CN105147110A - 一种能够识别胶囊的胶囊饮品冲调机及其识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种胶囊饮品冲调机，包括摄像装置、控制装置及工作执行机构。其中，摄像装置用于拍摄所述冲调机要冲调的胶囊的图像；控制装置用于控制所述摄像装置及工作执行机构的作业；工作执行机构用于在所述控制装置的控制下执行相应的作业。所述控制装置包括图像处理单元，用于对所述摄像装置拍摄的所述胶囊的图像进行处理。本发明还提供一种胶囊饮品冲调机的外置处理设备、一种胶囊冲调系统和一种使用冲调机冲调胶囊饮品的方法。

Description

一种能够识别胶囊的胶囊饮品冲调机及其识别方法

技术领域

本发明涉及一种胶囊饮品冲调机，尤其是涉及一种能够识别胶囊的胶囊饮品冲调机及其识别方法。

背景技术

随着咖啡市场的不断发展，各类咖啡饮料的不断推出，市场上出现的半自动咖啡机、全自动咖啡机都在不断的更新换代。胶囊咖啡机作为一种操作更加简单、方便的咖啡冲调设备一直受到人们的喜爱。胶囊咖啡机工作原理是把胶囊杯放入胶囊机仓内，随后关闭手柄，仓内上下两个管状针口同时刺穿胶囊，随之高气压的热水注入胶囊内，就可以萃取以备新鲜的咖啡饮料了，相比用咖啡粉的半自动咖啡机，操作十分简便。在此基础上，还出现了能够冲调多种饮品的胶囊冲调机。

但是传统的胶囊冲调机执行“机械式”冲泡，即固定的、统一的冲泡参数（温度、水量、水压），或者依赖用户的使用经验手动调节冲调机，确定冲调参数。而这种“机械式”冲泡并不能使用日趋多样性发展的胶囊饮品。如从冲泡温度来看：咖啡约83℃、牛奶为75℃、茶饮为80℃～90℃（茶粉为40℃～60℃）。从冲泡水量上看：咖啡约50ml、牛奶或茶饮约150ml，果汁饮料一类约300ml（或更高）。冲泡温度的高低会对当前胶囊饮品造成不同程度的影响：温度过高会破坏营养成分；温度过低则导致冲泡剩余残渣，造成浪费。而冲泡饮品的水量直接影响冲泡饮品的味道。所以，不同的单杯胶囊饮品如果采用传统的“机械式”冲泡方式就不能为用户提供科学的体验。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种胶囊饮品冲调机，包括摄像装置、控制装置及工作执行机构。其中，摄像装置用于拍摄所述冲调机要冲调的胶囊的图像；控制装置用于控制所述摄像装置及工作执行机构的作业；工作执行机构用于在所述控制装置的控制下执行相应的作业。所述控制装置包括图像处理单元，用于对所述摄像装置拍摄的所述胶囊的图像进行处理。

优选地，所述图像处理单元从所述胶囊的图像中提取图像信息和文字信息，其中，所述图像信息包括图像特征值，所述图像特征值包括色彩均值、色差分布值、特定区域特征值中的一个或多个；所述文字信息包括文字特征值，所述文字特征值包括特殊标记、特定文字组合中的一个或多个。

优选地，所述胶囊饮品冲调机还包括存储装置，用于存储所述图像信息和文字信息与胶囊品种的对应关系；所述控制装置将所述图像处理单元从冲调机中安装的所述胶囊的图像中提取的图像信息和文字信息与所述对应关系进行比对，并将与所述信息相匹配的胶囊品种作为所述冲调机中安装的胶囊的品种。

优选地，存储装置还存储有特定胶囊品种的真伪识别信息；当冲调机中安装的所述胶囊的信息与所述特定胶囊品种的信息的匹配程度在一定范围内时，所述控制装置按照所述真伪识别信息识别所述胶囊的真伪。

优选地，所述存储装置还存储所述胶囊品种与相应信息的对应关系；所述控制装置根据判断出的所述胶囊的品种以及存储装置存储的所述胶囊品种与相应信息的对应关系得出所述胶囊的建议冲调参数；其中，所述相应信息包括胶囊的建议冲调参数、顾客评价、受欢迎程度中的一种或多种。

优选地，所述胶囊饮品冲调机还包括第一通信装置，用于与设置在所述冲调机之外的外置处理设备进行通信；所述胶囊冲调机的控制装置将冲调机内的胶囊的图像信息和文字信息发送给所述外置处理设备；所述外置处理设备存储有所述图像信息和文字信息与胶囊品种的对应关系，能够将所述胶囊冲调机发送的信息与所述对应关系进行比对并发回比对结果。

优选地，所述工作执行机构包括能够伸出所述胶囊冲调机机体之外的胶囊托盘；所述摄像装置安装在能够对伸出机体之外的胶囊托盘上放置的胶囊进行摄像。

优选地，所述摄像装置在胶囊托盘未伸出机体之外的状态下对胶囊进行摄像，所述胶囊饮品冲调机对获得的胶囊的图像进行验证；如果验证通过，则所述胶囊托盘伸出机体之外用于放置所述胶囊；如果验证未通过，则所述胶囊托盘不伸出机体之外。

优选地，所述胶囊托盘沿直线方向伸出和缩回机体；所述工作执行机构还包括设置在所述胶囊托盘缩回机体时所处位置的上方的可升降的冲泡头。

优选地，所述工作执行机构还包括旋转部件和连接在旋转部件上的冲泡头推杆和胶囊托盘推杆，旋转部件的旋转带动冲泡头推杆使冲泡头在抬起和压下的状态间切换，以及带动胶囊托盘推杆进行胶囊托盘的伸出和缩回机体的操作，使所述胶囊饮品冲调机在收入状态、伸出状态和冲泡状态之间切换；其中，所述收入状态为胶囊托盘缩回机体、冲泡头升起的状态，所述伸出状态为胶囊托盘伸出机体、冲泡头升起的状态，所述冲泡状态为胶囊托盘缩回机体、冲泡头降下的状态。

优选地，在所述工作执行机构的相应位置还设置有能够探测工作执行机构所处的状态的传感器部件。

本发明还提供一种用于胶囊饮品冲调机的外置处理设备，包括第二通信装置、存储装置和信息比对装置。其中，第二通信装置用于与所述胶囊冲调机进行通信；存储装置用于存储所述胶囊冲调机识别的图像信息和文字信息与胶囊品种的对应关系；信息比对装置用于将所述第二通信装置从所述胶囊冲调机接收的信息与存储的所述对应关系进行比对，并将匹配的胶囊品种返回给所述胶囊冲调机。

本发明还提供一种胶囊冲调系统，包括至少一个胶囊饮品冲调机和至少一个外置处理设备。

本发明还提供一种使用冲调机冲调胶囊饮品的方法，包括摄像步骤、胶囊识别步骤和冲调步骤。其中，摄像步骤拍摄所述胶囊冲调机内的胶囊的图像；胶囊识别步骤根据胶囊的图像识别胶囊品种；冲调步骤，根据所述胶囊识别步骤识别的胶囊品种进行冲调。

优选地，在所述胶囊识别步骤中，从所述胶囊的图像中提取图像信息和文字信息用于识别；所述图像信息包括图像特征值，所述图像特征值包括色彩均值、色差分布值、特定区域特征值中的一个或多个；所述文字信息包括文字特征值，所述文字特征值包括特殊标记、特定文字组合中的一个或多个。

优选地，在所述胶囊识别步骤中，将冲调机中安装的胶囊的图像信息和文字信息与预存的图像信息和文字信息与胶囊品种的对应关系进行比对，并将相匹配的胶囊品种作为所述冲调机中安装的胶囊的品种。

优选地，当冲调机中安装的所述胶囊的信息与所述对应关系中某一胶囊品种的信息的匹配程度在一定范围内时，按照预存的所述胶囊品种的真伪识别信息识别所述胶囊的真伪。

优选地，在所述冲调步骤中，根据判断出的所述胶囊的品种以及预存的所述胶囊品种与相应信息的对应关系获得所述胶囊的相应信息；所述相应信息包括胶囊的建议冲调参数、顾客评价、受欢迎程度中的一种或多种。

优选地，在所述胶囊识别步骤中，使用设置在冲调机外部的预存有图像信息和文字信息与胶囊品种的对应关系的外置处理装置将冲调机中安装的胶囊的图像信息和文字信息与预存的对应关系进行比对，并将相匹配的胶囊品种返回给冲调机作为所述冲调机中安装的胶囊的品种。

优选地，使用能够伸出所述胶囊冲调机机体之外的胶囊托盘来放置胶囊；在胶囊托盘伸出机体之外的状态下对胶囊进行摄像。

优选地，在胶囊托盘不伸出机体之外的状态下对胶囊进行摄像，识别胶囊品种后，再将胶囊放置在伸出所述胶囊冲调机机体之外的胶囊托盘。

优选地，使所述胶囊托盘沿直线方向上伸出和缩回机体；在所述胶囊托盘缩回机体时所处位置的上方设置可升降的冲泡头。

优选地，利用旋转部件的旋转带动冲泡头推杆使冲泡头在抬起和压下的状态间切换，以及带动胶囊托盘推杆进行胶囊托盘的伸出和缩回机体的操作，使所述胶囊饮品冲调机在收入状态、伸出状态和冲泡状态之间切换；其中，所述收入状态为胶囊托盘缩回机体、冲泡头升起的状态，所述伸出状态为胶囊托盘伸出机体、冲泡头升起的状态，所述冲泡状态为胶囊托盘缩回机体、冲泡头降下的状态。

优选地，在冲调机的相应位置设置传感器部件，以探测所述冲调机所处的状态。

本发明对胶囊冲调设备增加微型摄像机和WIFI网络数据库连接，从而实现对胶囊饮品种类的识别，可以更好地适应胶囊饮品的多样性。同时，根据识别不同的饮品种类来按不同的参数执行冲泡，可以更好地保留各种饮品中的营养成分，也实现了对单杯胶囊可冲泡性的最大化，除了给予用户更合理、科学的体验外，也对胶囊饮品的发展有着重要的意义。

附图说明

图1为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机与后台云端数据库互联的示意图；

图2为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机的对胶囊进行拍照的示意图；

图3为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机的胶囊仓装置的结构示意图；

图4为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机的胶囊仓装置处于收入状态的示意图；

图5为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机的胶囊仓装置处于伸出状态的示意图；

图6为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机的胶囊仓装置的安装微动开关的法兰板的结构示意图；

图7为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机的胶囊仓装置处于冲泡状态的示意图；

图8为本发明实施方式涉及的图像识别的胶囊饮品冲调机的工作流程图。

具体实施方式

下面根据附图所示实施方式阐述本发明。此次公开的实施方式可以认为在所有方面均为例示，不具限制性。本发明的范围不受以下实施方式的说明所限，仅由权利要求书的范围所示，而且包括与权利要求范围具有同样意思及权利要求范围内的所有变形。

传统的胶囊冲调机为“机械式”一键式冲泡，随着胶囊饮品种类的增加，一键式冲泡已经很难满足用户的需要；而且，传统的胶囊冲调机也不具有胶囊种类的识别功能。为解决上述技术问题，本发明涉及的胶囊饮品冲调机相比传统的胶囊冲调机增加了微型摄像机部分，能够获取安装入胶囊冲调机内的饮品胶囊的图像信息。同时本发明涉及的胶囊饮品冲调机还设置通过WIFI进行网络连接后台云端数据库的通信单元，将微型摄像机拍摄获取的胶囊图像信息发送至后台云端数据库，在后台云端数据库中与已经存储的胶囊图像进行对比，识别微型摄像机拍摄的胶囊的品种，并获取对应胶囊的建议冲调参数等信息。

本发明涉及的胶囊饮品冲调机还具有触摸显示屏，取代了传统的按键式操作键，还能够及时的显示微型摄像机的拍摄的胶囊图像和后台云端数据库的比对识别结果。

下面结合说明书附图具体的阐述本发明所涉及的胶囊饮品冲调机及其工作过程。

本实施例中的胶囊冲调机使用WIFI等无线通信的方式与后台云端数据库进行连接。图1为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机与后台云端数据库互联的示意图。

胶囊饮品冲调机1包括触摸显示屏11、通信模块12、微型摄像机13、控制模块14、工作执行模块15、状态检测模块16和数据存储模块17。其中触摸显示屏11是能够接收触头等输入信号的感应式液晶显示装置，该触摸屏能够显示胶囊冲调机能进行的各种操作的图形按钮，能够取代机械式的按钮面板。通信模块12能够通过WIFI等无线协议或者有线的方式与后台云端数据库2进行通信连接，并将图像信息发送给后台云端数据库或者接收后台云端数据库发送来的反馈信息等。现有的胶囊冲调机的上注水针通常都固定设置在机头上，机头抬起时上注水针抬起，可从上面向胶囊仓中放入胶囊，机头压下后，上注水针刺入胶囊，在这种结构中，由于机头上设置有上注水针等结构且胶囊仓空间狭小，很难在机头上选择一个合适的位置安装微型摄像机13，即使勉强安装，由于上注水针等的遮挡其成像效果也很差。为解决这一问题，本发明使用了新的胶囊仓结构。图2为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机的对胶囊进行拍照的示意图。如图2所示，胶囊机构的胶囊托盘30可以水平伸出胶囊饮品冲调机1的机体以外，微型摄像机13设置在伸出机体外的胶囊托盘30上方的位置，可以获得清晰的胶囊的图像。在需要对胶囊进行合法性验证等场合时，用户也可以在胶囊托盘30不伸出机体之外的状态下手持胶囊，使微型摄像机13对胶囊进行摄像，控制模块14验证胶囊的合法性，验证合格后使胶囊托盘30伸出机体之外，用户此时可以将胶囊放置在胶囊托盘30上，否则控制模块14控制胶囊托盘30不伸出机体之外，拒绝冲调该胶囊。

控制模块14分别连接触摸显示屏11、通信模块12、微型摄像机13、工作执行模块15、状态检测模块16和数据存储模块17，控制模块14包括控制执行单元141、图像处理单元142和电机控制模块143。其中控制执行单元141控制所述胶囊冲调机其余各部分的工作，不仅能够根据触摸显示屏11输入或选择的冲调参数控制工作执行模块15的工作；还能将状态监测模块16监测到的冲调咖啡等饮料时的水温、气压和工作时间等状态显示于触摸显示屏11上，并将该检测信息存储于数据存储模块17中；图像处理单元142能够将微型摄像机13拍摄的胶囊的外观图像进行本地处理，能够将该图像进行分离处理，分离为图案信息和文字信息，并分别提取特征值，并存储于数据存储模块17中；电机控制模块143控制胶囊饮品冲调机1的胶囊仓装置中的电机的开启及其驱动方向。工作执行模块15主要包括水加热机构、出水机构、加压机构等，例如水箱、与水箱相连的供水装置、加热加压装置、胶囊仓装置等，其受控制模块14的控制进行冲调等各项工作：按照设定的参数（如水温、水量等）执行咖啡饮料的冲调、清洗冲调机等。状态监测模块16包括设置在工作执行模块15各处的传感器等部件，包括水温监测装置、水量监测装置、压力监测装置、冲调时间监测装置等，负责监测冲调饮料时的水温、水量、仓内气压和萃取时间等信息，并将该监测信息反馈给控制模块14。数据存储模块17能够存储微型摄像机13拍摄的胶囊图像信息（包括图案信息和文字信息）以及提取的特征值信息和冲调参数信息，同时还存储以前冲泡过的胶囊图像信息和对应的特征值信息和冲调参数信息。

后台云端数据库2包括数据库模块21、通信模块22和图像对比模块23。数据库模块21负责存储市面上各种饮品胶囊出厂时的外观图像信息（包括图案或文字等信息）、相应的胶囊外观图像的特征值信息以及相应的建议冲调参数，还存储有胶囊饮品冲调机1冲调某胶囊时的反馈冲调参数等信息。用户通过冲调机、移动终端、网站等对各种胶囊的评价和胶囊的受欢迎程度也反馈并保存到后台云端数据库2。通信模块22负责后台云端数据库2与胶囊饮品冲调机1的互联，可以是有线方式也可以是无线的方式互联。图像对比模块23负责将胶囊饮品冲调机1的微型摄像机13获取的胶囊图像的特征值，与数据库模块21内存储的图像特征值进行相似度对比打分，并将相似度最高的图像对应的胶囊的建议冲调参数提取出来，发送给胶囊冲调机，同时还可以提供所冲调的胶囊的顾客评价和受欢迎程度，供使用者参考。

本发明所采用的工作执行模块15中的特殊的胶囊仓装置包括可水平伸出机体的胶囊托盘和设置在胶囊托盘上方的冲泡头。冲泡头底部设有上注水针，冲泡头下降时，上注水针刺破胶囊，冲泡头上升时离开胶囊托盘水平运动的路径，不会阻碍胶囊托盘的水平运动。胶囊托盘和冲泡头均由电机驱动的机械装置控制，胶囊仓装置具有收入状态、伸出状态和冲泡状态三种临界状态。收入状态为初始状态，此时胶囊托盘收纳在机体中，冲泡头由未图示的将其抬起的弹性部件的作用处于上升状态；当需要安装胶囊时，由电机驱动的机械装置驱动胶囊托盘伸出机体，成为伸出状态；完成后，机械装置驱动胶囊托盘收入机体，还原为收入状态；需要冲泡时，机械装置驱动冲泡头下降，上注水针刺破胶囊，成为冲泡状态。

图3为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机的胶囊仓装置的结构示意图。如图3所示，机械装置设置在胶囊仓装置20中的胶囊托盘30的上部的机体40上、冲泡头50的周围。设置在胶囊托盘30上部的一侧的齿轮31和设于对侧的从动轮32通过轴332连接，电机33驱动齿轮31旋转并通过轴使从动轮32同步旋转。齿轮31和从动轮32的外侧设置有胶囊托盘推杆34和胶囊托盘推杆35，胶囊托盘推杆另一端连接胶囊托盘30，用于驱动胶囊托盘30的伸出和收入。齿轮31和从动轮32的内侧设置有冲泡头推杆36和冲泡头推杆37，其运动轨迹经过冲泡头上的与冲泡头一体设置的受压板51和受压板52所处的位置，能够通过压下和放开受压板使冲泡头上升和下降。以下具体说明机械装置的结构及其在各状态下的动作过程。如图3所示，电机33的动力输出轴331轴向连接齿轮38，齿轮38与齿轮31外啮合，从而可以被电机33驱动。齿轮31通过轴332连接另一侧的从动轮32，从而使从动轮32能够与齿轮31同步转动。齿轮31和从动轮32的外侧活动地安装有能够绕其轴线旋转的胶囊托盘推杆34和胶囊托盘推杆35，胶囊托盘推杆的另一端连接胶囊托盘30。胶囊托盘30的两侧的后部各有一个纵向的卡槽，胶囊托盘推杆连接胶囊托盘30一端的端部连接镶嵌在卡槽中的连接头，如此胶囊托盘推杆绕齿轮31轴线转动就可以驱动胶囊托盘30在水平方向运动。在齿轮31和从动轮32上的外侧表面上分别设置有突出的可以推动胶囊托盘推杆运动的固定柱和可以伸出和缩回外侧面的弹性柱。固定柱设置在胶囊托盘推杆的后侧（以下均以胶囊托盘30伸出的方向为前侧，以胶囊托盘30缩回的方向为后侧），当齿轮31旋转时能够推动胶囊托盘推杆与胶囊托盘30连接的一端向前侧运动，从而使胶囊托盘30伸出机体。弹性柱设置在胶囊托盘推杆的前侧，当齿轮31向相反方向旋转时能够推动胶囊托盘推杆与胶囊托盘30连接的一端向后侧运动，从而使胶囊托盘30缩回机体。弹性柱通过一个弹性装置设置在齿轮31和从动轮32上的孔中，在不受力的状态下，弹性装置使得弹性柱远离齿轮31和从动轮32的外表面。齿轮31和从动轮32各由一个法兰板支撑，法兰板上设置有一道凸起，凸起的位置对应于弹性柱在突出齿轮31和从动轮32的外表面时的运动轨迹。这样，弹性柱在其运动轨迹的一部分上被法兰板上的凸起顶起，突出齿轮31和从动轮32的外表面，可以推动胶囊托盘推杆，在其运动轨迹的另一部分由于没有凸起的作用缩回齿轮31和从动轮32的外表面以下，不再推动胶囊托盘推杆。通过电机驱动上述胶囊托盘推杆等结构即可实现胶囊仓在水平方向上的伸缩。

齿轮31和从动轮32的内侧还固定地设置有冲泡头推杆36和冲泡头推杆37，冲泡头推杆绕齿轮31和从动轮32的轴线转动。冲泡头50通过弹簧等弹性装置与机体连接，所述弹性装置的弹力方向使得冲泡头在不受力时为升起状态。冲泡头50的两侧固定地设置有两个水平的受压板，在升起状态时，两个受压板分别位于两个冲泡头推杆的运动轨迹上，并在冲泡头推杆进一步运动的情况下被冲泡头推杆下压，从而带动冲泡头下降。

为了使控制模块14能够获知机械装置的运行状态和位置，从而为电机控制模块143如何控制电机33提供参考，可以在机械装置的周围设置若干连接控制模块14的传感器。在本例中，传感器为能够感知压力的微动开关，设置在从动轮32的一侧。微动开关C1设置在胶囊托盘30伸出机体时胶囊托盘推杆所处位置的前侧，当胶囊托盘30伸出机体最大位置时，胶囊托盘推杆正好压迫微动开关C1。微动开关C2设置在胶囊托盘30完全缩回机体时胶囊托盘推杆所处位置的后侧，当胶囊托盘30完全缩回机体时，胶囊托盘推杆正好压迫微动开关C2。从动轮32的轮缘上具有一个沿径向向外的凸起，该凸起的位置对应于冲泡头推杆将冲泡头压下到最低位置的状态，微动开关C3设置在从动轮32的附近，当冲泡头在最低位置时，凸起正好压迫微动开关C3。

以下结合冲泡过程具体说明各部分的动作。图4为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机的胶囊仓装置处于收入状态的示意图。如图4所示，胶囊饮品冲调机开机后，胶囊托盘30处于收入状态，此时胶囊托盘30收纳在机体中，冲泡头50处于上升状态，冲泡头推杆37与冲泡头50的受压板52恰好接触，齿轮31所在一侧的冲泡头推杆与冲泡头的受压板的状态相同。此时，控制模块14根据微动开关C2传送的信号判断胶囊托盘30是否处于完全缩回状态，如果是则可接受冲调指令，如果不是则启动故障排除程序。图5为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机的胶囊仓装置处于伸出状态的示意图，如图5所示，当用户指令进行冲调时，胶囊托盘30伸出机体，成为伸出状态。其过程为：用户发出冲调指令后，控制模块14驱动电机33向图3逆时针方向旋转，从而使齿轮31和从动轮32向图3顺时针方向旋转。随着齿轮31和从动轮32的旋转，其外侧面上的固定柱推动胶囊托盘推杆沿齿轮31和从动轮32的旋转轴旋转，推动胶囊托盘30向前侧运动伸出机体。齿轮31和从动轮32内侧的冲泡头推杆也随着向图3顺时针方向旋转。当胶囊托盘30伸出到最大位置时，胶囊托盘推杆35压迫微动开关C1，控制模块14获知胶囊托盘30已伸出到最大位置，使电机33停止旋转。用户此时可以向胶囊托盘30中放置胶囊。胶囊托盘30的下方安装有感应装置，该感应装置感应到有胶囊投放后，向控制模块14发送信息，控制模块14控制微型摄像机13获取胶囊的图像，然后将胶囊托盘30收回机体。胶囊托盘30收回的过程中，控制模块14驱动电机33向图3顺时针方向旋转，从而使齿轮31和从动轮32向图3逆时针方向旋转。随着齿轮31和从动轮32的旋转，其外侧面上的弹性柱推动胶囊托盘推杆沿齿轮31和从动轮32的旋转轴旋转，推动胶囊托盘30向后侧运动收入机体。在此过程中，弹性柱始终被法兰板39及机体另一侧的法兰板上的凸起所支撑（另一侧的法兰板未图示），处于突出齿轮31和从动轮32的外表面的状态。图6为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机的胶囊仓装置的法兰板的结构示意图。如图6所示，当胶囊托盘30完全收入机体时，图5中的从动轮32上的弹性柱322运动到法兰板39上的凸起391的末端，在齿轮31和从动轮32向图3逆时针方向继续旋转时，由于没有凸起391的支撑，受到弹性部件的作用缩回从动轮32的外表面以下，不再推动胶囊托盘推杆。图3中的齿轮31上安装的弹性柱312与从动轮32上的弹性柱322的动作过程一致。胶囊托盘30完全收入机体时，胶囊托盘推杆压迫微动开关C2，控制模块14因而获知胶囊托盘30的位置并使电机33停止旋转。当需要冲泡胶囊时，控制模块14驱动电机33向图3顺时针方向进一步旋转，由于此时弹性柱已缩回齿轮31和从动轮32的外表面以下，其不会使胶囊托盘推杆向图3逆时针方向进一步旋转，只有内侧的冲泡头推杆仍然继续旋转，并逐渐将冲泡头的受压板压下，从而带动冲泡头下降，上注水针刺破胶囊。图7为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机的胶囊仓装置处于冲泡状态的示意图。如图7所示，当冲泡头50下降到最低位置时，成为冲泡状态，从动轮32的轮缘上的凸起321恰好压迫微动开关C3，控制模块14获知冲泡头已下降到最大位置，使电机33停止旋转。冲泡完成后，控制模块14控制电机33向图3逆时针方向旋转，冲泡头升起，胶囊仓装置重新处于收入状态。

在上例中，在收入状态时，冲泡头推杆与冲泡头的受压板恰好接触，但不限于此，在此状态下，冲泡头推杆与冲泡头的受压板也可以尚未接触，而是在达到冲泡状态的过程中才开始接触并由冲泡头推杆压下冲泡头的受压板。

图8为本发明实施方式涉及的胶囊饮品冲调机的工作流程图。如图8所示，首先将胶囊饮品冲调机1接通电源，并通过WIFI网络自动连接后台云端数据库2（步骤S1）。用户在胶囊饮品冲调机1的触摸显示屏11上输入自己的用户名和密码进行登录操作，用户名和密码传送到后台云端数据库2进行验证，验证后该胶囊饮品冲调机1与该用户名绑定（步骤S2）。用户在控制面板上点击冲调按钮后，胶囊托盘伸出机体。放置胶囊后，控制模块14触发微型摄像机13对胶囊表面拍摄图像，并将其保存为规定格式和规定大小的图像（步骤S3）。

将步骤S2中拍摄的胶囊图像发送给控制模块14，由控制模块14将拍摄的胶囊图像进行提取处理：分别提取图案和文字，并且按照某算法分别计算获得图案和文字的特征值信息（步骤S4）；具体的，控制模块14先分别提取胶囊图像中的图案和文字，并分别保存，然后分别对图案和文字进行二值化处理，然后依据某算法对二值化的图案和文字分别进行特征值提取：特征提取可以是图案和文字上特殊标记的特征值，也可以是二值化后某极值点处的特征值，如提取的文字中含有“TM”或者“R”等特殊标记时，就对其进行着重分析，并提取相关特征值信息，或者直接提取图案或者文字的灰度值极大或极小值点处的特征值信息，并同时记录特征值点的位置坐标。这样在胶囊冲调机内对拍摄的图像进行处理，向后台云端数据库2传输的数据为拍摄图像的特征值信息而非原图像，降低对传输速率的要求。

当处理完新拍摄的胶囊信息后，调用数据存储模块17中存储的以前冲调过的胶囊图像的特征值信息进行识别匹配，并进行相似度的打分（步骤S5），在该过程中，通过数据存储模块17中存储的特征值坐标信息还可以计算微型摄像机13拍摄的胶囊图像的修正角度，以修正新拍摄的胶囊图像，同时计算相似度分数。判断该相似度分数是否高于设定的相似度阈值，优选地该相似度阈值为0.9（步骤S6）。当分数高于0.9时（步骤S6为是），控制单元14将该存储的胶囊图像信息和建议冲调参数等信息显示于触摸显示屏11上，同时控制模块14根据修正角度修正拍摄的胶囊图像的方向，并将修正后的图像呈现于触摸显示屏11上（步骤S8）。当相似度分数低于0.9时（步骤S6为否），控制模块14将处理后的图像特征值信息通过通信模块12发送给后台云端数据库2，后台云端数据库2将接收到的特征值信息与数据库模块21中存储的胶囊特征值信息进行相似度匹配，并将打分最高的胶囊图像所对应的胶囊的编号或者名称以及相应的胶囊建议冲调信息反馈给胶囊饮品冲调机1的控制模块14（步骤S7）；在该过程中，也可以根据后台云端数据库2中存储的特征值的坐标位置计算微型摄像机拍摄的胶囊图像的修正角度，同时将修正角度反馈给胶囊冲调机的控制模块14。

控制模块14将上述反馈的建议冲调参数信息发送并呈现于触摸显示屏11上，同时控制模块14将根据修正角度修正的拍摄胶囊图像显示于触摸显示屏11上（步骤S8）。用户根据触摸显示屏11上显示的建议冲调参数选择合适的冲调参数，或在建议冲调参数的基础上进行修改，进行冲调（步骤S9），并将执行的胶囊冲调参数、调整后的胶囊图像和对应的特征值信息存储于数据存储模块17中。用户在触摸显示屏11对本次饮品冲调的质量及该饮品胶囊的口感等进行评价，评价信息上传至数据存储模块17和数据库模块21（步骤S10）。判断是否结束冲调（步骤S11），如果结束冲调（步骤S11为是），则关闭胶囊冲调机（步骤S12）；如果不结束冲调（步骤S11为否），继续下一杯胶囊饮品的冲调，则返回步骤S3。

在胶囊饮品冲调机1的数据存储单元存储该冲调机已冲调过的胶囊的冲调参数和图像信息以及特征值信息等，在后台云端数据库的数据库模块存储市面上已经存在的胶囊图像和对应的特征值信息以及建议冲调参数信息等，需要将胶囊饮品冲调机1和后台云端数据库2进行网络互连，将胶囊饮品冲调机1的微型摄像机13拍摄的胶囊图像先与本地存储的胶囊信息进行匹配，再与后台云端数据库中存储的胶囊信息进行匹配对比，但不仅限于此。也可以不设置后台云端数据2，在胶囊饮品冲调机1的数据存储模块17中不仅存储冲调机已冲调过的胶囊的冲调参数和图像信息以及特征值信息等，还存储市面上各种饮品胶囊出厂时的外观图像信息、相应的胶囊外观图像的特征值信息以及相应的建议冲调参数，当控制模块14对微型摄像机13处理完后，直接调取数据存储模块17中存储的胶囊信息，进行识别匹配，并将匹配结果显示于触摸显示屏11上。

数据存储模块17和数据库模块21中存储有图像信息和相应的特征值信息以及冲调参数信息，但不仅限于此。可以不存储图像信息，进存储胶囊名称或编号、胶囊图像的特征值信息以及冲调参数信息等，这样可以降低对存储空间大小的要求。

Claims (24)

1.一种胶囊饮品冲调机，包括：

摄像装置，用于拍摄所述冲调机要冲调的胶囊的图像；

控制装置，用于控制所述摄像装置及工作执行机构的作业；以及

工作执行机构，用于在所述控制装置的控制下执行相应的作业；

其中，所述控制装置包括图像处理单元，用于对所述摄像装置拍摄的所述胶囊的图像进行处理。

2.根据权利要求1所述的胶囊饮品冲调机，其特征在于：

所述图像处理单元从所述胶囊的图像中提取图像信息和文字信息；

所述图像信息包括图像特征值，所述图像特征值包括色彩均值、色差分布值、特定区域特征值中的一个或多个；

所述文字信息包括文字特征值，所述文字特征值包括特殊标记、特定文字组合中的一个或多个。

3.根据权利要求2所述的胶囊饮品冲调机，其特征在于：

还包括存储装置，用于存储所述图像信息和文字信息与胶囊品种的对应关系；

所述控制装置将所述图像处理单元从冲调机中安装的所述胶囊的图像中提取的图像信息和文字信息与所述对应关系进行比对，并将与所述信息相匹配的胶囊品种作为所述冲调机中安装的胶囊的品种。

4.根据权利要求3所述的胶囊饮品冲调机，其特征在于：

所述存储装置还存储有特定胶囊品种的真伪识别信息；

当冲调机中安装的所述胶囊的信息与所述特定胶囊品种的信息的匹配程度在一定范围内时，所述控制装置按照所述真伪识别信息识别所述胶囊的真伪。

5.根据权利要求3所述的胶囊饮品冲调机，其特征在于：

所述存储装置还存储所述胶囊品种与相应信息的对应关系；

所述控制装置根据判断出的所述胶囊的品种以及存储装置存储的所述胶囊品种与相应信息的对应关系得出所述胶囊的建议冲调参数；

其中，所述相应信息包括胶囊的建议冲调参数、顾客评价、受欢迎程度中的一种或多种。

6.根据权利要求2所述的胶囊饮品冲调机，其特征在于：

还包括第一通信装置，用于与设置在所述冲调机之外的外置处理设备进行通信；

所述胶囊冲调机的控制装置将冲调机内的胶囊的图像信息和文字信息发送给所述外置处理设备；

所述外置处理设备存储有所述图像信息和文字信息与胶囊品种的对应关系，能够将所述胶囊冲调机发送的信息与所述对应关系进行比对并发回比对结果。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的胶囊饮品冲调机，其特征在于：

所述工作执行机构包括能够伸出所述胶囊冲调机机体之外的胶囊托盘；

所述摄像装置安装在能够对伸出机体之外的胶囊托盘上放置的胶囊进行摄像。

8.根据权利要求7所述的胶囊饮品冲调机，其特征在于：

所述摄像装置在胶囊托盘未伸出机体之外的状态下对胶囊进行摄像，所述胶囊饮品冲调机对获得的胶囊的图像进行验证；

如果验证通过，则所述胶囊托盘伸出机体之外用于放置所述胶囊；

如果验证未通过，则所述胶囊托盘不伸出机体之外。

9.根据权利要求7所述的胶囊饮品冲调机，其特征在于：

所述胶囊托盘沿直线方向伸出和缩回机体；

所述工作执行机构还包括设置在所述胶囊托盘缩回机体时所处位置的上方的可升降的冲泡头。

10.根据权利要求9所述的胶囊饮品冲调机，其特征在于：

所述工作执行机构还包括旋转部件和连接在旋转部件上的冲泡头推杆和胶囊托盘推杆，旋转部件的旋转带动冲泡头推杆使冲泡头在抬起和压下的状态间切换，以及带动胶囊托盘推杆进行胶囊托盘的伸出和缩回机体的操作，使所述胶囊饮品冲调机在收入状态、伸出状态和冲泡状态之间切换；

其中，所述收入状态为胶囊托盘缩回机体、冲泡头升起的状态，所述伸出状态为胶囊托盘伸出机体、冲泡头升起的状态，所述冲泡状态为胶囊托盘缩回机体、冲泡头降下的状态。

11.根据权利要求10所述的胶囊饮品冲调机，其特征在于：

在所述工作执行机构的相应位置还设置有能够探测工作执行机构所处的状态的传感器部件。

12.一种用于权利要求6所述的胶囊饮品冲调机的外置处理设备，包括：

第二通信装置，用于与所述胶囊冲调机进行通信；

存储装置，用于存储所述胶囊冲调机识别的图像信息和文字信息与胶囊品种的对应关系；

信息比对装置，用于将所述第二通信装置从所述胶囊冲调机接收的信息与存储的所述对应关系进行比对，并将匹配的胶囊品种返回给所述胶囊冲调机。

13.一种胶囊冲调系统，包括：

至少一个权利要求6所述的胶囊冲调机以及至少一个权利要求12所述的外置处理设备。

14.一种使用冲调机冲调胶囊饮品的方法，包括以下步骤：

摄像步骤，拍摄所述胶囊冲调机内的胶囊的图像；

胶囊识别步骤，根据胶囊的图像识别胶囊品种；以及

冲调步骤，根据所述胶囊识别步骤识别的胶囊品种进行冲调。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：

在所述胶囊识别步骤中，从所述胶囊的图像中提取图像信息和文字信息用于识别；

所述图像信息包括图像特征值，所述图像特征值包括色彩均值、色差分布值、特定区域特征值中的一个或多个；

所述文字信息包括文字特征值，所述文字特征值包括特殊标记、特定文字组合中的一个或多个。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：

在所述胶囊识别步骤中，将冲调机中安装的胶囊的图像信息和文字信息与预存的图像信息和文字信息与胶囊品种的对应关系进行比对，并将相匹配的胶囊品种作为所述冲调机中安装的胶囊的品种。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：

当冲调机中安装的所述胶囊的信息与所述对应关系中某一胶囊品种的信息的匹配程度在一定范围内时，按照预存的所述胶囊品种的真伪识别信息识别所述胶囊的真伪。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：

在所述冲调步骤中，根据判断出的所述胶囊的品种以及预存的所述胶囊品种与相应信息的对应关系获得所述胶囊的相应信息；

所述相应信息包括胶囊的建议冲调参数、顾客评价、受欢迎程度中的一种或多种。

19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：

在所述胶囊识别步骤中，使用设置在冲调机外部的预存有图像信息和文字信息与胶囊品种的对应关系的外置处理装置将冲调机中安装的胶囊的图像信息和文字信息与预存的对应关系进行比对，并将相匹配的胶囊品种返回给冲调机作为所述冲调机中安装的胶囊的品种。

20.根据权利要求14～19中任一项所述的方法，其特征在于：

使用能够伸出所述胶囊冲调机机体之外的胶囊托盘来放置胶囊；

在胶囊托盘伸出机体之外的状态下对胶囊进行摄像。

21.根据权利要求14～19中任一项所述的方法，其特征在于：

在胶囊托盘不伸出机体之外的状态下对胶囊进行摄像，根据获得图像对胶囊进行验证，验证通过后再将胶囊托盘伸出所述胶囊冲调机机体之外用于放置胶囊。

22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于：

使所述胶囊托盘沿直线方向上伸出和缩回机体；

在所述胶囊托盘缩回机体时所处位置的上方设置可升降的冲泡头。

23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于：

利用旋转部件的旋转带动冲泡头推杆使冲泡头在抬起和压下的状态间切换，以及带动胶囊托盘推杆进行胶囊托盘的伸出和缩回机体的操作，使所述胶囊饮品冲调机在收入状态、伸出状态和冲泡状态之间切换；

其中，所述收入状态为胶囊托盘缩回机体、冲泡头升起的状态，所述伸出状态为胶囊托盘伸出机体、冲泡头升起的状态，所述冲泡状态为胶囊托盘缩回机体、冲泡头降下的状态。

24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于：

在冲调机的相应位置设置传感器部件，以探测所述冲调机所处的状态。