CN110954964A - 产品识别装置及无人售货设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种产品识别装置及无人售货设备。所述产品识别装置包括：设置于货架上的至少一光收发组，所述光收发组包括沿指定方向设置的至少一光发射器和至少一光接收器，所述光发射器与所述光接收器一一对应，所述光发射器发射的光线在所述货架的正面形成光线阵列；控制单元，用于在所述光发射器发射光线时，检测所述光接收器是否接收到光线，根据未接收到光线的光接收器的位置标定阻挡光接收器接收光线的物体的位置，根据产品摆放信息识别标定的位置对应摆放的产品。本发明利用光线发射与接收的原理可以实现对产品坐标位置精确识别，不仅仅在大大降低了机器识别设备成本，同时提高了产品的识别准确率。

Description

产品识别装置及无人售货设备

技术领域

本发明涉及一种产品识别装置及无人售货设备。

背景技术

最近的无人零售概念很是火热，各大电商巨头纷纷入局新零售行业，目前无人便利店的国内外发展现状为：

一、国外发展现状

亚马逊的Amazon Go便利店不但开创了无人超市之先河，且为视觉流派的物体识别方式树立了典型。

Amazon Go的核心正是“即买即走”。“即买即走”的出发点是当顾客扫描app进入超市后，就不再和手机打交道，也不再像一般超市那样，在收银台排队扫描商品，不管是自己扫还是收银员扫。实际上这项方案最难的地方在于店内的人工智能是否能够在人比较多的情况下仍然准确地识别每一个人拿了什么，买走了什么。

Amazon Go的技术核心是计算机视觉，其中，采用Amazon Go机器视觉技术的弊端为：

需要大量的传感器和人工智能、人脸识别、图像处理PGU芯片、货架动态识别软硬的技术；目前商用的真实应用场景复杂多变，对人脸识别技术的挑战更大。比如，白天和晚上的光线不同，对采集的图像质量会有影响；设备成本与识别准确度的要求太高，从目前看，无法实现大面积推广。

二、国内发展现状

国内无人便利店的玩家却是越来越多，而早在上海出现首家24H无人便利店时，店内就已经拥有所谓的人脸识别安全系统，但人脸识别实际上也是有难点的。

据了解，人脸识别在线下场景的应用比线上场景更为复杂。与在手机上使用，或实验室场景下的内测不同，商用的真实应用场景复杂多变，对人脸识别技术的挑战更大。比如，白天和晚上的光线不同，对采集的图像质量会有影响；因为用户体型不同，面对固定摄像头的角度和姿势各异，会进一步加大识别的难度。

目前国内无人便利店还主要使用的是RFID(射频识别)技术，也就是每一个产品上面都需要一个标签，反欺诈能力不高。或是在便利店出口门禁机器上由用户自助扫描商品标签，在偷盗率控制上难度较大。不管是使用RFID技术，还是使用门禁扫码技术，都是把机器识别这个最重要的环节放在出口位置的门禁上，而非店内实时跟踪顾客。

采用RFID技术的弊端为：

1)标准问题；

目前国际上只要三大阵营，一个是ISO组织的180/IEC18000，另外两个是美国的EPC Global和口本的UID，由于采用各国采用标准的不一致必然造成与之配套的硬件设备和软件系统的不统一，这已经给商品在全球流通造成极大的阻碍，完全不符合全球经济一体化的发展。

2)成本和应用软件问题：

价格是RFID走向大规模市场应用最大障碍。RFID标签的成本直居高不，目前一个RFID标签的价格大概在0.6到1.5元人民币左右。这对于大宗商品如冰箱、洗衣机、电视机之类当然不是什么问题，但对于小商品来说必然会遭到成本的质疑。

3)隐私权问题：

RFID在技术上有缺陷，目前普片使用的RFID标签无法对读卡器进行身份验证，RFID标签只要接近RF扫描器，RFID标签上的所有信息无条件就暴露出来，只要有人带着RF扫描器，那么你口袋里的东西就一览无遗了，这将造成巨大的个人隐私保护问题，目前在欧美国就有许多组织反对这项技术的使用，美国加州政府禁止RFID标签上有涉及到个人信息内容。

4)技术瓶颈问题：

根据机构Auto-ID Center所做的市场调查显示，即使贴上双重标签，RFID标签仍有3％无法识别，这与目前光电阅读器99.9％的正确率还相差甚远，此外还有一些金属容器类的商品不能使用RFID标签，另外，标签很容易被人为撕下或转帖在别的商品上，造成商品漏记或错记。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中无人便利店或无人售货设备采用机器视觉和RFID技术的上述弊端，提供一种产品识别装置及无人售货设备。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供一种产品识别装置，所述产品识别装置包括：

设置于货架上的至少一光收发组，所述光收发组包括沿指定方向设置的至少一光发射器和至少一光接收器，所述光发射器与所述光接收器一一对应，并且，所述光发射器发射的光线在所述货架的正面形成光线阵列；

控制单元，所述控制单元用于在所述光发射器发射光线时，检测所述光接收器是否接收到光线，在检测到存在未接收到光线的光接收器时，根据未接收到光线的光接收器的位置标定阻挡光接收器接收光线的物体的位置，根据产品摆放信息识别标定的位置对应摆放的产品，所述产品摆放信息记录有每个产品在所述货架上的摆放位置。

较佳地，所述产品识别装置具体包括两个所述光收发组，分别为第一光收发组和第二光收发组；所述指定方向包括第一方向和第二方向；

所述第一光收发组包括沿第一方向设置的至少一第一光发射器和至少一第一光接收器，所述第一光发射器与所述第一光接收器一一对应；

所述第二光收发组包括沿第二方向设置的至少一第二光发射器和至少一第二光接收器，所述第二光发射器与所述第二光接收器一一对应；

所述控制单元具体用于在所述第一光发射器和所述第二光发射器发射光线时，检测所述第一光接收器和所述第二光接收器是否接收到光线，在检测到存在未接收到光线的第一光接收器和第二光接收器时，根据未接收到光线的第一光接收器和第二光接收器的位置标定阻挡第一光接收器和第二光接收器接收光线的物体的位置，根据所述产品摆放信息识别标定的位置对应摆放的产品。

较佳地，所述第一方向与所述第二方向垂直。

较佳地，所述第一方向为水平方向，所述第二方向为竖直方向；所述第一光收发组设置于所述货架的上下两端，所述第二光收发组设置于所述货架的左右两侧。

较佳地，根据未接收到光线的第一光接收器和第二光接收器的位置标定阻挡第一光接收器和第二光接收器接收光线的物体的位置，具体包括：

获取未接收到光线的第一光接收器的位置，将未接收到光线的第一光接收器在所述第一方向上的坐标值作为标定的位置的第一坐标值；

获取未接收到光线的第二光接收器的位置，将未接收到光线的第二光接收器在所述第二方向上的坐标值作为标定的位置的第二坐标值。

较佳地，所述货架为N层货架，所述产品识别装置具体包括N个所述光收发组，每个所述光收发组分别设置于所述货架每层空间的上下两端；或，所述货架为N列货架，所述产品识别装置具体包括N个所述光收发组，每个所述光收发组分别设置于所述货架每列空间的左右两侧；

其中，N为正整数，所述指定方向与所述货架上产品的摆放位置的排列方向相同；

所述控制单元具体用于在所述光发射器发射光线时，检测所述光接收器是否接收光线，在检测到存在未接收到光线的光接收器时，根据未接收到光线的光接收器的位置，确定未接收到光线的光接收器所在的层或列，将未接收到光线的光接收器在所述指定方向上的坐标值作为标定的位置的一个坐标值，根据所述产品摆放信息识别在确定的层或列中在标定的位置对应摆放的产品。

较佳地，所述光发射器和所述光接收器分别沿所述指定方向等间隔设置。

较佳地，所述光线为红外光，所述光发射器为红外发射器，所述光接收器为红外接收器；

或，所述光线为激光，所述光发射器为激光发射器，所述光接收器为激光接收器。

较佳地，所述产品识别装置还包括：

重量检测单元，所述重量检测单元用于检测所述货架的重量和/或所述货架的重量变化。

本发明还提供一种无人售货设备，所述无人售货设备包括：

货架；

与所述货架配合的如上所述的产品识别装置。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：本发明利用光线发射与接收的原理可以实现多坐标定位功能，实现对产品坐标位置精确识别，从而可以精准地识别出产品品类。由于采用IR(红外线)或激光自动识别技术，不仅仅在大大降低了机器识别设备成本，同时提高了产品的识别准确率。

附图说明

图1为本发明实施例1的一种产品识别装置的示意框图；

图2为本发明实施例2的一种产品识别装置的示意框图；

图3为本发明实施例2中一种货架的结构示意图；

图4为本发明实施例2的一种产品识别装置的安装示意图；

图5为本发明实施例2的一种产品识别装置的原理说明示意图；

图6为本发明实施例3中一种货架的结构示意图；

图7为本发明实施例3的一种产品识别装置的安装示意图；

图8为本发明实施例3的一种产品识别装置的原理说明示意图；

图9为本发明实施例4中一种货架的结构示意图；

图10为本发明实施例4的一种产品识别装置的安装示意图；

图11为本发明实施例4的一种产品识别装置的原理说明示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

图1示出了本实施例的一种产品识别装置。所述产品识别装置包括：至少一光收发组1和控制单元2。

所述光收发组1设置于货架上。所述光收发组1包括沿指定方向设置的至少一光发射器101和至少一光接收器102，其中，所述指定方向依所述货架的结构和所述光收发组1的设置位置而定，所述光发射器101和所述光接收器102的数量可依所述货架的结构和尺寸而定。

所述光发射器101与所述光接收器102一一对应。对于相对应的光发射器101与光接收器102，当它们之间没有物体阻挡时，光接收器102可以接收到对应的光发射器101发射的光线；当它们之间有物体阻挡时，光接收器102不能接收到对应的光发射器101发射的光线。所述光线可以为红外光，相应地，所述光发射器101可以为红外发射器，所述光接收器102可以为红外接收器；所述光线还可以为激光，相应地，所述光发射器101可以为激光发射器，所述光接收器102可以为激光接收器。

所述光发射器101发射的光线在所述货架的正面形成光线阵列。所述的货架的正面是指能够向货架放入产品或从货架取出产品的一面，其可能为货架的前、后、左、右面中的任意一面，若货架为双面或多面货架，货架的正面可能为货架的前、后、左、右面中的任意两个面或多个面。所述光线阵列应可以全部覆盖或基本全部覆盖所述货架上可以摆放产品的所有位置。

所述控制单元2用于在所述光发射器101发射光线时，检测所述光接收器102是否接收到光线。当所有的光接收器102均接收到光线时，则表示所有的光发射器101与光接收器102之间没有阻挡的物体；当存在一个或多个光接收器102未接收到光线时，则表示该一个或多个光接收器102与相对应的光发射器101之间存在阻挡的物体。

所述控制单元2还用于在检测到存在光接收器102未接收到光线时，根据未接收到光线的光接收器102的位置标定阻挡光接收器102接收光线的物体的位置，根据产品摆放信息识别标定的位置对应摆放的产品。其中，所述产品摆放信息记录有每个产品在所述货架上的摆放位置，当然所述产品摆放信息还可以根据需求记录其它信息，包括但不局限于每个产品的产品信息，如产品名称、产品类别、产品用途等。

本实施例的产品识别装置可以应用到无人售货设备中以识别顾客从货架上拿取的产品。具体的原理为：若没有顾客从所述货架上拿取产品，则所有的光接收器102均能接收到光线；若有顾客从所述货架上拿取产品，则在顾客将手伸入货架及从货架上拿出产品的过程中，顾客的手及被拿出的产品都会阻挡部分光发射器101发射的光线，致使部分对应的光接收器102无法接收光线，通过检测未接收到光线的光接收器102的位置，可以标定顾客所拿产品的位置，进而可以通过产品摆放信息，识别出摆放在标定的位置的产品。

当阻挡的物体(可能为顾客的手或被拿出的产品)体积较大或光发射器101之间的间隔较近而导致光线阵列较密集时，可能存在一个物体同时阻挡连续的多个光接收器102接收光线的情况。也就是说，同时未接收到光线的连续的多个光接收器102所标定的位置，其对应摆放的产品可能为同一产品。

当然，当阻挡的物体(可能为顾客的手或被拿出的产品)体积较小或光发射器101之间的间隔较远而导致光线阵列较稀疏时，一个物体可能只能阻挡一个光接收器102接收光线。在这种情况下，若同时有多个不连续的光接收器102未接收到光线，则可能是同时有多个物体分别阻挡了光线(例如同时有多个顾客从货架上拿取产品)，需要分别标定多个位置，并分别识别每个标定的位置对应摆放的产品。

本实施例中，所述光发射器101和所述光接收器102可以分别沿所述指定方向等间隔设置。其中，相邻的两个光发射器101或相邻的两个光接收器102之间的间距可以自行设定。间距越小，需要的光发射器101和光接收器102的数量就越多，所形成的光线阵列就越密集，精度越高；反之，间距越大，需要的光发射器101和光接收器102的数量就越少，所形成的光线阵列就越稀疏，精度较低。通常相邻的两个光发射器101或相邻的两个光接收器102之间的间距的最大值，不大于所述货架上摆放的产品在所述指定方向上的最小尺寸或人单根手指的普遍尺寸，以免出现间距过大而导致顾客将手伸入货架及从货架上拿出产品的过程中均未阻挡任何光接收器102接收光线的情况。

本实施例中，所述控制单元2可以具体包括光电转换电路、模数转换电路和处理器，所述光电转换电路与所述模数转换电路连接，所述模数转换电路与所述处理器连接。每个所述光收发组1可以分别使用一组光电转换电路和模数转换电路。

另外，所述产品识别装置还包括：重量检测单元3。所述重量检测单元3可以设置于所述货架的底部，用于检测所述货架的重量和/或所述货架的重量变化。例如，所述重量检测单元3可以在顾客未取货时检测货架(包含货架上的产品)的总重量，记为初始总重量。所述重量检测单元3还可以在顾客伸入货架之后，检测货架(包含货架上的产品)的最新重量，若最新重量相比于初始总重量减少，则说明顾客确实拿走了货架上的产品，若最新重量相比于初始总重量未减少，则说明顾客仅仅是将手伸入到货架而未真的从货架拿出产品，或是在拿出产品后又将产品放回了货架原处。所述重量检测单元3的重量检测可以避免了仅依据被阻挡的光线可能存在误判顾客是否真的购买产品的情况。

另外，利用所述重量检测单元3还可以进一步计算出顾客在同一位置取走产品的件数。例如，所述重量检测单元3可以在顾客未取货时检测货架(包含货架上的产品)的总重量，记为初始总重量。所述重量检测单元3还可以在顾客伸入货架之后，检测货架(包含货架上的产品)的最新重量，若最新重量相比于初始总重量减少了重量Δ，那么，可以获取在顾客伸入位置摆放的产品的单位重量G，计算可得顾客取出该产品的数量n＝Δ/G。

本实施例的产品识别装置可以利用光线发射与接收的原理可以实现顾客拿取产品定位功能，精确识别顾客拿取的产品，不仅仅在大大降低了机器识别设备成本，同时提高了产品的识别准确率。另外，产品识别装置在配备了上述的重量检测单元时，可以进一步判断顾客是否真的要购买标定的位置对应摆放的产品还是仅仅是将手伸入到货架而未真的从货架拿出产品，或是在拿出产品后又将产品放回了货架原处，以及顾客取走了几件产品，实现了设备功能的优化，为产品识别装置在无人售货设备上的应用提供了更可靠的保障。

实施例2

本实施例的产品识别装置是对实施例1的进一步细化。图2、4、5示出了本实施例的一种产品识别装置。所述产品识别装置具体包括两个设置于货架上的光收发组(分别为第一光收发组11和第二光收发组12)和控制单元2。图3示意性地示出了一种货架的简易结构。货架01为多层结构，主要包括横向的三个搁置板011和纵向的两个支撑柱012，货架的每一层均可设置摆放产品013的摆放位置。指定方向包括第一方向X和第二方向Y。

如图2、4所示，所述第一光收发组11包括沿第一方向X设置的至少一第一光发射器111和至少一第一光接收器112，所述第一光发射器111与所述第一光接收器112一一对应。相邻的两个第一光发射器111之间的间隔d1可以相等，相邻的两个第一光接收器112之间的间隔d1可以相等，例如均等于10mm，第一光发射器111和第一光接收器112的数量可以等于货架在第一方向X上的长度(mm)除以10。当第一光发射器111和第一光接收器112的数量较多时，为了方便设置可以采用能够同时发射/接收多条光线的光发射管/光接收管。对于相对应的第一光发射器111与第一光接收器112，当它们之间没有物体阻挡时，第一光接收器112可以接收到对应的第一光发射器111发射的光线；当它们之间有物体阻挡时，第一光接收器112不能接收到对应的第一光发射器111发射的光线。

所述第二光收发组12包括沿第二方向Y设置的至少一第二光发射器121和至少一第二光接收器122，所述第二光发射器121与所述第二光接收器122一一对应。相邻的两个第二光发射器121之间的间隔d2可以相等，相邻的两个第二光接收器122之间的间隔d2可以相等，例如均等于10mm，第二光发射器121和第二光接收器122的数量可以等于货架在第二方向Y上的长度(mm)除以10。当第二光发射器121和第二光接收器122的数量较多时，为了方便设置可以采用能够同时发射/接收多条光线的光发射管/光接收管。对于相对应的第二光发射器121与第二光接收器122，当它们之间没有物体阻挡时，第二光接收器122可以接收到对应的第二光发射器121发射的光线；当它们之间有物体阻挡时，第二光接收器122不能接收到对应的第二光发射器121发射的光线。

所述第一方向X与第二方向Y不平行，优选为所述第一方向X与所述第二方向Y垂直。所述第一光发射器111和所述第二光发射器121发射的光线在所述货架01的正面形成方形的光线阵列13。本实施例中，所述第一方向X具体为水平方向，所述第二方向Y具体为竖直方向，当然在其他实施例中所述第一方向X可以为竖直方向，所述第二方向Y为水平方向，或者，所述第一方向X和所述第二方向Y为相互垂直的其他方向。

为了使所述光线阵列13全部覆盖或基本全部覆盖所述货架上可以摆放产品的所有位置，所述第一光收发组11可以设置于所述货架的上下两端，所述第二光收发组12可以设置于所述货架的左右两侧。

本实施例将所有的第一光发射器111设置于所述货架的上端T，所有的第一光接收器112设置于所述货架的下端B，将所有的第二光发射器121设置于所述货架的左侧L，将所有的第二光接收器122设置于所述货架的右侧R。当然在其他实施例中还可以将所有的第一光发射器111设置于所述货架01的下端B，将所有的第一光接收器112设置于所述货架01的上端T，将所有的第二光发射器121设置于所述货架01的右侧R，将所有的第二光接收器122设置于所述货架01的左侧L；或者，还可以将所有第一光发射器111中的部分设置于所述货架01的上端T而部分设置于所述货架01的下端B，对应的将所有第一光接收器112中的部分设置于所述货架01的下端B而部分设置于所述货架01的上端T，将所有第二光发射器121中的部分设置于所述货架01的左侧L而部分设置于所述货架01的右侧R，对应的将所有第二光接收器122中的部分设置于所述货架01的右侧R而部分设置于所述货架01的左侧L。

所述控制单元2具体用于在所述第一光发射器111和所述第二光发射器121发射光线时，检测所述第一光接收器112和所述第二光接收器122是否接收到光线。当所有的第一光接收器112和第二光接收器122均接收到光线时，则表示所有的第一光发射器111与第一光接收器112之间没有阻挡的物体，所有的第二光发射器121与第二光接收器122之间没有阻挡的物体；当存在一个或多个第一光接收器112和第二光接收器122未接收到光线时，则表示该一个或多个第一光接收器112与相对应的第一光发射器111之间、第二光接收器122与相对应的第二光发射器121之间存在阻挡的物体。

所述控制单元2还具体用于在检测到存在未接收到光线的第一光接收器112和第二光接收器122时，根据未接收到光线的第一光接收器112和第二光接收器122的位置标定阻挡第一光接收器112和第二光接收器122接收光线的物体的位置，根据产品摆放信息识别标定的位置对应摆放的产品。其中，所述产品摆放信息记录有每个产品在所述货架上的摆放位置，当然所述产品摆放信息还可以根据需求记录其它信息，包括但不局限于每个产品的产品信息，如产品名称、产品类别、产品用途等。

本实施例中，所述控制单元2根据未接收到光线的第一光接收器112和第二光接收器122的位置标定阻挡第一光接收器112和第二光接收器122接收光线的物体的位置，具体包括：

获取未接收到光线的第一光接收器112的位置，将未接收到光线的第一光接收器112在所述第一方向X上的坐标值作为标定的位置的第一坐标值；

获取未接收到光线的第二光接收器122的位置，将未接收到光线的第二光接收器122在所述第二方向Y上的坐标值作为标定的位置的第二坐标值；

所述第一坐标值和所述第二坐标值形成标定位置的二维坐标。

本实施例的产品识别装置可以应用到无人售货设备中以识别顾客从货架上拿取的产品。具体的原理为：若没有顾客从所述货架上拿取产品，则所有的第一光接收器112和第二光接收器122均能接收到光线；若有顾客从所述货架上拿取产品，则在顾客将手伸入货架及从货架上拿出产品的过程中，顾客的手及被拿出的产品都会阻挡部分第一光发射器111和第二光发射器121发射的光线，致使部分对应的第一光接收器112和第二光接收器122无法接收光线，通过检测未接收到光线的光接收器的位置，可以标定顾客所拿产品的位置，进而可以通过产品摆放信息，识别出摆放在标定的位置的产品。

下面结合图4、5对本实施例的产品识别装置的原理作进一步说明：

如图4所示，在没有顾客从所述货架上拿取产品时，所有的第一光接收器112和第二光接收器122均能接收到光线。

如图5所示，在有顾客从所述货架上拿取产品，顾客将手伸入货架及从货架上拿出产品的过程中，顾客的手及被拿出的产品都会阻挡第一光发射器111a和第二光发射器121a发射的光线，致使对应的第一光接收器112a和第二光接收器122a无法接收光线。获取第一光接收器112a的位置坐标(x1,y1)，将第一光接收器112a在所述第一方向X上的坐标x1作为标定的位置O的横坐标。获取第二光接收器122a的位置坐标(x2,y2)，将第二光接收器122a在所述第二方向Y上的坐标y2作为标定的位置O的纵坐标，最终标定阻挡光线的物体位于位置O，即顾客所拿的产品摆放于位置O，其坐标为(x1,y2)。通过查询所述产品摆放信息，识别出摆放在位置O的具体产品。

另外，所述产品识别装置还包括：重量检测单元3。所述重量检测单元3可以设置于所述货架的底部，用于检测所述货架的重量和/或所述货架的重量变化。例如，所述重量检测单元3可以在顾客未取货时检测货架(包含货架上的产品)的总重量，记为初始总重量。所述重量检测单元3还可以在顾客伸入货架之后，检测货架(包含货架上的产品)的最新重量，若最新重量相比于初始总重量减少，则说明顾客确实拿走了货架上的产品，若最新重量相比于初始总重量未减少，则说明顾客仅仅是将手伸入到货架而未真的从货架拿出产品，或是在拿出产品后又将产品放回了货架原处。所述重量检测单元3的重量检测可以避免了仅依据被阻挡的光线可能存在误判顾客是否真的购买产品的情况。

另外，利用所述重量检测单元3还可以进一步计算出顾客在同一位置取走产品的件数。例如，所述重量检测单元3可以在顾客未取货时检测货架(包含货架上的产品)的总重量，记为初始总重量。所述重量检测单元3还可以在顾客伸入货架之后，检测货架(包含货架上的产品)的最新重量，若最新重量相比于初始总重量减少了重量Δ，那么，可以获取在顾客伸入位置摆放的产品的单位重量G，计算可得顾客取出该产品的数量n＝Δ/G。

本实施例的产品识别装置可以利用设置于不同方向的两个光收发组发射覆盖于货架正面的光线阵列，通过光线的接收情况实现顾客拿取产品定位功能，精确识别顾客拿取的产品，不仅仅在大大降低了机器识别设备成本，同时提高了产品的识别准确率。另外，产品识别装置在配备了上述的重量检测单元时，可以进一步判断顾客是否真的要购买标定的位置对应摆放的产品还是仅仅是将手伸入到货架而未真的从货架拿出产品，或是在拿出产品后又将产品放回了货架原处，以及顾客取走了几件产品，实现了设备功能的优化，为产品识别装置在无人售货设备上的应用提供了更可靠的保障。

实施例3

本实施例的产品识别装置是对实施例1的进一步细化。本实施例的产品识别装置尤其适用于N层货架，N为正整数。所述N层货架的结构可以如图6所示，货架02包括两层，每一层空间021均可设置摆放产品023的摆放位置，每层空间021中产品的摆放位置沿横向X排列。

如图7所示，所述产品识别装置具体包括N(N＝2)个光收发组和控制单元，每个所述光收发组分别设置于所述货架每层空间021的上下两端。每个所述光收发组包括沿指定方向(横向X)设置的至少一光发射器141和至少一光接收器142，所述光发射器141与所述光接收器142一一对应。同一光收发组中，相邻的两个光发射器141之间的间隔d可以相等，相邻的两个光接收器142之间的间隔d可以相等，例如均等于10mm，光发射器141和光接收器142的数量可以等于货架所在层横向的长度(mm)除以10。不同的光收发组中，间隔d可以相同或不同。当光发射器141和光接收器142的数量较多时，为了方便设置可以采用能够同时发射/接收多条光线的光发射管/光接收管。对于相对应的光发射器141与光接收器142，当它们之间没有物体阻挡时，光接收器142可以接收到对应的光发射器141发射的光线；当它们之间有物体阻挡时，光接收器142不能接收到对应的光发射器141发射的光线。

在货架的每层空间021，所述光发射器141发射的光线在所述货架的正面形成纵向的条形光线阵列15。

所述控制单元具体用于在所述光发射器141发射光线时，检测所述光接收器142是否接收光线，在检测到存在未接收到光线的光接收器142时，根据未接收到光线的光接收器142的位置，确定未接收到光线的光接收器142所在的层021，将未接收到光线的光接收器142在所述指定方向(横向X)上的坐标值作为标定的位置的一个坐标值，根据所述产品摆放信息识别在确定的层021中在标定的位置对应摆放的产品。

本实施例的产品识别装置可以应用到无人售货设备中以识别顾客从货架上拿取的产品。具体的原理为：若没有顾客从所述货架上拿取产品，则所有的光接收器142均能接收到光线；若有顾客从所述货架上拿取产品，则在顾客将手伸入货架及从货架上拿出产品的过程中，顾客的手及被拿出的产品都会阻挡部分光发射器141发射的光线，致使部分对应的光接收器142无法接收光线，通过检测未接收到光线的光接收器142的位置，可以标定顾客所拿产品的位置，进而可以通过产品摆放信息，识别出摆放在标定的位置的产品。

下面结合图7、8对本实施例的产品识别装置的原理作进一步说明：

如图7所示，在没有顾客从所述货架上拿取产品时，所有的光接收器142均能接收到光线。

如图8所示，在有顾客从所述货架上拿取产品，顾客将手伸入货架及从货架上拿出产品的过程中，顾客的手及被拿出的产品都会阻挡光发射器141a发射的光线，致使对应的光接收器142a无法接收光线。确定光接收器142a所在的层为第一层，将光接收器142a在所述指定方向(横向X)上的坐标值x1作为标定的位置的一个坐标值，最终标定阻挡光线的物体的位置，即顾客所拿的产品摆放于该位置，其为在第一层中横坐标为x1的位置。通过查询所述产品摆放信息，识别出摆放在该位置的具体产品。

另外，所述产品识别装置还包括：重量检测单元3。所述重量检测单元3可以设置于所述货架的底部，用于检测所述货架的重量和/或所述货架的重量变化。例如，所述重量检测单元3可以在顾客未取货时检测货架(包含货架上的产品)的总重量，记为初始总重量。所述重量检测单元3还可以在顾客伸入货架之后，检测货架(包含货架上的产品)的最新重量，若最新重量相比于初始总重量减少，则说明顾客确实拿走了货架上的产品，若最新重量相比于初始总重量未减少，则说明顾客仅仅是将手伸入到货架而未真的从货架拿出产品，或是在拿出产品后又将产品放回了货架原处。所述重量检测单元3的重量检测可以避免了仅依据被阻挡的光线可能存在误判顾客是否真的购买产品的情况。

另外，利用所述重量检测单元3还可以进一步计算出顾客在同一位置取走产品的件数。例如，所述重量检测单元3可以在顾客未取货时检测货架(包含货架上的产品)的总重量，记为初始总重量。所述重量检测单元3还可以在顾客伸入货架之后，检测货架(包含货架上的产品)的最新重量，若最新重量相比于初始总重量减少了重量Δ，那么，可以获取在顾客伸入位置摆放的产品的单位重量G，计算可得顾客取出该产品的数量n＝Δ/G。

本实施例的产品识别装置可以利用设置于不同层的光收发组发射覆盖于货架正面的光线阵列，通过光线的接收情况实现顾客拿取产品定位功能，精确识别顾客拿取的产品，不仅仅在大大降低了机器识别设备成本，同时提高了产品的识别准确率。另外，产品识别装置在配备了上述的重量检测单元时，可以进一步判断顾客是否真的要购买标定的位置对应摆放的产品还是仅仅是将手伸入到货架而未真的从货架拿出产品，或是在拿出产品后又将产品放回了货架原处，以及顾客取走了几件产品，实现了设备功能的优化，为产品识别装置在无人售货设备上的应用提供了更可靠的保障。

实施例4

本实施例的产品识别装置是对实施例1的进一步细化。本实施例的产品识别装置尤其适用于N列货架，N为正整数。所述N列货架的结构可以如图9所示，货架03包括3列，每一列空间031均可设置摆放产品033的摆放位置，每列空间031中产品的摆放位置沿纵向Y排列。

如图10所示，所述产品识别装置具体包括N(N＝3)个光收发组和控制单元，每个所述光收发组分别设置于所述货架每列空间031的左右两侧。每个所述光收发组包括沿指定方向(纵向Y)设置的至少一光发射器151和至少一光接收器152，所述光发射器151与所述光接收器152一一对应。同一光收发组中，相邻的两个光发射器151之间的间隔d可以相等，相邻的两个光接收器152之间的间隔d可以相等，例如均等于10mm，光发射器151和光接收器152的数量可以等于货架所在列纵向的长度(mm)除以10。不同的光收发组中，间隔d可以相同或不同。当光发射器151和光接收器152的数量较多时，为了方便设置可以采用能够同时发射/接收多条光线的光发射管/光接收管。对于相对应的光发射器151与光接收器152，当它们之间没有物体阻挡时，光接收器152可以接收到对应的光发射器151发射的光线；当它们之间有物体阻挡时，光接收器152不能接收到对应的光发射器151发射的光线。

在货架的每列空间031，所述光发射器151发射的光线在所述货架的正面形成横向的条形光线阵列16。

所述控制单元具体用于在所述光发射器151发射光线时，检测所述光接收器152是否接收光线，在检测到存在未接收到光线的光接收器152时，根据未接收到光线的光接收器152的位置，确定未接收到光线的光接收器152所在的列031，将未接收到光线的光接收器152在所述指定方向(纵向Y)上的坐标值作为标定的位置的一个坐标值，根据所述产品摆放信息识别在确定的列031中在标定的位置对应摆放的产品。

本实施例的产品识别装置可以应用到无人售货设备中以识别顾客从货架上拿取的产品。具体的原理为：若没有顾客从所述货架上拿取产品，则所有的光接收器152均能接收到光线；若有顾客从所述货架上拿取产品，则在顾客将手伸入货架及从货架上拿出产品的过程中，顾客的手及被拿出的产品都会阻挡部分光发射器151发射的光线，致使部分对应的光接收器152无法接收光线，通过检测未接收到光线的光接收器152的位置，可以标定顾客所拿产品的位置，进而可以通过产品摆放信息，识别出摆放在标定的位置的产品。

下面结合图10、11对本实施例的产品识别装置的原理作进一步说明：

如图10所示，在没有顾客从所述货架上拿取产品时，所有的光接收器152均能接收到光线。

如图11所示，在有顾客从所述货架上拿取产品，顾客将手伸入货架及从货架上拿出产品的过程中，顾客的手及被拿出的产品都会阻挡光发射器151a发射的光线，致使对应的光接收器152a无法接收光线。确定光接收器152a所在的列为第一列，将光接收器152a在所述指定方向(纵向Y)上的坐标值y1作为标定的位置的一个坐标值，最终标定阻挡光线的物体的位置，即顾客所拿的产品摆放于该位置，其为在第1列中纵坐标为y1的位置。通过查询所述产品摆放信息，识别出摆放在该位置的具体产品。

所述控制单元为了实现上述的功能，本实施例中，所述控制单元可以具体包括处理器和光控制电路，关于光控制电路的说明参见实施例1，在此不再赘述。

另外，所述产品识别装置还包括：重量检测单元。所述重量检测单元可以设置于所述货架的底部，用于检测所述货架的重量和/或所述货架的重量变化。例如，所述重量检测单元可以在顾客未取货时检测货架(包含货架上的产品)的总重量，记为初始总重量。所述重量检测单元还可以在顾客伸入货架之后，检测货架(包含货架上的产品)的最新重量，若最新重量相比于初始总重量减少，则说明顾客确实拿走了货架上的产品，若最新重量相比于初始总重量未减少，则说明顾客仅仅是将手伸入到货架而未真的从货架拿出产品，或是在拿出产品后又将产品放回了货架原处。所述重量检测单元3的重量检测可以避免了仅依据被阻挡的光线可能存在误判顾客是否真的购买产品的情况。

另外，利用所述重量检测单元还可以进一步计算出顾客在同一位置取走产品的件数。例如，所述重量检测单元可以在顾客未取货时检测货架(包含货架上的产品)的总重量，记为初始总重量。所述重量检测单元还可以在顾客伸入货架之后，检测货架(包含货架上的产品)的最新重量，若最新重量相比于初始总重量减少了重量Δ，那么，可以获取在顾客伸入位置摆放的产品的单位重量G，计算可得顾客取出该产品的数量n＝Δ/G。

本实施例的产品识别装置可以利用设置于不同列的光收发组发射覆盖于货架正面的光线阵列，通过光线的接收情况实现顾客拿取产品定位功能，精确识别顾客拿取的产品，不仅仅在大大降低了机器识别设备成本，同时提高了产品的识别准确率。另外，产品识别装置在配备了上述的重量检测单元时，可以进一步判断顾客是否真的要购买标定的位置对应摆放的产品还是仅仅是将手伸入到货架而未真的从货架拿出产品，或是在拿出产品后又将产品放回了货架原处，以及顾客取走了几件产品，实现了设备功能的优化，为产品识别装置在无人售货设备上的应用提供了更可靠的保障。

实施例5

一种无人售货设备，所述无人售货设备包括：货架以及与所述货架配合的实施例1-4中任意一种产品识别装置。所述无人售货设备可以应用于无人商店领域。在识别出顾客购买的产品后，进一步对于产品进行结算、收款等后续流程。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种产品识别装置，其特征在于，所述产品识别装置包括：

设置于货架上的至少一光收发组，所述光收发组包括沿指定方向设置的至少一光发射器和至少一光接收器，所述光发射器与所述光接收器一一对应，并且，所述光发射器发射的光线在所述货架的正面形成光线阵列；

控制单元，所述控制单元用于在所述光发射器发射光线时，检测所述光接收器是否接收到光线，在检测到存在未接收到光线的光接收器时，根据未接收到光线的光接收器的位置标定阻挡光接收器接收光线的物体的位置，根据产品摆放信息识别标定的位置对应摆放的产品，所述产品摆放信息记录有每个产品在所述货架上的摆放位置。

2.如权利要求1所述的产品识别装置，其特征在于，所述产品识别装置具体包括两个所述光收发组，分别为第一光收发组和第二光收发组；所述指定方向包括第一方向和第二方向；

所述第一光收发组包括沿第一方向设置的至少一第一光发射器和至少一第一光接收器，所述第一光发射器与所述第一光接收器一一对应；

所述第二光收发组包括沿第二方向设置的至少一第二光发射器和至少一第二光接收器，所述第二光发射器与所述第二光接收器一一对应；

所述控制单元具体用于在所述第一光发射器和所述第二光发射器发射光线时，检测所述第一光接收器和所述第二光接收器是否接收到光线，在检测到存在未接收到光线的第一光接收器和第二光接收器时，根据未接收到光线的第一光接收器和第二光接收器的位置标定阻挡第一光接收器和第二光接收器接收光线的物体的位置，根据所述产品摆放信息识别标定的位置对应摆放的产品。

3.如权利要求2所述的产品识别装置，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直。

4.如权利要求3所述的产品识别装置，其特征在于，所述第一方向为水平方向，所述第二方向为竖直方向；所述第一光收发组设置于所述货架的上下两端，所述第二光收发组设置于所述货架的左右两侧。

5.如权利要求2所述的产品识别装置，其特征在于，根据未接收到光线的第一光接收器和第二光接收器的位置标定阻挡第一光接收器和第二光接收器接收光线的物体的位置，具体包括：

获取未接收到光线的第一光接收器的位置，将未接收到光线的第一光接收器在所述第一方向上的坐标值作为标定的位置的第一坐标值；

获取未接收到光线的第二光接收器的位置，将未接收到光线的第二光接收器在所述第二方向上的坐标值作为标定的位置的第二坐标值。

6.如权利要求1所述的产品识别装置，其特征在于，所述货架为N层货架，所述产品识别装置具体包括N个所述光收发组，每个所述光收发组分别设置于所述货架每层空间的上下两端；或，所述货架为N列货架，所述产品识别装置具体包括N个所述光收发组，每个所述光收发组分别设置于所述货架每列空间的左右两侧；

其中，N为正整数，所述指定方向与所述货架上产品的摆放位置的排列方向相同；

所述控制单元具体用于在所述光发射器发射光线时，检测所述光接收器是否接收光线，在检测到存在未接收到光线的光接收器时，根据未接收到光线的光接收器的位置，确定未接收到光线的光接收器所在的层或列，将未接收到光线的光接收器在所述指定方向上的坐标值作为标定的位置的一个坐标值，根据所述产品摆放信息识别在确定的层或列中在标定的位置对应摆放的产品。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的产品识别装置，其特征在于，所述光发射器和所述光接收器分别沿所述指定方向等间隔设置。

8.如权利要求1-6中任意一项所述的产品识别装置，其特征在于，所述光线为红外光，所述光发射器为红外发射器，所述光接收器为红外接收器；

或，所述光线为激光，所述光发射器为激光发射器，所述光接收器为激光接收器。

9.如权利要求1-6中任意一项所述的产品识别装置，其特征在于，所述产品识别装置还包括：

重量检测单元，所述重量检测单元用于检测所述货架的重量和/或所述货架的重量变化。

10.一种无人售货设备，其特征在于，所述无人售货设备包括：

货架；

与所述货架配合的权利要求1-9中任意一项所述的产品识别装置。

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