CN106959149A - 果蔬自动称重与计价智能电子秤 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种果蔬自动称重与计价智能电子秤，用于解决现有电子秤称重时间长和步骤繁琐的问题，其包括称重台(6)，中央处理器(3)、屏幕(1)和摄像头(2)：中央处理器包括多目标识别模块(4)和传感器控制模块(5)，多目标识别模块对摄像头获取的果蔬图像进行种类识别并定位；称重台包括分布式秤盘(7)和传感器信号转换模块(8)，分布式秤盘获取每个位置的电压差分信号，传感器信号转换模块将各个传感器的电压差分信号转化为数字信号，传输给传感器控制模块，该传感器控制模块将各传感器的数字信号转为质量信息，得到不同果蔬的质量和价格。本发明操作简单，效率高，使用成本低，可用于智能超市和中小型社区超市中。

Description

果蔬自动称重与计价智能电子秤

技术领域

本发明属于智能仪器技术领域，特别涉及一种果蔬自动称重与计价智能电子秤，可用于超市的无人化称重平台，提高购物效率，降低超市人工成本。

背景技术

随着科技进步，当今社会发展迅速，人们多习惯于快节奏的生活。在很多事情都追求效率的当下，对于日常生活的便利程度的要求也在不断提高。且不论是国外还是国内，任何超市的经营都更应该注重顾客的购物体验，创造更为和谐、轻松的消费与经营方式，从而让超市的销售变得自动化、智能化。因此，旨在提高购物效率，降低超市经营成本，同时提供给消费者良好的购物体验的智能超市成为未来超市的发展趋势。

2016年12月5日，电商巨头亚马逊宣布推出革命性线下实体商店，Amazon Go。Amazon Go颠覆传统便利店、超市的运营模式，彻底跳过传统收银结帐的过程。顾客只需下载Amazon Go的APP，在商店入口扫码成功后，便可进入商店开始购物。Amazon Go的传感器会计算顾客有效的购物行为，并在顾客离开商店后，自动根据顾客的消费情况在亚马逊账户上结账收费。Amazon Go的开发代表了智能超市的方向，未来超市会继续向智能化、无人化方向迈进。但Amazon Go并没有涉及散装称重商品，无法满足现在顾客的购物需求。

在称重领域，传统的超市称重台，需要工作人员向秤台一次放置同一类别的水果或蔬菜，选择对应的商品后称重，然后根据数据库中单价打印价签，完成称重。清空秤台后再放上另一种商品进行第二次称重。这种称重台要求工作人员每次称重都要输入商品编号，过程非常繁琐而且效率低下。目前市场上已有的多数自助电子秤都是触屏模式，原理是用商品图片代替原来的商品编号，虽然免去了输入商品代码的繁琐，但是不同的果蔬还是要点选图标并分开称重，称重效率并未得到根本性的提高。现在出现的最先进的自助电子秤有商品识别功能但不能同时称重不同的商品。对于每次购买多种商品的顾客来说，称重依然非常繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种果蔬自动称重与计价智能电子秤，以解决现有超市称重台称重效率低下，耗时耗力的问题。

为实现上述目的，本发明的自助电子秤，包括屏幕1，中央处理器3和称重台6，其特征在于：

屏幕1的下端设有摄像头2，用于获取秤台上果蔬的图像信息；

称重台6由分布式秤盘7和传感器信号转换模块8组成，该分布式秤盘7用于获取每个位置的电压差分信号；该传感器信号转换模块8用于将各个传感器的电压差分信号转化为数字信号，并传输给中央处理器3；

中央处理器3由多目标识别模块4和传感器控制系统5组成；

所述多目标识别模块4，用于对摄像头2获取的果蔬的图像信息进行种类识别，并获得各果蔬位置信息，传输给传感器控制系统5；

所述传感器控制系统5，用于将称重台6输出的数字信号转换为重量信息，并结合果蔬位置信息得到不同果蔬的重量信息，再将各果蔬重量与单价相乘得到果蔬总价，分行显示在屏幕1上。

作为优选，所述分布式秤盘7由多个重量传感器71按行列紧密铺设组成。

作为优选，所述多目标识别模块4对摄像头2获取的果蔬的图像信息进行种类识别，是使用Faster rcnn网络对每种果蔬样本的5000图片进行图像识别学习训练，得到所需的网络参数文件，通过调用网络参数文件完成对待识别图片中果蔬类型及位置的识别。

作为优选，所述传感器控制模块5，包括：传感器位置控制子模块51，重量换算子模块52和显示控制子模块53；

该传感器位置控制子模块51，用于控制传感器信号转换模块8接通不同位置的重量传感器71，获个重量传感器输出的电压差分信号；

该重量换算子模块52用于将称重台6输出的数字信号转换为重量信息并计算出果蔬价格输出给显示控制模块53；

该显示控制子模块53用于将重量换算模块52输出的果蔬名称、重量、单价和总价信息输出给屏幕1显示。

作为优选，所述传感器信号转换模块8由多个模数转换模块81和对应的多个引脚控制模块82组成，每个引脚控制模块接受一行传感器的电压差分信号，并根据引脚位选信号选定这一行的某一个传感器的信号输出给对应的模数转换模块81，模数转换模块将电压差分信号转化为数字信号后输出给传感器控制模块5。

作为优选，重量换算子模块52将称重台6输出的数字信号转换为重量信息，按如下公式进行：

m＝(v-8388608)×9.06075×10^-5

其中m为转换后的重量，单位为克，v是电压差分信号。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.本发明使用多目标识别技术和分布式称重技术实现电子秤同时识别、称重多种待称重果蔬，避免多次称重费时费力，解决现在称重时间长，称重过程繁琐的问题。

2.本发明与传统称重台相比极大简化了超市称重流程，缩短了称重时间。与智能超市相结合为顾客提供更便捷、人性化的服务；

3.本发明实现称重台自动化操作，为超市节省了人工成本，增加了超市利润，对于利润微薄的中小型社区超市尤为重要。

附图说明

图1是本发明的电子秤整体结构图；

图2是本发明中控制箱内部结构图；

图3是本发明中的称重台表面结构图；

图4是本发明的电原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细描述。

参照图1和图2，本发明包括屏幕1、摄像头2、称重台6、控制箱9和支撑臂10，其中称重台6位于控制箱9的上面，支撑臂10连接在屏幕1与控制箱9之间，摄像头2安装在屏幕1的下端，用于获取秤台上果蔬的图像信息；其视野需调整至覆盖整个称重台6。称重台6的上表面按装有分布式秤盘7，称重台6的下表面上安装有传感器信号转换模块8，用于将各个传感器的电压差分信号转化为数字信号，并传输给中央处理器3；控制箱9内安装有控制电路板，控制电路板上安装有中央处理器3，用于识别并获得各果蔬的位置信息和重量信息，输出各果蔬的类别及价格传输给屏幕1显示。

参照图3，分布式秤盘7由多个重量传感器71按行和列紧密铺设组成，用于获取每个位置的电压差分信号；所有重量传感器71下表面固定在同一块硬质板上，每个传感器上表面为5cm*5cm的方形刚体。

参照图4，本发明的中央处理器3包括多目标识别模块4和传感器控制模块5；传感器信号转换模块8包括模数转换模块81和引脚控制模块82。其中传感器控制模块5，包括：传感器位置控制子模块51，重量换算子模块52和显示控制子模块53。

所述多目标识别模块4，用于对果蔬的类别进行识别，其内装有网络参数文件，该网络参数文件是通过下载或现场拍照等方法先获得每种果蔬的5000张图片，并用矩形框将图片中果蔬框选出来并输出矩形框的坐标文件，框选果蔬时要将矩形框的四个边与果蔬相切，再将坐标文件和图片输入给Faster rcnn网络进行图像识别学习训练，得到所需的网络参数文件；

多目标识别模块4读取摄像头2输入的果蔬的图片，调用网络参数文件完成对待识别图片中果蔬类型及位置的识别；并获得各果蔬位置信息，传输给重量换算子模块52；

每一行重量传感器71对应一个引脚控制模块82和一个模数转换模块81，传感器位置控制子模块51通过改变引脚控制模块82的位选信号轮流接通这一行每个重量传感器71，并改变引脚控制模块82的编号，使所有重量传感器71轮流将电压差分信号输出给对应的模数转换模块81，该模数转换模块将电压差分信号转换为数字信号v，并输出给重量换算子模块52。该重量换算子模块52通过公式m＝(v-8388608)×9.06075×10^-5将数字信号转换为质量信号m，再结合多目标识别模块4输入的果蔬的位置信息计算出各果蔬价格及顾客需付的总价，并将其输出给显示控制模块53，该显示控制模块将果蔬的果蔬名称、重量、单价和总价信息输出给屏幕1显示。

所述的多目标识别模块4和传感器控制模块5安装在控制电路板上。

所述的模数转换模块81和引脚控制模块82安装在称重台6的下表面，模数转换模块81采用但不限于hx711模块，引脚控制模块82采用但不限于cd4051芯片。

使用时，顾客只要一次性将所购果蔬放在称重台6上，就可以看到屏幕1上显示果蔬的果蔬名称、重量、单价和总价，非常方便和高效。

Claims (8)

1.一种果蔬自动称重与计价智能电子秤，包括屏幕(1)，中央处理器(3)和称重台(6)，其特征在于：

屏幕(1)的下端设有摄像头(2)，用于获取秤台上果蔬的图像信息；

称重台(6)包括分布式秤盘(7)和传感器信号转换模块(8)，该分布式秤盘(7)，用于获取每个位置的电压差分信号；该传感器信号转换模块(8)，用于将各个传感器的电压差分信号转化为数字信号，并传输给中央处理器(3)；

中央处理器(3)，包括多目标识别模块(4)和传感器控制模块(5)；

所述多目标识别模块(4)，用于对摄像头(2)获取的果蔬的图像信息进行种类识别，并获得各果蔬位置信息，传输给传感器控制模块(5)；

所述传感器控制模块(5)，用于将称重台(6)输出的数字信号转换为重量信息，并结合果蔬位置信息得到不同果蔬的重量信息，再计算出果蔬的价格，分行显示在屏幕(1)上。

2.根据权利要求书1所述的电子秤，其特征在于：多目标识别模块(4)对摄像头(2)获取的果蔬的图像信息进行种类识别，是使用Faster rcnn网络对每种果蔬样本的5000图片进行图像识别学习训练，得到所需的网络参数文件，通过调用网络参数文件完成对待识别图片中果蔬类型及位置的识别。

3.根据权利要求书1所述的电子秤，其特征在于：分布式秤盘(7)由多个重量传感器(71)按行列紧密铺设组成。

4.根据权利要求书1所述的电子秤，其特征在于：传感器控制模块(5)，包括：传感器位置控制子模块(51)，重量换算子模块(52)和显示控制子模块(53)；

所述传感器位置控制子模块(51)，用于控制传感器信号转换模块(8)接通不同位置的重量传感器(71)，获得各重量传感器输出的电压差分信号；

所述重量换算子模块(52)用于将称重台(6)输出的数字信号转换为重量信息并计算出果蔬价格输出给显示控制模块(53)；

所述显示控制子模块(53)用于将重量换算子模块(52)输出的果蔬名称、重量、单价和总价信息输出给屏幕(1)显示。

5.根据权利要求书1所述的电子秤，其特征在于：传感器信号转换模块(8)由多个模数转换模块(81)和对应的多个引脚控制模块(82)组成，每个引脚控制模块接受一行重量传感器(71)的电压差分信号，并根据引脚位选信号选定这一行的某一个重量传感器的信号输出给对应的模数转换模块(81)，模数转换模块将电压差分信号转化为数字信号后输出给传感器控制模块(5)。

6.根据权利要求书4所述的电子秤，其特征在于：重量换算子模块(52)将称重台(6)输出的数字信号转换为重量信息，按如下公式进行：

m＝(v-8388608)×9.06075×10^-5

其中m为转换后的重量，单位为克，v是电压差分信号。

7.根据权利要求书4所述的电子秤，其特征在于：显示控制子模块(53)与屏幕(1)相连，该显示控制子模块将获得的果蔬名称、重量、单价和总价信息保存成文本文件输出给屏幕显示。

8.根据权利要求书1所述的电子秤，其特征在于：每个重量传感器(71)的表面为5cm*5cm方形刚体。