一种针对智能售货柜的参数可配置的虚拟货道划分方法技术

本发明专利技术涉及计算机视觉技术领域，具体涉及一种针对智能售货柜的参数可配置的虚拟货道划分方法；本发明专利技术基于透视现象，可以快速准确的对智能售货柜的顶部摄像头的成像（视频）划分出匹配实际货物通道的虚拟通道，从而更进一步的为各通道内的商品识别提供便利。本发明专利技术公布的方法相比于人工手动划分降低了操作的复杂度，提升了针对环境改变的兼容性；本方法相比于仿射变换划分货道更精确，同时保留了原始图像中各物体的轮廓、特征形状和颜色区域面积，不会影响对智能售货柜商品的识别与匹配。

A Method of Virtual Channel Partition with Configurable Parameters for Intelligent Containers

The invention relates to the field of computer vision technology, in particular to a method for dividing virtual aisles with configurable parameters for intelligent vending containers; based on perspective phenomenon, the invention can quickly and accurately divide the virtual aisles matching the actual aisles of goods for the top camera of intelligent vending containers, thereby providing further commodity identification in each aisle. Convenience. Compared with manual partitioning, the method disclosed in the invention reduces the complexity of operation and improves the compatibility for environmental changes; compared with affine transformation, the method is more accurate in partitioning cargo lanes, while retaining the contour, feature shape and color area of objects in the original image, and will not affect the recognition and matching of intelligent container goods.

【技术实现步骤摘要】
一种针对智能售货柜的参数可配置的虚拟货道划分方法
本专利技术涉及计算机视觉
，具体涉及一种针对智能售货柜的参数可配置的虚拟货道划分方法。
技术介绍
智能售货柜的核心理念是无限缩小货物与消费者之间的距离，注重方便与便捷。这种便利型零售业态迎合了年轻一代群体的状况，在国内受到广泛欢迎，并且拥有可观的国际市场。按技术方向来看，智能售货柜分为两种类型：RFID型和计算机视觉型。传统的RFID型的智能售货柜，主要利用的是RFID标签，在每件商品上贴上RFID标签以辨识商品，这一类型的智能售货柜的优势在于RFID技术成熟，产品容易规模化生产普及，目前市场的智能售货柜，多是采用RFID技术。RFID技术的不足是标签易被屏蔽、损毁，货损率高；另一方面，每件商品都需要粘贴RFID标签导致标签自身成本和粘贴的人工成本不菲，同时这一技术门槛低，缺少核心竞争力。计算机视觉型的智能售货柜是目前该领域的研究热点，主要技术分为静态识别和动态识别，但还没有特别成熟、适合大规模生产的方案。静态识别通过识别商品的特征、轮廓、颜色等明显体征确定商品的具体信息，直接的静态识别面临很大的挑战，智能售货柜中众多商品轮廓交叉难以划分商品个体；特征庞杂冗余，导致很多误匹配；丰富的色彩也使得无法通过区分颜色识别商品。只有先划分商品，才能快速准确的完成静态识别。传统的人工划分商品导致极低的效率和兼容性；仿射变换通过图像的x、y轴方向的拉伸，可以将智能售货柜转换成矩形，完成货道的划分。但是这种方法的精度不高，分割不够准确，同时拉伸导致商品特征形变，严重影响识别。动态识别虽然从理论上可以不需要划分虚拟货道，但是完善的虚拟货道的划分结合简单的行列判断可以显著减少动态识别的时间，并可以辅助判断识别的正确性。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种针对智能售货柜的虚拟通道划分的方法，相比于现有的划分方法，其能够明显降低操作的复杂程度、节约时间成本，显著提高了划分的准确性，也不影响商品的表面各种体征，使得基于计算机视觉的智能售货柜获得良好的识别环境。本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种针对智能售货柜的参数可配置的虚拟货道划分方法，其特征在于，包括以下步骤：S1选取图像或视频帧，并导入虚拟货道划分算法中；S2根据智能售货柜的物理情况选择划分虚拟货道的行、列数量参数；S3读取并显示图像或视频帧，并获取其像素大小；S4当S3中图像或视频帧有漂移时，转至S5，当图像或视频帧没有漂移时，跳过S5；S5针对S4中图像或视频帧的漂移，利用S3获取的像素大小配置参数以选取虚拟货道被包含的图像或视频帧精确范围；S6对摄像头获得图像或视频帧的角度，先转至S5，然后配置行、列视距缩减系数。优选的，所述S2中，利用几何透视现象划分智能售货柜，使得虚拟货道的划分呈逐层高度与宽度递减的姿态。优选的，所述S2中，虚拟货道对智能售货柜的划分是以摄像头位于中间或接近中间的形式拍摄得到的图像或视频帧的两侧对称划分；对于以不处在中间或接近中间位置摄像头获得的图像或视频帧，根据货柜情况以摄像头或接近摄像头位置为轴分左右划分虚拟货道。优选的，所述虚拟货道对智能售货柜的划分中，其按乘方缩减的权重的减小速度是指数级，利用同列货道存在线性关联，当指数级数大于等于5时，透视现象对列货道造成的影响会破坏该线性关系，且该关系难以修正；当指数级数不大于5时，影响不大，可选取的图像或视频帧中智能售货柜的显示是以摄像头位于中间或接近中间形式拍摄。优选的，对于要求极端精确的划分，采用双摄像头分别负责一半货道的虚拟划分，增加微小的列调节参数调整偏离中心轴位置的货道权重占比。优选的，所述以摄像头接近中间形式拍摄所得的图像或视频帧，其坐标参数coordinate_b和coordinate_e根据摄像头偏移中心的距离量进行配置。优选的，所述S6中，配置参数行视距缩减系数constant_row和列视距缩减系数constant_column适应摄像头拍摄智能售货柜的倾角改变，其表现形式为摄像头镜头与智能售货柜表面夹角的变化，在水平地面放置的智能售货柜顶部摄像头表现为摄像头镜头与竖直线所夹锐角的变化。优选的，同一型号，包括但不限于同一批次生产的智能售货柜，在摄像头位置和倾角变化微小的情况下，适用同样的坐标参数coordinate_b和coordinate_e与行、列视距缩减系数constant_row和constant_column。本专利技术的有益效果为：1.可以根据不同角度的视角配置参数，相比传统的划分方法，准确性有明显提升。2.对于图像的偏移以及视角变化具有一定容错率，一般来将，货道划分权重越大的容错率越高，即能允许越大范围的偏移和视角变化浮动。本专利技术公布的方法可以规模化的对不同型号的智能售货柜进行虚拟货道划分，也可以利用大规模的数据训练，通过机器学习的方法自动划分虚拟货道。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例智能售货柜的虚拟通道划分的流程图；图2为透视现象效果图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1所示的一种针对智能售货柜的参数可配置的虚拟货道划分方法，包括以下步骤：步骤1，选取图像或视频帧，为保证划分结果的准确性，要求样本来自同一角度的同种型号智能售货柜，以一帧作为划分依据，其余帧作为验证。步骤2，根据智能售货柜的实际情况配置虚拟货道的的行、列数量参数row和column。步骤3，读取并显示图像，选取图像中实际有效区域作为roi区域。步骤4，返回步骤3选取的roi区域顶点坐标，计算出roi区域高度height和宽度width。步骤5，根据步骤2所得的row、column和步骤4所得的height、width，介入行列视距缩减系数constant_row、constant_column得出标准高h_std的计算公式为，标准宽w_std为。步骤6，根据经验法则，初始化行列视距缩减系数constant_row和constant_column。步骤7，根据步骤5所得h_std和w_st，依据其分别按行列视距缩减系数constant_row、constant_column指数缩减的规则，得出所有虚拟货道行和列宽度和高度。步骤8，将步骤7的结果应用在选取的图像或视频帧内，根据显示结果，调整constant_row和constant_column的数值以适应本型号本角度的智能售货柜。步骤9，记录本次结果的constant_row和constant_column的数值，存储为相关经验法则。本实施例相比于现有的划分方法，其能够明显降低操作的复杂程度、节约时间成本，显著提高了划分的准确性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对智能售货柜的参数可配置的虚拟货道划分方法，其特征在于，包括以下步骤：S1选取图像或视频帧，并导入虚拟货道划分算法中；S2根据智能售货柜的物理情况选择划分虚拟货道的行、列数量参数；S3读取并显示图像或视频帧，并获取其像素大小；S4当S3中图像或视频帧有漂移时，转至S5，当图像或视频帧没有漂移时，跳过S5；S5针对S4中图像或视频帧的漂移，利用S3获取的像素大小配置参数以选取虚拟货道被包含的图像或视频帧精确范围；S6对摄像头获得图像或视频帧的角度，先转至S5，然后配置行、列视距缩减系数。

【技术特征摘要】
1.一种针对智能售货柜的参数可配置的虚拟货道划分方法，其特征在于，包括以下步骤：S1选取图像或视频帧，并导入虚拟货道划分算法中；S2根据智能售货柜的物理情况选择划分虚拟货道的行、列数量参数；S3读取并显示图像或视频帧，并获取其像素大小；S4当S3中图像或视频帧有漂移时，转至S5，当图像或视频帧没有漂移时，跳过S5；S5针对S4中图像或视频帧的漂移，利用S3获取的像素大小配置参数以选取虚拟货道被包含的图像或视频帧精确范围；S6对摄像头获得图像或视频帧的角度，先转至S5，然后配置行、列视距缩减系数。2.根据权利要求1所述的针对智能售货柜的参数可配置的虚拟货道划分方法，其特征在于，所述S2中，利用几何透视现象划分智能售货柜，使得虚拟货道的划分呈逐层高度与宽度递减的姿态。3.根据权利要求1所述的针对智能售货柜的参数可配置的虚拟货道划分方法，其特征在于，所述S2中，虚拟货道对智能售货柜的划分是以摄像头位于中间或接近中间的形式拍摄得到的图像或视频帧的两侧对称划分；对于以不处在中间或接近中间位置摄像头获得的图像或视频帧，根据货柜情况以摄像头或接近摄像头位置为轴分左右划分虚拟货道。4.根据权利要求3所述的针对智能售货柜的参数可配置的虚拟货道划分方法，其特征在于，所述虚拟货道对智能售货柜的划分中，其按乘方缩减的权重的减小速度是指数级，利用同列货道存在线性关联，当指数级数大于等于5时，透视现象对列货道造成的影响会破坏该线性...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺芳，黄川，朱盛瑜，
申请(专利权)人：武汉金盒子智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42