一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统，用于食堂/餐厅/快餐店等，包括：主控模块，图像采集模块，图像处理模块，碗盘识别模块，碗盘处理模块，智能辅助模块，模式状态模块，网络通信模块，数据库模块，容错纠正模块，用于识别不同种类，不同颜色和形状大小的碗和盘，含有早餐/午餐/晚餐/夜宵多模式；可采用智能识别与人工输入相结合，灵活应用，满足不同客户需求，通过一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统，结合菜品分类管理，达到大量节省结算收银时间，减少了用户排队等待的时间；同时为餐厅标准化管理，降低收银员要求，快速培训上岗提供了很好的解决方案。

A Fast Food Cashier System Based on Intelligent Recognition of Bowl and Plate

【技术实现步骤摘要】
一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统
本专利技术涉及一种智能识别的收银系统，特别是涉及一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统。
技术介绍
在餐饮行业收银过程中，现有技术有基于传统收银机或者RFID芯片扫描方式或机器码图像识别等方式进行收银，这几种技术都存在一些不足，传统收银机依靠收银员熟悉菜品，依靠对价格的快速输入进行结算，往往出现收银速度赶不上，排队现象严重；或者收银员更换，不熟悉菜品，结算速度慢；而RFID芯片扫描方式的是近几年出现的技术，可以解决收银速度慢的问题，但成本高，碗盘需要经过特殊处理，植入RFID芯片，导致运营成本较高，普及程度有限；机器码图像识别方式需要使用带有外包装机器码标志的菜品/容器/托盘，也带来了不便性，使用受到了局限。在现有技术中，专利技术专利号CN107798521A涉及一种基于机器码图像识别的菜品识别与收银系统及方法，所述的系统包括外包装贴有机器码标志的菜品、盛放菜品的收银托盘，放置收银托盘的收银区、固定在收银区正上方的CCD相机、与CCD相机连接的机器码识别模块以及与机器码识别模块连接的收银模块；专利技术专利号CN203812276U涉及一种餐厅快速收银系统，所述系统包括计算机、RFID识别装置、餐具、RFID芯片，计算机连接RFID识别装置；所述餐具设有所述RFID芯片，所述RFID识别装置用以识别RFID芯片中的数据。所述餐具底部注塑有RFID芯片；专利技术专利号CN109118200A涉及一种基于图像识别的商品识别与收银系统，该系统通过结合图像识别及重量校验实现准确的商品识别与收银；但上述专利中需要碗盘上植入RFID芯片，或者贴机器码标签，导致运营成本较高，普及程度有限。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种通过碗盘智能识别技术结合菜品分类管理，达到大量节省结算收银时间，减少了用户排队等待的时间；同时为餐厅标准化管理，降低收银员要求，快速培训上岗，使用普通的餐饮业碗盘，不需要如其它专利技术使用的在碗盘上植入RFID芯片，贴机器码标签，不需要商品称重，更加方便快捷，易于使用推广为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统，包括硬件部分，硬件扩展部分，软件部分，软件扩展部分；其特征在于：所述硬件部分包括主机控制系统，操作显示屏，摄像头，碗盘；硬件扩展部分包括服务端，管理端，终端和云平台；软件部分包括主控模块，图像采集模块，图像处理模块，碗盘识别模块，碗盘处理模块，智能辅助模块，模式状态模块，网络通信模块，数据库模块，容错纠正模块；软件扩展部分包括服务端模块，管理端模块，云端模块。进一步的，所述主控模块和图像采集模块，图像处理模块，碗盘识别模块，碗盘处理模块，智能辅助模块，模式状态模块，网络通信模块，数据库模块，容错纠正模块构成一个分布式控制系统。各个模块在主控模块的控制下协同工作。主控模块和各个模块之间主要传输信息流和控制流。主控模块到各个模块传输的主要是控制流，这些控制流完成各个模块的配置或者命令各个模块完成特定的任务。各个模块到主控模块的主要是数据流，数据流主要包含各个模块中各设备的运行状态或传感器数据等。作为本专利技术的一种优选方案，所述图像处理模块包括图像的预处理，图像的预处理包括图像灰度处理，根据环境设置适当的阈值。所述图像处理模块还包括是数据格式的转化实现简化数据，降低运算量，抑制噪声的干扰，强化图像的某些细节，保证提取有效的图像特征的后续操作。作为本专利技术的一种优选方案，所述图像灰度处理，即通过正态分布图中的特性，根据环境设置一个适当的阈值，将采集到的图像，进行灰度化处理，将灰度化处理后的图像与设定的阈值进行比较，进行增强图像某些细节的质量，保证提取有效的图像特征的后续操作。作为本专利技术的一种优选方案，所述碗盘识别模块是最关键的一个模块，所述碗盘识别模块包括边缘检测、形状匹配、有效性判断、色彩空间转换、颜色识别，主要的功能是使用相应的边缘检测技术，边缘检测包括高斯模糊，计算梯度幅值和方向，非最大值抑制，双阈值，滞后边界跟踪等达到理想效果；通过边缘检测技术检测场景中的变化区域，分割目标和背景，进行形状匹配，通过碗盘的形状、质心、颜色直方图、轮廓等特征的比对，寻找设定的碗盘形状，如圆形，矩形，多边形等特征的提取识别出碗盘；识别出碗盘后进行有效性判断，有效性判断包括形状大小，位置，间距等进行合理性分析，获取有效匹配数据；有效性判断后进行色彩空间转换，色彩空间转换包括原始图像获取RGB数据，并转换至HSV色彩空间；色彩空间转换后进行颜色识别，颜色识别包括根据有效识别区域内的颜色分布，进行颜色区分。作为本专利技术的一种优选方案，所述碗盘处理模块是在识别碗盘的基础上，对图像中的碗盘个数、形状、颜色进行统计，并将相应的种类价格进行显示。碗盘处理模块包括碗盘种类设置和菜品价格匹配，碗盘种类设置包括根据不同形状和颜色的碗盘进行种类价格设置；菜品价格匹配可以根据不同种类菜品与不同的碗盘进行价格对应匹配。作为本专利技术的一种优选方案，所述数据库模块可以基于开源软件OpenLDAP和BerkeleyDB的网络数据库开发，这一数据库系统符合LDAP/X.500协议标准，能够高效的管理海量数据。当数据库运行时，监控模块能够把网络上各个节点上的数据库实时运行情况记录下来。通过分析这些信息，能够清楚的了解整个分布式网络数据库的运行情况。作为本专利技术的一种优选方案，所述智能辅助模块支持72种常用快捷菜品，12个快捷键，并可扩展；支持自动识别几十种盘/碗，满足各类快餐需求；支持六种支付方式：现金、扫码支付、二维码收款、会员卡、银行卡、扫脸支付等；支持店名自定义等功能。作为本专利技术的一种优选方案，所述模式状态模块可以在容错纠正模块、智能辅助模块以及碗盘处理模块之间进行切换，模式状态模块中包含三个角色：Context-含有状态的对象，它可以处理一些请求，这些请求最终产生的响应会与状态相关；State-状态接口，它定义了每一个状态的行为集合，这些行为会在Context中得以使用；ConcreteState-具体状态，实现相关行为的具体状态类。使用状态模式之后，代码的扩展性更强，比如要增加一些状态，会非常的容易。作为本专利技术的一种优选方案，所述容错纠正模块依靠碗盘处理模块运行过程中积累的使用经验，建立碗盘处理模块的可靠性影响因素及碗盘处理模块对应的容错方案选择规则，构建容错纠正模块选择规则的历史数据库。进一步的，所述网络通信模块可以采用有线方式和无线方式。本网络通信模块采用CAN总线完成主控模块和各个模块的联网，进行主控模块和各个模块的通信，CAN协议定义了数据链路层和物理层，CAN应用层协议使用自定义的CAN应用层协议。各个模块和主控模块采用点对点的通信方式。自定义应用层协议基于非对称型主从式网络结构。进一步的，所述网络模块在逻辑上是一个独立的模块，在实现上由于其特殊性是在主控模块实现的。远程PC通过Internet方式，手机通过GPRS方式将网络流发送到网络模块，网络模块会调用网络信息处理模块处理网络流，数据处理后或存储或通过CAN总线转发到其它各个模块。进一步的，所述GPRS方式选用支持AT命令集的西门子MC35I模块，它与主控模块通过串口进行通信；以太网芯片选用Realte本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统，包括硬件部分，硬件扩展部分，软件部分，软件扩展部分；其特征在于：硬件部分包括主机控制系统，操作显示屏，摄像头，碗盘；硬件扩展部分包括服务端，管理端，终端和云平台。

【技术特征摘要】
1.一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统，包括硬件部分，硬件扩展部分，软件部分，软件扩展部分；其特征在于：硬件部分包括主机控制系统，操作显示屏，摄像头，碗盘；硬件扩展部分包括服务端，管理端，终端和云平台。2.根据权利要求1所述的一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统，特征在于：软件部分包括主控模块，图像采集模块，图像处理模块，碗盘识别模块，碗盘处理模块，智能辅助模块，模式状态模块，网络通信模块，数据库模块，容错纠正模块；软件扩展部分包括服务端模块，管理端模块，云端模块。3.根据权利要求2所述的一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统，特征在于：所述碗盘识别模块包括边缘检测、形状匹配、有效性判断、色彩空间转换、颜色识别。4.根据权利要求3所述的一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统，特征在于：边缘检测包括高斯模糊，计算梯度幅值和方向，非最大值抑制，双阈值，滞后边界跟踪；通过边缘检测技术检测场景中的变化区域，分割目标和背景，进行形状匹配，通过碗盘的形状、质心、颜色直方图、轮廓特征的比对，寻找设定的碗盘形状，如圆形，矩形，多边形特征的提取识别出碗盘；识别出碗盘后进行有效性判断，有效性判断包括形状大小，位置，间距进行合理性分析，获取有效匹配数据；有效性判断后进行色彩空间转换，色彩空间转换包括原始图像获取RGB数据，并转换至HSV色彩空间；色彩空间转换后进行颜色识别，颜色识别包括根据有效识别区域内的颜色分布，进行颜色区分。5.根据权利要求2所述的一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统，特征在于：所述碗盘处理模块包括碗盘种类设置和菜品价格匹配。6.根据权利要求5所述的一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统，特征在于：所述碗盘种类设置包括根据不同形状和颜色的碗盘进行种类价格设置。7.根据权利要求6所述的一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统，特征在于：所述菜品价格匹配根据不同种类菜品与不同的碗盘进行价格对应匹配所述碗盘种类设置包括根据不同形状和颜色的碗盘进行种类价格设置；所述菜品价格匹配根据不同种类菜品与不同的碗盘进行价格对应匹配。8.根据权利要求2所述的一种基于碗盘智能识别的快餐收银系统，特征在于：所述图像采集模块采用CCD摄像机并结合视频图像采集卡来实现场景图像的实时采集；所述图像采集模块的实现硬件参数为1/2...

【专利技术属性】
技术研发人员：周好好，
申请(专利权)人：上海柏珍信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31