称重、快递单号识别、自动计费，并 将所有信息录入系统，显示于寄件人所用的触摸显示屏，提示寄件人缴费；
[0044] (4)、寄件人确认后通过触摸屏签字，系统保存寄件人的签字信息，寄件人缴费成 功后，后台自动将快件放入快件存储区中；
[0045] (5)、若寄件人缴费前终止寄件行为，系统将快件传输至快件出口，归还寄件人。
[0046]综上所述，本案的技术原理为：通过传输带从柜口传输到后台进行在线检测，首先 到达条码扫描区域，识读快件单号上的快递单号，接着进入称重区得到快件的重量，最后在 体积检测区域得到包裹的长宽高，进而完成对快件的检测。通过快件的相关信息计算邮寄 费用通知客户，当客户缴费成功后，触发控制信号，将快件放入合适的存放位置。
[0047]快递单号为一维条码，通常采用c〇del28编码格式。因此快递单号可采用条码扫 描器来识别。目前常用的两种条码扫描器为激光扫描器和图像型扫描器，这两种扫描器的 区别见下表1 :
[0048] 表1 :两种扫描器的特点对比
[0050] 由于本案系统采用全自动在线检测方式，激光扫描器无法满足本系统的需求，因 此我们采用图像型固定式条码扫描器，实现具有可快速读取、抗畸变，抗污损、大景深等特 点的条码识别技术，并建立网络通信、人机交互一体化软件平台。
[0051] 参图2所示，图像型条码扫描器主要包括LED光源、C/CS镜头、C⑶成像模块、FPGA 逻辑时序管理与图像预处理模块和DSP高速图像处理模块。
[0052] 上述的扫描器中，DSP优选使用德州仪器（TexasInstrument)的达芬 奇（DaVinciTM)处理器TMS320DM6467(T)，在其中内置了ARM926EJ-STMRISC和 TMS320C64X+TMDSP两个核，可达到720M处理能力。图像采集前端使用的是Altera公司 的CycloneII系列的FPGA器件，其成本低、功耗低、性价比高。DSP+FPGA的高性能硬件支 持为算法的效率提供了保障。此外还安装了LED外部光源，利用外部光源的强光，可以减低 环境光源对图像质量的影响，并且可以降低曝光时间，以防止长时间的曝光造成的拖影，极 大地提高了条形码的识别率。
[0053]基于方向梯度特征匹配的条形码定位算法设计
[0054]在相机采集了图像之后，由于生产环境中的环境光源、景深、传送速度、条形码区 域的噪点等影响，需要对图像进行预处理，提升图像质量。由于相机采集的原始数据是YUV 数据，而Y分量恰好等于图像的灰度图，因此只需直接截取原始数据的Y分量。对图像进行 二值化处理，而二值化处理需要选定合适的阈值，阈值的选取对二值化的结果非常关键，受 到图像中噪声的干扰，很难选择一个普适的阈值，因此在进行二值化处理前，需要进行去噪 处理。一般来说，去噪处理可选择线性滤波和非线性滤波。线性滤波（如均值滤波）使用滤 波器模板确定的邻域内像素的平均灰度值代替图像中的每个像素的值，这种处理降低了图 像灰度的"尖锐"变化，从而消除了灰度级急剧变化造成的随机噪声。然而在实际测试中发 现，均值滤波使得图像边缘模糊，定位效果更加差。经分析，条形码的边缘同样具有灰度级 的尖锐变化的特性，因此均值滤波对条形码定位起到了反作用。而非线性滤波中的中值滤 波方法可以有效解决这个问题。中值滤波通过对中心像素附近的像素进行排序统计，再按 照其结果决定的值代替中心像素的值。中值滤波既可以去除孤立噪声点又不会使边缘强度 损失，因此本实施例将采用中值滤波方法作为去噪方法。在完成中值滤波后，即可对图像进 行二值化处理。二值化处理后得到的图像中，只有黑白两种像素点，黑白像素之间没有亮度 渐变，因此会在条形码区域有很多灰度发生骤变的像素点。这些像素点具有统一的梯度方 向。利用这一特点，我们可以设计基于梯度方向特征匹配的算法。可以预见，在条码区域， 将会有大量具有较大灰度梯度值的点，并且这些大梯度点的梯度值趋向一致。由此可以定 位出条形码区域。
[0055] 图3给出了图像中不同区域（由红色框标记）的大梯度像素点（由蓝色点标记）、 区域整体梯度方向（由绿色线段标出），以及梯度方向直方图特征。
[0056] 可以看出，同为条码区域的图像中，具有大值的梯度像素点数量较多，整体梯度方 向较为一致，皆为垂直于条码标识线的方向，并且其梯度方向直方图分布趋势较为一致，匹 配度较高；而背景区域（包括背景中的反光区域）图像中，具有大值的梯度像素点数量较 少，整体梯度方向相比条码区域有明显不同，其梯度方向直方图分布也有很大差别，与条码 区域直方图匹配度较低。总的来说，条码区域图像的梯度方向直方图、大梯度像素点数量、 梯度方向特征可以明显地与背景区域图像的特征区别开来。
[0057] 本系统采用图像型固定式条码扫描器的安装图如图4所示，当快件到达拍摄区域 后，由光电开关触发扫描器多次扫码，直至该快件通过相机拍摄区域。扫描器将条码识别结 果发给上位机软件。
[0058] 上述高速实时的图像采集与处理系统、嵌入式DSP架构和高度优化的图像读码算 法，可确保连续读取处于高速运动状态下标识在物品表面的条码。
[0059] 最后，还需要说明的是，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排他 性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且 还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的 要素。
【主权项】
1. 一种智能快递箱系统，其特征在于，包括箱体以及安装于所述箱体上的触摸显示屏， 所述箱体具有一快件入口和一快件出口，所述箱体的内部形成有快件识别区和快件存储 区，所述快件识别区设置有输送带，所述快件识别区内还设置有条形码编号识别装置、在线 称重系统和尺寸测量系统。2. 根据权利要求1所述的智能快递箱系统，其特征在于：所述快件存储区内设置有快 件存量感应装置，该快件存量感应装置在快件存储区容量低于设定值时自动触发取件信号 至快递人员手机。3. 根据权利要求1所述的智能快递箱系统，其特征在于：还包括安全监控装置。4. 根据权利要求1所述的智能快递箱系统，其特征在于：还包括缴费模块。5. 根据权利要求1所述的智能快递箱系统，其特征在于：还包括条形码打印装置，该条 形码记载有寄件地址信息。6. 根据权利要求1所述的智能快递箱系统，其特征在于：所述的条形码编号识别装置 采用图像型条码扫描器。7. 根据权利要求1所述的智能快递箱系统，其特征在于：所述尺寸测量系统采用计算 机视觉技术结合光幕系统。8. 根据权利要求1所述的智能快递箱系统，其特征在于：所述快件识别区沿箱体的纵 长方向延伸，所述快件入口和快件出口分别位于输送带的首尾两端，所述快件识别区的上 方还形成有分拣区，该分拣区于快件出口一端与快件识别区上下连通。
【专利摘要】本申请公开了一种智能快递箱系统，包括箱体以及安装于所述箱体上的触摸显示屏，所述箱体具有一快件入口和一快件出口，所述箱体的内部形成有快件识别区和快件存储区，所述快件识别区设置有输送带，所述快件识别区内还设置有条形码编号识别装置、在线称重系统和尺寸测量系统。本实用新型可以实现自动化收取和分拣快递包裹的功能，实际解决物流快递行业日益增长的人工成本问题，切实提高物流快递行业的工作效率。
【IPC分类】G07F17/12, G06Q50/28, G06Q10/08
【公开号】CN204632001
【申请号】CN201520151459
【发明人】田原, 李功燕, 何亮, 刘益军, 赵政楠, 汤晖
【申请人】苏州长鼎兴智能科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月17日