CN108344442A - 一种物体状态检测识别方法、存储介质及系统 - Google Patents

一种物体状态检测识别方法、存储介质及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种物体状态检测识别方法，包括以下步骤：接收步骤：接收测距装置测量到的被检测物体的各轮廓点的位置信息；命令输出步骤：根据被检测物体移动过程中的位置信息以得到相应的命令输出。本发明还提供了一种计算机可读存储介质和物体状态检测识别系统。本发明的物体状态检测方法通过检测测距装置产生的网格平面内物体的位置信息从而得到相应的物品的取放状态检测以及手势检测，与用户的交互识别性能更好。

Description

一种物体状态检测识别方法、存储介质及系统
技术领域
本发明涉及一种空间位置检测技术领域，尤其涉及一种物体状态检测识别方法、存储介质及系统。
背景技术
目前，超市、无人售货机、智能仓储、物流等行业正在逐步智能化、无人化，但是对货物的仓储、流量控制、防盗等方面的检测和管理技术，目前实现技术大体上是：将分类好的货物密封到柜子中，使用电子锁防盗，使用电子标签或称重传感器检测货物流量，从而实现对仓储、流量的检测和管理。
这种技术实现存在着以下几种缺陷：
1：客户体验不够直观，客户和实际物品之间隔离着仓储柜、柜门等设备，用户不能与物品进行直接的接触，不够直观生动。客户必须经过开锁、开门、扫面物品等动作，操作过于繁琐。
2：需要太多辅助设备，必须配合防盗锁、电子标签、称重传感器等设备才能管理好货物。
3：不够卫生，用户必须直接操作诸如：按键、触摸屏、操作手柄等设备才能与控制系统交互，而直接接触操作设备会给细菌、病毒等提供传染路径，不利于人体健康。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种物体状态检测识别方法，其能解决物体状态检测的技术问题。
本发明的目的之二在于提供一种计算机可读存储介质，其能解决物体状态检测的技术问题。
本发明的目的之三在于提供一种物体状态检测识别系统，其能解决物体状态检测的技术问题。
本发明的目的之四在于提供一种商品取放检测系统，其能解决商品取放检测的技术问题。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种物体状态检测识别方法，包括以下步骤：
接收步骤：接收测距装置测量到的被检测物体的各轮廓点的位置信息；
命令输出步骤：根据被检测物体移动过程中的位置信息以得到相应的命令输出。
进一步地，所述命令输出步骤包括以下子步骤：
面积计算步骤：根据所述位置信息计算得到被检测物体的横截面面积；
拿取判断步骤：根据取放过程中横截面面积的变化以得到被检测物体的物品状态。
进一步地，所述面积计算步骤具体包括以下子步骤：
根据位置信息以及勾股定理计算得到被检测物体的轮廓；
通过积分运算对被检测物体的轮廓进行计算以得到被检测物体的横截面面积。
进一步地，所述拿取判断步骤中，根据取放过程中横截面面积的变化并通过AI人工智能技术以得到被检测物体的状态，所述物品状态包括物品外观形态、体积变化、物品的取放动作、取放的物品和取放的次数。
进一步地，所述命令输出步骤具体为：根据手势移动过程中接收到的位置信息的变化以得到相应的手势动作，根据手势动作得到相应的命令输出。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明目的之一中任意一项所述的方法。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种物体状态检测识别系统，包括测距装置和处理器，所述测距装置包括光幕发射系统和光学接收系统，所述光幕发射系统用于产生光幕，所述光幕用于被测物体上形成轮廓线，所述光幕与光学接收系统成预设角度；
所述光学接收系统用于将接收经由被测物体反射的光幕信号，并将光幕信号转化为电信号传输处理器，所述处理器用于根据接收到的电信号以得到被测物体的轮廓。
进一步地，所述光幕发射系统为激光光幕发射系统。
进一步地，所述激光光幕发射系统包括有多个激光发射器，所述多个激光发射器设置于同一平面上以形成激光测距点阵。
本发明的目的之四采用如下技术方案实现：
一种商品取放检测系统，包括如本发明目的之三中任意一项所述的物体状态检测识别系统、货架和层板；所述层板设置于货架上，所述物体状态检测识别系统设置于层板上方，一商品设置于层板与物体状态检测识别系统之间；所述处理器根据接收到的物体轮廓信息的变化并结合AI人工智能技术以得到物体外观形态和用户的取放动作。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的物体状态检测方法通过检测测距装置产生的网格平面内物体的位置信息从而得到相应的物品的取放状态检测以及手势检测，与用户的交互识别性能更好。
附图说明
图1为实施例一的物体状态检测方法的流程图；
图2为实施例一中的测距装置的所形成的激光网格图示；
图3为实施例一中取放过程中的横截面面积的变化图；
图4为实施例四的商品取放检测系统的结构图。
附图标记：1、货架；2、测距装置；3、层板；4、商品。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一：
如图1所示，本实施例提供了一种物体状态检测识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：接收测距装置测量到的被检测物体的各轮廓点的位置信息；该测距装置优选地为激光光幕测距系统，除了激光光幕测距系统还可以是其他形式的光测距系统或者为超声波测距系统；该激光光幕测距系统也即是激光(红外)测距网格部分：这一部分的作用主要是通过在虚拟屏幕的四边装配大量激光(红外)测距点阵组成激光(红外)测距虚拟网格平面，当有物体进入网格平面内时，上半部分的激光(红外)测距点阵将通过激光(红外)照射在物体横截面上方反射回到网格上半部分激光(红外)接收单元的时间(由主控振荡器(即主振)产生的调制信号频率f，经放大后加到GaAs发光管，经电流调制出射红外调制光，从发射光学系统出射射向镜站的反光镜，经反射后，回光被接收光学系统所接收，到达硅光敏二极管，经过光电转换，得到高频的测距信号；并根据激光传输速度计算出各点距离，下部分激光测距点阵、左边部分激光测距点阵和右边部分激光测距点阵原理同上，最后将上下左右部分各点的激光(红外)测量数据发给处理运算器处理。
S2：根据被检测物体移动过程中的位置信息以得到相应的命令输出。
本实施例中的状态检测可以有两方面的检测，一种是检测人手在这个过程中的姿态变化，另外一种是检测物体在这个测距装置中移动而产生的横截面面积的变化从而得到相应的输出数据。
首先对横截面面积的计算方式进行详尽阐述：所述步骤S3包括以下子步骤：
面积计算步骤：根据所述位置信息计算得到被检测物体的横截面面积；所述面积计算步骤具体包括以下子步骤：
根据位置信息以及勾股定理计算得到被检测物体的轮廓；如图2所示，首先需要给虚拟屏幕构建X，Y轴坐标，当有物体进入虚拟屏幕的时候，由上下左右红外测距得出的各点坐标分别为：A(xa,yb)、B(xb,yb)、C(xc,yc)、D(xd,yd)、E(xe,ye)、F(xf,yf)；由于需要检测物体的轮廓，并且通过该光幕系统检测的点并非都是处于同一直线上的，当存在有处于X轴上的点和处于Y轴上的点的时候，则需要对其之间的距离进行计算，比如A到B点的斜边距离通过勾股定理可知为其他各点的距离也同理可得出，最后结合AB,BC,CD,DE,EF,FA的距离可以得出该物体的轮廓，当Dx、Dy趋于无限小时，测距点的数量趋于无穷大时，该物体的轮廓会趋于真实。通过积分运算对被检测物体的轮廓进行计算以得到被检测物体的横截面面积。
拿取判断步骤：根据取放过程中横截面面积的变化并通过AI人工智能技术以得到被检测物体的状态，所述物品状态包括物品外观形态、体积变化、物品的取放动作、取放的物品和取放的次数。接收激光(红外)测距网格部分获取的数据信息，利用勾股定理计算构造出整个物体横截面的轮廓、利用积分运算计算出整个不规则物体的横截面面积，通过获取的每一帧横截面的面积，参考图3，构建出物体的横截面面积：其中S与时间t的变化曲线，再叠加每帧横截面面积，即可得出该物体的体积，检测这个过程中的曲线变化情况，可以知道物体被拿走或被放下。最后通过AI人工智能技术进行综合的运算处理分析，最终构造出穿过虚拟平面的物体外观形态，穿入平面和传出平面时的体积的变化，识别出人的手势和拿放的物品和拿放次数。
除了检测对物品的拿放之后还可以检测人的手势，根据手势移动过程中接收到的位置信息的变化以得到相应的手势动作，根据手势动作得到相应的命令输出。在这个过程中，通过检测手势的移动变化，比如将手指放入该激光平面中，然后向上向下或者向左向右滑动从而得到相应的滑动操作，根据该滑动操作可以生成相应的指令来控制工控机器进行相应的操作。
本实施例采用虚拟平面技术，使用激光(红外)测距点阵，在空间内构建一个密布的网格平面，每个激光(红外)测距点测量障碍物的距离，将数据提交给高速处理器处理；当有物体穿过虚拟网格平面时，处理器可以计算出物体在该网格平面内的横截面积，并且实时的保存不同时刻的横截面积，进而计算出穿过网格平面的物体的体积，如果有人拿走商品，那么人手穿入平面时的体积会小于人手穿出平面时的体积，最终，配合AI技术识别出该用户的拿放行为，进而实现对货物的仓储、流量的管理和监控。能够有效提升客户体验。
实施例二：
实施例二公开了一种可读的计算机存储介质，该存储介质用于存储程序，并且该程序被处理器执行时，实现实施例一的物体状态检测识别方法。
实施例三：
本实施例提供了一种物体状态检测识别系统，包括测距装置和处理器，所述测距装置包括光幕发射系统和光学接收系统，所述光幕发射系统用于产生光幕，所述光幕用于被测物体上形成轮廓线，所述光幕与光学接收系统成预设角度；
所述光学接收系统用于将接收经由被测物体反射的光幕信号，并将光幕信号转化为电信号传输处理器，所述处理器用于根据接收到的电信号以得到被测物体的轮廓。所述光幕发射系统为激光光幕发射系统。所述激光光幕发射系统包括有多个激光发射器，所述多个激光发射器设置于同一平面上以形成激光测距点阵；该物体状态检测识别系统可以有多方面的应用。
在本实施例中，主要对其应用于以下几个场景进行详尽的描述：
1：用于检测拿放货物的行为：将本套装置放置于储物柜的开门处，客户拿走物体或放下物体后，系统能够检测处物体的形状和体积，如果计算到当进入该虚拟平面时总体积小于离开虚拟平面的总体积，即可得出该动作为拿货物行为，反之，如果计算到当进入该虚拟屏幕时总体积大于离开虚拟平面的总体积，即可得出该动作为放货物行为。并结合数据库对比计算识别出拿放的物品。该使用方式可以用于无人便利店、自动售货机等场所。
2：用于识别手势：利用本发明检测人手的手势，根据不同的手势提供给其他系统行对应的命令，实现手势操作机器设备的目的。具体工作原理为：过定时获取人手在虚拟网格中的多个坐标点来确定当前人手的位置，通过计算时间差之间的人手的位置变化来确定人手的移动方向，进而可根据人手的移动方向来根据预设的规则来确认人手向右移动、向左移动等，和起始时间点后的移动位置，从而确定手部的移动方向和轨迹，通过这种手部移动方向轨迹即可确认手势滑动等动作方向。该使用方式可用于娱乐，办公、消费等场合。
3：用于防盗和安防：将本装置放置在诸如：家庭或办公区的门框内、窗户框、阳台等，通过检测是否有超出阈值体积的物体进入，从而检测是否有非法人员闯入，和闯入的人员数量以及体型。
4：用于自动门、自动通道等领域：将本装置放置在诸如：自动门框内、闸口机外框、走廊框等场合，比如通过本装置可检测虚拟平面是否出现人形轮廓来检测是否有人体需要通过自动门，另外，还可通过计算通过该装置虚拟面计算出人员的数量和体型，方便后台人员计算数据。
实施例四：
如图2所示，本实施例提供了一种商品取放检测系统，包括实施例一中任意一项所述的物体状态检测识别系统、货架1和层板3；所述层板3设置于货架1上，所述物体状态检测识别系统，也即是测距装置2设置于层板3的上方，一商品4设置于层板3与测距装置2之间；最为优选地，测距装置2产生的激光平面与层板之间的距离略大于该物品的长度，这样能够更容易提高检测效率，减少检测误差；所述处理器根据接收到的物体轮廓信息的变化并结合AI人工智能技术以得到物体外观形态和用户的取放动作。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种物体状态检测识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收步骤：接收测距装置测量到的被检测物体的各轮廓点的位置信息；
命令输出步骤：根据被检测物体移动过程中的位置信息以得到相应的命令输出。
2.如权利要求1所述的物体状态检测识别方法，其特征在于，所述命令输出步骤包括以下子步骤：
面积计算步骤：根据所述位置信息计算得到被检测物体的横截面面积；
拿取判断步骤：根据取放过程中横截面面积的变化以得到被检测物体的物品状态。
3.如权利要求2所述的物体状态检测识别方法，其特征在于，所述面积计算步骤具体包括以下子步骤：
根据位置信息以及勾股定理计算得到被检测物体的轮廓；
通过积分运算对被检测物体的轮廓进行计算以得到被检测物体的横截面面积。
4.如权利要求2所述的物体状态检测识别方法，其特征在于，所述拿取判断步骤中，根据取放过程中横截面面积的变化并通过AI人工智能技术以得到被检测物体的状态，所述物品状态包括物品外观形态、体积变化、物品的取放动作、取放的物品和取放的次数。
5.如权利要求1所述的物体状态检测识别方法，其特征在于，所述命令输出步骤具体为：根据手势移动过程中接收到的位置信息的变化以得到相应的手势动作，根据手势动作得到相应的命令输出。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任意一项所述的方法。
7.一种物体状态检测识别系统，其特征在于，包括测距装置和处理器，所述测距装置包括光幕发射系统和光学接收系统，所述光幕发射系统用于产生光幕，所述光幕用于被测物体上形成轮廓线，所述光幕与光学接收系统成预设角度；
所述光学接收系统用于将接收经由被测物体反射的光幕信号，并将光幕信号转化为电信号传输处理器，所述处理器用于根据接收到的电信号以得到被测物体的轮廓。
8.如权利要求7所述的物体状态检测识别系统，其特征在于，所述光幕发射系统为激光光幕发射系统。
9.如权利要求8所述的物体状态检测识别系统，其特征在于，所述激光光幕发射系统包括有多个激光发射器，所述多个激光发射器设置于同一平面上以形成激光测距点阵。
10.一种商品取放检测系统，其特征在于，包括如权利要求7-9中任意一项所述的物体状态检测识别系统、货架和层板；所述层板设置于货架上，所述物体状态检测识别系统设置于层板上方，一商品设置于层板与物体状态检测识别系统之间；所述处理器根据接收到的物体轮廓信息的变化并结合AI人工智能技术以得到物体外观形态和用户的取放动作。
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Address before: 510000 the whole building (Part 2) of Tong Dong Bai AI Cao Gang Road, Tianhe District, Guangzhou, Guangdong.:A Tung 3A05) 510000 Building 2, baiaicaogong Road, Tangdong, Tianhe District, Guangzhou City, Guangdong Province (Location: 3a05, building a)

Applicant before: GUANGZHOU BENYUAN INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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