货物智能安检方法和装置与流程

本发明涉及检测技术领域，尤其是一种货物智能安检方法和装置。

背景技术：

为保证航空运输安全，需要对待空运货物进行安全检查，以确保货物中不包含危险品、违禁品(以下统称为危险品)。目前，在机场中，货站通过x光机对航空货物进行安全检查，开机员依据专业知识，根据货物x射线图像，人工判断其中是否包含危险品，如果包含危险品，则需要人工将该货物转至开包台进行开包检查并将危险品取出，然后人工将货物重新再次放置于传送带通过x光机进行检查，直至货物中不包含任何危险品。容易知道现今的安全检查方式存在以下缺点：货物安全检查的准确性严重依赖开机员的专业知识储备、身体及精神状态，因此容易出错，尤其在开机员长期查看x光机图像上更加容易安全检查结果出现误差；同时，在检查到货物有危险品时，需要人工将危险品转移至开包台进行检查，检查完成后又要重新将货物人工转移至传送带再次通过x光机进行检查，为了提高效率需要配置大量人员，增加了人力成本，而当人员不足时则效率低下。

技术实现要素：

有鉴于此，为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供高效且准确的货物智能安检方法和装置。

本发明采用的技术方案是：货物智能安检方法，包括以下步骤：

获取货物的基本信息，基本信息包括货物图像；

通过x光机系统对货物进行检测，得到检测结果；

根据检测结果将货物直接传送至运输工具，或根据检测结果和基本信息，通过机器人将货物转送至开包台区域以检查；

对开包台区域进行识别，得到识别结果；

根据识别结果，通过机器人将开包台区域的货物进行转移，并根据转移的货物，返回获取货物的基本信息的步骤，直至根据检测结果将货物直接传送至运输工具。

进一步，所述通过x光机系统对货物进行检测，得到检测结果的步骤中，包括以下步骤：

通过x光机系统获取货物的x射线图像；

根据x射线图像和预设危险品数据库，得到检测结果；

其中，检测结果包括货物含有危险品和货物不含有危险品。

进一步，所述根据检测结果将货物直接传送至运输工具，或根据检测结果和基本信息，通过机器人将货物转送至开包台区域的步骤中，包括以下步骤：

若检测结果为货物不含有危险品，将货物直接传送至运输工具；

若检测结果为货物含有危险品，根据基本信息，通过机器人将货物转送至开包台区域；

其中，检测结果包括货物含有危险品和货物不含有危险品。

进一步，所述根据检测结果和基本信息，通过机器人将货物转送至开包台区域以检查这一步骤，具体地：

根据检测结果、货物图像和货单条码信息，通过机器人将货物转送至开包台区域以检查，其中，基本信息还包括货单条码信息。

进一步，所述对开包台区域进行识别，得到识别结果的步骤中，包括以下步骤：

根据预设时间阈值获取开包台区域图像；

根据开包台区域图像和原始图像，对开包台区域进行识别，得到识别结果；

其中，原始图像为预先获取的开包台区域不含有安检人员的图像，开包台区域图像包括开包台区域不含有安检人员的图像和开包台区域含有安检人员的图像。

进一步，所述根据开包台区域图像和原始图像，对开包台区域进行识别，得到识别结果的步骤中，包括以下步骤：

对原始图像进行第一处理，具体为：

对原始图像进行灰度化处理，得到第一直方图；

对第一直方图进行区域划分，其中每一区域具有多个不同灰度级的灰度值；

将每个区域的多个灰度值进行求和运算，得到原始图像的第一向量；

对开包台区域图像进行第二处理，具体为：

对开包台区域图像进行灰度化处理，得到第二直方图；

对第二直方图进行区域划分，其中每一区域具有多个不同灰度级的灰度值；

将每个区域的多个灰度值进行求和运算，得到开包台区域图像的第二向量；

根据第一向量和第二向量，得到识别结果。

进一步，所述根据第一向量和第二向量，得到识别结果的步骤中，包括以下步骤：

计算第一向量和第二向量之间的相似度；

若相似度满足预设阈值，则第一向量和第二向量相似；

否则，第一向量和第二向量不相似；

其中，识别结果包括第一向量和第二向量相似，以及第一向量和第二向量不相似。

进一步，所述根据识别结果，通过机器人将开包台区域的货物进行转移的步骤中，包括以下步骤：

若识别结果为第一向量和第二向量相似，通过机器人将开包台区域的货物进行转移；

若识别结果为第一向量和第二向量不相似，则不转移开包台区域的货物。

本发明还提供，货物智能安检装置，包括：

摄像机，用于获取货物的基本信息，基本信息包括货物图像；

x光机系统，用于对货物进行检测，得到检测结果，以及根据检测结果将货物直接传送至运输工具；

工控机，用于根据检测结果和基本信息控制机器人，以及对开包台区域进行识别，得到识别结果，根据识别结果控制机器人；

机器人，用于将货物转送至开包台区域以检查，以及将开包台区域的货物进行转移。

进一步，x光机系统包括x光机、第一传送带和第二传送带；

第一传送带用于放置机器人从货物开包台区域进行转移的货物，供摄像机获取货物的基本信息以及将货物传送至x光机；

x光机用于接收经第一传送带传送的货物，并对货物进行检测；

第二传送带用于接收通过x光机的货物，放置被机器人转送至开包台区域的货物，以及将货物直接传送至运输工具。

本发明的有益效果是：获取货物的基本信息，基本信息包括货物图像；通过x光机系统对货物进行检测，得到检测结果；根据检测结果将货物直接传送至运输工具，或根据检测结果和基本信息，通过机器人将货物转送至开包台区域以检查；对开包台区域进行识别，得到识别结果；根据识别结果，通过机器人将开包台区域的货物进行转移，并根据转移的货物，返回获取货物的基本信息的步骤，直至根据检测结果将货物直接传送至运输工具；本发明通过x光机系统对货物进行检测，不需要依赖开机员，即使长期对货物进行检测也能够保证检测的准确度；通过机器人将货物转送至开包台区域以检查，以及根据识别结果将开包台区域的货物进行转移，减少了人力成本又提高了效率。

附图说明

图1为本发明方法的步骤流程示意图；

图2为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。对于本发明实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

如图1所示，货物智能安检方法，包括以下步骤：

获取货物的基本信息，基本信息包括货物图像；

通过x光机系统对货物进行检测，得到检测结果；

根据检测结果将货物直接传送至运输工具，或根据检测结果和基本信息，通过机器人将货物转送至开包台区域以检查；

对开包台区域进行识别，得到识别结果；

根据识别结果，通过机器人将开包台区域的货物进行转移，并根据转移的货物，返回获取货物的基本信息的步骤，直至根据检测结果将货物直接传送至运输工具。

在本实施例中，x光机系统包括x光机、第一传送带、第二传送带和x光机操作台。

具体地，包括以下步骤：

1)获取货物的基本信息；

将货物放置在第一传送带上，通过摄像机拍摄货物，获取货物的基本信息，基本信息包括货单条码信息和货物图像，并将货单条码信息和货物图像传输至x光机操作台和工控机，货单信息包括货单编号、寄件地址、目的地址、危险品代码等信息。

2)通过x光机系统对货物进行检测，得到检测结果；

货物被放置于第一传送带，由第一传送带将货物传送至x光机进行检测，具体地：由x光机操作台获取由x光机产生的x射线图像，以及上述的货物的基本信息，x光机操作台安装有图像智能识别程序，图像智能识别程序包含基于人工设计特征的识别算法(如特征提取算法canny、sift、分类算法svm、决策树及随机森林等)和基于深度学习的识别算法(如基于卷积神经网络cnn的图像识别算法googlenet、resnet、vgg、ssd、yolo、fasterrcnn)，能根据x射线图像与预设危险品数据库进行比对，得到检测结果，即自动识别检测货物含有危险品或不含有危险品，其中预设危险品数据库由事先收集的多种危险品对应的x射线图像组成，能够进行更新。

3)根据检测结果，进行后续操作；

若检测结果为货物不含有危险品，通过第二传送带将经过x光机检测的货物直接传送至运输工具，在本实施例中，运输工具可以为集装器、拉车、叉车等，用于将货物送至机舱进行空运，即能传送至运输工具的货物为通过安检的货物，属于不含有危险品的安全货物；

若检测结果为货物含有危险品，同样通过第二传送带将通过x光机的货物进行传送，由x光机操作台将检测到有危险品的货物对应的货单条码信息和货物图像传送至工控机，工控机同样具有图像智能识别程序以及物体定位程序，物体定位程序的实现方式可以为：根据获取的货物图像，由canny算子提取货物边缘，获取货物轮廓信息，然后将货物图像的像素坐标转换成机器人系统中的坐标，得到货物定位信息，即得到货物处于第二传送带上的位置信息，并根据位置信息控制机器人将货物转送至开包台区域以供安检人员检查。其中，开包台领域包括开包台和开包台附近供安检员站立以对货物进行安检的工作区域，开包台用于放置包含或者疑似包含危险品的货物，即由机器人从第二传送带进行转送的货物。

4)对开包台区域进行识别，得到识别结果；

通过摄像机预先在开包台区域不含有安检人员时获取原始图像并储存至工控机，例如可以在x光机系统停止工作时获取；

对原始图像进行第一处理，具体为：通过工控机对原始图像进行灰度化处理，生产灰度图像的第一直方图；将第一直方图划分为128个区域，每个区域为连续的8个灰度级，即具有8个不同灰度级的灰度值；将每个区域的8个灰度值进行求和运算，得到1个数据，即每个区域得到一个数据，最后总共得到128个数据，构成原始图像的第一向量a；

通过摄像机每相隔一个预设时间阈值获取开包台区域图像，预设时间阈值在本实施例为3秒，其他实施例中可以设置为其他值，容易知道，开包台区域图像包括开包台区域不含有安检人员的图像和开包台区域含有安检人员的图像；

对开包台区域图像进行第二处理，具体为：通过工控机对开包台区域图像进行灰度化处理，生产灰度图像的第二直方图；将第二直方图划分为128个区域，每个区域为连续的8个灰度级，即具有8个不同灰度级的灰度值；将每个区域的8个灰度值进行求和运算，得到1个数据，即每个区域得到一个数据，最后总共得到128个数据，构成开包台区域图像的第二向量b；

计算第一向量a和第二向量b之间的相似度，在本实施例中的相似度采用余弦相似度，预设阈值为30度，在其他实施例中预设阈值可以为其他角度，相似度可以采用其他相似度的计算方式。因此，在本实施例中，当第一向量a和第二向量b之间的夹角小于或等于30度，则判断第一向量a和第二向量b相似，否则第一向量a和第二向量b不相似。

当第一向量a和第二向量b相似，即原始图像和开包台区域图像差异小或没有差异，说明开包台区域没有安检人员，说明开包安检已经完成(在实际情况中，初始状态下开包台区域不含有安检人员，只有在开包台区域有货物的情况下安检人员才会进入开包台区域对货物进行开包安检，而在对货物开包安检完成时会离开开包台区域)；然后通过工控机控制机器人将开包台区域的货物转移至第一传送带，即将进行开包安检后的货物作为转移的的货物，返回步骤1)，直至该货物由x光机系统检测得出的结果为不含有危险品，直接传送至运输工具。例如，第二次通过x光机检测的检测结果仍然为含有危险品，则由机器人再次将货物传送至开包台区域进行开包安检，完成后通过机器人再次将货物转移至第一传送带，直至该货物由x光机系统检测得出的结果为不含有危险品，直接传送至运输工具；

当第一向量a和第二向量b不相似，即开包台区域具有安检人员，工控机不控制机器人工作，直至根据预设时间阈值获取的开包台区域图像经过第二处理后获得的第二向量b与第一向量a相似，工控机才会控制机器人将开包台区域的货物转移至第一传送带。

如图2所示，本发明实施例还提供了货物智能安检装置，包括：

摄像机，用于获取货物的基本信息，基本信息包括货物图像；

x光机系统，用于对货物进行检测，得到检测结果，以及根据检测结果将货物直接传送至运输工具；

工控机，用于根据检测结果和基本信息控制机器人，以及对开包台区域进行识别，得到识别结果，根据识别结果控制机器人；

机器人，用于将货物转送至开包台区域以检查，以及将开包台区域的货物进行转移。

在本实施例中，x光机系统包括x光机、第一传送带和第二传送带、x光机操作台，第一传送带位于货物运输的上游，第二传送带位于货物运输的下游，第一传送带和第二传送带可以为一体成型或分体设置；

第一传送带用于放置待x光机进行检测的货物，供摄像机获取货物的基本信息以及将货物传送至x光机，待x光机进行检测的货物包括由x光机进行初始检测的货物和机器人从货物开包台区域进行转移的货物；

x光机用于接收经第一传送带传送的货物，并对货物进行检测；

第二传送带用于接收通过x光机的货物，放置被机器人转送至开包台区域的货物，以及将不需要被机器人转送的货物直接传送至运输工具；

x光机操作台用于控制传送带传送速度、显示x光机成像的x射线图像。

机器人包括包含基座、直臂、第一支臂、第二支臂、转轴及执行末端；所述转轴包括第一转轴、第二转轴；直臂垂直固定在基座上，第一支臂通过第一转轴和直臂相连，水平方向能绕第一转轴旋转360度，垂直方向能绕第一转轴旋转180度；第二支臂通过第二转轴和第一支臂相连，水平方向能绕第二转轴旋转360度，垂直方向能绕第二转轴旋转180度；执行末端为四指机械手，固定在第二支臂末端，用于对货物进行转送和转移。

本发明装置的连接关系为：工控机通过线缆分别与机器人、摄像机和x光机操作台相连，摄像机通过线缆与x光机操作台相连，x光机操作台通过线缆与x光机相连。

上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

综上所述，相较于现有技术，本发明具有以下优点：

1)通过x光机系统对货物进行检测，不需要依赖开机员，即使长期对货物进行检测也能够保证检测的准确度；

2)通过机器人将货物转送至开包台区域以检查，以及根据识别结果将开包台区域的货物进行转移，减少了人力成本又提高了效率；

3)根据货物的货物图像和货单条码信息，利用机器人进行转移，使得对货物转移的精确度高，在两件货物外管相似的情况下仍然能准确转移。

在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明并且采用方块图的形式举例说明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“本实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。