一种货架缺货智能检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种货架缺货智能检测装置及其检测方法。现有的货架缺货情况的采集主要通过人工进行，效率低下，且成本较高。本发明专利技术一种货架缺货检测装置，包括移动拍照机器人、服务器和响应器。服务器与响应器连接。移动拍照机器人与服务器无线通信。移动拍照机器人包括移动平台、激光扫描测距雷达、升降平台、旋转平台、俯仰调节机构和摄像机。升降平台设置在移动平台上。旋转平台设置在升降平台上。俯仰调节机构设置在旋转平台上。俯仰调节机构包括安装架和舵机。安装架固定在旋转盘上。摄像机与安装架构成转动副。摄像机由舵机驱动翻转。本发明专利技术能够通过单个摄像机即可获取快速获取货架商品信息，不需要大量的劳动力，且能及时更新商品信息。

【技术实现步骤摘要】
一种货架缺货智能检测装置及其检测方法
本专利技术属于计算机视觉
和智能移动
，具体涉及一种货架缺货智能检测装置及其方法。
技术介绍
随着我国零售业经济的不断平稳发展，大型超市规模的不断扩大，同时也产生了货架商品管理的难题。阿里巴巴提出的“无人超市”，更是提高了货架商品管理智能化的需求。传统超市管理主要依靠人力，货架商品管理需要大量的劳动力；“无人超市”主要基于射频识别(FRID)方案，可以完成基本的智能管理，如智能收银，但货架商品缺货检测仍没有相应的智能处理方案。现有的专利大都基于扫描含有货物信息的条码进行识别，是一种间接识别的方法，实际应用中操作繁琐。因此，需要研究及设计一种货架缺货智能检测装置及其方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种货架缺货智能检测装置及其检测方法。本专利技术一种货架缺货检测装置，包括移动拍照机器人、服务器和响应器。所述的服务器与响应器连接。所述的移动拍照机器人与服务器无线通信。所述的移动拍照机器人包括移动平台、激光扫描测距雷达、升降平台、旋转平台、俯仰调节机构和摄像机。所述的升降平台设置在移动平台上。旋转平台设置在升降平台上。俯仰调节机构设置在旋转平台上。所述的激光扫描测距雷达安装在移动平台的顶部。所述的升降平台包括升降底座、升降驱动机构和升降盘。升降底座间隔固定在底盘上。升降底座与升降盘通过升降驱动机构连接。升降底座固定在移动平台上。所述的旋转平台包括旋转底座、旋转盘和旋转电机。旋转底座固定在升降盘上。旋转盘设置在旋转底座的顶部，且与旋转底座构成转动副。旋转盘由旋转电机驱动。所述的俯仰调节机构包括安装架和舵机。安装架固定在旋转盘上。摄像机与安装架构成公共轴线水平设置的转动副。摄像机由舵机驱动翻转。进一步地，所述的升降驱动机构包括升降电机、丝杠、滑块、第三连接轴、第四连接轴和两个叉剪单元。所述的叉剪单元包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第一连接轴和第二连接轴。所述第一连杆的中部与第二连杆的中部铰接。所述第三连杆的中部与第四连杆的中部铰接。第一连杆、第三连杆的顶端与第一连接轴的两端分别构成转动副。第二连杆、第四连杆的顶端与第二连接轴的两端分别构成转动副。两个叉剪单元上下排列。位于上方的叉剪单元的第二连杆、第四连杆的底端与位于下方的叉剪单元的第一连杆、第三连杆的顶端通过位于下方的叉剪单元内第一连接轴的两端分别铰接。位于上方的叉剪单元的第一连杆、第三连杆的底端与位于下方的叉剪单元的第二连杆、第四连杆的顶端通过位于下方的叉剪单元内第二连接轴的两端分别铰接。位于下方的叉剪单元内第二连杆、第四连杆的底端与第三连接轴的两端分别构成转动副。第一连杆、第三连杆的底端与第四连接轴的两端分别构成转动副。第三连接轴的两端均支承在升降底座上。第四连接轴的两端分别伸入升降底座上开设的两个第一滑槽内。位于上方的叉剪单元内第一连接轴的两端均支承在升降盘上，第二连接轴的两端分别伸入升降盘上开设的两个第二滑槽内。水平设置的丝杠支承在升降底座上。滑块与第四连接轴的中部固定。固定在滑块上的螺母与丝杠构成螺旋副。丝杠由升降电机驱动。进一步地，所述的移动平台采用深圳玩智商科技有限公司生产的型号为EAIBOTSSD的移动平台。进一步地，所述的移动平台包括底盘、行进轮、万向轮和行进电机。两个同轴设置的行进轮分别支承在底盘的两侧。两个行进电机固定在底盘的底部，且输出轴与两个行进轮分别固定。万向轮安装在底盘底部。进一步地，所述的服务器采用PC端。所述的响应器采用扬声器。进一步地，所述激光扫描测距雷达的型号为YDLIDARG4。进一步地，所述的旋转电机固定在旋转底座内，且输出轴与旋转盘固定。所述的舵机固定在安装架上，且输出轴与摄像机固定。该货架缺货智能检测装置的检测方法具体如下：步骤一、对依次排列的n个货架依次排序并编号，并将n个货架的编号、高度、应摆放商品种类相匹配并导入服务器。步骤二、i＝1,2,…,n，依次执行步骤三和四。步骤三、建立移动拍照机器人检测第i个货架时，摄像机的仰角θi、升降底座与升降盘的间距hi、摄像机的镜头与第i个货架的间距Li、第一个货架的高度Si之间的关系如式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)所示。αi＝90°-γi-θi(4)αi＝βi+θi(5)其中，为摄像机的自然视角；H为升降底座顶面、地面等间距与升降盘底面到摄像机镜头的间距之和；βi、γi、αi均为中间变量。步骤四、联立式(1)、式(2)、式(3)、式(4)、式(5)和式(6)，求出θi、hi、Li。步骤五、若n个货架为单排货架则通过方案一拍摄n个货架上商品的照片。若n个货架为单排货架则通过方案二拍摄n个货架上商品的照片。方案一：步骤5.1、将1赋值给i；进入步骤5.2。步骤5.2、移动拍照机器人行进到第i个货架装有货物的一侧，且与第i个货架的一端对齐，使得摄像机朝向第i个货架。步骤5.3、移动平台移动，使得摄像机的镜头与第i个货架的间距等于Li；俯仰调节机构将摄像机的仰角调节为θi；升降平台运动，将升降底座与升降盘的间距调节为hi。摄像机拍摄一张照片并加入第i照片组。步骤5.4、若摄像机已拍摄完成第i个货架的所有图像，则进入步骤5.5；否则，移动拍照机器人正向行进zi距离后执行步骤5.3；zi＝Si·e；e为摄像机所拍得照片的长宽比。步骤5.5、若i小于n，则将i增大1，并执行步骤5.2至步骤5.4；否则，进入步骤六。方案二：步骤5.1、移动拍照机器人行进到第一个货架远离第二个货架的一侧，且与第一个货架的一端对齐，使得摄像机朝向第一个货架。移动平台移动，使得摄像机的镜头与第一个货架的间距等于L1；俯仰调节机构将将摄像机的仰角调节为θ1，升降平台将升降底座与升降盘的间距调节为h1；摄像机拍摄一张照片并加入第一照片组。之后进入步骤5.2。步骤5.2、若摄像机已拍摄完成第一个货架远离第二个货架的侧面所有图像，则进入步骤5.3，否则，移动拍照机器人正向行进z1距离后执行步骤5.1；z1＝S1·e；e为摄像机所拍得照片的长宽比。步骤5.3、将1赋值给i；进入步骤5.4。步骤5.4、移动拍照机器人行进到第i个货架与第i+1个货架之间，且与第i个货架的一端对齐，使得摄像机朝向第i个货架。步骤5.5、移动平台移动，使得摄像机的镜头与第i个货架的间距等于Li；俯仰调节机构将摄像机的仰角调节为θi；升降平台运动，将升降底座与升降盘的间距调节为hi。摄像机拍摄一张照片并加入第i照片组。进入步骤5.6。步骤5.6、若摄像机已拍摄完成第i个货架朝向第i+1个货架的侧面的所有图像，则进入步骤5.7；否则，移动拍照机器人正向行进zi距离后执行步骤5.3；zi＝Si·e。步骤5.7、旋转盘转动180°。移动平台移动，使得摄像机的镜头与第i+1个货架的间距等于Li+1；俯仰调节机构将摄像机的仰角调节为θi+1；升降平台运动，将升降底座与升降盘的间距调节为hi+1。摄像机拍摄一张照片并加入第i+1照片组。进入步骤5.8。步骤5.8、若摄像机已拍摄完成第i+1个货架朝向第i个货架的侧面的所有图像，则进入步骤5.9；否则，移动拍照机器人反向行进zi+1距离后执行步骤5.7；zi+1＝Si+1·e。步骤5.9、若i小于n-1，则将i增大1，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种货架缺货智能检测装置，包括移动拍照机器人、服务器和响应器；其特征在于：所述的服务器与响应器连接；所述的移动拍照机器人与服务器无线通信；所述的移动拍照机器人包括移动平台、激光扫描测距雷达、升降平台、旋转平台、俯仰调节机构和摄像机；所述的升降平台设置在移动平台上；旋转平台设置在升降平台上；俯仰调节机构设置在旋转平台上；所述的激光扫描测距雷达安装在移动平台的顶部；所述的升降平台包括升降底座、升降驱动机构和升降盘；升降底座间隔固定在底盘上；升降底座与升降盘通过升降驱动机构连接；升降底座固定在移动平台上；所述的旋转平台包括旋转底座、旋转盘和旋转电机；旋转底座固定在升降盘上；旋转盘设置在旋转底座的顶部，且与旋转底座构成转动副；旋转盘由旋转电机驱动；所述的俯仰调节机构包括安装架和舵机；安装架固定在旋转盘上；摄像机与安装架构成公共轴线水平设置的转动副；摄像机由舵机驱动翻转。

【技术特征摘要】
1.一种货架缺货智能检测装置，包括移动拍照机器人、服务器和响应器；其特征在于：所述的服务器与响应器连接；所述的移动拍照机器人与服务器无线通信；所述的移动拍照机器人包括移动平台、激光扫描测距雷达、升降平台、旋转平台、俯仰调节机构和摄像机；所述的升降平台设置在移动平台上；旋转平台设置在升降平台上；俯仰调节机构设置在旋转平台上；所述的激光扫描测距雷达安装在移动平台的顶部；所述的升降平台包括升降底座、升降驱动机构和升降盘；升降底座间隔固定在底盘上；升降底座与升降盘通过升降驱动机构连接；升降底座固定在移动平台上；所述的旋转平台包括旋转底座、旋转盘和旋转电机；旋转底座固定在升降盘上；旋转盘设置在旋转底座的顶部，且与旋转底座构成转动副；旋转盘由旋转电机驱动；所述的俯仰调节机构包括安装架和舵机；安装架固定在旋转盘上；摄像机与安装架构成公共轴线水平设置的转动副；摄像机由舵机驱动翻转。2.根据权利要求1所述的一种货架缺货智能检测装置，其特征在于：所述的升降驱动机构包括升降电机、丝杠、滑块、第三连接轴、第四连接轴和两个叉剪单元；所述的叉剪单元包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆、第一连接轴和第二连接轴；所述第一连杆的中部与第二连杆的中部铰接；所述第三连杆的中部与第四连杆的中部铰接；第一连杆、第三连杆的顶端与第一连接轴的两端分别构成转动副；第二连杆、第四连杆的顶端与第二连接轴的两端分别构成转动副；两个叉剪单元上下排列；位于上方的叉剪单元的第二连杆、第四连杆的底端与位于下方的叉剪单元的第一连杆、第三连杆的顶端通过位于下方的叉剪单元内第一连接轴的两端分别铰接；位于上方的叉剪单元的第一连杆、第三连杆的底端与位于下方的叉剪单元的第二连杆、第四连杆的顶端通过位于下方的叉剪单元内第二连接轴的两端分别铰接；位于下方的叉剪单元内第二连杆、第四连杆的底端与第三连接轴的两端分别构成转动副；第一连杆、第三连杆的底端与第四连接轴的两端分别构成转动副；第三连接轴的两端均支承在升降底座上；第四连接轴的两端分别伸入升降底座上开设的两个第一滑槽内；位于上方的叉剪单元内第一连接轴的两端均支承在升降盘上，第二连接轴的两端分别伸入升降盘上开设的两个第二滑槽内；水平设置的丝杠支承在升降底座上；滑块与第四连接轴的中部固定；固定在滑块上的螺母与丝杠构成螺旋副；丝杠由升降电机驱动。3.根据权利要求1所述的一种货架缺货智能检测装置，其特征在于：所述的移动平台采用深圳玩智商科技有限公司生产的型号为EAIBOTSSD的移动平台。4.根据权利要求1所述的一种货架缺货智能检测装置，其特征在于：所述的移动平台包括底盘、行进轮、万向轮和行进电机；两个同轴设置的行进轮分别支承在底盘的两侧；两个行进电机固定在底盘的底部，且输出轴与两个行进轮分别固定；万向轮安装在底盘底部。5.根据权利要求1所述的一种货架缺货智能检测装置，其特征在于：所述的服务器采用PC端；所述的响应器采用扬声器。6.根据权利要求1所述的一种货架缺货智能检测装置，其特征在于：所述激光扫描测距雷达的型号为YDLIDARG4。7.根据权利要求1所述的一种货架缺货智能检测装置，其特征在于：所述的旋转电机固定在旋转底座内，且输出轴与旋转盘固定；所述的舵机固定在安装架上，且输出轴与摄像机固定。8.如权利要求1所述的一种货架缺货智能检测装置的检测方法，其特征在于：步骤一、对依次排列的n个货架依次排序并编号，并将n个货架的编号、高度、应摆放商品种类相匹配并导入服务器；步骤二、i＝1,2,…,n，依次执行步骤三和四；步骤三、建立移动拍照机器人检测第i个货架时，摄像机的仰角θi、升降底座与升降盘的间距hi、摄像机的镜头与第i个货架的间距Li、第一个货架的高度Si之间的关系如式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)所示；αi＝90°-γi-θi(4)αi＝βi+θi(5)其中，为摄像机的自然视角；H为升降底座顶面、地面等间距与升降盘底面到摄像机镜头的间距之和；βi、γi、αi均为中间变量；步骤四、联立式(1)、式(2)、式(3)、式(4)、式(5)和式(6)，求出θi、hi、Li；步骤五、若n个货架为单排货架则通过方案一拍摄n个货架上商品的照片；若n个货架为单排货架则通过方案二拍摄n个货架上商品的照片；方案一：步骤5.1、将1赋值给i；进入步骤5.2；步骤5.2、移动拍照机器人行进到第i个货架装有货物的一侧，且与第i个货架的一端对齐，使得摄像机朝向第i个货架；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：许明，章佳奇，陈国金，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33