本(ben)發(fa)明(ming)涉及(ji)(ji)物流配(pei)送領(ling)域，特別涉及(ji)(ji)一種條煙(yan)快速識別裝置(zhi)及(ji)(ji)方法。

背景技術：

煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)草(cao)物流配送中(zhong)心(xin)任務(wu)重(zhong)、工(gong)作量(liang)大(da)，分(fen)揀(jian)(jian)(jian)過(guo)程(cheng)中(zhong)經常(chang)出(chu)現(xian)多(duo)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、少(shao)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)以(yi)及錯(cuo)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)等錯(cuo)誤(wu)分(fen)揀(jian)(jian)(jian)現(xian)象，人工(gong)核(he)對(dui)(dui)訂(ding)單枯(ku)燥無味(wei)且(qie)效率低下(xia)、容易(yi)因疲(pi)勞出(chu)錯(cuo)，這(zhe)(zhe)不(bu)(bu)(bu)僅極大(da)地影(ying)響(xiang)了分(fen)揀(jian)(jian)(jian)效率，甚至(zhi)會導致一些(xie)不(bu)(bu)(bu)必要(yao)的(de)(de)(de)(de)損失。目(mu)前國內條(tiao)(tiao)(tiao)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)分(fen)揀(jian)(jian)(jian)系統已經基本實現(xian)自動化(hua)，從條(tiao)(tiao)(tiao)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)入庫到(dao)(dao)具體客戶配送需要(yao)通過(guo)補煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、分(fen)揀(jian)(jian)(jian)、識別(bie)(bie)核(he)對(dui)(dui)、打碼(ma)(ma)和包裝五大(da)流程(cheng)，其中(zhong)識別(bie)(bie)核(he)對(dui)(dui)過(guo)程(cheng)在(zai)(zai)國內尚(shang)未有一種完(wan)美的(de)(de)(de)(de)方案，部(bu)(bu)分(fen)企業通過(guo)掃碼(ma)(ma)識別(bie)(bie)條(tiao)(tiao)(tiao)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)方法能(neng)在(zai)(zai)一定情況下(xia)解決條(tiao)(tiao)(tiao)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)識別(bie)(bie)與(yu)核(he)對(dui)(dui)問題，但(dan)是(shi)該(gai)方法容易(yi)受(shou)到(dao)(dao)條(tiao)(tiao)(tiao)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)自身位(wei)置及條(tiao)(tiao)(tiao)碼(ma)(ma)所處位(wei)置的(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，當匯(hui)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)道(dao)上的(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)(tiao)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)角(jiao)度(du)大(da)于某個值時該(gai)類(lei)方法無法識別(bie)(bie)條(tiao)(tiao)(tiao)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)，另外有少(shao)數品牌條(tiao)(tiao)(tiao)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)(tiao)碼(ma)(ma)位(wei)置與(yu)方向的(de)(de)(de)(de)與(yu)眾不(bu)(bu)(bu)同使得這(zhe)(zhe)些(xie)種類(lei)的(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)(tiao)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)無法識別(bie)(bie)。而在(zai)(zai)自動化(hua)分(fen)揀(jian)(jian)(jian)過(guo)程(cheng)中(zhong)，在(zai)(zai)某部(bu)(bu)分(fen)訂(ding)單中(zhong)出(chu)現(xian)多(duo)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、少(shao)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)或者錯(cuo)煙(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)錯(cuo)誤(wu)是(shi)難以(yi)避免(mian)的(de)(de)(de)(de)，在(zai)(zai)分(fen)揀(jian)(jian)(jian)效率越(yue)來越(yue)高(gao)的(de)(de)(de)(de)同時，如果分(fen)揀(jian)(jian)(jian)錯(cuo)誤(wu)不(bu)(bu)(bu)能(neng)避免(mian)也(ye)不(bu)(bu)(bu)能(neng)發(fa)現(xian)，將帶(dai)來不(bu)(bu)(bu)少(shao)的(de)(de)(de)(de)經濟損失和不(bu)(bu)(bu)必要(yao)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)復分(fen)揀(jian)(jian)(jian)工(gong)作。

技術實現要素：

為(wei)了解決上述技術問題，本發明提(ti)供一種結構簡單、成本低的條(tiao)煙快速(su)識別(bie)裝置，并提(ti)供一種工作效率高(gao)、識別(bie)準確(que)度高(gao)的條(tiao)煙快速(su)識別(bie)方法。

本(ben)發明(ming)解決(jue)上述問題(ti)的(de)技術方(fang)案是：一(yi)種條(tiao)煙快速(su)識(shi)(shi)別(bie)裝置，包括圖像采(cai)集(ji)設(she)備、處(chu)理(li)器(qi)(qi)和顯(xian)示器(qi)(qi)，所述圖像采(cai)集(ji)設(she)備包括用于為視覺成像提供穩定的(de)光(guang)(guang)照環境的(de)光(guang)(guang)源、用于實時(shi)探(tan)測條(tiao)煙是否到(dao)(dao)達檢測位(wei)置的(de)光(guang)(guang)電(dian)傳感器(qi)(qi)、用于獲取(qu)條(tiao)煙圖像信息(xi)的(de)相機(ji)(ji)，光(guang)(guang)電(dian)傳感器(qi)(qi)與相機(ji)(ji)連接(jie)，相機(ji)(ji)與處(chu)理(li)器(qi)(qi)連接(jie)，處(chu)理(li)器(qi)(qi)與顯(xian)示器(qi)(qi)相連，當光(guang)(guang)電(dian)傳感器(qi)(qi)檢測到(dao)(dao)條(tiao)煙處(chu)于檢測位(wei)置時(shi)觸(chu)發相機(ji)(ji)拍照，相機(ji)(ji)獲取(qu)條(tiao)煙圖像信息(xi)并(bing)送入處(chu)理(li)器(qi)(qi)，處(chu)理(li)器(qi)(qi)對條(tiao)煙圖像信息(xi)進(jin)(jin)行(xing)處(chu)理(li)后與數據庫進(jin)(jin)行(xing)對比得到(dao)(dao)識(shi)(shi)別(bie)結(jie)(jie)果，并(bing)將識(shi)(shi)別(bie)結(jie)(jie)果在顯(xian)示器(qi)(qi)中(zhong)進(jin)(jin)行(xing)顯(xian)示。

上述條煙快速識別裝置中，所(suo)述光源由穹形光源和同軸光源組合而(er)成。

一種條(tiao)煙快速識別方法，包(bao)括以下步驟：

步驟一：建立(li)條煙視覺數據庫；

步驟二：光電傳(chuan)感器實時(shi)探測條(tiao)煙(yan)是否(fou)到(dao)達(da)檢測位置，若到(dao)達(da)則觸(chu)發相機(ji)獲取條(tiao)煙(yan)的圖像(xiang)(xiang)信息(xi)，并將圖像(xiang)(xiang)信息(xi)送入(ru)處(chu)理(li)器；

步驟三：處(chu)理器對圖像信息進行處(chu)理，得(de)到條煙的(de)特(te)征數據；

步驟四：處理器將特征數(shu)(shu)據與(yu)視覺數(shu)(shu)據庫進(jin)行對比，得到識別(bie)結果；

步(bu)驟五(wu)：處理器(qi)將識(shi)別結果送入顯(xian)示器(qi)中進行(xing)顯(xian)示。

上述條煙快(kuai)速識別方法，所(suo)述步驟(zou)一中，條煙視覺數(shu)據庫中的信(xin)息包括SURF特征與哈希(xi)特征。

上(shang)述(shu)條(tiao)煙(yan)快速識別方法(fa)，所述(shu)步驟三中，處理器采(cai)用邊緣(yuan)提(ti)取的方法(fa)獲(huo)得條(tiao)煙(yan)圖(tu)片信息，并(bing)對條(tiao)煙(yan)圖(tu)片信息進行SURF特(te)(te)征(zheng)與哈希特(te)(te)征(zheng)提(ti)取，得到條(tiao)煙(yan)SURF特(te)(te)征(zheng)與哈希特(te)(te)征(zheng)數據。

上述條煙快速(su)識(shi)別(bie)方法，所述步(bu)驟四中(zhong)，處理器使用基(ji)于評價機制和最佳匹配(pei)算(suan)法進行快速(su)條煙識(shi)別(bie)。

本(ben)發明的有(you)益效果在于：

1、本發明的識(shi)(shi)別(bie)裝置中(zhong)，光電傳感器(qi)檢測到條煙(yan)處于(yu)檢測位置時觸發相機(ji)拍(pai)照，相機(ji)獲取條煙(yan)圖像(xiang)(xiang)信息并(bing)送入處理(li)(li)(li)器(qi)，處理(li)(li)(li)器(qi)對(dui)條煙(yan)圖像(xiang)(xiang)信息進行處理(li)(li)(li)后與(yu)數據(ju)庫進行對(dui)比得到識(shi)(shi)別(bie)結果(guo)，并(bing)將識(shi)(shi)別(bie)結果(guo)在顯(xian)示器(qi)中(zhong)進行顯(xian)示，具有結構簡單、成本低、結果(guo)可視化的優點(dian)。

2、本發明(ming)(ming)的識別方(fang)法(fa)中，首先(xian)建立條(tiao)(tiao)煙(yan)(yan)視(shi)覺(jue)數據(ju)庫；然(ran)后通過(guo)相(xiang)機(ji)獲取(qu)(qu)條(tiao)(tiao)煙(yan)(yan)的圖(tu)像(xiang)信(xin)息；接著處理(li)器對(dui)圖(tu)像(xiang)信(xin)息進行處理(li)，得到(dao)條(tiao)(tiao)煙(yan)(yan)的特(te)征數據(ju)，并(bing)將特(te)征數據(ju)與視(shi)覺(jue)數據(ju)庫進行對(dui)比(bi)(bi)，得到(dao)識別結(jie)果；最后將識別結(jie)果送(song)入(ru)顯示器中進行顯示；整個識別過(guo)程(cheng)簡單，僅(jin)采用一臺相(xiang)機(ji)即可根據(ju)觸發信(xin)號實時獲取(qu)(qu)條(tiao)(tiao)煙(yan)(yan)圖(tu)像(xiang)信(xin)息，相(xiang)比(bi)(bi)于其他識別方(fang)法(fa)需(xu)多臺相(xiang)機(ji)或掃碼器而言，本方(fang)法(fa)明(ming)(ming)顯具(ju)有(you)更簡單的系統結(jie)構，成本更低。

3、本發明的(de)(de)(de)識(shi)別方法(fa)在圖像處理(li)的(de)(de)(de)過程中采用了SURF特征與哈(ha)希特征融合的(de)(de)(de)方法(fa)，既保(bao)證(zheng)了特征獲取的(de)(de)(de)準確性(xing)還保(bao)證(zheng)了快速性(xing)，不依賴(lai)條(tiao)煙(yan)的(de)(de)(de)條(tiao)碼進行識(shi)別同時(shi)對(dui)條(tiao)煙(yan)的(de)(de)(de)角度要求也更低，提高了條(tiao)煙(yan)識(shi)別的(de)(de)(de)精確性(xing)、泛用性(xing)和可靠性(xing)。

4、本(ben)發明的(de)條煙快(kuai)速(su)識別方法(fa)可以在(zai)不(bu)影響企業現有分揀(jian)系(xi)統(tong)的(de)正常工(gong)作(zuo)的(de)情(qing)況(kuang)下與(yu)其對(dui)接，在(zai)不(bu)影響分揀(jian)系(xi)統(tong)的(de)工(gong)作(zuo)效率(lv)的(de)情(qing)況(kuang)下就能夠完成(cheng)對(dui)分揀(jian)出的(de)條煙的(de)識別并為訂單核對(dui)提供準確(que)的(de)依據，提高了整體效率(lv)，便于(yu)推廣(guang)應(ying)用。

附圖說明

圖1為本(ben)發明識別裝置的結構框圖。

圖(tu)2為(wei)本(ben)發明識(shi)別方法的流程圖(tu)。

圖3為本發明的工作狀態(tai)示意圖。

圖4為圖3的(de)側視(shi)圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實(shi)施例(li)對本(ben)發明作進一步的說明。

如圖(tu)1所示，一種條(tiao)煙(yan)(yan)快速識別裝置(zhi)，包括圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)采(cai)(cai)集(ji)設(she)備(bei)1、處(chu)(chu)理器(qi)(qi)(qi)和顯示器(qi)(qi)(qi)，所述(shu)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)采(cai)(cai)集(ji)設(she)備(bei)1包括用于為視覺成像(xiang)(xiang)(xiang)提供穩定(ding)的(de)光照(zhao)環境(jing)的(de)光源(yuan)、用于實時探測(ce)條(tiao)煙(yan)(yan)是否到(dao)達檢測(ce)位置(zhi)的(de)光電傳感(gan)器(qi)(qi)(qi)2、用于獲取(qu)條(tiao)煙(yan)(yan)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)信息(xi)的(de)相機3，光電傳感(gan)器(qi)(qi)(qi)2與(yu)(yu)相機3連(lian)接，相機3與(yu)(yu)處(chu)(chu)理器(qi)(qi)(qi)連(lian)接，處(chu)(chu)理器(qi)(qi)(qi)與(yu)(yu)顯示器(qi)(qi)(qi)相連(lian)，當光電傳感(gan)器(qi)(qi)(qi)2檢測(ce)到(dao)條(tiao)煙(yan)(yan)處(chu)(chu)于檢測(ce)位置(zhi)時觸發相機3拍照(zhao)，相機3獲取(qu)條(tiao)煙(yan)(yan)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)信息(xi)并送入(ru)處(chu)(chu)理器(qi)(qi)(qi)，處(chu)(chu)理器(qi)(qi)(qi)對(dui)條(tiao)煙(yan)(yan)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)信息(xi)進行(xing)處(chu)(chu)理后與(yu)(yu)數(shu)據(ju)庫進行(xing)對(dui)比得(de)到(dao)識別結果，并將識別結果在顯示器(qi)(qi)(qi)中進行(xing)顯示。

如(ru)圖4所示，所述光源(yuan)由穹形光源(yuan)7和同軸光源(yuan)6組合而成。

一種條煙快速識別方法，如(ru)圖2、圖3所(suo)示(shi)，包(bao)括以下步驟：

步驟一：建(jian)立條煙視覺數據(ju)庫；條煙視覺數據(ju)庫中的特征信(xin)息包括(kuo)SURF特征與(yu)哈希特征。

步驟二：光(guang)電傳感器2實時探(tan)測(ce)(ce)傳動帶(dai)4上的(de)條煙5是否到達檢測(ce)(ce)位(wei)置(光(guang)源正(zheng)下方)，圖3中(zhong)Q表(biao)示(shi)光(guang)源的(de)打光(guang)范圍，若到達則觸(chu)發相機3獲(huo)取條煙5的(de)圖像信(xin)息，并(bing)將(jiang)圖像信(xin)息送入處理器。

步驟三：處理器采用(yong)邊緣(yuan)提取的方法(fa)獲得條(tiao)煙圖片信息(xi)，并對條(tiao)煙圖片信息(xi)進行(xing)SURF特(te)征(zheng)與哈希特(te)征(zheng)提取，得到條(tiao)煙SURF特(te)征(zheng)與哈希特(te)征(zheng)數據。

具(ju)體過程為：采用(yong)背景(jing)差異法(fa)(首(shou)先(xian)在沒有條煙的情況下獲(huo)(huo)(huo)取(qu)(qu)(qu)一張背景(jing)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)，再通(tong)(tong)過實時獲(huo)(huo)(huo)取(qu)(qu)(qu)的帶有條煙的圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)與背景(jing)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)之(zhi)間(jian)的差異)以及(ji)腐蝕、膨脹、開(kai)閉運算(suan)等(deng)數字圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)處理算(suan)法(fa)進(jin)行(xing)邊緣提(ti)取(qu)(qu)(qu)；再將邊緣提(ti)取(qu)(qu)(qu)的圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)進(jin)行(xing)分(fen)割(ge)獲(huo)(huo)(huo)得(de)條煙圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)，并(bing)對(dui)(dui)條煙圖(tu)(tu)片信息(xi)進(jin)行(xing)SURF特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)與哈(ha)希(xi)(xi)特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)提(ti)取(qu)(qu)(qu)，SURF特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)與哈(ha)希(xi)(xi)特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)提(ti)取(qu)(qu)(qu)步(bu)驟為：先(xian)通(tong)(tong)過對(dui)(dui)條煙圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)構(gou)造高(gao)斯金字塔(ta)尺(chi)度(du)空間(jian)，利(li)用(yong)非極(ji)大(da)值(zhi)抑(yi)制初步(bu)確定(ding)條煙圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)的特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)點，并(bing)確定(ding)定(ding)位極(ji)值(zhi)點，對(dui)(dui)極(ji)值(zhi)點構(gou)造SURF特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)點描述子獲(huo)(huo)(huo)取(qu)(qu)(qu)SURF特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)，進(jin)而對(dui)(dui)獲(huo)(huo)(huo)取(qu)(qu)(qu)到了(le)條煙SURF特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)使用(yong)哈(ha)希(xi)(xi)函(han)數進(jin)行(xing)哈(ha)希(xi)(xi)降維得(de)到條煙的SURF哈(ha)希(xi)(xi)特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)，即(ji)得(de)到條煙SURF特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)與哈(ha)希(xi)(xi)特(te)(te)(te)(te)征(zheng)(zheng)數據。

步驟四：處理(li)器(qi)將特征數據與(yu)視覺數據庫進行(xing)對比(bi)，使用基于評價(jia)機制和(he)最佳匹配算法(fa)進行(xing)快速條煙識(shi)別(bie)，得(de)到(dao)識(shi)別(bie)結果。

其中(zhong)，基于(yu)評(ping)價機(ji)制(zhi)過(guo)程(cheng)為(wei)(wei)：在(zai)比(bi)對過(guo)程(cheng)中(zhong)對實時(shi)條煙(yan)特(te)征(zheng)數據與正在(zai)被(bei)比(bi)對的條煙(yan)特(te)征(zheng)數據間的差值(zhi)進(jin)行(xing)分級(ji)評(ping)價：“很(hen)可(ke)能(neng)(neng)是(shi)”、“可(ke)能(neng)(neng)是(shi)”、“一(yi)般(ban)”、“可(ke)能(neng)(neng)不(bu)是(shi)”和(he)“很(hen)可(ke)能(neng)(neng)不(bu)是(shi)”多個等(deng)(deng)級(ji)，并(bing)對每(mei)個等(deng)(deng)級(ji)賦權值(zhi)；最佳(jia)匹(pi)配算法過(guo)程(cheng)為(wei)(wei)：首先(xian)逐(zhu)條計算實時(shi)條煙(yan)特(te)征(zheng)值(zhi)與數據庫中(zhong)條煙(yan)特(te)征(zheng)值(zhi)的帶有(you)等(deng)(deng)級(ji)權值(zhi)的差值(zhi)，并(bing)將差值(zhi)與其對應的權值(zhi)乘(cheng)績(ji)累(lei)加(jia)，在(zai)計算過(guo)程(cheng)中(zhong)當累(lei)加(jia)值(zhi)大于(yu)閾值(zhi)時(shi)直接(jie)認為(wei)(wei)不(bu)是(shi)該種(zhong)，從而直接(jie)進(jin)行(xing)下一(yi)個特(te)征(zheng)值(zhi)比(bi)對，取最終帶有(you)等(deng)(deng)級(ji)權值(zhi)的差值(zhi)和(he)最小的特(te)征(zheng)值(zhi)作為(wei)(wei)最佳(jia)匹(pi)配對象；最后進(jin)行(xing)快(kuai)速(su)條煙(yan)識別(bie)，得到識別(bie)結果；

表(biao)1：評(ping)級機制權(quan)值對應規則

步驟五：處理(li)器(qi)將(jiang)識別結果送入顯示(shi)器(qi)中進行顯示(shi)。

綜上(shang)所(suo)述，本發明(ming)的(de)條(tiao)(tiao)煙(yan)快速(su)識(shi)別方法能(neng)夠實時有(you)(you)效地識(shi)別自動化分(fen)揀(jian)線(xian)分(fen)揀(jian)出的(de)條(tiao)(tiao)煙(yan)，為訂(ding)單核對提(ti)供準(zhun)確且有(you)(you)效的(de)依據，有(you)(you)利于提(ti)高(gao)整體自動化分(fen)揀(jian)效率。