CN113175986A - 一种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置，包括视觉识别定位检测系统、智能称重存储系统和信息输入及权限控制系统；所述视觉识别定位监测系统由图像识别模块、报警提示模块、通信模块和定位传动模块组成；所述信息输入及权限控制系统由上位机和下位机构成；所述智能称重存储系统主要由环境感知模块、称重模块、锁控模块、无线通信模块及电源模块共同组成；其有益效果是，本发明解决了称重管理领域上无法对错漏放商品进行本体识别及错误操作预警的问题；提高了图像识别摄像头的利用效率和识别的准确性，实现了从操作人权限到操作人领料数据及操作人领料信息和内容的全流程监控和控制，保证了企业生产过程中物料精准管控。

Description

一种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置

技术领域

本发明涉及到智能仓储管理领域，尤其涉及到一种称重管理系统及装置。

背景技术

随着工厂智能化程度的提高，越来越多制造型企业使用各种智能管理系统和装置提高企业内生产现场的物料管理效率和准确性，其中称重技术因为其对物资计量的准确性高，数量不可篡改，可管理的物资品类多，及实时性强等优点，被广泛的应用。但称重管理技术存在以下问题无法解决：1、当两个物料的单重近似或者相同时，商品被混拿混放无法识别的严重缺陷，给部分投机取巧的人使用重量相似的物品替代高价值商品的机会导致企业损失；2、单一的称重技术无法确定和记录真实操作人的信息，当有人冒领时无法快速定位核实，给企业管理带来压力。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明提供一种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置，解决的上述问题，该称重管理系统及装置采用可调节识别角度和方向的图像识别技术确定领取物料种类，采用称重技术计量物料数量，采用人脸识别技术鉴别操作人员信息和控制员工领取物资权限，可实现24小时无人值守。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

一种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置，包括可移动的视觉识别定位检测系统、智能称重存储系统和信息输入及权限控制系统；

所述视觉识别定位监测系统由图像识别模块、报警提示模块、通信模块和定位传动模块组成，通过所述报警提示模块对异常交易状态进行语音播报提示，通过所述定位传动模块确定摄像头位置，并使其移动到对应的货道格口；

所述信息输入及权限控制系统由上位机控制的人脸识别模块、扫码识别模块、显示输入模块、读卡识别模块和下位机控制的通信模块、第一电源模块综合构成；

所述智能称重存储系统主要由环境感知模块、称重模块、锁控模块、无线通信模块及第二电源模块共同组成。

优选的技术方案，所述图像识别模块由图像识别算法和图像识别摄像头组成，通过所述图像识别摄像头对货道交易前后的图像进行拍照，通过所述图像识别算法对货道交易前后的图像进行比对。

优选的技术方案，所述定位传动模块设有一个可供摄像头移动的丝杆、控制摄像头移动的电机和确定摄像头坐标的金属接近开关，通过所述电机带动所述丝杆旋转，进而带动所述摄像头移动，通过金属接近开关确定摄像头位置，确保摄像头移动到对应的货道格口上。

优选的技术方案，所述信息输入及权限控制系统即控制输入装置，所述上位机和各模块间使用标准USB2.0通信协议进行通信，所述下位机和所述上位机之间使用RS485串口通信。

优选的技术方案，所述无线通信模块使用RS485串口通信技术实现和各装置及系统间的通信连接。

优选的技术方案，所述环境感知模块由烟雾报警器、温湿度传感器组成，通过所述环境感知模块感知商品的存储环境信息。

优选的技术方案，所述智能称重存储系统是一个的智能仓储装置，所述智能仓储装置由多个可存储和管理的格口组成，每个所述格口内置有称重模块，所述称重模块为高精度的工业级重量传感模块，通过所述重量传感模块感知格口内商品的重量变化，获取商品对应的增加和减少数量信息。

优选的技术方案，所述锁控模块由所有格口的电子锁共同组成，其开启主要由信息输入及权限控制系统的权限验证结果控制。

优选的技术方案，所述称重管理系统及装置的工作步骤如下：

步骤1、交易人开始交易前，通过人脸识别摄像头录入人脸信息后，与本地的人脸数据库进行1：N的比对，判断操作人员是否为已授权至该机器的员工，若为授权员工，则进入下一步，否则提示先进行授权；

步骤2、授权员工选择要领取的商品所在的货道；

步骤3、判断授权员工是否有所选择商品的授权权限，若有则进入下一步，否则提示无权限，先获取该商品的授权；

步骤4、根据授权的操作人所选择的货道数，确定设备的开门时序，开门时序按照操作人所选择的货道号从小到大排列；同时将所选择货道的坐标计算得到后上报给视觉识别定位监测系统；

步骤5、货道开门后，操作人员任意领取其权限范围内的商品，领取过程中对应货道的称重传感器感知到重量变化，摄像头移动到对应货道的坐标处；

步骤6、摄像头在左旋转45度，正向俯视，右旋转45度三个方向进行抓拍比对，提高比对准确率和效率；

步骤7、若交易前后的重量差小于0，则系统判断为正常正常交易进入下一步，否则判断为异常交易，此时系统语音播报，同时比对抓拍图像和数据库的商品图像，判断放错的商品种类并进行记录；

步骤8、比对交易前后的称重传感器实时采集已开门货道内变化的重量差值，计算交易数量；

步骤9、比对交易前后的图像，并进行分析是否为同一种物料，若为同一种物料，则判断为正常交易，生成包括交易人，交易数量，交易品类，交易时间在内的交易数据，同时更新库存数据，若不是一种物料，则判断为异常交易，语音播报预警，同时记录包括交易时间、交易人、交易数量、交易产品品类等在内的异常交易数据。

相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本发明通过一个可移动及可调角度的图像识别系统和称重技术相结合，解决了称重管理领域上，无法对错漏放商品进行本体识别及错误操作预警的问题；本发明可以使用一个可水平移动及可调角度的摄像头，实现对一整层所有货道的领料数据的识别及监控，大大提高了图像识别摄像头的利用效率和识别的准确性，在降低产品整体成本的同时提高了管理效率；同时本发明应用人脸识别权限控制系统，能实现从操作人权限到操作人领料数据及操作人领料信息和内容的全流程监控和控制，保证了企业生产过程中物料精准管控，减少浪费，同时解决了人工管理导致的不公平现象。

附图说明

为了更清楚的说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种称重管理系统及装置的示意图；

图2为本发明的定位传动模块的示意图；

图3为本发明一种称重管理系统及装置的工作步骤。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“固定”、“一体成型”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，在图中，结构相似的单元是用以相同标号标示。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。

如说明书附图所示，本发明的一个实施例是：

一种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置，其特征在于： 包括可移动的视觉识别定位检测系统、智能称重存储系统和信息输入及权限控制系统。

所述视觉识别定位监测系统由图像识别模块、报警提示模块、通信模块和定位传动模块组成，通过所述报警提示模块对异常交易状态进行语音播报提示，通过所述定位传动模块确定摄像头位置，并使其移动到对应的货道格口；

所述图像识别模块由图像识别算法和图像识别摄像头组成，通过所述图像识别摄像头对货道交易前后的图像进行拍照，通过所述图像识别算法对货道交易前后的图像进行比对；

所述定位传动模块设有一个可供摄像头移动的丝杆、控制摄像头移动的电机和确定摄像头坐标的金属接近开关，通过所述电机带动所述丝杆旋转，进而带动所述摄像头移动，通过金属接近开关确定摄像头位置，确保摄像头移动到对应的货道格口上。

所述信息输入及权限控制系统由上位机控制的人脸识别模块、扫码识别模块、显示输入模块、读卡识别模块和下位机控制的通信模块、第一电源模块综合构成，所述信息输入及权限控制系统即控制输入装置，所述上位机和各模块间使用标准USB2.0通信协议进行通信，所述下位机和所述上位机之间使用RS485串口通信。

所述智能称重存储系统主要由环境感知模块、称重模块、锁控模块、无线通信模块及第二电源模块共同组成，所述环境感知模块由烟雾报警器、温湿度传感器组成，通过所述环境感知模块感知商品的存储环境信息；

所述智能称重存储系统是一个的智能仓储装置，所述智能仓储装置由多个可存储和管理的格口组成，每个所述格口内置有称重模块，所述称重模块为高精度的工业级重量传感模块，通过所述重量传感模块感知格口内商品的重量变化，获取商品对应的增加和减少数量信息；

所述锁控模块由所有格口的电子锁共同组成，其开启主要由信息输入及权限控制系统的权限验证结果控制，所述无线通信模块使用RS485串口通信技术实现和各装置及系统间的通信连接。

所述称重管理系统及装置的工作步骤如下：

步骤1、交易人开始交易前，通过人脸识别摄像头录入人脸信息后，与本地的人脸数据库进行1：N的比对，判断操作人员是否为已授权至该机器的员工，若为授权员工，则进入下一步，否则提示先进行授权；

步骤2、授权员工选择要领取的商品所在的货道；

步骤3、判断授权员工是否有所选择商品的授权权限，若有则进入下一步，否则提示无权限，先获取该商品的授权；

步骤4、根据授权的操作人所选择的货道数，确定设备的开门时序，开门时序按照操作人所选择的货道号从小到大排列；同时将所选择货道的坐标计算得到后上报给视觉识别定位监测系统；

步骤5、货道开门后，操作人员任意领取其权限范围内的商品，领取过程中对应货道的称重传感器感知到重量变化，摄像头移动到对应货道的坐标处；

步骤6、摄像头在左旋转45度，正向俯视，右旋转45度三个方向进行抓拍比对，提高比对准确率和效率；

步骤7、若交易前后的重量差小于0，则系统判断为正常正常交易进入下一步，否则判断为异常交易，此时系统语音播报，同时比对抓拍图像和数据库的商品图像，判断放错的商品种类并进行记录；

步骤8、比对交易前后的称重传感器实时采集已开门货道内变化的重量差值，计算交易数量；

步骤9、比对交易前后的图像，并进行分析是否为同一种物料，若为同一种物料，则判断为正常交易，生成包括交易人，交易数量，交易品类，交易时间在内的交易数据，同时更新库存数据，若不是一种物料，则判断为异常交易，语音播报预警，同时记录包括交易时间、交易人、交易数量、交易产品品类等在内的异常交易数据。

工作原理：本发明通过一个可移动及可调角度的图像识别系统和称重技术相结合，识别错放的商品，并预警；通过可水平移动及可调角度的摄像头，识别及监控一整层所有货道的领料情况，提高了图像识别摄像头的利用效率和识别的准确性；通过人脸识别权限控制系统，实现从操作人权限到操作人领料数据及操作人领料信息和内容的全流程监控和控制。

相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本发明通过一个可移动及可调角度的图像识别系统和称重技术相结合，解决了称重管理领域上，无法对错漏放商品进行本体识别及错误操作预警的问题；本发明可以使用一个可水平移动及可调角度的摄像头，实现对一整层所有货道的领料数据的识别及监控，大大提高了图像识别摄像头的利用效率和识别的准确性，在降低产品整体成本的同时提高了管理效率；同时本发明应用人脸识别权限控制系统，能实现从操作人权限到操作人领料数据及操作人领料信息和内容的全流程监控和控制，保证了企业生产过程中物料精准管控，减少浪费，同时解决了人工管理导致的不公平现象。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置，其特征在于： 包括可移动的视觉识别定位检测系统、智能称重存储系统和信息输入及权限控制系统；

所述视觉识别定位监测系统由图像识别模块、报警提示模块、通信模块和定位传动模块组成，通过所述报警提示模块对异常交易状态进行语音播报提示，通过所述定位传动模块确定摄像头位置，并使其移动到对应的货道格口；

所述信息输入及权限控制系统由上位机控制的人脸识别模块、扫码识别模块、显示输入模块、读卡识别模块和下位机控制的通信模块、第一电源模块综合构成；

所述智能称重存储系统主要由环境感知模块、称重模块、锁控模块、无线通信模块及第二电源模块共同组成。

2.根据权利要求1所述的一种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置，其特征在于：所述图像识别模块由图像识别算法和图像识别摄像头组成，通过所述图像识别摄像头对货道交易前后的图像进行拍照，通过所述图像识别算法对货道交易前后的图像进行比对。

3.根据权利要求2所述的一种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置，其特征在于：所述定位传动模块设有一个可供摄像头移动的丝杆、控制摄像头移动的电机和确定摄像头坐标的金属接近开关，通过所述电机带动所述丝杆旋转，进而带动所述摄像头移动，通过金属接近开关确定摄像头位置，确保摄像头移动到对应的货道格口上。

4.根据权利要求3所述的一种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置，其特征在于：所述信息输入及权限控制系统即控制输入装置，所述上位机和各模块间使用标准USB2.0通信协议进行通信，所述下位机和所述上位机之间使用RS485串口通信。

5.根据权利要求4所述的一种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置，其特征在于：所述无线通信模块使用RS485串口通信技术实现和各装置及系统间的通信连接。

6.根据权利要求5所述的一种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置，其特征在于：所述环境感知模块由烟雾报警器、温湿度传感器组成，通过所述环境感知模块感知商品的存储环境信息。

7.根据权利要求6所述的一种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置，其特征在于：所述智能称重存储系统是一个的智能仓储装置，所述智能仓储装置由多个可存储和管理的格口组成，每个所述格口内置有称重模块，所述称重模块为高精度的工业级重量传感模块，通过所述重量传感模块感知格口内商品的重量变化，获取商品对应的增加和减少数量信息。

8.根据权利要求7所述的一种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置，其特征在于：所述锁控模块由所有格口的电子锁共同组成，其开启主要由信息输入及权限控制系统的权限验证结果控制。

9.根据权利要求8所述的一种提高识别效率和准确率的称重管理系统及装置，其特征在于，所述称重管理系统及装置的工作步骤如下：

步骤1、交易人开始交易前，通过人脸识别摄像头录入人脸信息后，与本地的人脸数据库进行1：N的比对，判断操作人员是否为已授权至该机器的员工，若为授权员工，则进入下一步，否则提示先进行授权；

步骤2、授权员工选择要领取的商品所在的货道；

步骤3、判断授权员工是否有所选择商品的授权权限，若有则进入下一步，否则提示无权限，先获取该商品的授权；

步骤4、根据授权的操作人所选择的货道数，确定设备的开门时序，开门时序按照操作人所选择的货道号从小到大排列；同时将所选择货道的坐标计算得到后上报给视觉识别定位监测系统；

步骤5、货道开门后，操作人员任意领取其权限范围内的商品，领取过程中对应货道的称重传感器感知到重量变化，摄像头移动到对应货道的坐标处；

步骤6、摄像头在左旋转45度，正向俯视，右旋转45度三个方向进行抓拍比对，提高比对准确率和效率；

步骤7、若交易前后的重量差小于0，则系统判断为正常正常交易进入下一步，否则判断为异常交易，此时系统语音播报，同时比对抓拍图像和数据库的商品图像，判断放错的商品种类并进行记录；

步骤8、比对交易前后的称重传感器实时采集已开门货道内变化的重量差值，计算交易数量；

步骤9、比对交易前后的图像，并进行分析是否为同一种物料，若为同一种物料，则判断为正常交易，生成包括交易人，交易数量，交易品类，交易时间在内的交易数据，同时更新库存数据，若不是一种物料，则判断为异常交易，语音播报预警，同时记录包括交易时间、交易人、交易数量、交易产品品类等在内的异常交易数据。

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