CN106959309A - 一种剩余食物的监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种剩余食物的监测系统，用于监测厨余桶中的剩余食物，所述监测系统包括：监测设备终端和监测信息处理终端，其中，所述监测设备终端包括扫描设备主体，所述扫描设备主体对应放置所述厨余桶的位置设置，且与所述监测信息处理终端连接，用于通过X射线束扫描所述厨余桶中的剩余食物，并将所述剩余食物的信息发送给所述监测信息处理终端；所述监测信息处理终端用于根据所述剩余食物的信息确定剩余食物的类别及各所述类别的剩余食物的重量。所述监测系统能够实时定量化监测餐饮企业的食物剩余的分布情况，方便相关部门掌握餐饮企业的食物剩余结构和食物剩余数量，及时制定能够有效减少食物剩余的措施。

Description

一种剩余食物的监测系统
技术领域
本发明涉及餐饮领域，特别是涉及一种剩余食物的监测系统。
背景技术
餐饮业的食物浪费问题一直以来备受关注，尤其是近些年来，国内外食物浪费现象日益严重，不仅造成了环境污染，而且引起了食物生产过程中的各种资源的巨大浪费。目前，对于我国餐饮企业严重的食物浪费现象很少能够定量估计，浪费的具体情况更多是感性认识和典型调查估计，这与缺乏相应的监测产品和监测技术有直接关系。因此，如何提供一种剩余食物的监测系统，能够监测剩余食物的类别和各类别剩余食物的重量成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种剩余食物的监测系统，能够监测剩余食物的类别和各类别剩余食物的重量。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种剩余食物的监测系统，所述监测系统用于监测厨余桶中的剩余食物，所述监测系统包括：监测设备终端和监测信息处理终端，其中，
所述监测设备终端包括扫描设备主体，所述扫描设备主体对应放置所述厨余桶的位置设置，且与所述监测信息处理终端连接，用于通过X射线束扫描所述厨余桶中的剩余食物，并将所述剩余食物的信息发送给所述监测信息处理终端；
所述监测信息处理终端用于根据所述剩余食物的信息确定剩余食物的类别及各所述类别的剩余食物的重量。
可选的，所述扫描设备主体具体包括：X射线发生器和X射线探测器，其中，
所述X射线发生器用于从多角度发射X射线束；
所述X射线探测器对应所述X射线发生器设置，用于将探测到的X射线束转换为电信号。
可选的，所述X射线发生器具体包括：高压发生器和X射线管，其中，
所述高压发生器与所述X射线管连接，用于给所述X射线管的两极施加高电压；
所述X射线管用于在高电压的作用下从多角度发射X射线束。
可选的，所述监测信息处理终端用于根据所述剩余食物的信息确定剩余食物的类别及各所述类别的剩余食物的重量具体包括：所述监测信息处理终端用于将所述剩余食物的图像分割成若干厚度相等的体素，并确定各所述体素的衰减参数；确定与各衰减参数对应的剩余食物的类别和体积；根据所述各类别的剩余食物的体积和所述各类别的剩余食物的密度确定各类别的剩余食物的重量。
可选的，所述监测信息处理终端具体包括：体素分割单元、衰减参数计算单元、类别确定单元、体积估算单元和重量计算单元，其中，
所述体素分割单元用于将所述剩余食物的图像分割成若干厚度相等的体素；
衰减参数计算单元用于根据各所述体素的厚度、各所述体素的X射线的入射强度与各所述体素的X射线的透射强度确定各所述体素的衰减参数，并以衰减参数矩阵的形式输出各所述衰减参数；
所述类别确定单元用于根据各所述体素的衰减参数及预先存储的衰减参数-实物类别对照表确定所述剩余食物的类别；
所述体积估算单元用于根据所述各所述体素的衰减参数以及所述剩余食物的类别确定各类别的剩余食物的体积；
重量计算单元用于根据所述各类别的剩余食物的体积和所述各类别的剩余食物的密度确定各类别的剩余食物的重量。
可选的，所述体积估算单元具体包括：数/模转换器和3D成像模块，其中，
所述数/模转换器用于根据所述衰减参数矩阵生成由黑到白的不同像素的点，所述不同像素的点构成二维衰减图像；
所述3D成像模块与所述数/模转换器连接，用于根据所述二维衰减图像生成三维图像，并根据所述三维图像估算与各衰减参数对应的各类别的剩余食物的体积。
可选的，监测设备终端还包括传送带，所述厨余桶设置在所述传送带上。
可选的，监测设备终端还包括重力传感器，所述重力传感器设置在放置所述厨余桶的位置处、用于支撑厨余桶的支撑面上，用于测量并显示装有剩余食物的厨余桶的重量。
可选的，所述扫描设备主体的数量为多个，各所述扫描设备主体呈弧形设置，所述弧形的外圆周的最高点在所述厨余桶的顶部的上方，且所述外圆周与所述厨余桶的外表面不相交。
可选的，各所述扫描设备主体沿所述弧形的外圆周等间距分布。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
扫描设备主体通过X射线束从多角度扫描厨余桶中的剩余食物，监测信息处理终端根据扫描设备主体发送的剩余食物信息，确定剩余食物的类别及各类别的剩余食物的重量，从而实现实时定量化监测餐饮企业食物剩余的分布情况，方便相关部门掌握餐饮企业的食物剩余结构和食物剩余数量，及时制定能够有效减少食物剩余的措施。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例1监测系统的结构框图；
图2为本发明实施例1监测系统的结构示意图；
图3为本发明实施例1监测信息处理终端的结构框图；
图4为本发明实施例2监测系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种剩余食物的监测系统，能够监测剩余食物的类别和各类别的剩余食物的重量。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
如图1和图2所示，剩余食物的监测系统包括：监测设备终端1和监测信息处理终端2，监测设备终端1包括扫描设备主体11和重力传感器12和传送带13，厨余桶3设置在传送带13上。扫描设备主体11具体包括X射线发生器111和X射线探测器112，扫描设备主体11对应放置厨余桶的位置设置，扫描设备主体11和重力传感器12与监测信息处理终端2连接，扫描设备主体11通过X射线束多角度扫描厨余桶3中的剩余食物，并将剩余食物的信息发送给监测信息处理终端2。监测信息处理终端2根据扫描设备主体11发送的剩余食物信息确定剩余食物的类别及各类别的剩余食物的重量。
可选地，X射线发生器具体包括：高压发生器和X射线管，高压发生器与X射线管连接，给X射线管的两极施加高电压；X射线管在高电压的作用下从多角度发射X射线束。
监测信息处理终端2将所述剩余食物的图像分割成若干厚度相等的体素，并确定各体素的衰减参数；确定与各衰减参数对应的剩余食物的类别和体积；根据各类别的剩余食物的体积和各类别的剩余食物的密度确定各类别的剩余食物的重量。重力传感器12设置在放置厨余桶3的位置处、用于支撑厨余桶3的支撑面上，用于测量并显示装有剩余食物的厨余桶3的重量。
如图3所示，监测信息处理终端2具体包括：体素分割单元21、衰减参数计算单元22、类别确定单元23、体积估算单元24和重量计算单元25，其中，
体素分割单元21将剩余食物的图像分割成若干厚度相等的体素；
衰减参数计算单元22根据各体素的厚度、各体素的X射线的入射强度与各体素的X射线的透射强度确定各体素的衰减参数，并以衰减参数矩阵的形式输出各衰减参数；
类别确定单元23用于根据各体素的衰减参数及预先存储的衰减参数-实物类别对照表确定剩余食物的类别；
体积估算单元24根据所述各体素的衰减参数以及剩余食物的类别确定各类别的剩余食物的体积；
重量计算单元25根据各类别的剩余食物的体积和各类别的剩余食物的密度确定各类别的剩余食物的重量。
多个扫描设备主体11呈弧形设置，且弧形的外圆周的最高点在厨余桶3的顶部的上方，且外圆周与厨余桶3的外表面不相交，进一步地，各扫描设备主体11沿弧形的外圆周等间距分布。本发明的监测设备终端能够360度的扫描装有剩余食物的厨余桶，每个扫描设备主体都包括X射线发射元件和X射线接收元件。各个扫描设备主体可以同时发射也可以分时发射，接收元件接收对应的对称位置发出的射线，监测信息处理终端2通过计算可以获得不同位置处射线的衰减参数。而X射线之所以衰减是因为通过装剩余食物的厨余桶时，不同的剩余食物(也包括骨头等残渣)的衰减参数不同，每一个接收点处的衰减参数都是一个混合的衰减参数(所有不同类别的食物在射线通过路径上的综合影响)。随着X射线发射位置的变化，最后得到的数据是射线从不同角度穿越装有剩余食物的厨余桶的综合衰减参数。然后通过柱坐标系下二维傅里叶变化，对混合的衰减参数的原始数据进行Radon变换后，就得到了射线通过装有剩余食物的厨余桶后，X射线的二维衰减图，从而能够获得桶内剩余食物的分布结构。
本发明的监测系统可实时监测餐饮企业食物剩余和浪费情况，以方便相关单位及时掌握餐饮企业食物剩余丢弃情况，对于相关部门及时掌握餐饮企业食物剩余浪费现状，及时督促相关餐饮企业制定相应预防措施减少食物浪费，具有重要的实际意义和应用价值。
实施例2：
如图4所示，剩余食物监测系统包括：监测设备终端1和监测信息处理终端2，监测系统用于监测餐饮企业专用的厨余桶3中的剩余食物，监测设备终端1包括：由X射线发生器111和X射线探测器112组成的扫描设备主体、重力传感器12和传送带13，其中，X射线发生器111具体包括高压发生器411和X射线管412，传送带13在图中未显示。重力传感器12设置在传送带13和支撑厨余桶3的支撑面之间，用于测量并显示装有剩余食物的厨余桶3的重量。X射线管412从多个角度发射X射线束，位于机体内的X射线探测器112接收X射线束。
监测信息处理终端2包括模/数转换器421、计算机422、数/模转换器423、3D成像模块424。监测设备终端1与监测信息处理终端2可进行远距离传输，监测信息处理终端2通过对监测设备终端1发送的剩余食物信息进行处理和计算，可以以图片或数据的形式输出餐饮业剩余食物的分布情况。
X射线探测器112将探测到的X射线束转变为可见光后，再由其内部的光电转换器转换为电信号。模/数转换器421将X射线探测器112发送的电信号转变为数字信号后输入给计算机422，计算机422计算并以矩阵的形式输出各体素的衰减参数。在X射线穿透剩余食物桶时，由于桶内不同食物是由多种物质成分和不同的密度构成的，所以各点对X线的吸收系数是不同的。计算机422将各X射线通过的食物图像分割成许多小单元体(体素)，设体素的数量为n，令每个体素的厚度相等，假设每个体素的厚度足够小，使得每个体素均匀，每个体素的吸收系数为常值，如果X射线的入射强度I0、透射强度I和体素的厚度均为已知，沿着X射线通过路径上的各体素的吸收系数之和μ＝μ1+μ2+……+μn，其中μi为所述路径上各体素的吸收系数，1≤i≤n。成像装置要从不同方向上进行多次扫描，来获取足够的数据建立n个或n个以上的独立方程，求解各吸收系数。吸收系数是一个物理量，用影像中每个像素所对应的食物对X射线的线性平均衰减量的大小表示。本实施例中以水的衰减系数为基准，故各衰减参数可定义为桶内各类别的食物对X射线的吸收系数与水的吸收系数的相对值，进而用于判别食物的种类。
数/模转换器423根据计算机422输出的各体素的衰减参数矩阵生成由黑到白的不同像素的点，不同像素的点构成二维衰减图像。
3D成像模块424根据数/模转换器423输出的图像生成3D图像，并估算各衰减参数对应的食物的体积。
计算机422中设置有数据库，数据库中存储有各类别食物的密度数据、各类别食物的衰减参数数据及各种剩余食物体积数据。计算机422根据数据库中各类别食物的衰减参数确定食物类别，并根据各类别食物的密度及3D成像模块424输出的各类别食物的体积确定各类别食物的重量。
本申请通过X射线束对装有剩余食物的厨余桶的一定厚度的层面进行反复扫描，通过探测器接收透过该层面的X射线，将X射线的强度转变为可见光，由光电转换器转变为电信号。然后通过模/数转换器将接收的电信号转变为数字信号，再输入计算机处理。扫描获得的信息经过计算机计算可获得每个体素的X线衰减系数(吸收系数)，并将各体素的衰减参数排列成矩阵形式。数/模转换器把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白的不同的像素，并按矩阵排列构成图像。3D成像模块进行体积估算，然后再通过计算机确定各食物的重量。本申请的方案能够较为准确的探测餐饮企业食物剩余的数量，从而可以准确监测、实时上报餐饮业食物浪费情况。通过分析剩余食物体积的历史数据，还能够有针对性地制定相应预防措施，减少食物浪费。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种剩余食物的监测系统，所述监测系统用于监测厨余桶中的剩余食物，其特征在于，所述监测系统包括：监测设备终端和监测信息处理终端，其中，
所述监测设备终端包括扫描设备主体，所述扫描设备主体对应放置所述厨余桶的位置设置，且与所述监测信息处理终端连接，用于通过X射线束扫描所述厨余桶中的剩余食物，并将所述剩余食物的信息发送给所述监测信息处理终端；
所述监测信息处理终端用于根据所述剩余食物的信息确定剩余食物的类别及各所述类别的剩余食物的重量。
2.根据权利要求1所述的剩余食物的监测系统，其特征在于，所述扫描设备主体具体包括：X射线发生器和X射线探测器，其中，
所述X射线发生器用于从多角度发射X射线束；
所述X射线探测器对应所述X射线发生器设置，用于将探测到的X射线束转换为电信号。
3.根据权利要求2所述的剩余食物的监测系统，其特征在于，所述X射线发生器具体包括：高压发生器和X射线管，其中，
所述高压发生器与所述X射线管连接，用于给所述X射线管的两极施加高电压；
所述X射线管用于在高电压的作用下从多角度发射X射线束。
4.根据权利要求1所述的剩余食物的监测系统，其特征在于，所述监测信息处理终端用于根据所述剩余食物的信息确定剩余食物的类别及各所述类别的剩余食物的重量具体包括：所述监测信息处理终端用于将所述剩余食物的图像分割成若干厚度相等的体素，并确定各所述体素的衰减参数；确定与各衰减参数对应的剩余食物的类别和体积；根据所述各类别的剩余食物的体积和所述各类别的剩余食物的密度确定各类别的剩余食物的重量。
5.根据权利要求4所述的剩余食物的监测系统，其特征在于，所述监测信息处理终端具体包括：体素分割单元、衰减参数计算单元、类别确定单元、体积估算单元和重量计算单元，其中，
所述体素分割单元用于将所述剩余食物的图像分割成若干厚度相等的体素；
衰减参数计算单元用于根据各所述体素的厚度、各所述体素的X射线的入射强度与各所述体素的X射线的透射强度确定各所述体素的衰减参数，并以衰减参数矩阵的形式输出各所述衰减参数；
所述类别确定单元用于根据各所述体素的衰减参数及预先存储的衰减参数-实物类别对照表确定所述剩余食物的类别；
所述体积估算单元用于根据所述各所述体素的衰减参数以及所述剩余食物的类别确定各类别的剩余食物的体积；
重量计算单元用于根据所述各类别的剩余食物的体积和所述各类别的剩余食物的密度确定各类别的剩余食物的重量。
6.根据权利要求5所述的剩余食物的监测系统，其特征在于，所述体积估算单元具体包括：数/模转换器和3D成像模块，其中，
所述数/模转换器用于根据所述衰减参数矩阵生成由黑到白的不同像素的点，所述不同像素的点构成二维衰减图像；
所述3D成像模块与所述数/模转换器连接，用于根据所述二维衰减图像生成三维图像，并根据所述三维图像估算与各衰减参数对应的各类别的剩余食物的体积。
7.根据权利要求1所述的剩余食物的监测系统，其特征在于，监测设备终端还包括传送带，所述厨余桶设置在所述传送带上。
8.根据权利要求1所述的剩余食物的监测系统，其特征在于，监测设备终端还包括重力传感器，所述重力传感器设置在放置所述厨余桶的位置处、用于支撑厨余桶的支撑面上，用于测量并显示装有剩余食物的厨余桶的重量。
9.根据权利要求1所述的剩余食物的监测系统，其特征在于，所述扫描设备主体的数量为多个，各所述扫描设备主体呈弧形设置，所述弧形的外圆周的最高点在所述厨余桶的顶部的上方，且所述外圆周与所述厨余桶的外表面不相交。
10.根据权利要求9所述的剩余食物的监测系统，其特征在于，各所述扫描设备主体沿所述弧形的外圆周等间距分布。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170718

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