CN111626140A - 一种饮料包装的图像快速识别系统及方法 - Google Patents

一种饮料包装的图像快速识别系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种饮料包装的图像快速识别系统，涉及图像识别技术领域，包括云服务平台、AR扫描模块、数据监测模块、AR呈现模块、图像识别模块、筛分管理模块、警示模块、数据库和智能终端。本发明可对饮料包装进行多角度多方位二维图像数据采集，可实现对饮料包装的多角度多方位图像识别，识别效果佳，可对饮料包装进行三维影像识别，实现对饮料包装进行整体式识别，可有效减少误差，对饮料包装图像识别分类效果更佳，可对系统设备的温湿度监测数据、烟雾监测数据、视频监测数据和运行监测数据进行监测，便于及时发现设备故障及时处理，保证系统的正常运行，可有效保证饮料包装识别的准确性。

Description

一种饮料包装的图像快速识别系统及方法
技术领域
本发明涉及图像识别技术领域，更具体地说，本发明涉及一种饮料包装的图像快速识别系统及方法。
背景技术
饮料是供人或者牲畜饮用的液体，它是经过定量包装的，供直接饮用或按一定比例用水冲调或冲泡饮用的，乙醇含量(质量分量)不超过0.5％的制品，饮料也可分为饮料浓浆或固体形态，它的作用是解渴、补充能量等功能。饮料的包装是饮料的一项重要特征，可提高饮料的识别度和受欢迎程度，直接影响饮料的销量，饮料在装箱之前都需要对包装进行图像检测，保证质量。我国饮料包装物种类多、材质差异大、标注方式复杂等现状，从废旧饮料包装物快速识别、分类、计量及信息处理四个方面分解快速识别技术突破问题。基于饮料包装物材质、颜色、来源、容量等关键信息，建立分类识别饮料包装物的关键指标，结合进传感、图像识别技术研发适用于饮料包装物的识别、分类关键技术。
但是现有的饮料包装的图像识别系统，图像识别范围较小，识别不够全面，容易出现偏差，且大多是对图像进行片段式识别，对饮料包装整体识别效果差。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种饮料包装的图像快速识别系统及方法，本发明所要解决的问题是：如何扩大对饮料包装的图像识别范围，减少误差，加强对饮料包装的整体识别效果。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种饮料包装的图像快速识别系统，包括云服务平台、AR扫描模块、数据监测模块、AR呈现模块、图像识别模块、筛分管理模块、警示模块、数据库和智能终端，所述云服务平台的输入端分别与所述AR扫描模块、所述数据监测模块、所述AR呈现模块、所述图像识别模块、所述筛分管理模块、所述数据库和所述智能终端的输出端连接，所述云服务平台的输出端分别与所述AR扫描模块、所述数据监测模块、所述AR呈现模块、所述图像识别模块、所述筛分管理模块、所述警示模块、所述数据库和所述智能终端的输入端连接，所述数据库的输出端与输入端均与所述智能终端连接，所述云服务平台包括中央处理单元、信息收发单元、储存单元和执行单元，所述AR扫描模块包括图像采集单元、图像处理单元和三维成像单元，所述数据监测模块包括温湿度监测单元、烟雾监测单元、视频监测单元和运行监测单元，所述AR呈现模块包括三维显示单元、影像调色单元和影像旋转单元，所述图像识别单元包括图像整理单元、标记识别单元和影像对照单元，所述筛分管理模块包括喷码管理单元和筛分管理单元，所述智能终端包括显示单元和输入单元。
在一个优选的实施方式中，所述智能终端为智能手机、平板电脑、联网计算机或其它智能设备。
在一个优选的实施方式中，所述温湿度监测单元设置两组，两组所述温湿度监测单元分别设于系统设备壳体内部和外部。
在一个优选的实施方式中，所述烟雾监测单元和所述视频监测单元均设于系统设备外侧。
在一个优选的实施方式中，所述运行监测单元与系统设备连接。
在一个优选的实施方式中，所述警示模块包括警示灯和蜂鸣器，且所述警示灯和所述蜂鸣器均设于饮料包装识别处和监控室内部。
在一个优选的实施方式中，所述图像采集单元包括多个摄像头，且多个摄像头分别安装在饮料包装识别区间的不同位置。
在一个优选的实施方式中，所述储存单元包括本地储存器和云储存器。
在一个优选的实施方式中，所述喷码管理单元为喷码机。
本发明还提供了一种饮料包装的图像快速识别系统的使用方法，包括以下步骤：
a)可通过智能终端开启系统，AR扫描模块中的图像采集单元可对饮料包装进行多角度多方位二维图像采集，图像处理单元可对二维图像数据进行分析处理，三维成像单元可将二维图像数据整合成三维影像并将采集到的二维图像数据和三维影像数据发送到云服务平台，云服务平台将二维图像数据和三维影像数据发送到AR呈现模块；
b)AR呈现模块中三维显示单元可对采集到的三维影像进行显示，影像调色单元可对三维影像进行调色，使得三维影像更加清晰准确，可对不同颜色的饮料包装进行三维成像，影像旋转单元可对三维影像进行旋转调节，可对三维影像进行多角度调整，便于对饮料包装进行多角度多方位识别对照，并将调色旋转后的三维影像发送到云服务平台中；
c)数据库向云服务平台发送饮料包装二维标准图像和三维标准图像，提供基础识别对比数据，云服务平台将采集到的二维图像数据、调色旋转后的三维影像、二维标准图像和三维标准图像发送到图像识别模块；
d)图像识别模块中的图像整理单元可对接收到的数据进行整理，标记识别单元可对二维图像和三维影像中的特别标记进行识别分类，判断饮料包装上的特别标记是否正确，影像对照单元可将采集到的二维图像数据与二维标准图像进行对照，将调色旋转后的三维影像和三维标准图像进行对照，判断饮料包装采集图像与标准图像是否一致，并将识别结构发送到云服务平台；
e)云服务平台对接收到的识别结果进行整理，并将识别结果上传到筛分管理模块、数据库和智能终端，当识别结果显示无匹配时，将判断结果发送到和警示模块；
f)筛分管理模块中的喷码管理单元对无匹配的饮料包装进行喷码，筛分管理单元可将有匹配和无匹配的饮料包装进行分类处理，警示模块可在识别出无匹配饮料包装时进行警示，同时当无匹配的饮料包装筛分之后，警示解除；
g)数据监测模块中的温湿度监测单元可对系统设备内部和外部的温湿度数据进行监测，烟雾监测单元可对系统设备外部环境进行烟雾数据监测，视频检测单元可对系统设备外部进行视频数据监测，运行监测单元可对系统设备的运行数据进行监测，并将温湿度监测数据、烟雾监测数据、视频监测数据和运行监测数据发送到云服务平台；
h)数据库将系统设备工作环境的正常温湿度数据、烟雾数据、视频数据和运行数据发送到云服务平台，云服务平台将监测数据与正常数据进行对比分析判断，将判断结果上传数据库和智能终端；
i)当系统设备工作环境数据判断异常时，向警示模块发送警示信号，同时系统设备停机，饮料包装识别操作暂停，工作人员发现警示信号后，可通过智能终端查看系统设备的具体问题，然后进行检修；
j)使用智能终端可对数据库中的数据进行查看，便于对饮料包装识别过程进行查看，并实时掌握系统设备的工作状态，保证识别的准确性。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过设置AR扫描模块、AR呈现模块、图像识别模块、筛分管理模块、警示模块、数据库和智能终端，可对饮料包装进行多角度多方位二维图像数据采集，可实现对饮料包装的多角度多方位图像识别，识别效果佳，可将二维图像整合成三维影像，并对三维影像进行优化，可对饮料包装进行三维影像识别，实现对饮料包装进行整体式识别，可有效减少误差，对饮料包装图像识别分类效果更佳；
2、本发明通过设置数据监测模块，可对系统设备的温湿度监测数据、烟雾监测数据、视频监测数据和运行监测数据进行监测，便于及时发现设备故障及时处理，保证系统的正常运行，避免由于系统设备异常造成饮料包装识别不准确的问题，可有效保证饮料包装识别的准确性。
附图说明
图1为本发明整体的模块连接框图。
图2为本发明对饮料包装识别的工作流程示意图。
图3为本发明系统设备工作管理的工作流程示意图。
图4为本发明系统设备工作管理与饮料包装识别的综合工作流程示意图。
附图标记为：1云服务平台、2AR扫描模块、3数据监测模块、4AR呈现模块、5图像识别模块、6筛分管理模块、7警示模块、8数据库、9智能终端、10中央处理单元、11信息收发单元、12储存单元、13执行单元、14图像采集单元、15图像处理单元、16三维成像单元、17温湿度监测单元、18烟雾监测单元、19视频监测单元、20运行监测单元、21三维显示单元、22影像调色单元、23影像旋转单元、24图像整理单元、25标记识别单元、26影像对照单元、27喷码管理单元、28筛分管理单元、29显示单元、30输入单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示的一种饮料包装的图像快速识别系统，包括云服务平台1、AR扫描模块2、数据监测模块3、AR呈现模块4、图像识别模块5、筛分管理模块6、警示模块7、数据库8和智能终端9，所述云服务平台1的输入端分别与所述AR扫描模块2、所述数据监测模块3、所述AR呈现模块4、所述图像识别模块5、所述筛分管理模块6、所述数据库8和所述智能终端9的输出端连接，所述云服务平台1的输出端分别与所述AR扫描模块2、所述数据监测模块3、所述AR呈现模块4、所述图像识别模块5、所述筛分管理模块6、所述警示模块7、所述数据库8和所述智能终端9的输入端连接，所述数据库8的输出端与输入端均与所述智能终端9连接，所述云服务平台1包括中央处理单元10、信息收发单元11、储存单元12和执行单元13，所述AR扫描模块2包括图像采集单元14、图像处理单元15和三维成像单元16，所述AR呈现模块4包括三维显示单元21、影像调色单元22和影像旋转单元23，所述图像识别单元5包括图像整理单元24、标记识别单元25和影像对照单元26，所述筛分管理模块6包括喷码管理单元27和筛分管理单元28，所述智能终端9包括显示单元29和输入单元30。
所述智能终端9为智能手机、平板电脑、联网计算机或其它智能设备，便于对系统中的各项数据进行查看和整理。
所述温湿度监测单元17设置两组，两组所述温湿度监测单元17分别设于系统设备壳体内部和外部，可对系统设备内外温湿度均进行监测，温湿度监测数据更加准确。
所述烟雾监测单元18和所述视频监测单元19均设于系统设备外侧，保证对系统设备外部进行烟雾数据和视频数据进行监测。
所述运行监测单元20与系统设备连接，保证对系统设备的运行状态进行监测。
所述警示模块7包括警示灯和蜂鸣器，且所述警示灯和所述蜂鸣器均设于饮料包装识别处和监控室内部，保证对现场工作人员和远程监控人员进行警示。
所述图像采集单元14包括多个摄像头，且多个摄像头分别安装在饮料包装识别区间的不同位置，保证对饮料包装进行多角度多方位进行图像数据采集。
所述储存单元12包括本地储存器和云储存器，可对系统数据进行双重储存，避免数据丢失。
所述喷码管理单元27为喷码机，喷码机对不合格的饮料包装进行喷码操作。
本发明还提供了一种饮料包装的图像快速识别系统的使用方法，包括以下步骤：
a)可通过智能终端9开启系统，AR扫描模块2中的图像采集单元14可对饮料包装进行多角度多方位二维图像采集，图像处理单元15可对二维图像数据进行分析处理，三维成像单元16可将二维图像数据整合成三维影像并将采集到的二维图像数据和三维影像数据发送到云服务平台1，云服务平台1将二维图像数据和三维影像数据发送到AR呈现模块4；
b)AR呈现模块4中三维显示单元21可对采集到的三维影像进行显示，影像调色单元22可对三维影像进行调色，使得三维影像更加清晰准确，可对不同颜色的饮料包装进行三维成像，影像旋转单元23可对三维影像进行旋转调节，可对三维影像进行多角度调整，便于对饮料包装进行多角度多方位识别对照，并将调色旋转后的三维影像发送到云服务平台1中；
c)数据库8向云服务平台1发送饮料包装二维标准图像和三维标准图像，提供基础识别对比数据，云服务平台1将采集到的二维图像数据、调色旋转后的三维影像、二维标准图像和三维标准图像发送到图像识别模块5；
d)图像识别模块5中的图像整理单元24可对接收到的数据进行整理，标记识别单元25可对二维图像和三维影像中的特别标记进行识别分类，判断饮料包装上的特别标记是否正确，影像对照单元26可将采集到的二维图像数据与二维标准图像进行对照，将调色旋转后的三维影像和三维标准图像进行对照，判断饮料包装采集图像与标准图像是否一致，并将识别结构发送到云服务平台1；
e)云服务平台1对接收到的识别结果进行整理，并将识别结果上传到筛分管理模块6、数据库8和智能终端9，当识别结果显示无匹配时，将判断结果发送到和警示模块7；
f)筛分管理模块6中的喷码管理单元27对无匹配的饮料包装进行喷码，筛分管理单元28可将有匹配和无匹配的饮料包装进行分类处理，警示模块7可在识别出无匹配饮料包装时进行警示，同时当无匹配的饮料包装筛分之后，警示解除；
g)使用智能终端9可对数据库8中的数据进行查看，便于对饮料包装识别过程进行查看，并实时掌握系统设备的工作状态，保证识别的准确性。
该实施方式具体解决了背景技术中现有的饮料包装的图像识别系统，图像识别范围较小，识别不够全面，容易出现偏差，且大多是对图像进行片段式识别，对饮料包装整体识别效果差的问题。
如附图1和3-4所示的一种饮料包装的图像快速识别系统，其中，所述数据监测模块3包括温湿度监测单元17、烟雾监测单元18、视频监测单元19和运行监测单元20。
实施方式具体为：使用时，数据监测模块3中的温湿度监测单元17可对系统设备内部和外部的温湿度数据进行监测，烟雾监测单元18可对系统设备外部环境进行烟雾数据监测，视频检测单元19可对系统设备外部进行视频数据监测，运行监测单元20可对系统设备的运行数据进行监测，并将温湿度监测数据、烟雾监测数据、视频监测数据和运行监测数据发送到云服务平台1；数据库8将系统设备工作环境的正常温湿度数据、烟雾数据、视频数据和运行数据发送到云服务平台1，云服务平台1将监测数据与正常数据进行对比分析判断，将判断结果上传数据库8和智能终端9；当系统设备工作环境数据判断异常时，向警示模块7发送警示信号，同时系统设备停机，饮料包装识别操作暂停，工作人员发现警示信号后，可通过智能终端9查看系统设备的具体问题，然后进行检修。
本发明工作原理：
参照说明书附图1-2，通过设置AR扫描模块2、AR呈现模块4、图像识别模块5、筛分管理模块6、警示模块7、数据库8和智能终端9，可对饮料包装进行多角度多方位二维图像数据采集，可实现对饮料包装的多角度多方位图像识别，识别效果佳，可将二维图像整合成三维影像，并对三维影像进行优化，可对饮料包装进行三维影像识别，实现对饮料包装进行整体式识别，可有效减少误差，对饮料包装图像识别分类效果更佳；
进一步的，参照说明书附图1和附图3-4，通过设置数据监测模块3，可对系统设备的温湿度监测数据、烟雾监测数据、视频监测数据和运行监测数据进行监测，便于及时发现设备故障及时处理，保证系统的正常运行，避免由于系统设备异常造成饮料包装识别不准确的问题，可有效保证饮料包装识别的准确性。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种饮料包装的图像快速识别系统，包括云服务平台(1)、AR扫描模块(2)、数据监测模块(3)、AR呈现模块(4)、图像识别模块(5)、筛分管理模块(6)、警示模块(7)、数据库(8)和智能终端(9)，其特征在于：所述云服务平台(1)的输入端分别与所述AR扫描模块(2)、所述数据监测模块(3)、所述AR呈现模块(4)、所述图像识别模块(5)、所述筛分管理模块(6)、所述数据库(8)和所述智能终端(9)的输出端连接，所述云服务平台(1)的输出端分别与所述AR扫描模块(2)、所述数据监测模块(3)、所述AR呈现模块(4)、所述图像识别模块(5)、所述筛分管理模块(6)、所述警示模块(7)、所述数据库(8)和所述智能终端(9)的输入端连接，所述数据库(8)的输出端与输入端均与所述智能终端(9)连接，所述云服务平台(1)包括中央处理单元(10)、信息收发单元(11)、储存单元(12)和执行单元(13)，所述AR扫描模块(2)包括图像采集单元(14)、图像处理单元(15)和三维成像单元(16)，所述数据监测模块(3)包括温湿度监测单元(17)、烟雾监测单元(18)、视频监测单元(19)和运行监测单元(20)，所述AR呈现模块(4)包括三维显示单元(21)、影像调色单元(22)和影像旋转单元(23)，所述图像识别单元(5)包括图像整理单元(24)、标记识别单元(25)和影像对照单元(26)，所述筛分管理模块(6)包括喷码管理单元(27)和筛分管理单元(28)，所述智能终端(9)包括显示单元(29)和输入单元(30)。
2.根据权利要求1所述的一种饮料包装的图像快速识别系统，其特征在于：所述智能终端(9)为智能手机、平板电脑、联网计算机或其它智能设备。
3.根据权利要求1所述的一种饮料包装的图像快速识别系统，其特征在于：所述温湿度监测单元(17)设置两组，两组所述温湿度监测单元(17)分别设于系统设备壳体内部和外部。
4.根据权利要求1所述的一种饮料包装的图像快速识别系统，其特征在于：所述烟雾监测单元(18)和所述视频监测单元(19)均设于系统设备外侧。
5.根据权利要求1所述的一种饮料包装的图像快速识别系统，其特征在于：所述运行监测单元(20)与系统设备连接。
6.根据权利要求1所述的一种饮料包装的图像快速识别系统，其特征在于：所述警示模块(7)包括警示灯和蜂鸣器，且所述警示灯和所述蜂鸣器均设于饮料包装识别处和监控室内部。
7.根据权利要求1所述的一种饮料包装的图像快速识别系统，其特征在于：所述图像采集单元(14)包括多个摄像头，且多个摄像头分别安装在饮料包装识别区间的不同位置。
8.根据权利要求1所述的一种饮料包装的图像快速识别系统，其特征在于：所述储存单元(12)包括本地储存器和云储存器。
9.根据权利要求1所述的一种饮料包装的图像快速识别系统，其特征在于：所述喷码管理单元(27)为喷码机。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种饮料包装的图像快速识别系统的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
a)可通过智能终端(9)开启系统，AR扫描模块(2)中的图像采集单元(14)可对饮料包装进行多角度多方位二维图像采集，图像处理单元(15)可对二维图像数据进行分析处理，三维成像单元(16)可将二维图像数据整合成三维影像并将采集到的二维图像数据和三维影像数据发送到云服务平台(1)，云服务平台(1)将二维图像数据和三维影像数据发送到AR呈现模块(4)；
b)AR呈现模块(4)中三维显示单元(21)可对采集到的三维影像进行显示，影像调色单元(22)可对三维影像进行调色，使得三维影像更加清晰准确，可对不同颜色的饮料包装进行三维成像，影像旋转单元(23)可对三维影像进行旋转调节，可对三维影像进行多角度调整，便于对饮料包装进行多角度多方位识别对照，并将调色旋转后的三维影像发送到云服务平台(1)中；
c)数据库(8)向云服务平台(1)发送饮料包装二维标准图像和三维标准图像，提供基础识别对比数据，云服务平台(1)将采集到的二维图像数据、调色旋转后的三维影像、二维标准图像和三维标准图像发送到图像识别模块(5)；
d)图像识别模块(5)中的图像整理单元(24)可对接收到的数据进行整理，标记识别单元(25)可对二维图像和三维影像中的特别标记进行识别分类，判断饮料包装上的特别标记是否正确，影像对照单元(26)可将采集到的二维图像数据与二维标准图像进行对照，将调色旋转后的三维影像和三维标准图像进行对照，判断饮料包装采集图像与标准图像是否一致，并将识别结构发送到云服务平台(1)；
e)云服务平台(1)对接收到的识别结果进行整理，并将识别结果上传到筛分管理模块(6)、数据库(8)和智能终端(9)，当识别结果显示无匹配时，将判断结果发送到和警示模块(7)；
f)筛分管理模块(6)中的喷码管理单元(27)对无匹配的饮料包装进行喷码，筛分管理单元(28)可将有匹配和无匹配的饮料包装进行分类处理，警示模块(7)可在识别出无匹配饮料包装时进行警示，同时当无匹配的饮料包装筛分之后，警示解除；
g)数据监测模块(3)中的温湿度监测单元(17)可对系统设备内部和外部的温湿度数据进行监测，烟雾监测单元(18)可对系统设备外部环境进行烟雾数据监测，视频检测单元(19)可对系统设备外部进行视频数据监测，运行监测单元(20)可对系统设备的运行数据进行监测，并将温湿度监测数据、烟雾监测数据、视频监测数据和运行监测数据发送到云服务平台(1)；
h)数据库(8)将系统设备工作环境的正常温湿度数据、烟雾数据、视频数据和运行数据发送到云服务平台(1)，云服务平台(1)将监测数据与正常数据进行对比分析判断，将判断结果上传数据库(8)和智能终端(9)；
i)当系统设备工作环境数据判断异常时，向警示模块(7)发送警示信号，同时系统设备停机，饮料包装识别操作暂停，工作人员发现警示信号后，可通过智能终端(9)查看系统设备的具体问题，然后进行检修；
j)使用智能终端(9)可对数据库(8)中的数据进行查看，便于对饮料包装识别过程进行查看，并实时掌握系统设备的工作状态，保证识别的准确性。
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