一种基于机器视觉技术的超市自动收银终端的制作方法

本实用新型涉及超市结算领域，具体涉及基于机器视觉技术的用于超市购物后结算的自动收银终端。

背景技术：

近年来，随着国民人均收入水平的提高，人们越来越频繁地去超市消费，但超市如何快速为顾客结算依然是难题。由于收银员结算速度有限，在节假日等客流量大的时候顾客往往要排队很长时间；而人工费用日益高涨，超市若要增加收银员人数则要承担高昂的人工费用。为解决这一难题，研究适用于超市收银台的自动收银系统，对减少顾客排队时间、提升顾客购物体验、降低超市人工成本和提升超市服务质量具有重要意义。

超市散称区的商品都需要在散称收银台处称重。收银员一般需要记住商品对应的编号或标签，把商品放入称重台上之后输入(按下)商品的编号(标签)，再按下确认键，商品的条形码信息才会打印出来。此外为了节省人工成本，超市在散称区一般只安置一处收银台。如此做法在客流量小的时候能满足超市的服务质量要求和顾客的购物需求，而在节假日等超市客流量大的时候会导致以下几个问题：第一，由于收银员结算一件商品需要多步操作，速度慢且效率低，顾客需要排灯很长时间才能结算完成，降低了顾客的购物体验；第二，收银员在忙乱中易出现误操作，容易引起顾客的不满；第三，超市若增加收银员数量，会增加大量人工成本，降低超市的利润率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于机器视觉技术的自动收银终端，用于超市散称区对散称商品进行结算。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于机器视觉技术的自动收银终端，包括摄像头模块、称重模块、中央处理模块、显示模块和电源辅助电路，其中：

所述摄像头模块与中央处理模块相连，用于采集商品图像，并将其传输至中央处理模块；

所述称重模块通过与中央处理模块相连，用于获取商品的重量信息，并将其传至中央处理模块；

所述中央处理模块用于对商品图像进行识别，读取称重模块传输来的商品重量信息，并将商品的名称、单价、重量及总价信息传输至显示模块；

所述显示模块与中央处理模块相连，用于提供人机交互接口和显示商品信息；

所述电源辅助电路分别与中央处理模块和显示模块相连，用于提供电源。

所述摄像头模块为usb摄像头，其通过usb接口与中央处理模块连接。

所述称重模块由adc转换器和压力传感器连接组成，adc转换器通过串口通信方式与中央处理模块相连。

所述中央处理模块为tb-rk3399prod人工智能开发平台，其内置ai处理芯片rk3399pro和npu单元，ai处理芯片rk3399pro读取摄像头模块拍摄的商品图片，调用npu单元对商品图片进行识别，ai处理芯片rk3399pro读取称重模块传输来的商品重量信息，并结合商品图片识别结果，将商品的名称、单价、重量及总价显示在显示模块上。

所述显示模块为串口触摸屏，其通过hdmi接口和usb接口与中央处理模块连接，其中hdmi接口提供显示功能，usb接口提供触屏功能。

所述电源辅助电路由220v电压源和电源适配器连接组成，220v电压源连接市电，电源适配器连接中央处理模块和显示模块。

有益效果：本实用新型提供的一种基于机器视觉的自动收银终端，可用于超市散称区的散称收银台。该自动收银终端可以实现对多种商品的实时自动识别、称重、计价和结算功能。有以下优点：第一，自动收银终端识别的速度远快于人工操作的速度，识别精确度接近于人眼的水准，能大幅减少顾客结算商品时所花费的时间；第二，顾客可自行操作收银终端完成对商品的结算，无需收银员辅助，超市可减少收银员的数量，因而能极大地降低超市的人工成本；第三，自动结算终端给顾客的结算过程带来的全新便捷体验，能提升顾客的购物舒适度，增大顾客回购的可能性。由于构成自动收银终端各个模块功能明确，具有明显的可区分性，所以在某自动购物终端出现故障时，只需根据对应功能更换损坏的模块，从而大大降低了超市维修成本。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为称重模块的示意图；

图3为电源辅助电路的示意图；

图4为串口触摸屏的登录界面；

图5为串口触摸屏的主界面；

图6为tb-rk3399prod高性能人工智能开发平台引脚图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，本实用新型的一种基于机器视觉技术的自动收银终端，包括摄像头模块、称重模块、中央处理模块、显示模块和电源辅助电路，其中：

摄像头模块与中央处理模块相连，用于采集商品图像，并将其传输至中央处理模块；

称重模块通过与中央处理模块相连，用于获取商品的重量信息，并将其传至中央处理模块；

中央处理模块用于对商品图像进行识别，读取称重模块传输来的商品重量信息，并将商品的名称、单价、重量及总价信息传输至显示模块；

显示模块与中央处理模块相连，用于提供人机交互接口和显示商品信息；

电源辅助电路分别与中央处理模块和显示模块相连，用于提供电源。

中央处理器模块读取摄像头模块拍摄的位于称重模块上的商品图像，调用内置的npu单元使用神经网络模型对图像进行识别，将识别结果显示在显示模块上。

在一个实施例中，摄像头模块为采用uvc协议的usb摄像头，其通过usb接口与中央处理模块连接。

在一个实施例中，称重模块由adc转换器和压力传感器连接组成，如图2所示；adc转换器通过串口通信方式与中央处理模块相连。adc转换器将压力传感器传来的模拟量转换为ttl电平，再由串口传输到中央处理模块。

在一个实施例中，中央处理模块为tb-rk3399prod高性能人工智能开发平台，其内置高性能ai处理芯片rk3399pro和npu单元，ai处理芯片rk3399pro读取摄像头模块拍摄的商品图片，调用npu单元用神经网络模型对商品图片进行识别，ai处理芯片rk3399pro读取称重模块传输来的商品重量信息，并结合商品图片识别结果，将商品的名称、单价、重量及总价显示在显示模块上。图6展示了tb-rk3399prod高性能人工智能开发平台引脚图，其中“hdmiport”引脚和“usb2.0hostconnector”引脚与显示模块相连；“uartrs232”引脚与称重模块相连；“dc12v”引脚与电源辅助电路相连；“usb3.0hostconnector”引脚与摄像头模块相连。

在一个实施例中，显示模块为串口触摸屏，其分辨率为1280*800，其通过hdmi接口和usb接口与中央处理模块连接，其中hdmi接口提供显示功能，usb接口提供触屏功能。图4为登录界面，串口触摸屏提供“登录”功能键，用户输入账号密码后点击“登录”即可进入主界面，主界面如图5所示。串口触摸屏在主界面提供“加入购物车”、“取消购买”、“返回登录界面”、“取消”和“结算”五个功能键。用户点击“加入购物车”可将当前识别出来的商品加入主界面左侧的购物车中，点击“取消”可将购物车中的对应商品取消；当用户将待购买商品全部添加至购物车后，点击“结算”，此时在“二维码显示区”将出现结算用二维码；用户点击“取消购买”后，购物车和“二维码显示区”中的内容将被清空；用户点击“返回登陆界面”后，主界面将被销毁，登陆界面将被显示。

在一个实施例中，电源辅助电路由220v电压源和电源适配器连接组成，如图3所示，220v电压源连接市电，电源适配器连接中央处理模块和显示模块。电源适配器将220v的电压分别转换以为中央处理模块和显示模块供电，中央处理模块为摄像头模块和称重模块供电。

本实用新型的基于机器视觉技术的自动收银终端的使用方法如下：顾客将商品放入称重模块上后，压力传感器会将商品重量信息经adc转换器通过串口传输给中央处理模块，摄像头模块将采集到的商品图像通过usb接口传输给中央处理模块，中央处理模块调用内置npu单元使用神经网络对图像进行识别，将识别结果结合商品重量信息，综合成商品名称、单价、重量和总价后显示在显示模块上。顾客将待购商品依次识别完毕后，点击触摸屏上的支付按钮，即可用移动支付方式进行支付。

另外，本实用新型使用npu单元运行神经网络模型对图像进行识别，识别速度快，可有效减少顾客等待结算的时间，提升顾客购物体验。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。