针对单光束激光加工QR二维码效率的不足，提出了基于空间光调制器的QR二维码并行加工方法。利用GS反馈算法生成了高均匀性的QR二维码多光束全息图，结合空间光调制器以及飞秒激光在不锈钢表面标刻出能被有效识别的QR二维码。研究了单脉冲能量、脉冲数量、离焦量以及光束均匀性对QR二维码加工质量的影响，通过试验得到了最优QR二维码并行加工工艺参数。

激光直接零部件标识(Laser Direct Part Marking)技术是一种在工业环境中证实可行,可实现高度自动化且绿色环保的标识技术,已经成为工业产品追溯中产品标识的首选手段。本文基于控制灵活、激光参数调节范围更大的MOPA(MOPA, 主控振荡器的功率放大器)激光标识设备, 按照ISO/IEC TR 29158条码技术标准, 开展激光加工参数(如激光峰值功率、激光单脉冲能量、激光功率、填充间隔、扫描速度等)对激光直接标识(Direct Marking, DM)码质量(如条码等级、对比度、打印伸缩等)影响的研究。通过优化激光加工参数, 实现了在AL2024材料表面标识高质量DM码的激光标识工艺。

研究了基于二维(QR)码识别的P4P算法,提出利用QR码中存储的四个共面顶点的坐标和QR码图像中的像素坐标进行定位。通过相机标定和图像校正得到校正的QR码四个共面顶点的像素坐标,通过译码程序解析得到四个共面顶点的实际位置坐标,将P4P算法解算输出的旋转矩阵和平移向量作为下一步算法的迭代初始值。在透视N点投影算法中,借助李群和李代数之间的局部同构关系,将流形上的寻优转化为切空间中的寻优,利用线性空间中的最优化手段对目标值进行优化。在切空间的任何梯度方向,参数值都在该空间内,即所求矩阵都在流形上。实验结果表明,在导航运动过程中,相机坐标位置误差小于±2 mm,旋转角度误差小于±0.5°,算法具有较高的定位精度及稳定性。

提出了一种基于加速稳健特征(SURF)算法的精确定位的方法,通过识别地面铺设的二维(QR)码完成了定位预判与姿态矫正。对获取的QR图像进行预处理,并采用SURF算法提取图像中的特征点信息,匹配实时图像与目标图像的特征点,并利用最小二乘拟合获取图像间的转换矩阵,将转换矩阵与自动导引车(AGV)的视觉导引模型结合以实现AGV的精确定位。实验结果表明,在结构尺寸较大的重载AGV中,所提算法的定位稳健性较好,精度达到±1 mm。

扫码移动支付存在的安全漏洞已成为电子支付安全迫切需要解决的问题。提出了一种基于三维成像技术的安全二维码系统。首先, 利用集成成像技术生成三维数字水印, 作为商家标识; 其次, 对标识进行基于身份的数字签名; 再次, 在菲涅耳域, 利用安全二维码系统把携带有签名信息的三维数字水印, 经过压缩编码后隐藏到二维码中。最后, 用户扫码识别并提取出隐秘数据, 同时验证签名信息, 如果验证通过, 计算重构并显示出三维数字水印图像, 经用户鉴别后确认是否支付, 完成双向认证过程。实验结果表明, 采用基于身份的数字签名技术可以有效地防止三维数字水印被篡改、伪造、无正当理由式否认等情况。所提方法不仅增强了扫码移动支付的安全性, 而且提高了系统的实时性和便捷性。多个系统参数组合作为密钥, 有效地增加了密钥维度, 拓宽了密钥空间, 增加了攻击的难度, 提高了系统安全性与稳健性。双向认证可信的扫码支付既确保了用户个人资金的安全, 也维护了商家的信誉和财产安全。

光盘能够进行可靠、低成本地离线长期数据存储，当对保存的海量数据进行查询时，需要能够快速逻辑定位到查询结果，并且能够确定所属光盘的物理位置，进行数据读取。这要求光盘在信息及物理世界中拥有唯一的标识，从而方便、可信地统一管理海量数据。本文设计一种批量光盘自动标识系统，它集成普通商用的刻录机、打印机和摄像头，实现批量光盘的自动化物理标签打印和逻辑标识刻录。考虑到每个部件都具有内部独立的时序控制、特定的存取接口。本研究设计并开发了定制化机械结构，以及全局软件调度机制，统一协调物理和逻辑控制。实验结果表明，单套系统能够一次连续地标识200张光盘，平均每张2 min。

移动设备的快速普及,催生了一系列新的信息获取方式,其中,最具代表性的是已广泛应用于移动支付领域的二维码技术,它实现了二维码屏幕显示到相机拍照识别获取的新型通信。基于这种新的通信方式,引入信息隐藏技术构建不可见的二维码信息,使用户在获取信息的同时,减少由于引入可见二维码而带来的对载体信息感观的不良影响。该算法针对数字视频资源,利用频率约束方法将特定信息嵌入到载体之中,通过相机或手机在视频屏幕播放时进行拍摄,获取视频信息后提取隐藏信息,实现特定信息的有效传递。同时,算法引入能量统计模型和纠错机制,以保证提取信息的准确性。大量实验测试显示,该算法能够在1~2 m距离下获得较高的信息提取准确率。

在PCB板上标记已经成为电子生产中产品追踪控制以及追溯所不可缺少的一种工艺手段。当前的一维条码技术及纸质标签正面临着诸多困难, 而激光直接物标技术在PCB表面直接标识2D码是一种可行的非常灵活的标识方法, 且不对PCB表面造成损伤。采用稳定低价的CO2激光物标系统, 通过标识方法、激光功率、激光速度等参数的优化, 精心设计了一套适用于在PCB上标识高密度微型2D码的标识方法, 实现在2 mm×2 mm上编入20～25位数字的信息, 识读率达99%。

激光系统的打标速度、频率、填充间隔、功率等工艺参数直接影响二维码标刻效果。实验基于VIS打标系统, 针对汽车行业铸铁材质发动机的二维码激光直接标刻, 利用二维码读码器对激光标记进行读码率的测量, 通过改变激光加工参数, 研究激光工艺参数对二维码标刻效果的影响。实验表明, 通过对频率、填充间隔和速度三个激光参数进行相互协调, 得出10%左右的光斑重叠率和较小的线间距, 能够得到对比度高的标记, 从而获得高的读码率。