基于机器视觉辅助的贩卖机货物存储及取拿系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种自动贩卖机，更具体的说，本实用新型主要涉及一种基于机器视觉辅助的贩卖机货物存储及取拿系统。
【背景技术】
[0002]传统的小型贩卖机的货槽尺寸是固定的，这类机器只能卖统一规格的产品比如罐装可乐，应用场合很局限，智能化程度低，不适合产品多样化的需求。传统贩卖机的货架设计，每个货槽有电机弹簧和隔板组成，货槽大小统一。一些大型贩卖机考虑到了产品的多样性，货架采用可以调整的方式设计，并且一般采用“机械臂”的方式取货，但是目前为止这类售货的智能和可用性还是有限的，比如虽然货架可以调整，但是可调整的尺度是预先定义的几种，不能任意设置，这样还是会浪费不少空间，同时在调整好货槽大小后需要人工配置软件(也就是定义每个货槽的大小)才能正常工作，使用繁琐，效率低，容易出错，并且“机械臂”的定位点只能是预先调整好的有限的几个点，可扩展性不强，对机械设计的精度要求高。因而有必要针对前述缺陷，对自动贩卖机的存储及取拿结构做进一步的研究和改进。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的之一在于解决上述不足，提供一种基于机器视觉辅助的贩卖机货物存储及取拿系统，以期望解决现有技术中贩卖机可扩展性差，智能程度较低等技术问题。
[0004]为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]本实用新型所提供的一种基于机器视觉辅助的贩卖机货物存储及取拿系统，包括货架体与取物机构，所述货架体的内部活动安装有至少一块隔板，所述隔板上均设有定位标记；所述取物机构包括横向轨道、纵向轨道与取物平台，所述取物平台活动安装在与横向轨道或纵向轨道上，用于通过动力装置在横向轨道或纵向轨道上往复运动；所述取物平台上还安装有定位感应模块，所述定位感应模块在取物平台运动至与货架体齐平的位置时，与隔板上定位标记的位置相对应。
[0006]作为优选，进一步的技术方案是:所述货架体的内部设有滑槽，隔板通过滑槽活动安装在货架体的内部，用于由隔板通过滑槽在货架体的内部无极移动；所述隔板与滑槽之间还安装有可拆卸式连接结构，用于隔板与滑槽之间的锁紧。
[0007]更进一步的技术方案是:所述定位标记置于隔板的前顶部。
[0008]更进一步的技术方案是:所述取物平台活动安装在纵向轨道上，所述纵向轨道活动安装在横向轨道上，用于由动力机构带动取物平台纵向往复移动，带动纵向轨道横向往复运动。
[0009]更进一步的技术方案是:所述定位感应模块是摄像机，所述摄像机接入控制模块，所述控制模块还接入输入输出模块。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的有益效果之一是:通过隔板将货架分为任意宽度的货槽，通过定位感应模块识别定位标记的方式识别当前货架宽度，并快速生成取货方案，且可自动纠正货架槽变形引起的误差，有效降低了货架设计所需的精度，结合机器视觉识别技术对每个货槽进行自动扫描定位，运行中无需人工干预，避免因人工配置错误导致的机器故障，进而提高布货效率。同时本实用新型所提供的一种基于机器视觉辅助的贩卖机货物存储及取拿系统结构简单，适于在各类贩卖机上安装使用，应用范围广阔。
【附图说明】
[0011]图1为用于说明本实用新型一个实施例的货架体结构示意图；
[0012]图2为用于说明本实用新型一个实施例中的取物机构结构示意图；
[0013]图3为用于说明本实用新型另一实施例的系统工作流程示意图；
[0014]图中，11为隔板、12为定位标记、13为滑槽、21为横向轨道、22为纵向轨道、23为取物平台、24为定位感应模块。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
[0016]参考图1所示，本实用新型的一个实施例是一种基于机器视觉辅助的贩卖机货物存储及取拿系统，包括货架体与取物机构，其中货架体的内部需活动安装至少一块隔板11，该隔板11上设置有定位标记12 ;结合图2所示，前述取物机构中需包括横向轨道21、纵向轨道22与取物平台23，该取物平台23活动安装在与横向轨道21，并且取物平台23也可活动安装在纵向轨道22上，用于通过动力装置在横向轨道21或纵向轨道22上往复运动；更为重要的是，取物平台23上还安装有定位感应模块24，该定位感应模块24在取物平台23运动至与货架体齐平的位置时，与隔板11上定位标记12的位置相对应。通过前述结构的取物机构，即可使取物平台23及定位感应模块24可在X轴与Y轴上自由移动，完成货物取拿与货架当前宽度的定位扫描。
[0017]基于上述取物机构的结构与功能，优选的技术方案是将取物平台23活动安装在纵向轨道22上，再将纵向轨道22活动安装在横向轨道21上，用于由动力机构带动取物平台23纵向往复移动，带动纵向轨道22横向往复运动。
[0018]在本实施例中，通过隔板将货架分为任意宽度的货槽，通过定位感应模块识别定位标记的方式识别当前货架宽度，并快速生成取货方案，且可自动纠正货架槽变形引起的误差，有效降低了货架设计所需的精度，结合机器视觉识别技术对每个货槽进行自动扫描定位，运行中无需人工干预，避免因人工配置错误导致的机器故障，进而提高布货效率。
[0019]正如上述所提到的，上述实施例实际应用中可采用摄像机作为定位感应模块24，并将摄像机接入控制模块，并且该控制模块还接入输入输出模块。
[0020]参考图3所示，摄像机抓拍一副照片，图像预处理模块对该照片进行直方图均衡(增加图像对比度)和高斯滤波(减少随机噪声)等处理，然后自适应二值化模块将图像转变成黑白图，图像匹配模块将事先定义好的模板和二值黑白图进行模板匹配(比如平均方差匹配)，如果相似度大于某个阈值(这个值是根据事先的自学习模块根据多种样本统计学习而定)就认为是匹配从而得到一个相似匹配的区域，模板匹配算法在计算速度是很有优势的，但是误判率高，为了提高精度局部特征分析模块会在预处理后的图片的相应区域中进行局部特征分析(一般特征检测分析算法比较耗时，尤其是整张图，在小区域内检测会加快计算速度)，这里采用角点检测技术，将检测出的特征再次与模板的特征进行匹配，同样大于某个阈值就认为匹配。根据匹配的角点我们可以得到定位标记的中心在图像中的坐标，这是一个逻辑坐标(图像场中的坐标)在进行坐标转换后可以得到物理坐标也就是机械机构的坐标。每个标记的坐标都能根据这个流程得到，这样每个货槽的物理位置都可以确定。
[0021]根据上述的定位流程可以检测出所有的货槽的物理位置(相对于机械机构坐标)，从而在一次扫描后可以确定每一个货槽的大小和每个货槽的取货位置，只要货物抓取机构、摄像头和货架的相对位置不变(这个是可以保证的)这个坐标永远可以使用。
[0022]在本实用新型用于解决技术问题更加优选的一个实施例中，为方便通过隔板11调整货架体中货物储存的空间，最好在货架体的内部增设滑槽13，隔板11通过滑槽13活动安装在货架体的内部，用于由隔板11通过滑槽13在货架体的内部无极移动；所述隔板11与滑槽13之间还安装有螺栓之类的可拆卸式连接结构，用于隔板11与滑槽13之间的锁紧。
[0023]进一步的，为便于定位标记12能被上述定位感应模块24快速识别，最好将其设置于隔板11的前顶部，而定位标记12可通过直接在隔板上设置特定花纹来实现。
[0024]在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。
[0025]尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
【主权项】
1.一种基于机器视觉辅助的贩卖机货物存储及取拿系统，包括货架体与取物机构，其特征在于:所述货架体的内部活动安装有至少一块隔板(11)，所述隔板(11)上均设有定位标记(12);所述取物机构包括横向轨道(21)、纵向轨道(22)与取物平台(23)，所述取物平台(23)活动安装在横向轨道(21)或纵向轨道(22)上，用于通过动力装置在横向轨道(21)或纵向轨道(22)上往复运动；所述取物平台(23)上还安装有定位感应模块(24)，所述定位感应模块(24)在取物平台(23)运动至与货架体齐平的位置时，与隔板(11)上定位标记(12)的位置相对应。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉辅助的贩卖机货物存储及取拿系统，其特征在于:所述货架体的内部设有滑槽(13)，隔板(11)通过滑槽(13)活动安装在货架体的内部，用于由隔板(11)通过滑槽(13)在货架体的内部移动；所述隔板(11)与滑槽(13)之间还安装有可拆卸式连接结构，用于隔板(11)与滑槽(13)之间的锁紧。
3.根据权利要求1或2所述的基于机器视觉辅助的贩卖机货物存储及取拿系统，其特征在于:所述定位标记(12)置于隔板(11)的前顶部。
4.根据权利要求1所述的基于机器视觉辅助的贩卖机货物存储及取拿系统，其特征在于:所述取物平台(23)活动安装在纵向轨道(22)上，所述纵向轨道(22)活动安装在横向轨道(21)上，用于由动力机构带动取物平台(23 )纵向往复移动，带动纵向轨道(22 )横向往复运动。
5.根据权利要求1所述的基于机器视觉辅助的贩卖机货物存储及取拿系统，其特征在于:所述定位感应模块(24)是摄像机，所述摄像机接入控制模块，所述控制模块还接入输入输出模块。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于机器视觉辅助的贩卖机货物存储及取拿系统，属一种自动贩卖机，包括货架体与取物机构，所述货架体的内部活动安装有至少一块隔板，所述隔板上均设有定位标记；所述取物机构包括横向轨道、纵向轨道与取物平台，所述取物平台活动安装在与横向轨道或纵向轨道上，用于通过动力装置在横向轨道或纵向轨道上往复运动；所述取物平台上还安装有定位感应模块。通过隔板将货架分为任意宽度的货槽，通过定位感应模块识别定位标记的方式识别当前货架宽度，并快速生成取货方案，且可自动纠正货架槽变形引起的误差，有效降低了货架设计所需的精度，结合机器视觉识别技术对每个货槽进行自动扫描定位，运行中无需人工干预。
【IPC分类】G07F11-00
【公开号】CN204303078
【申请号】CN201420802802
【发明人】蔡异
【申请人】蔡异
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月18日