一种基于红外面阵检测的食堂点菜系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于红外面阵检测的食堂点菜系统。 技术背景
[0002] 现在高校学生用餐以食堂为主，高校食堂的学生用餐方式为：用餐者排列成对，队 首的用餐者向食堂打菜人员说明自己需要的菜名，打菜人员根据菜名为用餐者打菜，然后 打菜人员计算出所消费金额，并将消费金额输入到刷卡器，由用餐者刷卡进行支付。
[0003] 由于用餐时间集中，用餐时食堂人声嘈杂，加上用餐者会带有口音，打菜人员不容 易听清楚用餐者所说的菜名，用餐者也会采用指势指明自己需要的菜，但是由于用餐者和 打菜人员所处位置不同，打菜人员也不容易确定用餐者指势指向的目标菜品，而且每次打 完菜还需要打菜人员计算用餐人员所消费的金额，并在刷卡器上进行操作，使得打菜的效 率不高。
【发明内容】
[0004] 为了克服目前食堂打菜时，打菜人员不容易确定用餐者指示的目标菜品，打菜人 员需要口算得到消费金额的缺点，本发明提供了一种能够根据用餐人的手势准确得到目标 菜品基于红外面阵检测的食堂点菜系统。
[0005] -种基于红外面阵检测的食堂点菜系统，包括支架，安装于支架上的红外线阵列， 指示灯和处理器，每个指示灯对应一个菜盘；红外线阵列安装于支架上，红外线阵列的数量 为多个，每个红外线阵列形成一个由横向红外线束组和纵向红外线束组形成的红外线检测 面，红外线检测面平行设置，每个红外线束具有线束标记；红外线束的通、断状态输入处理 器中；用餐者点菜时手臂穿过各红外线检测面，被手臂遮挡的红外线束处于断开状态，未被 手臂遮挡的红外线束处于连通状态； 处理器分别获取每个红外线检测面中各红外线束的通、断状态，得到断开状态的红外 线束围成的矩形并获取该矩形的中心点，再以每个面的矩形中心点拟合成直线，获取拟合 直线与菜盘所在面的交点，最后判断出该交点处于哪个菜盘的区域内，交点所在的菜盘区 域作为用餐者选中的菜品，处理器使与交点所在菜盘区域对应的指示灯亮起，其余指示灯 处于熄灭状态。
[0006] 进一步，红外线检测面等距离分布，横向红外线束组的线束等距离平行分布，纵向 红外线束组的线束等距离平行分布。红外线束由成对设置的红外线发射器和红外线接收器 发出和接收，当红外线发射器和红外线接收器之间的光路被挡住时，该红外线束处于断开 状态；当红外线发射器和红外线接收器之间的光路无遮挡时，该红外线束处于接通状态。
[0007] 进一步，红外线束处于接通状态时，红外线接收器置高电平并输入处理器中，红外 线束处于断开状态时，红外线接收器置低电平并输入处理器中，处理器获取每个红外线接 收器的信号；处理器以其中一个红外线检测面作为基准检测面，以基准检测面中任意一个 红外线接收器或红外发射器所在位置作为坐标系原点、以横向红外线束组所在直线作为X 轴、以纵向红外线束组所在直线作为Y轴、以红外检测面的排列方向作为Z轴建立XYZO坐 标系，菜盘所在的平面与XOZ面平行，每个红外线发射器和接收器以其与坐标系原点的距 离设置坐标；处理器分别获取每个红外检测面获取处于断开状态的红外线发射器和红外线 接收器的坐标，并得到这些坐标围成的矩形区域。
[0008] 进一步，以最接近菜盘的红外检测面为基准检测面，以最接近菜盘的红外检测面 的左下角的红外接收器的位置作为坐标原点，测量得到菜盘所在平面与坐标原点的距离， 并获得每个菜盘的四个顶点与坐标原点的距离，将菜盘的四个顶点的坐标预存于处理器 中。
[0009] 进一步，处理器以每个面的矩形中心点通过最小二乘法拟合成直线，拟合直线生 成后，处理器分别计算各矩形中心点与拟合直线的距离，剔除大于预设极限距离的中心点， 再将剩余的矩形中心点通过最小二乘法拟合成直线，再分别计算各矩形中心点与拟合直线 的距离，剔除大于预设极限距离的中心点；如此迭代多次，直到所有中心点与拟合直线的距 离小于预设极限距离，或者迭代次数达到预设迭代次数为止；预设极限距离和迭代次数均 预存于处理器中。
[0010] 进一步，指示灯与菜盘的对应关系预存于处理器中，菜盘的菜价与菜盘一一对应， 指示灯亮起时，对应菜盘的菜价输入处理器中进行菜价计算。
[0011] 指示灯亮起时，代表与指示灯对应的菜盘被选中。点菜时做如下要求：点菜的时候 手要处于所有红外线检测面的范围内，点完菜，手离开，系统没有检测到手持续几秒钟后， 认为点菜结束。然后处理器计算获得的菜价总和输入刷卡机中，刷卡机固定安装于支架上。 约定再指一次该菜盘，边上的指示灯灭掉，表示不选择该菜，金额也从累加的金额中删去。 刷卡完毕后，系统复位，累计菜价清零，准备。
[0012] 进一步，支架上设有能够拍摄菜盘中实际菜品图片的摄像头，摄像头获取的实际 菜品图片输入处理器中，处理器中预设有菜品图像和菜品价格对应表，处理器将摄像头获 取的实际菜品图片与菜品图像对比、寻找到与实际菜品图片最相近的菜品图像和菜品价 格，使菜品价格与菜盘一一对应。
[0013] 由于在食堂打菜时，用餐者通常是用手臂形成直线指向所需的菜品，因此，本发明 通过截取用餐者穿过红外线检测面的一段信号，并拟合形成用餐者的指向方向，从而获取 对应菜品，克服了食堂环境嘈杂，声音不易识别问题。
[0014] 本发明的有益效果在于： 1、在食堂嘈杂的环境下实现高效率的点菜操作，用餐者可以选择在点菜终端的触摸屏 上进行点菜，也可以选择用指势完成点菜操作，点菜系统自动根据点菜情况计算出消费金 额，并将消费金额传送给刷卡器。
[0015] 2、视觉系统可以识别菜盘桌上各菜盘内的菜品信息，可以应对菜品更换等情况， 无需人工参与，提高食堂的工作效率。
[0016] 3、打菜人员只需要根据指示灯进行打菜，结算由处理器完成，使得打菜人员的劳 动强度降低，提高了食堂效率。
【附图说明】
[0017] 图1是装置整体结构示意图。
[0018] 图2是相机和相机安装座布置图。
[0019] 图3是LED指示灯示意图。
[0020] 图4是相机B采集的菜盘图像。
[0021] 图5是红外线检测面示意图。
[0022] 图6是红外线检测面原理示意图。
[0023] 图7更新菜品信息工作流程图。
[0024] 图中1、菜盘，2、LED指示灯，3、菜盘桌，4、红外线检测面阵，5、支架，6、相机安装 座，7、摄像头，8、点菜终端，9、支撑板，10、刷卡器，11、墙。
【具体实施方式】
[0025] 如图1所示，一种基于机器视觉的食堂点菜辅助装置，包括处理器，支架5,相机安 装座6,摄像头7,菜盘1，LED指示灯2,菜盘桌3,点菜终端8,多个红外线检测面4,支撑板 9,刷卡器10,墙11，螺钉。
[0026] 如图2所示，支架5上设有能够拍摄菜盘中实际菜品图片的摄像头7,摄像头7获 取的实际菜品图片输入处理器中，处理器中预设有菜品图像和菜品价格对应表，处理器将 摄像头获取的实际菜品图片与菜品图像对比、寻找到与实际菜品图片一致的菜品图像和菜 品价格，使菜品价格与指示灯2 -一对应。
[0027] 如图3所示，所述的菜盘1放置在菜盘桌3上，每个菜盘1旁边设置有LED指示灯 2。墙11体上设置有支撑板9,支撑板9上设置有点菜终端8,点菜终端8旁边设置有刷卡 器10,支撑板9上设置有支架5,支架5上设置有横向红外线发送阵列，横向红外线接收阵 列，纵向红外线发送阵列，纵向红外线接收阵列。处于同一平面的横向红外线发送阵列，横 向红外线接收阵列，纵向红外线发送阵列，纵向红外线接收阵列形成一个红外线检测面4。
[0028] 横向红外线发送阵列、横向红外线接收阵列、纵向红外线发送阵列和纵向红外线 接收阵列构成一个个红外线检测面4,这些红外线检测面4检测用餐者的小臂的朝向，进而 通过手臂的指向完成点菜。相机7B用于采集当日菜盘1的图片，相机7,点菜终端8, LED指 示灯2和刷卡器10连接至处理器，由处理器统一管理。
[0029] 红外线检测面4由一列横向红外线发射器，一列水平红外线接收器，一列纵向红 外线发射器和一列坚直红外线接收器组成，每一个横向红外线发送器与一个水平红外线接 收器对应，每一个纵向红外线发射器与一个坚直红外线接收器对应，埋在没有遮挡的情况 下，水平红外线接收器能收到来自对应横向红外线发送器的红外光束，坚直红外线接收器 能收到来自对应纵向红外线发射器的红外光束。
[0030] 以最接近菜盘1的红外检测面为基准检测面，以最接近菜盘1的红外检测面的左 下角的红外接收器的位置作为坐标原点、以横向红外线束组所在直线作为X轴、以纵向红 外线束组所在直线作为Y轴、以红外检测