[0032]用图像采集单元采集的图像会含有一个以上的物品，如图3所示，图像100上有A、 B、C三个物品。分别对应数据库中物品ID为A、B、C的三个注册数据。在数据库中，物品 △注册了两个点特征？厶1:(€^2，~，€128)和？厶2 :(€^2，，"，打28)，物品8注册了1 个特征？81:(€142，."，打28)，物品（：注册了1个特征？(：1 :(€1，€2，."，打28)。一般来 说，一个物品图像会有若干注册特征点。图像中是用注册过程中相同的点检测算法检测出 若干特征点。这些特征点理论上与注册的特征数量和位置相同。然后由于噪声的存在，可 能存在多检或者少检的情况。
[0033]获得图像的特征点后，也计算点的特征，并将这些点特征逐个同数据库中的点特 征进行一一对应匹配。特征匹配就是一个距离计算的过程，如下式所示
[0034]
[0035] 这里，F1和F2是特征向量；f是特征向量中某一维的值；N为特征的维数。
[0036]如果两个特征点的距离dist(Fl，F2)小于一个特定的阈值，则认为这两个点匹配 成功。如果图像中的点与数据库中同一个ID的特征点匹配成功的点数大于一定的阈值，则 认为图像中存在数据库的物品。
[0037]②拓扑分析：
[0038]将采集的图像与数据库中的物品图像进行拓扑分析，判断物品放置位置是否正确 以及实际物品是否缺失，并将判断结果输出进行显示。
[0039]具体地，所述物品检点步骤中，拓扑分析的具体过程还包括：通过中央处理器，将 图像采集单元采集的图像标记为参考图像，数据库中的物品图像标记为目标图像，利用特 征点对，计算目标图像与参考图像之间的映射关系，并根据映射关系将目标图像坐标映射 到参考图像上，形成目标图像在参考图像上的拓扑关系，通过拓扑分析判断物品放置位置 是否正确以及实际物品是否缺失。
[0040]在参考图像上，将对应于目标图像的图像区域定义为匹配图像区域，将没有对应 的目标图像的图像区域，定义为不匹配图像区域；对于匹配图像区域，检查其周围的匹配图 像区域的拓扑是否等同于数据库中的拓扑，拓扑等同则为实际物品放置位置正确，拓扑不 等同则报告实际物品放错位置，并将注册数据库中的位置信息显示出来，进行提示；对于不 匹配图像区域，检查其周围的匹配图像区域中对应于正确的物品位置的图像区域，检索数 据库中相应的位置信息，数据库中的位置信息存在相关联的图像则报告实际物品缺失。
[0041]请参阅图4,根据点匹配结果，可以进一步将图像划分为若干图像区域。每个区域 对应一个物品的ID。对应每个区域，我们考查区域之间的拓扑关系，通过拓扑关系分析，判 断出位置正确的物品和位置错误的物品。如图5所示，我们定义一个物品同周围的物品的 空间拓扑关系为8种：左上、正上、右上、正左、正右、左下、正下、右下。对于注册库中的商 品，根据注册的位置关系，可以获得8个预定义的空间物品ID。对于图像中的区域，我们依 次扫描它对应的空间位置的物品，判断在当前图像中相应的位置正确出现的物品。如果在 注册库中出现的物品ID与实际图像中的ID-致，则标记图像中的物品位置正确的计数加1〇
[0042] 如图4所示，区域A有两个区域在注册数据库中，分别为物品B(正右)，物品C(右 下)。在物品A的正下方没有物品，标记为空。空区域也算作一个正确空间拓扑计数。于是 物品A的正确物品的空间拓扑计数为3。同理，物品B和C也为3。假定物品C放错位置， 意味着物品C出现在不该出现的位置。则A的空间拓扑计数2 (物品B正确，空位置D正 确）；同理，物品B为2 ;C为0。于是判断出C为放错位置的物品。
[0043] 最终，拓扑分析的结果通过显示单元，如IXD显示器，进行显示以提示点检操作人 员。
[0044] 上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术 的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围， 凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。
【主权项】
1. 一种基于图像匹配的自动物品管理系统，其特征在于，包括：采集物品的外观图像 的图像采集单元；与所述图像采集单元相连接，接收所述图像采集单元采集的图像，对图像 进行特征点检测并提取图像点特征数据，使上述图像采集设备采集的图像与位置信息通过 物品ID建立关联并建立数据库，对拍摄的图像与数据库中的物品图像进行图像匹配和拓 扑分析的中央处理器单元，所述中央处理器单元中还设有用于提取图像点特征数据的图像 点检测器；与所述中央处理器相连接，存储数据库并接受所述中央处理器的数据写入、读取 和检索的数据存储单元；与所述中央处理器相连接，显示中央处理器的拓扑分析结果的显 示单元。2. 根据权利要求1所述的一种基于图像匹配的自动物品管理系统，其特征在于，所述 图像点检测器为Harris角点检测器或SIFT点检测器。
【专利摘要】本实用新型提供一种基于图像匹配的自动物品管理系统，包括：图像采集单元，采集物品的外观图像；中央处理器单元，与所述图像采集单元相连接，接收所述图像采集单元采集的图像，对图像进行特征点检测并提取图像点特征数据，使所述图像采集单元采集的图像与位置信息通过物品ID建立关联并建立数据库，对采集的图像与数据库中的物品图像进行图像匹配和拓扑分析；数据存储单元，与所述中央处理器相连接，存储数据库并接受所述中央处理器的数据写入、读取和检索；显示单元，与所述中央处理器相连接，显示中央处理器的拓扑分析结果。采用本实用新型提供的基于图像匹配的自动物品管理系统，极大地降低了物品检点的工作强度，提高了检点效率。
【IPC分类】G06Q10/06, G06K9/00
【公开号】CN205068476
【申请号】CN201320109875
【发明人】余俊池, 曾炜
【申请人】苏州斯普锐智能系统有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2013年3月11日