權利要求】
1.一種照相機系統(10)，特別是基於照相機的讀碼系統，所述照相機系統(10)用於檢測相對於所述照相機系統(10)移動的物體(14)的流，其中所述照相機系統(10)包括多個檢測單元(18)和至少一個控制單元(30、32)，每個檢測單元具有圖像傳感器和聚焦單元(20)，以在同時檢測多個物體(14)時將所述檢測單元(18)的焦點位置互補地設置，使得由至少一個檢測單元(18)清晰地檢測儘可能多的物體(14)， 其特徵在於， 提供了估計單元(32)，其適於將所述檢測單元(18)的圖像數據合併成共同的圖像。
2.如權利要求1所述的照相機系統(10)，其中所述檢測單元(18)被並排布置，使得其檢測區域(20)至少部分地重 疊，並一起覆蓋物體(14)的流的寬度。
3.如權利要求1或2所述的照相機系統(10)，其中所述估計單元(32)適於根據圖像數據分別為每個物體和/或為每個在物體(14)上所附的代碼(16)產生圖像。
4.如上述權利要求中任一項所述的照相機系統(10)，其中所述檢測單元(18)為分離的照相機。
5.如權利要求1到3中任一項所述的照相機系統(10)，其中多個檢測單元(18)被合併在照相機中。
6.如上述權利要求中任一項所述的照相機系統(10)，其中所述照相機系統(10)具有至少一個幾何形狀檢測傳感器(22)，以便預先檢測物體(14)的流的輪廓。
7.如上述權利要求中任一項所述的照相機系統(10)，其中所述估計單元(32)適於將圖像行首先根據物體的幾何形狀或所設定的焦點位置換算為能夠預先給定的解析度，並隨後最先被合併成共同的圖像。
8.如權利要求7所述的照相機系統(10)，其中所述能夠預先給定的解析度對於所有檢測單元的圖像數據是一樣的。
9.如上述權利要求中任一項所述的照相機系統(10)，其中所述檢測單元(18)被分配有其自身的控制單元(30)，所述控制單元(30)每個都適於設置焦點位置的焦點策略，其中所述焦點策略是彼此互補的焦點策略。
10.如權利要求9所述的照相機系統(10)，其中所述互補的焦點策略根據以下標準中的至少一個來定義:所分配的物體編號、所述物體(14)的高度、在物體(14)或代碼(16)和檢測單元之間的距離、相對於焦點預先設定的必要焦點設置和/或在光軸和物體(14)或代碼(16)之間的距離。
11.如權利要求1到8中任一項所述的照相機系統(10)，其中所述檢測單元(18)配有共同的控制單元(32)，所述控制單元(32)為所述檢測單元(18)各分配一個焦點位置。
12.一種使用多個用於拍攝物體(14)的圖像數據的檢測單元(18)檢測所述物體(14)的流的方法，其中所述檢測單元(18)的焦點位置被設置為互補的，使得在同時檢測多個物體(14)時，在檢測單元(18)中清晰地檢測儘可能多的物體(14)，其中不同的檢測單元(18)將其焦點位置設在不同的物體(14)上， 其特徵在於， 將所述檢測單元(18)的圖像數據合併成共同的圖像。
13.如權利要求12所述的方法，其中圖像行首先根據事先檢測的物體幾何形狀被換算為相對於所檢測的物體(14)預先給定的解析度，特別是為所有的檢測單元(18)被換算為相同的能夠預先給定的解析度，並隨後最先被合併成共同的圖像。
14.如權利要求12或13所述的方法，其中在所述檢測單元(18)內，每個焦點位置根據彼此相對排斥的標準被自主地設置。
15.如權利要求12或13所述的方法，其中所述焦點位置根據被同時檢測的物體(14)集中地確定，並被呈現給所述檢測單`元(18)。
【文檔編號】H04N1/387GK103581555SQ201310325470
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月30日 優先權日:2012年7月31日
【發明者】羅蘭·吉林, 于爾根·賴興巴赫 申請人:西克股份公司