CN108171502A - 一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统，由一个箱体和一个远程服务器组成；箱体上设置有一个放置结算商品的结算区，结算区上部设置一个图像传感器获取结算商品图像，箱体外设有用于商品支付的结算屏，箱体正面设置有热释电体感应传感器和语音广播以及结算商品清单打印机；箱体内分别设置有中心控制单元，商品称重传感器，商品消磁器，上位机，通信控制单元以及UPS电源等；系统通过对结算商品的图像识别进行顾客购买商品结算，当顾客将所购商品放置在商品结算区时，系统自动通过商品图像识别得到商品结算信息；本发明可实现无人值守的24小时全天候营业，大幅度降低了人员成本提高商品结算效率，可广泛应用于无人值守超市进行快速准确的商品自助结算。
Description
技术领域
本发明涉及超市自助购物系统，尤其涉及一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统。
技术背景
在现代的零售业中，无论是大型超市，还是小型超市，目前顾客在购物结算时均采用有人值守的收很员进行手工结算的方式，这种方式首先是结算效率低，顾客往往需要花费大量的时间，排队等待商品结算；其次，超市特别是大型超市，由于顾客人流量大，特别是购物高峰时，购物顾客人数多，收银员劳动强度非常大；再次，无论是大型超市，还是中小型超市，在顾客购物结算时，需要大量的收银人员长时间值守，随着我国人员工资水平的逐年增加，使超市的用人成本居高不下，严重影响超市的经营效益；而对于一些小型超市，一般一个超市需要1-2人长期驻守（如常见的夫妻店等），人力成本高，效率低。
针对上述问题，需要一种既能够解决超市顾客购物时等待时间长，又能降低收银员劳动强度，还能降低超市运营成本、提高超市经营效益的方便快捷的一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统，实现超市无人值守顾客自助的快速商品结算。
发明内容
本发明针对上述问题，提供了一种使用和扩展方便，使用人工智能的一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统，替代大量的收银值守的收银员，实现超市无人值守的全天候不间断营业，大大降低了销售经营和人力成本，方便顾客购物，提升顾客购物结算效率，提高超市经营效益以及社会效益
本发明的一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统，包括箱体1，箱体外侧分别设置有商品图像传感器2、结算商品放置箱3、商品结算成功指示灯4、人体接近检测传感器5、商品购物清单打印机6、商品购物清单打印按钮7、商品自助结算操作按钮8及语音提示喇叭9、商品结算及广告播放显示器10、检修门11、箱体背面设置有设备安装门20。
箱体1内还设置有商品消磁器13、称重传感器14、上位机16、中心控制器单元17、UPS电源单元15。
箱体1内部上部还设置有LED照明单元12，用于商品图像识别的商品照明。
箱体1背面设置设备安装门20上设置有给系统供电的电源接口19及用于上位机16与远程服务器29通信的以太网接口18。
箱体1内部设置的中心控制器单元17由主控制器21、图像处理控制器23、人体感应处理器24、称重处理器25、频处理器26、语音处理器27、消磁处理器28、电源31组成；其中，图像处理控制器23与图像传感器2连接；人体感应处理器24与人体接近检测传感器5；称重处理器25与商品重量传感器14连接；视频处理器26与商品结算及广告播放显示器10连接、语音处理器27与语音提示喇叭9连接；消磁处理器28与商品消磁器13连接、电源32为中心控制器单元17提供+5V及+12V直流电源。
箱体1内设置有上位机16，上位机内设置有通信控制单元30，实现上位机16与远程服务器29的通信连接。
箱体1内设置有UPS电源单元15为系统提供电源。
上位机16内设置有通信控制单元30，其为以太网络适配器，上位机16通过通信控制单元30与远程服务器29之间进行通信。
当顾客完成商品结算后，按下商品购物清单打印按钮7启动商品购物清单打印机6打印购买商品结算清单。
附图说明
图1是本发明的箱体正面示意图。
图2为本发明的箱体背面结构示意图。
图3为本发明的箱体背面内部结构示意图。
图4为本发明的箱体立体示意图。
图5为本发明的箱体立体示意图。
图6为本发明的中心控制器单元结构示意图。
图7是本发明的商品自助结算流程示意图。
图8为本发明的主控制器工作流程示意图。
图9为本发明的商品结算流程示意图。
图10为本发明的上传商品结算数据至服务器流程示意图。
具体实施方式
如图1～图5所示，本发明中的一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统包括箱体1，箱体外侧分别设置有结算商品放置箱3，用于顾客放置被告结算商品；在商品放置箱4顶部设置商品图像传感器2，用于获取顾客结算商品的商品图像。
箱体1右侧（或左侧或上部）设置商品结算及广告播放显示器10，用于显示顾客结算商品信息及顾客商品支付二维码显示，在没有顾客结算商品时，则播放商业广告。
箱体1右侧（或左侧）设置商品自助结算操作按钮8，用于顾客结算所购商品时进行商品结算的指令操作.
箱体1右侧（或左侧或上部）设置有语音提示喇叭9，用于提示顾客进行购物商品的结算流程操作提示等；在箱体右侧（或左侧）设置检修门11，用于对箱体1内设备进行维护与检修。
箱体1正面底部设置有人体接近检测传感器5，该传感器为热释电传感器，用于检测是否有顾客接近箱体1进行购物商品结算。
箱体1正面底部还设置商品结算成功指示灯4，用于提示顾客商品结算成功；在箱体1正面右侧（或左侧或上部）设置有商品购物清单打印按钮7,顾客在商品结算完成后，可通过接下该按钮启动商品购物清单打印机（6）打印所购商品清单。
箱体1背面设置有设备安装门20，设备安装门20上设置有电源接口19及以太网接口18，为箱提供电源及与上位机16与远程服务器之间的通信。
箱体1内还设置有称重传感器14，用于检测在顾客商品结算时，检测顾客是否将购买商品放置在结算商品放置箱3上，同时获取商品图像时得到的商品重量与称重传感器检测重量是否一致，还检测在顾客结算时商品重量是否稳定。
箱体1内还设置有商品消磁器13，当顾客结算商品付款成功后，用于对商品上的防盗磁标记进行消磁处理。
箱体1内还设置有商品购物清单打印机6，由清单打印控制器22控制商品购物清单打印机6打印顾客购买商品清单。
箱体1内还设置有中心控制器单元17、实现对商品结算过程控制处理；箱体1内设置的上位机16，实现对商品结算数据处理等事务及与远程报务器之间的数据交换；箱体1内设置的UPS电源单元15为整个箱体内设备提供不间断的供电。
箱体1内部上部还设置有LED照明单元12，用于商品图像识别的商品照明。
箱体1内部设置的中心控制器单元17由主控制器21、图像处理控制器23、人体感应处理器24、称重处理器25、视频处理器26、语音处理器27、消磁处理器28、电源31组成；箱体1内部还设置有UPS电源单元15为系统提供电源。
其中图像处理控制器23、图像传感器2用于获取顾客结算商品图像以及对商品图像进行处理；人体感应处理器24、人体接近检测传感器4用于检测是否有顾客接近箱体进行商品结算行为；称重处理器25、商品重量传感器14用于检测顾客是否放置商品至结算商品放置箱3内以及结算商品放置箱3内商品重量是否稳定，当检测顾客放置商品至商品放置箱3内时，启动图像传感器2，结算商品放置箱3内商品重量稳定时，图像传感器2获取顾客结算商品图像。
箱体1内部还设置有上位机16，上位机内设置有通信控制单元30，上位机内设置的通信控制单元30为以太网络适配器，上位机16通过通信控制单元30与远程服务器29之间进行通信。
箱体1采用长方形立方体框架结构，箱体正面设置结算商品放置箱3，结算商品放置箱3顶部设置有商品图像传感器2以及用于结算商品图像获取的LED照明单元12。
本发明的一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统工作原理如下。
如图1-图5所示，本例中箱体1正面下部设置人体接近检测传感器4，当顾客进入箱体1前一个设定距离时，系统检测到顾客，即判断顾客具有购买商品结算行为，随即启动图像传感器2，同时视频处理器26停止商品结算及广告播放显示器10所播放的广告内容，在商品结算及广告播放显示器10上显示商品结算界面。
然后主控制器21启动语音处理器27并通过语音喇叭9发出语音提示，提示顾客将购买商品放置于结算台指定区域；当顾客将购买商品放置于结算台指定区域时，商品重量传感器14检测到结算区域有商品放入时，通过称重处理器25对称重传感器14的商品重量变化进行处理，当商品重量稳定时，语音处理器27并通过语音喇叭9发出语音提示，提示顾客不要移动商品，此时，图像处理控制器23通过图像传感器2获取顾客购买商品图像，由图像处理控制器23将顾客结算商品图像通过主控制器21传输至上位机16进行商品结算信息处理。
上位机16将处理后的结算商品信息经主控制器21、视频处理器26在商品结算及广告播放显示器10上显示，再由语音处理器27并通过语音喇叭9对顾客发出商品支付语音提示，由顾客进行商品结算支付。
顾客支付完成后，主控制器21通过消磁处理器28启动消磁器13对顾客已结算商品进行防盗标记消磁处理，消磁结束后，语音处理器27并通过语音喇叭9提示顾客取走已付款商品，从而完成顾客购买商品的结算过程同时，顾客可通过箱体1正面的商品购物清单打印按钮7启动商品购物清单打印机6打印所购买商品的清单。
如图1~图3及图6及图7所示，为一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统的工作流程，当上位机16上电自检后即进入工作流程，先与主控制器21建立通信连接，然后检测主控制器21是否有商品结算请求，当主控制器21没有商品结算请求时，上位机16进入广告播放状态，将预先设置好的广告内容，通过主控制器21及视频处理器26在商品结算及广告播放显示器10上播放广告内容；当上位机16接到主控制器21的商品结算请求时，上位机16通过主控制器21获取顾客结算商品图像，然后进行商品结算流程。
上位机16处理完顾客结算商品的图像信息后，输出顾客商品结算信息，包括顾客所购买的商品名称、商品单价、商品数量以及商品总价等内容，然后通过主控制器21传输至商品结算及广告播放显示器10上显示，当顾客扫描商品结算及广告播放显示器10的商品结算二维码结算完成后，上位机16则进入上传商品结算数据至服务器的流程；上位机通过通信控制单元30将本次顾客购买商品结算数据上传至远程服务器29进行存储，上位机16完成一次商品结算流程，然后转入至广告播放状态，等待主控制器21再次发出商品结算请求。
如图1~图3及图8所示，为主控制器工作流程，主控制器21上电自检后立即与上位机16建立通信连接，然后进行人体接近检测传感器4中断检测，检测是否顾客靠近箱体1，若没有人体接近检测传感器4中断请求，控制器则进入广告播放状态，将上位机16的广告内容通过视频处理器26在商品结算及广告播放显示器10上播放广告内容。
当人体接近检测传感器4通过人体感应处理器24向主控制器21提出中断请求时，则有顾客靠近箱体1进行购买商品结算，主控制器通过图像处理控制器23启动图像传感器2；同时，主控制器21通过检测称重传感器14的重量变化，当称重处理器25输出称重传感器的重量变化信号时，主控制器21通过语音处理器27及语音喇叭9发出商品结算操作语音提示。
当称重处理器25输出称重传感器的重量稳定时，即为顾客将所有购买商品放置于结算商品放置箱3的指定区域，此时，主控制器21通过图像处理控制器23及图像传感器2获取顾客购买商品的图像，然后向上位机16发送商品结算请求，等待上位机16进行商品结算信息处理；同时通过语音处理器27及语音喇叭9发出语音提示，提示顾客不要移动结算商品放置箱3的结算区域内的商品。
当上位机16处理完顾客结算商品信息时，将顾客商品的信息（包括商品名称、商品单价、商品数量以及商品总价等内容）传输至商品结算及广告播放显示器10上显示，同时启动语音广播提示商品进行结算商品支付，当顾客扫描商品结算及广告播放显示器10上的二维码完成支付后，将顾客商品结算支付信息传输至上位机16，再通过消磁处理器28启动消磁器13对顾客已结算商品进行防盗标记消磁处理，消磁结束后，语音处理器27并通过语音喇叭9提示顾客取走已付款商品。
当顾客取走已付款商品时，主控制器21通过称重传感器14检测结算商品放置箱3的重量变化，当称重传感器14的重量为0时，通过图像处理控制器23关闭图像传感器2；顾客按下箱体1正面的商品购物清单打印按钮7时，主控制器21启动商品购物清单打印机6打印所购买商品的清单，从而完成顾客购买商品的结算过程；随后主控制器21进入广告播放状态，等待下一次商品结算讲求。
如图1~图3及图7、图9所示，为上位机16商品结算工作流程，当上位机16接收到主控制器21传输过来的顾客结算商品图像后，进行商品图像分割，然后提取商品图像特征，同时统计顾客所购商品数量；上位机16将每件商品的特征与商品图像库进行比较，然后生成顾客结算商品信息；再通过主控制器21输出顾客结算商品信息，显示到商品结算及广告播放显示器10上。
如图1~图3及图7、图10所示，为上位机16的顾客商品结算数据传输工作流程，当顾客购买商品结算完成后，上位机16通过通信控制单元30将顾客结算商品数据难过以太网传输至远程服务器29存储。
如图1~图5所示，在本发明的实施实例中，箱体1内结算商品放置箱3上部设置有LED照明单元12，用于商品图像识别的商品照明。
如图1~图5所示，在本发明的实施实例中，箱体1还设置有UPS电源15为整个结算系统提供不间断的电源供应；箱体1内的中心控制器单元17还设置有专门的开关电源为中心控制器单元17提供+5V和+12V的直流电源。
如图1~图5所示，在本发明的实施实例中，箱体1右侧面还设置有用于设置检修的检修门11以及箱体背面设置有设备安装门20，在设备安装门20上分别设置一个提供220V的交流电源插座19和一个用于网络通信的RJ45以太网通信接口18。
如图1~图5所示，在本发明的实施实例中，箱体1正面还设置有用于顾客进行操作的商品结算操作按钮，用于顾客在购买商品结算时，按语音提示进行的操作。
如图1~图5所示，在本发明的实施实例中，箱体1正面还设置有商品购物清单打印按钮（7）用于顾客启动商品购物清单打印机（6）打印购买商品结算清单的操作。
上述仅为本发明较佳的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟透本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统，其特征在于：包括箱体（1），箱体外侧分别设置有商品图像传感器（2）、结算商品放置箱（3）、商品结算成功指示灯（4）、人体接近检测传感器（5）、商品购物清单打印机（6）、商品购物清单打印按钮（7）、商品自助结算操作按钮（8）及语音提示喇叭（9）、商品结算及广告播放显示器（10）、检修门（11）、箱体背面设置有设备安装门（20）。
2.根据权利要求1所述一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统，其特征在于：箱体（1）内还设置有商品消磁器（13）、称重传感器（14）、上位机（16）、中心控制器单元（17）、UPS电源单元（15）。
3.根据权利要求1所述一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统，其特征在于：箱体（1）内部上部还设置有LED照明单元（12），用于商品图像识别的商品照明。
4.根据权利要求1所述一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统，其特征在于：箱体（1）背面设置设备安装门（20）上设置有给系统供电的电源接口（19）及用于上位机（16）与远程服务器（29）通信的以太网接口（18）。
5.根据权利要求1所述一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统，其特征在于：箱体（1）内部设置的中心控制器单元（17）由主控制器（21）、图像处理控制器（23）、人体感应处理器（24）、称重处理器（25）、频处理器（26）、语音处理器（27）、消磁处理器（28）、清单打印控制器（22）、电源（31）组成；其中，图像处理控制器（23）与图像传感器（2）连接；人体感应处理器（24）与人体接近检测传感器（5）；称重处理器（25）与商品重量传感器（14）连接；视频处理器（26）与商品结算及广告播放显示器（10）连接、语音处理器（27）与语音提示喇叭（9）连接；消磁处理器（28）与商品消磁器（13）连接、清单打印控制器（22）控制商品购物清单打印机（6）、电源（32）为中心控制器单元（17）提供+5V及+12V直流电源。
6.根据权利要求1所述一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统，其特征在于：箱体（1）内设置有上位机（16），上位机内设置有通信控制单元（30），实现上位机（16）与远程服务器（29）的通信连接。
7.根据权利要求1所述一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统，其特征在于：箱体（1）内设置有UPS电源单元（15）为系统提供电源。
8.根据权利要求1所述一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统，其特征在于：上位机（16）内设置有通信控制单元（30），其为以太网络适配器，上位机（16）通过通信控制单元（30）与远程服务器（29）之间进行通信。
9.根据权利要求1所述一种基于商品图像识别的小微无人值守自助售货系统，顾客完成商品结算后，按下商品购物清单打印按钮（7）启动商品购物清单打印机（6）打印购买商品结算清单。
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