由視覺(jué)系統(tǒng)和條形碼閱讀器提供數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和以往的相比較，能以更強(qiáng)的一致性和更容易的設(shè)置分析更多的應(yīng)用項(xiàng)目。以下說(shuō)明這是怎樣做到的。
眼見(jiàn)為實(shí)，如同這句成語(yǔ)所說(shuō)，請(qǐng)仔細(xì)閱讀以下技術(shù)說(shuō)明和應(yīng)用信息，這使你更容易實(shí)施新一代的視覺(jué)/條形碼設(shè)備。
基本情況
基本的一維格式條形碼由不同寬度和間隔的豎線組成（如商品外包裝上這一類(lèi)型的條形碼）。更為復(fù)雜的二維（2D）數(shù)據(jù)矩陣條形碼在二維格式中存放了更多的信息。條形碼就像一段文字中的一行，而2D條形碼則是整段文字。
基于條形碼的信息用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和質(zhì)量、庫(kù)存、生命周期跟蹤以及物流工作中。條形碼包含的信息可以擴(kuò)展到軟件中以用于控制和自動(dòng)化，生產(chǎn)線，維護(hù)，采購(gòu)，客戶支持，資源規(guī)劃以及立體倉(cāng)庫(kù)。因?yàn)闂l形碼并不只是組豎線，越來(lái)越多的信息被塞進(jìn)越來(lái)越小的空間中，所以，性能更優(yōu)的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)和高端閱讀器技術(shù)總是會(huì)提供幫助。
在很多應(yīng)用中，可以由行業(yè)中普遍使用的自動(dòng)識(shí)別商品的閱讀器有效地對(duì)傳統(tǒng)的條形碼進(jìn)行掃描。在很多早期的產(chǎn)品應(yīng)用中仍需要OCR/OCV（光學(xué)字符號(hào)識(shí)別/光學(xué)字符檢驗(yàn)），標(biāo)簽上還需含有人們可讀取的信息。
Cognex ID項(xiàng)目經(jīng)理Carl Cerst建議，在使用更為復(fù)雜的2D數(shù)據(jù)矩陣條形碼的工業(yè)環(huán)境中，應(yīng)該采用視覺(jué)系統(tǒng)。在眾多供應(yīng)商中，最近Cognex聲稱(chēng)，（他們的產(chǎn)品）不僅能夠閱讀RSS字符集，還能閱讀CS復(fù)合字符集，這些字符集用在藥品外包裝上以達(dá)到識(shí)別和跟蹤產(chǎn)品的目的。
最近提議的美國(guó)聯(lián)邦法令規(guī)定，單位劑量的藥品上需增加包含藥品安全問(wèn)題報(bào)告的條形碼。制藥企業(yè)將關(guān)于藥品的信息（連同生產(chǎn)日期與批量）以機(jī)器可以讀出的格式存放在標(biāo)簽上，這樣便從藥品生產(chǎn)擴(kuò)展到了供應(yīng)鏈——從醫(yī)院和藥店到按照處方取藥的消費(fèi)者。
在其他工業(yè)如半導(dǎo)體工業(yè)，印刷電路板制造業(yè)，生活消費(fèi)品，包裝業(yè)中，2D條形碼正逐漸得到應(yīng)用，尤其是在質(zhì)量和批量跟蹤中。
汽車(chē)工業(yè)和航天工業(yè)為了更好地在產(chǎn)品的生命周期進(jìn)行跟蹤，在其獨(dú)立部件例如變速箱，傳動(dòng)系統(tǒng)以及各種配件上壓印或刻蝕上條形碼。（想象一下，只需召回400部車(chē)輛的價(jià)值而不是召回40萬(wàn)部車(chē)輛的價(jià)值）
由機(jī)器視覺(jué)來(lái)讀取更復(fù)雜的條形碼是很方便的，尤其是在金屬部件上的條形碼，因?yàn)椋汗饬痢o(wú)光澤和粗糙的表面，精確到點(diǎn)大小的可變性，光照的影響和需要在一定角度下以600～2000個(gè)/分鐘的速率進(jìn)行讀取時(shí)，使用機(jī)器視覺(jué)是必要的。
Gerst 解釋說(shuō)，在處理大量部件時(shí)，具有完善算法和光學(xué)條件的機(jī)器視覺(jué)能使復(fù)雜條形碼的讀取具有很高的可靠性。
Gerst說(shuō)：“對(duì)于條形碼來(lái)說(shuō)，這是它的一次巨大的機(jī)會(huì)，它可采用信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)幫助識(shí)別生產(chǎn)中的問(wèn)題。僅僅做一些測(cè)定和相關(guān)的調(diào)整，就能很輕松地提高50%的產(chǎn)量或使每年的庫(kù)存周轉(zhuǎn)多上10次。”
Delphi 公司采用2D條形碼
汽車(chē)工業(yè)要求標(biāo)記和跟蹤所有的零件和組件，這有助于追蹤進(jìn)行中的作業(yè)和管理維修事宜等，Delphi公司在一些生產(chǎn)線上安裝了Microscan Quadrus EZ智能攝像機(jī)，用于讀取它在Juarez,墨西哥的一家工廠生產(chǎn)的用于新型防鎖死剎車(chē)系統(tǒng)部件上的點(diǎn)擊數(shù)據(jù)矩陣。
一家位于Centerville（美國(guó)俄亥俄州）的條形碼公司的系統(tǒng)集成工程師Craig Dring說(shuō)，“只是把這些有缺陷部件的特別車(chē)輛識(shí)別出來(lái)并召回的能力將大大減輕貫穿整個(gè)供給鏈的召回所形成的沖擊。” Delphi公司決定在這個(gè)應(yīng)用中采取點(diǎn)擊標(biāo)記作為數(shù)據(jù)矩陣符號(hào)，此舉是為了使該標(biāo)記在部件的整個(gè)生命周期均有效。Dring說(shuō)，“在讀取富有挑戰(zhàn)性的2D矩陣代碼時(shí)，堅(jiān)固且智能化的新型攝像機(jī)在技術(shù)上超過(guò)某些最為復(fù)雜的視覺(jué)系統(tǒng)，”而且不需要附加的外部照明。
Dring認(rèn)為，Quardrus EZ是他所發(fā)現(xiàn)的“唯一能夠?qū)@些富有挑戰(zhàn)性的點(diǎn)擊符號(hào)進(jìn)行解碼的閱讀器技術(shù)，尤其是在這樣快的速率下，”并且和其他的視覺(jué)系統(tǒng)比起來(lái)還要省錢(qián)。設(shè)置這臺(tái)設(shè)備只需把定位器的型板對(duì)準(zhǔn)該符號(hào)然后按下“EZ”鍵；軟件，照明和解碼算法是全內(nèi)置的（同某些視覺(jué)系統(tǒng)一樣）。這個(gè)應(yīng)用程序能同時(shí)監(jiān)視標(biāo)記品質(zhì)的降低程度，當(dāng)它低于某一界限時(shí)就會(huì)發(fā)出警報(bào)，因此操作員便能在標(biāo)記系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題之前就對(duì)它進(jìn)行檢查。
然而，Omron電子公司的視覺(jué)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Mark Sippel說(shuō)，“沒(méi)有那么多技術(shù)，只是培訓(xùn)消費(fèi)者，我聽(tīng)到人們說(shuō)，‘我從沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)以低于10,000美元的費(fèi)用就能讓視覺(jué)系統(tǒng)做到那么多’”Sippel形容的是機(jī)器視覺(jué)的一段黑暗時(shí)期，那時(shí)它被認(rèn)為太復(fù)雜而且昂貴因而人們不屑一顧。Omron聲稱(chēng)它提供的V530-R180系列的2D條形碼讀取器為讀取印記在引腳上的2D條形碼提供了最陡的角度-60度。
Cognex的Gerst補(bǔ)充說(shuō)，視覺(jué)系統(tǒng)供應(yīng)商在接口到可編程序控制器和各種工業(yè)應(yīng)用所需要的輸入輸出模塊方面很有經(jīng)驗(yàn)，“而且我們知道一旦采集數(shù)據(jù)后如何對(duì)它進(jìn)行處理”。
通信，數(shù)據(jù)采集和分析等領(lǐng)域已對(duì)自動(dòng)化和控制技術(shù)以及應(yīng)用項(xiàng)目積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。例如National Instruments公司的緊湊型視覺(jué)系統(tǒng)（CVS-1454），〔2003年8月的產(chǎn)品〕是為了嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,它允許用戶通過(guò)3個(gè)Fire Wire以多個(gè)攝像機(jī)獲取圖片，像Vision Builder For Automated Inspection or LabView這樣的軟件能夠集成條形碼的檢驗(yàn)到機(jī)器視覺(jué)中去.通信需要考慮的方面取決于設(shè)備的性能,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和用戶的經(jīng)驗(yàn)而有所不同。關(guān)于這個(gè)主題的更多內(nèi)容，請(qǐng)參閱附錄。
可選擇的范圍從簡(jiǎn)單的傳感器到高端系統(tǒng)；每天都有新設(shè)計(jì)的應(yīng)用項(xiàng)目，有些將控制系統(tǒng)高度集成，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)的檢驗(yàn)或質(zhì)量控制。
使用PID算法的Chesapeake Science公司
例如,PVI系統(tǒng)公司，National Instruments公司聯(lián)盟解決方案的提供者，最近把視覺(jué)技術(shù)作為閉環(huán)系統(tǒng)中的一部分，用于鋼絲繩生產(chǎn)中的張力控制。PVI系統(tǒng)公司（East Lyme，康涅狄格州）的總裁Doug Wilson選擇的是一個(gè)能提供反饋的視覺(jué)系統(tǒng)而不是由一些精確地對(duì)準(zhǔn)移動(dòng)鋼繩的專(zhuān)用傳感器所組成的復(fù)雜陣列。
Chesapeake Science公司（Stonington，康涅狄格州）應(yīng)用光纖傳感系統(tǒng)，當(dāng)鋼絲通過(guò)一個(gè)3×4英寸視野時(shí)測(cè)定標(biāo)記的位置。此檢查工作確保每個(gè)單元都是正常的長(zhǎng)度。信息從一個(gè)幀采集器送入基于PID算法的軟件中以調(diào)整多達(dá)14個(gè)用于張力/長(zhǎng)度控制的制動(dòng)器，從而使載荷恰當(dāng)在成品范圍之內(nèi)，張力調(diào)整使控制系統(tǒng)能把所有鋼絲繩上的標(biāo)記對(duì)齊。另外系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)采集和計(jì)數(shù)/計(jì)時(shí)卡來(lái)監(jiān)視3個(gè)
解碼器和2個(gè)張力傳感器。
“我們?cè)谝曈X(jué)方面作了很多工作，這看起來(lái)像一次新的探索——我們第一次把機(jī)器視覺(jué)作為PID 閉環(huán)的反饋。” Wilson解釋說(shuō)，“通常視覺(jué)系統(tǒng)用于檢驗(yàn)和度量，而在這個(gè)應(yīng)用中，由機(jī)器視覺(jué)定位的應(yīng)用比最初的提議要廣泛的多，我們?cè)?天里就完成了項(xiàng)目設(shè)計(jì)。”一臺(tái)來(lái)自National Instrument 公司帶有LabView和Imag Vision軟件的PC機(jī)作為控制器。STC400攝像機(jī)來(lái)自Sentech公司。Imag-1407幀采集器，PCI-6025E MIO和PCI-6601計(jì)數(shù)/計(jì)時(shí)卡均由National Instrument提供。
Capalux瓶蓋
ElectroSolutions公司的協(xié)調(diào)員Pierre Alliaume說(shuō)，在質(zhì)量控制的應(yīng)用中，由一個(gè)DVT Smartlmage Legend 540視覺(jué)傳感器檢驗(yàn)酒瓶蓋頂部和側(cè)面的印刷字體來(lái)審查是否正確地密封。經(jīng)由Capalux-Pechiney生產(chǎn)線的反饋，通過(guò)傳送的“
插針”，以一股氣流把次品瓶蓋從生產(chǎn)線上推出。St-Cesaire（加拿大魁北克省）的一個(gè)Capalux生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)率超過(guò)了700個(gè)/分鐘。
ElectroSolutions（魁北克省）的系統(tǒng)集成工程師Alliaume說(shuō)，上面的照片帶有欺騙性：當(dāng)它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)的時(shí)候是模糊的，人眼無(wú)法觀察到單個(gè)瓶蓋。
電話卡
分析圖像的軟件同連接的硬件同樣重要。位于伊利諾伊州Glen Ellyn 的Conversions公司結(jié)合硬件和軟件的一項(xiàng)應(yīng)用，該項(xiàng)目使用了Matrox Imaging Library的光學(xué)字符檢驗(yàn)（OCV）和裝有條形碼模塊的1394型攝像機(jī)，由Travel Tags檢驗(yàn)以850張/分鐘速率生產(chǎn)的電話卡。
項(xiàng)目經(jīng)理Dave Nay說(shuō)此項(xiàng)目應(yīng)用100%地檢驗(yàn)打印的條形碼和序列號(hào)是否與磁 條上的數(shù)據(jù)相符合。它使用了由Civision-Conversion的分部研發(fā)的10大標(biāo)準(zhǔn)軟件之一，Lomax，來(lái)簡(jiǎn)化設(shè)置。
選擇
你應(yīng)該如何選擇供應(yīng)商和技術(shù)？你的團(tuán)隊(duì)是否具有專(zhuān)長(zhǎng)（能熟練地使用設(shè)備，通過(guò)半天或更短時(shí)間的直觀學(xué)習(xí)就能投入某些應(yīng)用）還是應(yīng)該聘請(qǐng)一位系統(tǒng)集成工程師，他應(yīng)該具有高端技術(shù)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)或能夠滿足你的特殊應(yīng)用？在分析支持的可視技術(shù)，供應(yīng)商的合作伙伴，應(yīng)用項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，讀取速率以及生命周期的成本之后，你應(yīng)該能“看出來(lái)”什么是最適合于你的機(jī)器視覺(jué)和條形碼讀取器。
