基于图像处理的智能无人收银服务系统设计

2022-09-10

一、引言

智能化系统属于自动控制技术的范畴, 其将通信技术、计算机技术以及信息技术两者有机融为一体。现阶段, 随着我国现代化科学技术呈现出突飞猛进的发展态势, 智能化系统已经广泛应用于各个行业和领域中, 并且逐渐开始向无人智能化系统进一步发展。

现阶段, 大型商场以及超市等仍然以人工收银的方式为主, 卖场每年需要投入大量的人力物力用于收银费用支出, 但是由于是人工方式, 收银的准确性仍然有待提升。同时, 其他自助式的收银系统价格偏高且操作较为烦琐, 客户操作起来无法得到有效的推广。

智能化收银台通过将图像处理技术与自动化控制技术两者有效融为一体。与传统收银台相比, 其具有付款二维码以及能够自动计算商品总价格的功能, 同时还具有网络通信的功能, 从而为客户提供高效的、良好的购物体验, 可以大大节省人们购物排队等待的时间, 为人们提供便捷化的服务。同时, 其还可以有效降低商场和超市的运营成本, 降低人力物力的投入。因此, 本文将基于图像处理的智能无人收银服务系统设计进行详细的探索分析。

二、系统实现思路

基于图像处理的智能无人收银服务系统, 主要设计思路包括以下几方面的内容和结构:第一, 信息采集单元, 主要是对商品的二维码信息进行信息采集和图像处理。通过灰度处理和中值滤波处理的方式对该信息采集单元所采集的二维码信息进行相应的处理, 然后可以准确对该商品的进行定位识别;信息采集单元将所收集到的数据信息通过网络传输至存储单元中。同时, 该系统对于消费者购买的商品进行结算时, 将会扫描该商品的单价, 并且系统内部设置传输带将等待扫描的商品运输至扫描口等待扫描, 当扫描完成后, 控制单元将会进行资金结算处理以及完成现金找零的过程。在系统中, 扫描单元、控制单元以及传送带三者之间紧密相连, 具有一定的通信机制。扫描单元由若干个光电传感器所构成, 存储数据库单元可以对内部所存储的数据实现查询、增加以及删除等相关操作。控制单元可以对消费者投入的资金进行大小、真假的识别。

三、图像处理

(一) 图像获取

该智能收银系统内置图像传感器、照相机以及扫描仪等装置, 这些装置实现了对商品二维码图像进行相应的处理。为了能够准确识别二维码, 需要利用程序中的函数对该图像进行处理。

(二) 图像灰度处理

一般情况下, 摄像头或者照相机获得的图像以24RGB的彩色图像为主。当获取图像后, 需要对图像进行灰度化处理, 从而将彩色图像转化为灰度图像。灰度图像的特征在于其RGB的三个分量是完全相同的, 其是一种特殊的彩色图像, 像素的亮度均可以利用0至255范围之间的数据进行表示。其中, 黑色用0来表示, 白色则用255来表示, 中间的数值均表示灰度, 数值越小, 则表明灰度越高。将彩色图像转换为灰度图像的重要目的在于有效降低计算机处理的计算量。灰度处理主要采取的方法是加权平均法, 即对赋予R、G、B三者不同的权重后进行计算。

(三) 噪声处理

当采集图像后, 由于受到拍摄环境的影响将会存在着很多的噪声, 根据分类, 主要包括高斯噪声、颗粒噪声等构成。因此, 为了避免噪声对图像处理带来显著的影响, 应该对这些噪声采取滤波处理的方式有效解决。因此, 噪声处理是图像预处理过程中不可或缺的重要环节之一。只有经过正确的、合理的噪声处理之后, 才能够完成后续的图像边缘处理、特征值提取以及图像分割等环节。滤波处理主要包括中值滤波、均值滤波以及最小均方滤波等构成。其中, 中值滤波处理属于非线性滤波处理方法, 而均值滤波和最小方差滤波则属于线性滤波处理方法。非线性滤波处理方法在某种程度上要优于线性滤波处理方法, 能够有效解决图像细节模糊的问题。采用中值滤波处理方法进行处理时能够对图像边缘起到有效的保护作用。若二维码边缘出现模糊的情况, 将会导致识别准确性大大降低, 因此, 该性质非常重要。

(四) 二维码定位

一般情况下, 图像边缘检测主要采取Hough变换的方法进行, 从而定位二维码所在的位置。该变换的主要原理是以曲线表达的方式将原有曲线转换为空间中的一个点。

(五) 运动控制

自从PLC诞生以来, 其已经成为工业控制的产品之一, 其不仅具备定时、计时以及逻辑运算等功能, 同时, 还能够起到有效的监控和记录的作用。在控制过程中, 能够实现源成控制、智能化控制以及过程控制等。PLC的高速发展能够提高工业生产的灵活性、经济性以及安全性。在智能化收银系统中使用PLC能够实现有效的运动控制。例如, 投币以及传送带均是由PLC进行控制的。传送带在运输过程中, 当商品传送至等待区域等待结账过程中, 如果商品还未进行结算, 此时该区域的取货口则是处于关闭状态的, 当用户投入钱币后, 此时门将会打开, 用户可以取走相关物品。当传感器感应到商品已经全部被用户取走之后, 此时电磁铁将会重新回到复位的状态, 门将会关闭。

投币器的信号与PLC保持相连接, 当有硬币投入到投币区的时候, 投币器将会对投入的硬币进行识别, 如果判断钱币合格后将会对此进行相应的计数, 数字将会显示在显示器上面, 完成后续的找零环节。退币系统主要由硬币卡槽、PLC等构成, 当用户点击找零按钮后, 将会根据之前所计算的商品总金额以及用户投入钱币的金额确定找零金额, 然后发送对应的脉冲波, 带动硬币卡槽至对应的角度完成退币这一功能。

四、结束语:

综上所述, 随着现代化科学技术的不断发展, 在物联网如此发达的时代背景下, 商场以及超市中实现智能无人收银服务系统, 不仅可以有效降低卖场的成本, 同时, 还能够全面提高消费者购物结算的准确度、安全性以及可靠性, 有效缩短消费者排队等待的时间, 随着智能化水平的不断提升, 该系统具有非常广阔的应用前景。

摘要：在物联网时代背景下, 采用智能无人收银服务系统不仅可以降低超市或者卖场的经济成本, 还可以全面提升购物结算的准确性、安全性以及可靠性。因此, 本文将对基于图像处理的智能无人收银服务系统的详细设计过程进行深入的探索分析。

关键词：图像处理,智能化系统,无人收银服务,系统设计