CN107767564A - 基于图像识别的自动售货机自动除雾系统及方法 - Google Patents

基于图像识别的自动售货机自动除雾系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于图像识别的自动售货机自动除雾系统及方法，其包括带透明玻璃柜门的自动售货机，该自动售货机的玻璃柜门上设置除雾加热装置，且该自动售货机的货架外端安装镜头朝向玻璃柜门上一视频感知区域的摄像装置；自动售货机内设置一连接摄像装置和除雾加热装置的本地控制系统，本地控制系统控制摄像装置每间隔一预设时间拍取一幅视频感知区域图像，本地控制系统将接收到的每幅视频感知区域图像的各像素点转换为相应的灰度值，并计算每幅视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值，如果各像素点灰度值的平均值大于或等于除雾阀值，则启动除雾加热装置，如果各像素点灰度值的平均值小于停止除雾阀值，则使除雾加热装置停止运行。

Description

基于图像识别的自动售货机自动除雾系统及方法
技术领域
本发明涉及一种自动售货机，特别是一种基于图像识别的自动售货机自动除雾系统及方法。
背景技术
自动售货机购物已成为新零售的一种发展趋势。
当前，自动售货机货柜大都使用全可视玻璃贮存方式，售货机货柜由多个货架组成，每个货架又由多个货道组成，每个货道上摆放货物，这种方式使得用户所见即所得，已广为消费者接受，这种方式也为商品制造商提供了一种可选的货道展示广告方式，也受到商品生产商和运营商的青睐。
目前，自动售货机里面销售的商品包括牛奶，饮料等商品，为了提供所售商品完好的储存环境，和给消费者良好的口感，绝大部分售货机机柜都采用冷藏方式，采用压缩机制冷。尤其是面向新鲜食品如肉类，蛋类，还有面向鲜奶和酸奶等的自动售货机，其柜体温度常常需要保持在3-6度左右。
这就给使用可视玻璃购物的自动售货机带来一个问题，即便是采用双层隔热玻璃，由于柜内柜外的温差太大，而玻璃又不可能完全隔热，这样经过传导与辐射，柜内的低温逐渐使得玻璃外表的温度低于外部环境温度。当外部环境湿度满足一定条件时，就会在售货机玻璃外表面形成一层水雾，严重时整块玻璃都会流水，这样既严重影响用户购物体验(消费者无法看清柜内货物)，又给售货机摆放场地带来水渍污染，也影响柜内货道商品的广告效果。
目前采用的除雾解决办法是，在自动售货机玻璃处嵌入可加热的电阻丝网格，通过加热电阻丝使玻璃外表面的温度升高，减少与环境温度的温差，以便除雾。目前，对于除雾常常采用人工控制除雾方式，即人工开启除雾模式之后，售货机前视玻璃24小时一直处于加热状态，以保证玻璃表面不至于结雾甚至流水。
人工除雾模式会引起严重的能耗损失，因为并不是24小时都需要除雾，而是应当在有雾并且影响视觉效果的时候才进行除雾。以一块80W功率的加热玻璃为例，如果24小时不间断工作，则一天消耗的功率为24*80/1000＝1.92KW时，一台售货机一年仅仅因为除雾就需要消耗1.92*365＝700.8KW时。并且，玻璃加热一方面本身需要消耗功率，另一方面，由于玻璃加热，导致冷藏温度变高，反过来又使得压缩机为了保证舱内温度不得不频繁启动制冷模式，又会消耗不必要的能量，这样形成一种恶性循环。实际上，大部分时间是不需要除雾即不需要耗能的。
因而，有必要提供一种可自动检测是否起雾，一旦起雾，自动启动加热除雾，没有起雾的情况下，自动关闭加热装置，达到既除雾又节能的装置。
根据前述起雾原理可知，雾水是在玻璃外表面形成的，从原理上看，似乎可以装一个湿度计来检测作为是否启动除雾的依据，可实际上这个方法效果不好，一方面，起雾的因素不仅取决于湿度，还取决于玻璃表面温度与环境温度之差，第三点，即便安装湿度计，也只能安装在玻璃外表面，这样很容易受到损坏。所以，采用湿度计的方式实际不可行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种能自动检测是否起雾，一旦起雾，自动启动加热除雾，没有起雾的情况下，自动关闭加热装置，达到既除雾又节能的基于图像识别的自动售货机自动除雾系统和方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于图像识别的自动售货机自动除雾系统，其包括带透明玻璃柜门的自动售货机，所述自动售货机内有多个货架，每个货架有多个货道，所述自动售货机的玻璃柜门上设置除雾加热装置，其中，
多个货架中的某个货架外端安装摄像装置，所述摄像装置的镜头朝向自动售货机玻璃柜门上的一视频感知区域；
自动售货机内设置一本地控制系统，所述摄像装置和除雾加热装置连接所述本地控制系统，且所述本地控制系统控制所述摄像装置每间隔一预设时间拍取一幅视频感知区域图像并传送到本地控制系统，本地控制系统将接收到的每幅视频感知区域图像的各像素点转换为相应的灰度值，并计算每幅视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值，如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值大于或等于一除雾阀值，则本地控制系统启动所述除雾加热装置，如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值小于一停止除雾阀值，则本地控制系统使所述除雾加热装置停止运行。
上述方案的进一步改进为，所述自动售货机具有多台，且各自动售货机的本地控制系统和摄像装置分别通过网络连接至云端服务系统，所述云端服务系统通过本地控制系统，或直接控制自动售货机的摄像装置每间隔一预设时间拍取一幅视频感知区域图像并传送到云端服务系统，云端服务系统将接收到的每幅视频感知区域图像的各像素点转换为相应的灰度值，并计算每幅视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值，如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值大于或等于一除雾阀值，则启动该视频感知区域图像对应自动售货机的除雾加热装置，如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值小于一停止除雾阀值，则使该视频感知区域图像对应自动售货机的除雾加热装置停止运行。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于图像识别的自动售货机自动除雾方法，其包括下列步骤：
在带透明玻璃柜门的自动售货机的货架外端某处安装摄像装置，所述摄像装置的镜头朝向自动售货机玻璃柜门上的一视频感知区域；
自动售货机的本地控制系统控制所述摄像装置每间隔一预设时间拍取一幅视频感知区域图像并传送到本地控制系统；
本地控制系统将接收到的每幅视频感知区域图像的各像素点转换为相应的灰度值，并计算每幅视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值；
如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值大于或等于一除雾阀值，则启动自动售货机的除雾加热装置；
如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值小于一停止除雾阀值，则使所述除雾加热装置停止运行。
上述基于图像识别的自动售货机自动除雾方法的进一步改进为，所述自动售货机具有多台，且各自动售货机的本地控制系统和摄像装置分别通过网络连接至云端服务系统，所述云端服务系统通过本地控制系统或直接控制自动售货机的摄像装置每间隔一预设时间拍取一幅视频感知区域图像并传送到云端服务系统，云端服务系统将接收到的每幅视频感知区域图像的各像素点转换为相应的灰度值，并计算每幅视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值，如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值大于或等于一除雾阀值，则启动该视频感知区域图像对应自动售货机的除雾加热装置，如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值小于一停止除雾阀值，则使该视频感知区域图像对应自动售货机的除雾加热装置停止运行。
本发明受国家自然科学基金项目61272147支持，其采用视觉识别原理，通过安装一个摄像装置(微型照相机或摄像机)固定在自动售货机货架外端的某个位置，摄像装置从自动售货机柜内对柜门玻璃的一视频感知区域进行拍照。如果没有起雾，则图像是清晰的，如果起雾严重，则图像是模糊的，根据图像的模糊程度启动玻璃的加热，直至图像清晰位置停止加热。
由于摄像装置是固定安装在自动售货机柜内货架的固定位置上，不会受到外界的干扰；对于抓拍的视频感知区域图像的模糊程度判断，只需对其内所有像素点进行简单的灰度处理，设玻璃透明时的灰度为0，严重起雾(没有结露流水的情况)时灰度为100，所以，每个像素点的灰度值，介于0-100之间。然后计算整幅视频感知区域图像各像素点的灰度平均值，并选定一除雾阀值以此作为判定是否启动玻璃除雾加热装置的标志，选定一停止除雾阀值，作为停止除雾加热装置的标志。
本发明的优点是，通过采用图像采集与智能识别，只有玻璃起雾的时候才启动玻璃除雾加热装置，无雾时自动关闭玻璃除雾加热装置，从而达到既即时消除雾气而又节能的目的。
附图说明
图1是本发明自动售货机正视结构示意图。
图2是图1的侧视结构示意图。
图3是本发明基于图像识别的自动售货机自动除雾系统的基本架构示意图。
图4是本发明基于图像识别的自动售货机自动除雾方法流程图。
具体实施方式
如图1－图3所示，本发明基于图像识别的自动售货机自动除雾系统一实施例包括带透明玻璃柜门5的自动售货机1。该自动售货机内设有多个货架2，每个货架2上设有多个货道，且自动售货机1的玻璃柜门上设置除雾加热装置3。一货架2的外端某处安装摄像装置4，摄像装置4的镜头朝向自动售货机玻璃柜门5上的一视频感知区域6。摄像装置4优选采用微型照相机或摄像机。自动售货机1内设置一本地控制系统7，摄像装置4和除雾加热装置3分别连接本地控制系统7。
如图4所示，本发明使用时，本地控制系统7控制摄像装置4每间隔一预设时间拍取一幅视频感知区域图像并传送到本地控制系统7，本地控制系统将接收到的每幅视频感知区域图像的各像素点转换为相应的灰度值，并计算每幅视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值，如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值大于或等于一除雾阀值，则启动所述除雾加热装置，如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值小于一停止除雾阀值，则使所述除雾加热装置停止运行。其中灰度值转换时，可设玻璃透明时的灰度为0，严重起雾(没有结露流水的情况)时灰度为100，即每个像素点的灰度值介于0-100之间。
本发明中也可包括多台带透明玻璃柜门的自动售货机1，各自动售货机1内设有多个货架2，每个货架2上设有多个货道，且自动售货机1的玻璃柜门周边设置除雾加热装置3，一货架2的外端某处安装摄像装置4，摄像装置4的镜头朝向自动售货机玻璃柜门5上的一视频感知区域6。摄像装置4优选采用微型照相机或摄像机。各自动售货机1内设置一本地控制系统7，摄像装置4和除雾加热装置3分别连接本地控制系统7，同时各自动售货机1的本地控制系统7、摄像装置4分别通过网络连接至云端服务系统。使用时，云端服务系统通过各自动售货机1的本地控制系统7或直接控制自动售货机1的摄像装置4每间隔一预设时间拍取一幅视频感知区域图像并传送到云端服务系统；云端服务系统将接收到的每幅视频感知区域图像的各像素点转换为相应的灰度值，并计算每幅视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值；如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值大于或等于一除雾阀值，则启动该视频感知区域图像对应自动售货机的除雾加热装置；如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值小于一停止除雾阀值，则使该视频感知区域图像对应自动售货机的除雾加热装置停止运行。

Claims (6)

1.一种基于图像识别的自动售货机自动除雾系统，包括带透明玻璃柜门的自动售货机，所述自动售货机内有多个货架，每个货架有多个货道，所述自动售货机的玻璃柜门上设置除雾加热装置，其特征在于，
所述货架中一货架的外端安装摄像装置，所述摄像装置的镜头朝向自动售货机玻璃柜门上的一视频感知区域；
自动售货机内设置一本地控制系统，所述摄像装置和所述除雾加热装置连接所述本地控制系统，且所述本地控制系统控制所述摄像装置每间隔一预设时间拍取一幅视频感知区域图像并传送到本地控制系统，本地控制系统将接收到的每幅视频感知区域图像的各像素点转换为相应的灰度值，并计算每幅视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值，如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值大于或等于一除雾阀值，则启动所述除雾加热装置，如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值小于一停止除雾阀值，则使所述除雾加热装置停止运行。
2.根据权利要求1所述的基于图像识别的自动售货机自动除雾系统，其特征在于，所述自动售货机具有多台，且各自动售货机的本地控制系统和摄像装置分别通过网络连接至云端服务系统，所述云端服务系统通过本地控制系统或直接控制自动售货机的摄像装置每间隔一预设时间拍取一幅视频感知区域图像并传送到云端服务系统，云端服务系统将接收到的每幅视频感知区域图像的各像素点转换为相应的灰度值，并计算每幅视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值，如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值大于或等于一除雾阀值，则启动该视频感知区域图像对应自动售货机的除雾加热装置，如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值小于一停止除雾阀值，则使该视频感知区域图像对应自动售货机的除雾加热装置停止运行。
3.根据权利要求1或2所述的基于图像识别的自动售货机自动除雾系统，其特征在于，所述灰度值范围为0－100。
4.一种权利要求1－3中任一项所述基于图像识别的自动售货机自动除雾方法，其特征在于包括下列步骤：
在带透明玻璃柜门的自动售货机的货架外端某处安装摄像装置，所述摄像装置的镜头朝向自动售货机玻璃柜门上的一视频感知区域；
自动售货机的本地控制系统控制所述摄像装置每间隔一预设时间拍取一幅视频感知区域图像并传送到本地控制系统；
本地控制系统将接收到的每幅视频感知区域图像的各像素点转换为相应的灰度值，并计算每幅视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值；
如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值大于或等于一除雾阀值，则本地控制系统启动自动售货机的除雾加热装置；
如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值小于一停止除雾阀值，则本地控制系统使所述除雾加热装置停止运行。
5.根据权利要求4所述基于图像识别的自动售货机自动除雾方法，其特征在于，所述自动售货机具有多台，且各自动售货机的本地控制系统和摄像装置分别通过网络连接至云端服务系统，所述云端服务系统通过本地控制系统或直接控制自动售货机的摄像装置每间隔一预设时间拍取一幅视频感知区域图像并传送到云端服务系统，云端服务系统将接收到的每幅视频感知区域图像的各像素点转换为相应的灰度值，并计算每幅视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值，如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值大于或等于一除雾阀值，则启动该视频感知区域图像对应自动售货机的除雾加热装置，如果视频感知区域图像各像素点灰度值的平均值小于一停止除雾阀值，则使该视频感知区域图像对应自动售货机的除雾加热装置停止运行。
6.根据权利要求4或5所述基于图像识别的自动售货机自动除雾方法，其特征在于，所述灰度值范围为0－100。
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