一種基于水果蔬菜的識(shí)別的一體秤的制作方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及一種基于水果蔬菜的識(shí)別的一體秤，通過稱臺(tái)上的攝像頭采集的圖片，進(jìn) 行數(shù)據(jù)分析，通過算法模塊辨識(shí)出果蔬的種類；通過RFID讀寫器讀出果蔬上的標(biāo)簽的產(chǎn)品 信息，與攝像頭的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息互補(bǔ)；通過稱重傳感器獲取物品的重量信息，再與內(nèi)部單價(jià) 相乘，打印輸出顧客的采購信息和物品信息溯源，分析傳感器傳回的數(shù)據(jù)判斷，然后做出 相應(yīng)的信息輸出；尤其，現(xiàn)在開的網(wǎng)店很多，重量和品質(zhì)信息無法保證，本一體秤的研發(fā)可 以為顧客遠(yuǎn)程在線觀看過秤和稱重過程，對整個(gè)操作可以遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)訪問。并且經(jīng)過大 量的數(shù)據(jù)積累和分析，可以在手機(jī)客戶端做更多的應(yīng)用擴(kuò)展。
[0002]
【背景技術(shù)】： 近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)字圖像處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)視覺在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域 得到了廣泛的應(yīng)用。目前，超市和農(nóng)貿(mào)市場的果蔬的售賣流程是顧客挑選好產(chǎn)品，然后 工作人員放在電子稱上手動(dòng)稱重，這樣的操作方式帶來了各種不便。因水果和蔬菜的品 種很多，每種水果和蔬菜的價(jià)格有差異，一般使用符號(hào)來標(biāo)記每種產(chǎn)品的價(jià)格，比如數(shù)字 20141021f0001，代表蘋果，每千克4元，這樣就需要工作人員記住和查找大量的信息去操 作電子稱。顧客在購買好果蔬時(shí)，需要等待超市里面的工作人員把購買好的產(chǎn)品放到電子 稱上稱出產(chǎn)品的價(jià)格。大多數(shù)工作人員為了不出錯(cuò)，把大量的標(biāo)記記在紙上，每當(dāng)需要稱出 果蔬的價(jià)格時(shí)，工作人員需要查看記錄在紙上的標(biāo)記。此工作方式的效率較慢，需要排隊(duì)等 待過秤，有時(shí)工作人員不在的情況下，會(huì)導(dǎo)致顧客放棄采購欲望。為了解決超市和農(nóng)貿(mào)市場 的農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格需要靠人記憶的問題，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的智能化識(shí)別和提取相關(guān)信息，本發(fā)明 提出了基于水果和蔬菜的識(shí)別方法的一種新型的智能化電子稱。這種智能化電子稱由顯示 器，主機(jī)，RFID讀寫器，打印機(jī)，攝像頭，稱重臺(tái)等主要部件組成。這種智能化電子稱不再需 要超市和農(nóng)貿(mào)市場的工作人員進(jìn)行操作，完全自動(dòng)化給出顧客購買的果蔬的價(jià)格，實(shí)現(xiàn)電 子稱的智能化管理。同時(shí)，還可利用RFID讀寫器根據(jù)產(chǎn)品上的標(biāo)簽的技術(shù)進(jìn)行對果蔬溯 源。從而，可以讓顧客可以對整個(gè)果蔬全信息的溯源了然于胸，真正感受到采購過程的優(yōu)質(zhì) 體驗(yàn)。通過攝像機(jī)對放在稱重平臺(tái)上的產(chǎn)品進(jìn)行抓拍，讓主機(jī)對獲取到的信息進(jìn)行處理，內(nèi) 部算法模塊利用模板匹配的算法，對獲取到的圖像信息進(jìn)行計(jì)算，確定消費(fèi)者購買的是什 么樣的果蔬產(chǎn)品。主機(jī)匹配到了產(chǎn)品的信息，按照設(shè)計(jì)好的程序(每種產(chǎn)品對應(yīng)相應(yīng)的單 價(jià))，根據(jù)電子稱稱出的總重量計(jì)算出產(chǎn)品的總價(jià)格。并把相關(guān)的信息顯示在顯示器上，比 如產(chǎn)品的種類，總重，單價(jià)，產(chǎn)地等信息。然后在通過打印機(jī)打印出條形碼，顧客把條形碼貼 在購買的產(chǎn)品上，即可去收銀臺(tái)付錢。本發(fā)明是將視頻處理和射頻處理技術(shù)相結(jié)合的一體 化識(shí)別秤，能夠節(jié)約人力、物力，從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明的目的是提供一種基于水果蔬菜的識(shí)別的一體秤。
[0004] 上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 1. 一種基于水果蔬菜的識(shí)別的一體秤，其組成包括：智能化電子稱由顯示器，主機(jī)， RFID讀寫器，打印機(jī)，攝像頭，稱重臺(tái)等主要部件組成，所述的微控制器為基于16位CPU處 理芯片擴(kuò)展板。顯示器，RFID讀寫器，打印機(jī)，攝像頭分別與16位CPU處理芯片擴(kuò)展板連 接。其功效是：這種智能化電子稱不再需要超市和農(nóng)貿(mào)市場的工作人員進(jìn)行操作，完全自動(dòng) 化給出顧客購買的果蔬的價(jià)格，實(shí)現(xiàn)電子稱的智能化管理。同時(shí)，還可利用RFID讀寫器根 據(jù)產(chǎn)品上的標(biāo)簽進(jìn)行對果蔬溯源。通過攝像機(jī)對放在稱重平臺(tái)上的產(chǎn)品進(jìn)行抓拍，讓主機(jī) 對獲取到的信息進(jìn)行處理，內(nèi)部算法模塊利用模板匹配的算法，對獲取到的圖像信息進(jìn)行 計(jì)算，確定消費(fèi)者購買的是什么樣的果蔬產(chǎn)品。主機(jī)匹配到了產(chǎn)品的信息，按照設(shè)計(jì)好的程 序(每種產(chǎn)品對應(yīng)相應(yīng)的單價(jià))，根據(jù)電子稱稱出的總重量計(jì)算出產(chǎn)品的總價(jià)格。并把相關(guān) 的信息顯示在顯示器上，比如產(chǎn)品的種類，總重，單價(jià)，產(chǎn)地等信息。然后在通過打印機(jī)打印 出條形碼，顧客把條形碼貼在購買的產(chǎn)品上，即可去收銀臺(tái)付錢。本發(fā)明是將視頻處理和射 頻處理技術(shù)相結(jié)合的一體化識(shí)別秤，能夠節(jié)約人力、物力，從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì) 效益。
[0005] 基于NCC模板匹配算法的原理 為了能夠在圖像的識(shí)別，配準(zhǔn)等具體問題中針對不同的條件提出了許多匹配算法。對 于灰度圖像的空域模板匹配算法可分為基于灰度值的方法，基于特征點(diǎn)匹配的方法。基于 特征點(diǎn)的匹配包括特征提取和特征匹配兩大環(huán)節(jié)。特征點(diǎn)匹配算法如SIFT算法。傳統(tǒng)的 SIFT圖像特征匹配算法因其特征描述算子維度過高而造成的計(jì)算量大，實(shí)時(shí)性差。特征匹 配的算法處理的復(fù)雜的圖像時(shí)，往往難盡人意，但此類方法具有尺度不變性。NCC是一種經(jīng) 典的基于灰度值的模板匹配算法，具有很高的準(zhǔn)確性，適應(yīng)性，抗噪聲性好，它的原理是根 據(jù)圖像的灰度值在源圖像S中尋找定位給定目標(biāo)圖像T (即模板圖像）的技術(shù)。通過計(jì)算 相關(guān)函數(shù)來找到它在源圖像中的坐標(biāo)位置。如圖2所示，設(shè)模板為T (m，η)，其大小M*M;搜 索圖像為S (m，η)，其大小為N*N，且N?M。將模板T疊放在搜素圖S上平移，模板覆蓋下的 區(qū)域成為子圖Si, j，（i，j)為區(qū)域左上角點(diǎn)在圖像S中的坐標(biāo)，稱為參考點(diǎn)，通過比較T和 Si, j的相似度完成匹配。
[0006] 搜索圖和模板的相似性是通過函數(shù)來度量的，則NCC匹配算法可定義為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于水果蔬菜識(shí)別的一體秤及其方法，其組成包括：智能化電子稱由顯示器， 主機(jī)，RFID讀寫器，打印機(jī)，攝像頭，稱重臺(tái)等主要部件組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于水果蔬菜識(shí)別的一體秤，其特征是：所述的微控制 器為基于16位CPU處理芯片擴(kuò)展板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于水果蔬菜識(shí)別的一體秤，其特征是：所述的，顯 示器，RFID讀寫器，打印機(jī)，攝像頭分別與16位CPU處理芯片擴(kuò)展板連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2、3所述的一種基于水果蔬菜識(shí)別的一體秤，其功效是：這種智 能化電子稱不再需要超市和農(nóng)貿(mào)市場的工作人員進(jìn)行操作，完全自動(dòng)化給出顧客購買的果 蔬的價(jià)格，實(shí)現(xiàn)電子稱的智能化管理；同時(shí)，還可利用RFID讀寫器根據(jù)產(chǎn)品上的標(biāo)簽進(jìn)行 對果蔬溯源；通過攝像機(jī)對放在稱重平臺(tái)上的產(chǎn)品進(jìn)行抓拍，讓主機(jī)對獲取到的信息進(jìn)行 處理，內(nèi)部算法模塊利用模板匹配的算法，對獲取到的圖像信息進(jìn)行計(jì)算，確定消費(fèi)者購買 的是什么樣的果蔬產(chǎn)品；主機(jī)匹配到了產(chǎn)品的信息，按照設(shè)計(jì)好的程序(每種產(chǎn)品對應(yīng)相 應(yīng)的單價(jià))，根據(jù)電子稱稱出的總重量計(jì)算出產(chǎn)品的總價(jià)格；并把相關(guān)的信息顯示在顯示器 上，比如產(chǎn)品的種類，總重，單價(jià)，產(chǎn)地等信息；然后在通過打印機(jī)打印出條形碼，顧客把條 形碼貼在購買的產(chǎn)品上，即可去收銀臺(tái)付錢；本發(fā)明是將視頻處理和射頻處理技術(shù)相結(jié)合 的一體化識(shí)別秤，能夠節(jié)約人力、物力，從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
5. 針對傳統(tǒng)的NCC圖像模板匹配算法因其自身計(jì)算量大，實(shí)時(shí)性差的問題，提出了一 種采用差分求和與多值模板匹配的改進(jìn)NCC模板匹配算法；通過改進(jìn)的NCC算法對測試樣 本進(jìn)行識(shí)別，實(shí)現(xiàn)了超市和農(nóng)貿(mào)市場的特定環(huán)境下的果蔬識(shí)別；結(jié)果實(shí)驗(yàn)表明：在果蔬任 意擺放，不同光照，噪聲等復(fù)雜環(huán)境下，改進(jìn)的NCC算法對果蔬的識(shí)別率具有90%以上，具有 實(shí)時(shí)性和魯棒性；因此利用改進(jìn)的NCC算法對果蔬售賣可實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的智能化識(shí)別，減輕 了工作人員的工作量，提高了效率；以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制 本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本 發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于水果蔬菜識(shí)別的一體秤，通過稱臺(tái)上的攝像頭采集的圖片，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過算法模塊辨識(shí)出果蔬的種類；通過RFID讀寫器讀出果蔬上的標(biāo)簽的產(chǎn)品信息，與攝像頭的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息互補(bǔ)；通過稱重傳感器獲取物品的重量信息，再與內(nèi)部單價(jià)相乘，打印輸出顧客的采購信息和物品信息溯源，分析傳感器傳回的數(shù)據(jù)判斷,然后做出相應(yīng)的信息輸出；本一體秤的研發(fā)也可以為顧客遠(yuǎn)程在線觀看過秤和稱重過程，對整個(gè)操作可以遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)訪問。并且經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)積累和分析，可以在手機(jī)客戶端做更多的應(yīng)用擴(kuò)展。本發(fā)明是將視頻處理和射頻處理技術(shù)相結(jié)合的一體化識(shí)別秤，能夠節(jié)約人力、物力，從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【IPC分類】G01G19-415
【公開號(hào)】CN104792398
【申請?zhí)枴緾N201510004587
【發(fā)明人】王燕清, 石朝俠, 莊路路
【申請人】哈爾濱理工大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年1月6日