CN110245653A - 一种物体识别装置及方法 - Google Patents

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刘康德
胡美峰
张艳霞
孔刚
龚潇
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Abstract

本发明公开了一种物体识别装置及方法，涉及识别技术领域。该装置包括待识别物体、用于采集所述待识别物体图像的图像采集模块、用于识别所述待识别物体的识别模块，所述图像采集模块的输出端与所述识别模块的输入端连接；所述图像采集模块将采集的所述待识别物体的图像发送至所述识别模块，所述待识别物体上印刷有特殊图案，所述识别模块根据所述特殊图案识别所述待识别物体。本发明通过采集印刷有特殊图案的待识别物体图像，并对图像进行识别，利用不同的特殊图案识别不同的待识别物体。相比于现有技术，未增加NFC或RFID等额外硬件，成本较低，对识别算法的要求也较低，适用性广，具有良好的经济和社会效益。

Description

一种物体识别装置及方法
技术领域
本发明涉及识别技术领域，尤其是涉及一种物体识别装置及方法。
背景技术
物体识别的需求在实际应用中相当广泛，比如自动化的生产流水线上需要识别，无人货柜也需要识别。目前的做法主要有如下几种：
第一种：通过摄像头采集图像和图像识别算法进行识别。这种识别方式对摄像头的位置要求严格，必须能拍摄到需要识别的物体，如果有遮挡则会降低成功率。
第二种：通过严格的按预设位置摆放物体，和相对简单的算法判断实现。这种识别方式误识别率相对较高，导入期也需要进行相应的算法训练和收敛，更换物体时重复工作较多。
第三种：通过在物体上粘贴NFC或RFID等方式读取识别。这种识别方式识别准确率高，但是NFC或RFID标识卡增加了成本，且其读取范围有限。
虽然已经有多种方式可以实现识别，但通过相对低成本的方式进行准确的物体识别，还未有有效的解决方案。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种物体识别装置及方法，能够以相对低成本的方式，准确识别待识别物体。
本发明所采用的技术方案是：
第一方面，本发明提供一种物体识别装置，所述装置包括待识别物体、用于采集所述待识别物体图像的图像采集模块、用于识别所述待识别物体的识别模块，所述图像采集模块的输出端与所述识别模块的输入端连接；
所述图像采集模块将采集的所述待识别物体的图像发送至所述识别模块，所述待识别物体上印刷有特殊图案，所述识别模块根据所述特殊图案识别所述待识别物体。
进一步地，所述识别模块包括微处理器，所述图像采集模块的输出端与所述微处理器的输入端连接。
进一步地，所述特殊图案采用反光材质制成。
进一步地，所述装置还包括照明模块，所述照明模块用于照射所述待识别物体。
进一步地，所述装置还包括光采集模块，所述光采集模块的输出端与所述识别模块的输入端连接，所述光采集模块用于采集照射在所述待识别物体上的光线的反射光线。
进一步地，所述光采集模块包括光传感器，所述识别模块还包括放大器，所述光传感器的输出端与所述放大器的输入端连接，所述放大器的输出端与所述微处理器的输入端连接。
进一步地，所述照明模块包括LED灯。
进一步地，所述图像采集模块包括摄像头，所述摄像头的输出端与所述识别模块的输入端连接。
第二方面，本发明提供一种物体识别方法，应用于上述的物体识别装置，所述方法包括：
采集所述待识别物体上的图像，所述待识别物体上印刷有特殊图案；
根据所述特殊图案识别所述待识别物体。
进一步地，所述方法还包括：
采集照射在所述待识别物体上的光线的反射光线；
根据所述反射光线的强度识别所述待识别物体。
本发明的有益效果是：
本发明通过采集印刷有特殊图案的待识别物体图像，并对图像进行识别，利用不同的特殊图案识别不同的待识别物体。相比于现有技术，未增加NFC或RFID等额外硬件，成本较低，对识别算法的要求也较低，适用性广，具有良好的经济和社会效益。
附图说明
图1是本发明中一种物体识别装置的一实施例的结构示意图；
图2是本发明中一种物体识别装置的另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
本实施例提供了一种物体识别装置。如图1所示，该装置包括待识别物体、用于采集待识别物体图像的图像采集模块、用于识别待识别物体的识别模块。图像采集模块的输出端与识别模块的输入端连接。
图像采集模块将采集的待识别物体的图像发送至识别模块，由于待识别物体上印刷有特殊图案，识别模块根据特殊图案可识别待识别物体。
本实施例提供的物体识别装置主要应用于无人货架，用户在挑选物体时可自由取放物体。该装置通过采集货架上的物体图像发送给识别模块，由于不同的物体上印刷有不同的特殊图案，因此可以准确识别货架上的物体种类。另外，还可以通过识别采集的图像，检测货架上的物体是否存在(即是否被用户拿取或移出采集范围)。相比于现有技术，未增加NFC或RFID等额外硬件，成本较低，而且由于图像识别算法比较成熟，对识别算法的要求也较低，适用性广。
本实施例中，图像采集模块包括摄像头，摄像头的输出端与识别模块的输入端连接。
本实施例中，识别模块包括微处理器，图像采集模块的输出端与微处理器的输入端连接。
实施例2
基于对实施例1的进一步改进，如图2所示，本实施中，上述特殊图案采用反光材质制成，并印刷在待识别物体上。
不同颜色有不同的反射率，极端的例子是黑色吸收光中的所有颜色，白色反射光中的所有颜色。当有光线照射到待识别物体表面上，由于待识别物体上印刷的特殊图案采用反光材质制成，因此照射后会发生光反射。
基于上述原理，本实施例提供的物体识别装置还包括照明模块和光采集模块。照明模块用于发出光线照射待识别物体，光采集模块用于采集照射在所述待识别物体上的光线的反射光线。光采集模块的输出端与识别模块的输入端连接。
本实施例中，光采集模块包括光传感器。光传感器将采集的反射光线转换为电信号发送至识别模块。为了更好的对电信号进行处理，识别模块还包括用于对电信号进行放大的放大器，光传感器的输出端与放大器的输入端连接，放大器的输出端与微处理器的输入端连接。
由于不同的待识别物体上印刷的特殊图案的颜色不同，因此反射率不同，反射率＝反射光强/入射光强，若照明模块发出的光线强度是不变的，即入射光强不变，则不同物体的反射光线的强度也不同。不同强度的反射光线通过光传感器采集，将不同强度的反射光线转换为电信号，发送至识别模块。不同的电信号代表了不同的物体，识别模块中的放大器通过对电信号进行放大后发送至微处理器，微处理器对放大的电信号进行处理从而获取物体信息，具体为物体上印刷的特殊图案的信息，从而达到识别物体的目的。
本实施例中，照明模块包括LED灯，可设置在上述无人货架内部。优选地，LED灯采用红外LED灯，红外LED灯发出的光线更强，有利于增强反光和光采集。
此处值得说明的是，如果上述LED灯发出的光线强度不变，反射率＝反射光强/入射光强，对于一般反光材质制成的印刷图案，反射率不变，则反射光线的强度也不会改变，由此可以准确地识别物体。但是，对于有些应用特殊材料(如高分子材料)包装的物体，其反射光线的波长和反射率会发生改变，则反射光线的强度也会发生改变，有可能会发生误识别。举例说明：LED灯发出的光线的波长为A(固定不变)，物体B可能会被识别为物体B'，物体C可能会被识别为物体C'，那么通过和上述特殊图案的识别方法结合可以更准确的判断。
实施例3
本实施例提供了一种物体识别方法，应用于上述实施例的物体识别装置，该方法包括：
采集待识别物体上的图像，待识别物体上印刷有特殊图案；
根据特殊图案识别待识别物体。
具体的，不同的待识别物体上印刷有不同的特殊图案。摄像头采集待识别物体上的图像并发送给识别模块，识别模块通过对图像进行处理，获取图像中的特殊图案，根据特殊图案识别不同的待识别物体。
实施例4
基于对实施例3的进一步改进，上述方法还包括：
采集照射在待识别物体上的光线的反射光线；
根据反射光线的强度识别待识别物体。
为了提高识别准确率，在上述特殊图案的识别方法的基础上，本实施例还利用反射光线的强度识别物体。具体的，不同的待识别物体上印刷的特殊图案的颜色不同，因此反射率不同，反射率＝反射光强/入射光强，若照射在待识别物体上的光线强度是不变的，即入射光强不变，则不同物体的反射光线的强度也不同。利用该原理，将反射光线的强度转换为电信号，通过检测电信号的大小即可识别不同的物体。
由于本实施例的物体识别方法是利用光反射，所以摄像头不一定需要拍摄到待识别物体，因此对摄像头的位置要求不严格，避免了因为镜头遮挡等原因导致的误识别。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种物体识别装置，其特征在于，所述装置包括待识别物体、用于采集所述待识别物体图像的图像采集模块、用于识别所述待识别物体的识别模块，所述图像采集模块的输出端与所述识别模块的输入端连接；
所述图像采集模块将采集的所述待识别物体的图像发送至所述识别模块，所述待识别物体上印刷有特殊图案，所述识别模块根据所述特殊图案识别所述待识别物体。
2.根据权利要求1所述的一种物体识别装置，其特征在于，所述识别模块包括微处理器，所述图像采集模块的输出端与所述微处理器的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种物体识别装置，其特征在于，所述特殊图案采用反光材质制成。
4.根据权利要求3所述的一种物体识别装置，其特征在于，所述装置还包括照明模块，所述照明模块用于照射所述待识别物体。
5.根据权利要求4所述的一种物体识别装置，其特征在于，所述装置还包括光采集模块，所述光采集模块的输出端与所述识别模块的输入端连接，所述光采集模块用于采集照射在所述待识别物体上的光线的反射光线。
6.根据权利要求5所述的一种物体识别装置，其特征在于，所述光采集模块包括光传感器，所述识别模块还包括放大器，所述光传感器的输出端与所述放大器的输入端连接，所述放大器的输出端与所述微处理器的输入端连接。
7.根据权利要求4所述的一种物体识别装置，其特征在于，所述照明模块包括LED灯。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种物体识别装置，其特征在于，所述图像采集模块包括摄像头，所述摄像头的输出端与所述识别模块的输入端连接。
9.一种物体识别方法，应用于权利要求1至8任一项所述的物体识别装置，其特征在于，所述方法包括：
采集所述待识别物体上的图像，所述待识别物体上印刷有特殊图案；
根据所述特殊图案识别所述待识别物体。
10.根据权利要求9所述的一种物体识别方法，其特征在于，所述方法还包括：
采集照射在所述待识别物体上的光线的反射光线；
根据所述反射光线的强度识别所述待识别物体。
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