CN114856317A - 一种基于机器视觉的保管箱的自动开锁系统及开锁方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于机器视觉的保管箱的自动开锁系统，包括：第一液压机械臂、第二液压机械臂、摄像头、LED灯、钥匙套筒和控制器；第二液压机械臂套设于第一液压机械臂的内部；第二液压机械臂远离第一液压机械臂的一端连接钥匙套筒；钥匙套筒内装设钥匙；摄像头位于钥匙套筒的上方，LED灯与摄像头相邻设置；LED灯用于照射出与贴纸图片同样的光照图形，贴纸图片贴在保管箱的钥匙孔；摄像头，用于拍摄保管箱的钥匙孔的贴纸图片的照片和光照图形；控制器，用于对比照片与光照图形，根据对比结果控制钥匙套筒移动，使钥匙套筒对准钥匙孔。该开锁系统可以自动完成开锁，并不需要工作人员进行开锁，提高开锁的准确率。

Description

一种基于机器视觉的保管箱的自动开锁系统及开锁方法

技术领域

本申请涉及保管箱技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的保管箱的自动开锁系统及开锁方法。

背景技术

保管箱是银行的传统业务，业务特点是在银行经营场所，以出租箱体的方式，代客户保管贵重物品。传统的机械式保管箱通常是1万-5万箱体组合在一起，每个箱体有2把钥匙，其中A钥匙由银行保管，B钥匙在客户租用箱体时配给客户使用。客户需要开箱时，需要银行人员先使用A钥匙打开主锁，再由客户用B钥匙打开B锁，才可以使用保管箱。客户使用完后，用B锁锁上箱体时，AB两个锁会同时锁上。

因安全原因，银行保管的A钥匙有1把，A钥匙可以打开所有的保管箱，但是B钥匙是一个保管箱有一个。

由于A锁的钥匙只有一个，因此，每次需要工作人员去客户需要打开的保管箱处来打开，效率低，而且浪费人力。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种基于机器视觉的保管箱的自动开锁系统及开锁方法，能够自动打开保管箱的A锁，提高效率，节省工作人员。

本发明提供一种基于机器视觉的保管箱的自动开锁系统，包括：第一液压机械臂、第二液压机械臂、摄像头、LED灯、钥匙套筒和控制器；

第二液压机械臂套设于第一液压机械臂的内部；

第二液压机械臂远离第一液压机械臂的一端连接钥匙套筒；

钥匙套筒内装设钥匙；

摄像头位于钥匙套筒的上方，LED灯与摄像头相邻设置；

LED灯用于照射出与贴纸图片同样的光照图形，贴纸图片贴在保管箱的钥匙孔；

摄像头，用于拍摄保管箱的钥匙孔的贴纸图片的照片和光照图形；

控制器，用于对比照片与光照图形，根据对比结果控制钥匙套筒移动，使钥匙套筒对准钥匙孔。

优选地，贴纸图片上设有三角形，光照图形上有对应的三角形；

控制器，具体用于对比贴纸图片的照片中的三角形与光照图形中的三角形的对应顶点之间的距离；根据距离控制钥匙套筒移动，使钥匙套筒对准钥匙孔。

优选地，贴纸图片上的第一三角形和光照图形对应的第二三角形为相同的等腰三角形；

控制器，具体用于获得第二三角形的底边的两个顶点分别到第一三角形底边高的垂直距离，根据两个顶点到第一三角形的底边高的垂直距离的大小，控制钥匙套筒在水平方向的移动方向。

优选地，控制器，具体用于根据第一三角形的顶角顶点到第二三角形的顶角顶点的距离，控制钥匙套筒在垂直方向的移动方向。

优选地，第一三角形和第二三角形均为相同的等边三角形。

优选地，贴纸图片上划分区间，并在保管箱位于的层数对应的区间打孔；

控制器，还用于根据摄像头拍摄的贴纸图片上的孔对应的层数，判断保管箱是否为需要打开的保管箱。

本申请还提供一种基于机器视觉的保管箱的自动开锁方法，应用于开锁系统，系统包括：第一液压机械臂、第二液压机械臂、摄像头、LED灯、钥匙套筒和控制器；第二液压机械臂套设于第一液压机械臂的内部；第二液压机械臂远离第一液压机械臂的一端连接钥匙套筒；钥匙套筒内装设钥匙；摄像头位于钥匙套筒的上方，LED灯与摄像头相邻设置；LED灯用于照射出与贴纸图片同样的光照图形，贴纸图片贴在保管箱的钥匙孔；

该方法包括：

拍摄保管箱的钥匙孔的贴纸图片的照片和光照图形；

对比照片与光照图形；

根据对比结果控制钥匙套筒移动，使钥匙套筒对准钥匙孔。

优选地，贴纸图片上设有三角形，光照图形上有对应的三角形；

对比照片与光照图形，根据对比结果控制钥匙套筒移动，使钥匙套筒对准钥匙孔，具体包括：

对比贴纸图片的照片中的三角形与光照图形中的三角形的对应顶点之间的距离；根据距离控制钥匙套筒移动，使钥匙套筒对准钥匙孔。

优选地，贴纸图片上的第一三角形和光照图形对应的第二三角形为相同的等腰三角形；

对比照片与光照图形，根据对比结果控制钥匙套筒移动，具体包括：

获得第二三角形的底边的两个顶点分别到第一三角形底边高的垂直距离，根据两个顶点到第一三角形的底边高的垂直距离的大小，控制钥匙套筒在水平方向的移动方向。

优选地，对比照片与光照图形，根据对比结果控制钥匙套筒移动，具体包括：

根据第一三角形的顶角顶点到第二三角形的顶角顶点的距离，控制所述钥匙套筒在垂直方向的移动方向。

由此可见，本申请实施例具有如下有益效果：

本申请提供的开锁系统，通过在钥匙孔上设置贴纸图片，在钥匙套筒设置摄像头和LED灯，使LED灯照射出与贴纸图片同样的光照图形，便于进行位置参照的定位。即摄像头采集钥匙孔上贴纸图片的图像时，同时会采集LED灯照射出的图形，因此，控制器可以将贴纸图片与光照图形进行对比，当两者重合时，说明钥匙套筒对准了保管箱的钥匙孔。控制器可以根据贴纸图片与光照图形的对比结果，控制钥匙套筒移动，从而使钥匙套筒对准保管箱的钥匙孔。该开锁系统可以自动完成开锁，并不需要工作人员进行开锁，而且由于在钥匙孔上设置贴纸图片，通过摄像头判断是否到达钥匙孔的位置，从而提高开锁的准确率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种机械臂的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种自动开锁系统的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种两个三角形的对比示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种两个三角形的对比示意图；

图5为本申请实施例提供的一种钥匙孔上贴纸图片的示意图；

图6本申请实施例提供的一种基于机器视觉的保管箱的自动开锁方法流程图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本申请提供的技术方案，下面先介绍具体的应用场景。

本发明主要是在保留保管箱的机械锁的前提下，打开保管箱的A锁，但是由于保管箱一般包括很多台，例如一个保管区域可能上万甚至几万个保管箱，由银行管理岗人员来到待打开保管箱处，利用A钥匙打开保管箱，成本高，效率低，而且可能存在安全风险。

本申请实施例为了解决以上的技术问题，达到节省人力，提高开A锁的效率的目的，该开锁机械臂可以实现自动开锁，不需要工作人员到达待打开保管箱处。而且本申请提供的自动开锁机械臂内部携带钥匙，不开锁时，钥匙隐藏在机械臂内部，可以防止被复制。

下面结合附图详细介绍本申请提供的技术方案的实现方式。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种机械臂的示意图。

本实施例提供的保管箱的自动开锁机械臂，包括：第一液压机械臂B1、第二液压机械臂B2和钥匙套筒TT；

第二液压机械臂B2套设于所述第一液压机械臂B1的内部；

第二液压机械臂B2远离所述第一液压机械臂B1的一端连接所述钥匙套筒TT；

钥匙套筒TT内装设钥匙YS；

另外，还包括机械臂滑轮H1，机械臂滑轮H1装设于所述液压第二臂B2的臂头；

钥匙套筒TT，用于在马达作用下转动来带动钥匙YS运动至保管箱的钥匙孔，钥匙套筒TT带动所述钥匙YS转动打开保管箱。

控制器(图中未示出)，具体用于控制液压第一臂B1和液压第二臂B2的长度来控制机械臂的垂直长度，以使机械臂按照待打开保管箱的垂直位置对准钥匙孔。

本申请实施例提供的自动开锁机械臂，机械臂携带钥匙套筒，钥匙套筒内部设有钥匙，当机械臂运行到待打开的保险箱时，钥匙套筒对准钥匙孔，机械臂的马达可以带动钥匙套筒转动，钥匙套筒内部的钥匙被推出，当不能再推出时，说明钥匙已经完全插入钥匙孔，因此，钥匙套筒带动钥匙转动，进而打开保管箱。本申请提供的自动开锁机械臂，不但可以自动实现开锁，而且在不开锁时，钥匙隐藏在钥匙套筒内部，机械臂吊装在天花板上，工作人员以及客户都无法开到，因此，可以防止钥匙被复制，从而提高安全性。

但是，仅控制机械臂移动，有时不能精确定位钥匙孔的位置，因此，本申请实施例为了更加准确地定位钥匙孔，提高成功开锁的效率，在钥匙套筒安装了摄像头和LED灯。

下面结合附图对本申请实施例提供的基于机器视觉的保管箱的自动开锁系统进行详细介绍，

参见图2，该图为本申请实施例提供的一种自动开锁系统的示意图。

本实施例提供的基于机器视觉的保管箱的自动开锁系统，包括：第一液压机械臂B1、第二液压机械臂B2、摄像头SX、LED灯LED、钥匙套筒和控制器；

第二液压机械臂B2套设于第一液压机械臂B1的内部；

第二液压机械臂B2远离第一液压机械臂B1的一端连接钥匙套筒TT；

钥匙套筒TT内装设钥匙；

摄像头SX位于钥匙套筒TT的上方，LED灯LED与摄像头SX相邻设置；

LED灯LED用于照射出与贴纸图片同样的光照图形，贴纸图片贴在保管箱的钥匙孔。

由于在采集钥匙孔的图像时发现，保管箱的面板通常使用不锈钢(304)面板，颜色偏灰，色彩差异小，基于视觉的模型识别准确率低。为此，本申请实施例使用单一颜色的贴纸，结合特殊符号的方式，贴在钥匙孔上，增加摄像头对钥匙孔位置的识别能力，提高精度。本申请实施例具体限定贴纸上的具体图形，例如可以为三角形等。贴纸可以采用中间镂空设计，进而使钥匙孔从镂空部分露出，这样方便钥匙插入钥匙孔。

摄像头SX，用于拍摄保管箱的钥匙孔的贴纸图片的照片和光照图形；

控制器(图中未示出)，用于对比照片与光照图形，根据对比结果控制钥匙套筒TT移动，使钥匙套筒TT对准钥匙孔。

本申请实施例提供的开锁系统，通过在钥匙孔上设置贴纸图片，在钥匙套筒设置摄像头和LED灯，使LED灯照射出与贴纸图片同样的光照图形，便于进行位置参照的定位。即摄像头采集钥匙孔上贴纸图片的图像时，同时会采集LED灯照射出的图形，因此，控制器可以将贴纸图片与光照图形进行对比，当两者重合时，说明钥匙套筒对准了保管箱的钥匙孔。控制器可以根据贴纸图片与光照图形的对比结果，控制钥匙套筒移动，从而使钥匙套筒对准保管箱的钥匙孔。该开锁系统可以自动完成开锁，并不需要工作人员进行开锁，而且由于在钥匙孔上设置贴纸图片，通过摄像头判断是否到达钥匙孔的位置，从而提高开锁的准确率。

另外，本申请实施例提供的开锁系统，还可以包括磁探检测器件，在机械臂接近保管箱的面板时，磁探检测器件检测到足够接近保管箱后，可以停止微调，完成钥匙孔的定位。

下面结合附图进行详细介绍。

参见图3，该图为本申请实施例提供的一种两个三角形的对比示意图。

本申请实施例提供的开锁系统，贴纸图片上设有三角形，光照图形上有对应的三角形；

控制器，具体用于对比贴纸图片的照片中的三角形与光照图形中的三角形的对应顶点之间的距离；根据距离控制钥匙套筒移动，使钥匙套筒对准钥匙孔。

为了方便对比，减少计算量，本申请实施例以贴纸图片上的第一三角形和光照图形对应的第二三角形为相同的等腰三角形为例进行介绍。

控制器，具体用于获得第二三角形的底边的两个顶点分别到第一三角形底边高的垂直距离，根据两个顶点到第一三角形的底边高的垂直距离的大小，控制钥匙套筒在水平方向的移动方向。

如图3中，其中第二三角形对应的图为LED灯照射出的光照图形100，第一三角形对应的图为钥匙孔的贴纸图片200。

距离a、b、c分别表示第一三角形和第二三角形的对应顶点之间的距离。

距离e和f分别表示第二三角形的底边的两个顶点分别到第一三角形底边高的垂直距离，例如可以分为如下三种情况：

A、如果距离e<距离f，则需要机械臂往左微调。

B、如果距离e>距离f，则需要机械臂往右微调。

C、如果距离e＝距离f，则说明在第一三角形和第二三角形在同一垂直线上，即钥匙套筒在水平方向不用再移动，只需要垂直方向移动即可对准保管箱的钥匙孔。

当距离e＝距离f，表明两个三角形在同一垂直线上，不用水平移动，此时根据距离d可以判断钥匙套筒的在垂直方向的移动，例如距离d为0，则表示两个三角形的对应顶点重合，不必移动。如果上下移动，距离d越来越大，则向相反方向移动，直至距离d为0。

控制器，具体用于根据第一三角形的顶角顶点到第二三角形的顶角顶点的距离，控制钥匙套筒在垂直方向的移动方向。

由于钥匙套筒内部携带钥匙，当钥匙套筒对准钥匙孔时，钥匙套筒驱动钥匙伸出，插入钥匙孔，打开保管箱。

为了进一步降低计算量，一种可能的实现方式，第一三角形和第二三角形可以均为相同的等边三角形。

图3是以第一三角形和第二三角形在垂直方向已经对齐，不需要左右移动，下面结合图4介绍第一三角形和第二三角形在垂直方向没有对齐的情况。

参见图4，该图为本申请实施例提供的另一种两个三角形的对比示意图。

如图4中，其中第二三角形对应的图为LED灯照射出的光照图形100，第一三角形对应的图为钥匙孔的贴纸图片200。

第一三角形200和第二三角形200在垂直方向没有对齐，此时e<f，即需要机械臂带动钥匙套筒向左移动，以使e＝f，即垂直方向上第一三角形200和第二三角形200对齐。

最终再在垂直方向移动，使d＝0，从而钥匙套筒对准保管箱的钥匙孔。

参见图5，该图为本申请实施例提供的一种钥匙孔上贴纸图片的示意图。

贴纸图片上划分区间，并在保管箱位于的层数对应的区间打孔；如图5所示在层数1对应的位置打孔，表明保管箱位于1层。图5中在整个贴纸图片划分12个区域，分别对应12层的保管箱。保管箱位于第几层，则在贴纸图片对应的区域打孔，进而使摄像头可以拍摄到图像时，根据图像中的打孔区域判断保管箱是否是需要开锁的保管箱所位于的层数。

控制器，还用于根据摄像头拍摄的贴纸图片上的孔对应的层数，判断保管箱是否为需要打开的保管箱。

保管箱通常在机械臂正前方垂直排列，最大堆叠层数为10，将贴着原型区域分为12个区间，根据保管箱堆叠层数，在不同区域打孔，使用图形识别方式，确认当前贴图的保管箱所在的层数。

方法实施例

基于以上实施例提供的一种基于机器视觉的保管箱的自动开锁系统，本申请实施例还提供一种基于机器视觉的保管箱的自动开锁方法，下面结合附图进行详细介绍。

参见图6，该图为本申请提供的一种基于机器视觉的保管箱的自动开锁方法流程图。

本实施例提供的基于机器视觉的保管箱的自动开锁方法，应用于开锁系统，系统包括：第一液压机械臂、第二液压机械臂、摄像头、LED灯、钥匙套筒和控制器；第二液压机械臂套设于第一液压机械臂的内部；第二液压机械臂远离第一液压机械臂的一端连接钥匙套筒；钥匙套筒内装设钥匙；摄像头位于钥匙套筒的上方并正对保管箱，LED灯与摄像头相邻设置；LED灯用于照射出与贴纸图片同样的光照图形，贴纸图片贴在保管箱的钥匙孔；

该方法包括：

S601：拍摄保管箱的钥匙孔的贴纸图片的照片和光照图形；

S602：对比照片与光照图形；

S603：根据对比结果控制钥匙套筒移动，使钥匙套筒对准钥匙孔。

贴纸图片上设有三角形，光照图形上有对应的三角形；

对比照片与光照图形，根据对比结果控制钥匙套筒移动，使钥匙套筒对准钥匙孔，具体包括：

对比贴纸图片的照片中的三角形与光照图形中的三角形的对应顶点之间的距离；根据距离控制钥匙套筒移动，使钥匙套筒对准钥匙孔。

贴纸图片上的第一三角形和光照图形对应的第二三角形为相同的等腰三角形；

对比照片与光照图形，根据对比结果控制钥匙套筒移动，具体包括：

获得第二三角形的底边的两个顶点分别到第一三角形底边高的垂直距离，根据两个顶点到第一三角形的底边高的垂直距离的大小，控制钥匙套筒在水平方向的移动方向。

对比照片与光照图形，根据对比结果控制钥匙套筒移动，具体包括：

根据第一三角形的顶角顶点到第二三角形的顶角顶点的距离，控制钥匙套筒在垂直方向的移动方向。

本申请实施例提供的开锁方法，通过在钥匙孔上设置贴纸图片，在钥匙套筒设置摄像头和LED灯，使LED灯照射出与贴纸图片同样的光照图形，便于进行位置参照的定位。即摄像头采集钥匙孔上贴纸图片的图像时，同时会采集LED灯照射出的图形，因此，控制器可以将贴纸图片与光照图形进行对比，当两者重合时，说明钥匙套筒对准了保管箱的钥匙孔。控制器可以根据贴纸图片与光照图形的对比结果，控制钥匙套筒移动，从而使钥匙套筒对准保管箱的钥匙孔。该开锁系统可以自动完成开锁，并不需要工作人员进行开锁，而且由于在钥匙孔上设置贴纸图片，通过摄像头判断是否到达钥匙孔的位置，从而提高开锁的准确率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的保管箱的自动开锁系统，其特征在于，包括：第一液压机械臂、第二液压机械臂、摄像头、LED灯、钥匙套筒和控制器；

所述第二液压机械臂套设于所述第一液压机械臂的内部；

所述第二液压机械臂远离所述第一液压机械臂的一端连接所述钥匙套筒；

所述钥匙套筒内装设钥匙；

所述摄像头位于所述钥匙套筒的上方，所述LED灯与所述摄像头相邻设置；

所述LED灯用于照射出与贴纸图片同样的光照图形，所述贴纸图片贴在所述保管箱的钥匙孔；

所述摄像头，用于拍摄所述保管箱的钥匙孔的贴纸图片的照片和所述光照图形；

所述控制器，用于对比所述照片与所述光照图形，根据对比结果控制所述钥匙套筒移动，使所述钥匙套筒对准所述钥匙孔。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述贴纸图片上设有三角形，所述光照图形上有对应的三角形；

所述控制器，具体用于对比所述贴纸图片的照片中的三角形与所述光照图形中的三角形的对应顶点之间的距离；根据所述距离控制所述钥匙套筒移动，使所述钥匙套筒对准所述钥匙孔。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述贴纸图片上的第一三角形和所述光照图形对应的第二三角形为相同的等腰三角形；

所述控制器，具体用于获得所述第二三角形的底边的两个顶点分别到所述第一三角形底边高的垂直距离，根据所述两个顶点到所述第一三角形的底边高的垂直距离的大小，控制所述钥匙套筒在水平方向的移动方向。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器，具体用于根据所述第一三角形的顶角顶点到所述第二三角形的顶角顶点的距离，控制所述钥匙套筒在垂直方向的移动方向。

5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述第一三角形和所述第二三角形均为相同的等边三角形。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述贴纸图片上划分区间，并在所述保管箱位于的层数对应的区间打孔；

所述控制器，还用于根据所述摄像头拍摄的所述贴纸图片上的孔对应的层数，判断所述保管箱是否为需要打开的保管箱。

7.一种基于机器视觉的保管箱的自动开锁方法，其特征在于，应用于开锁系统，系统包括：第一液压机械臂、第二液压机械臂、摄像头、LED灯、钥匙套筒和控制器；所述第二液压机械臂套设于所述第一液压机械臂的内部；所述第二液压机械臂远离所述第一液压机械臂的一端连接所述钥匙套筒；所述钥匙套筒内装设钥匙；所述摄像头位于所述钥匙套筒的上方，所述LED灯与所述摄像头相邻设置；所述LED灯用于照射出与贴纸图片同样的光照图形，所述贴纸图片贴在所述保管箱的钥匙孔；

该方法包括：

拍摄所述保管箱的钥匙孔的贴纸图片的照片和所述光照图形；

对比所述照片与所述光照图形；

根据对比结果控制所述钥匙套筒移动，使所述钥匙套筒对准所述钥匙孔。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述贴纸图片上设有三角形，所述光照图形上有对应的三角形；

所述对比所述照片与所述光照图形，根据对比结果控制所述钥匙套筒移动，使所述钥匙套筒对准所述钥匙孔，具体包括：

对比所述贴纸图片的照片中的三角形与所述光照图形中的三角形的对应顶点之间的距离；根据所述距离控制所述钥匙套筒移动，使所述钥匙套筒对准所述钥匙孔。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述贴纸图片上的第一三角形和所述光照图形对应的第二三角形为相同的等腰三角形；

所述对比所述照片与所述光照图形，根据对比结果控制所述钥匙套筒移动，具体包括：

获得所述第二三角形的底边的两个顶点分别到所述第一三角形底边高的垂直距离，根据所述两个顶点到所述第一三角形的底边高的垂直距离的大小，控制所述钥匙套筒在水平方向的移动方向。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述对比所述照片与所述光照图形，根据对比结果控制所述钥匙套筒移动，具体包括：

根据所述第一三角形的顶角顶点到所述第二三角形的顶角顶点的距离，控制所述钥匙套筒在垂直方向的移动方向。

Images