激光扫描技术详解：原理、应用与码制介绍

激光扫描技术是一种高效的数据采集手段，它基于光学原理，通过发射激光束并引导其在条形码上反射，利用光电元件检测反射光的变化，从而识别条形码中的信息。这项技术的核心组成部分包括激光发生器、摆镜、光探测器以及数字信号处理系统。 1. **激光扫描原理** 激光扫描仪工作时，激光发生器会发出一束激光，通过摆镜将其精确地水平或同时水平和垂直地扫描到目标物体，如条形码。条形码中的黑色和白色条纹对激光有不同反射率，这种差异会导致光电元件接收到的光信号强度变化，形成正弦信号。 2. **一维和二维扫描** - 一维激光扫描仪专注于水平扫描，适用于阅读EAN、UPC、39码等标准一维条形码，如DataMatrix、QR-Code、PDF417等。这些码制的条和空排列规则决定了信息的存储方式。 - 二维激光扫描仪，如2D条形码和直接元件标示（DPM），如417码，通过多维度扫描形成矩阵结构，能够存储更多信息，常用于工业自动化和物流领域。 3. **条码符号组成与编码规则** - 二维矩阵码符号由一系列的条和空组成，这些元素按照特定的几何形状排列，如方形或矩形，以承载丰富的数据。 - 直接元件标示（DPM）采用电化蚀刻、打点阵列、喷墨或激光等工艺制作，编码数据量、空间位置、材料属性等因素需考虑在内，以确保长久耐用和可靠读取。 4. **扫描仪性能与选择要素** - 激光扫描仪的性能受到焦深、扫描角度、功率和扫描范围的影响。为了适应不同场景，可能需要调整这些参数以确保在不同距离和角度下都能准确读取。 - 在选择扫描仪时，需要考虑扫描速度、分辨率、误码率等因素，以确保在复杂环境中也能实现快速和精准的读码。 5. **解码过程与挑战** - 读码过程包括粗略搜索条形码区域、精细定位每个模块、根据灰度级别提取信号，然后解码。Cognex等公司的解码算法倾向于保守，避免错误解码，即使无法读取也会优先保留无误的信息。 6. **最佳实践与注意事项** - 对于直接元件标示，应确保代码清晰可见，避开潜在干扰，预留足够的静默区。在弯曲表面标记时，代码大小应适当，以适应传感器的分辨率。 激光扫描技术因其高速度、精度和广泛应用，已成为现代商业和工业自动化中的重要工具，尤其是在自动识别、仓储管理、零售支付等领域发挥着关键作用。