本發(fā)明涉及飲品輸出控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于圖像識(shí)別的飲品輸出控制系統(tǒng)和飲品供給設(shè)備。

背景技術(shù)：

當(dāng)前飲品輸出系統(tǒng)多為機(jī)械開(kāi)關(guān)式，需要人工操控，存在便捷性的問(wèn)題，同時(shí)由于需要觸碰開(kāi)關(guān)，存在操控衛(wèi)生問(wèn)題。此外如果存在操作疏忽，由于無(wú)法自動(dòng)控制流量和流速，可能造成飲品浪費(fèi)，對(duì)于溫度較高的飲品，還有可能造成人身傷害。當(dāng)前飲品輸出系統(tǒng)也有基于紅外或重力感應(yīng)原理的自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，在有物體置于或移除輸出口下方時(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉飲品出口閥門，但這些系統(tǒng)并不能判斷飲品出口下方物體是否為容器，也不能判斷容器內(nèi)的飲品是否快要裝滿，因此仍然存在浪費(fèi)或人身傷害的可能，自動(dòng)化程度不夠高。

現(xiàn)有技術(shù)(專利《智能飲料機(jī)及其配套使用的飲料杯及其應(yīng)用方法》)中提出了一種自動(dòng)化更高的解決方案，其中的飲料機(jī)通過(guò)掃描配套飲料杯上的特征標(biāo)識(shí)如二維碼，用于判斷杯體是否有杯子置于臺(tái)上，從而控制出水，當(dāng)杯子被移走，飲料機(jī)的掃描引擎可以判斷杯子被移走，從而自動(dòng)停止出水。但是這種方案的缺點(diǎn)是它必須要有配套的杯子，用戶不能使用自己日常的水杯，這限制了個(gè)性化的體驗(yàn)，公用水杯也不太衛(wèi)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于圖像識(shí)別的飲品輸出控制系統(tǒng)和飲品供給設(shè)備。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提供了一種基于圖像識(shí)別的飲品輸出控制系統(tǒng)，其應(yīng)用于飲品供給設(shè)備，包括：攝像頭、圖像處理單元、控制單元和出口閥門；其中，所述攝像頭，用于獲取飲品供給設(shè)備的飲品出口下方的目標(biāo)圖像；所述圖像處理單元連接攝像頭，用于處理所述目標(biāo)圖像，根據(jù)所述目標(biāo)圖像生成判斷結(jié)果；所述控制單元連接所述圖像處理單元和出口閥門，根據(jù)所述圖像處理單元的判斷結(jié)果，控制所述出口閥門的打開(kāi)和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)飲品輸出控制。

本發(fā)明還提供了一種飲品供給設(shè)備，包括任一項(xiàng)所述的基于圖像識(shí)別的飲品輸出控制系統(tǒng)。

(三)有益效果

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的基于圖像識(shí)別的飲品輸出控制系統(tǒng)和飲品供給設(shè)備具有以下有益效果：

(1)用戶體驗(yàn)好，利用光學(xué)圖像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制，無(wú)需用戶額外操作，并且不需要用戶進(jìn)行觸碰操作，同時(shí)也不需要額外的公共容器，因此可以保證飲品衛(wèi)生；

(2)通過(guò)判斷飲品出口下方為容器且容器放置妥當(dāng)?shù)那闆r下才打開(kāi)出口閥門輸出飲品，這樣可以避免誤判，保證了飲品輸出的準(zhǔn)確性；

(3)通過(guò)監(jiān)控容器口是否將要偏離飲品出口的下垂線以及是否有人手移向容器來(lái)關(guān)閉出口閥門，能夠更加及時(shí)關(guān)閉閥門，也更能保障用戶的操作安全；

(4)如果有物體移近飲品出口下垂線，則控制單元關(guān)閉出口閥門，這樣可以防止飲品被污染，進(jìn)一步保證飲品衛(wèi)生，同時(shí)防止熱飲造成的人身傷害，進(jìn)一步保護(hù)人身安全；

(5)當(dāng)容器口的高度與容器內(nèi)飲品的高度之差小于一閾值時(shí)，控制單元關(guān)閉出口閥門，從而可以避免容器內(nèi)的飲品溢出，避免浪費(fèi)，同時(shí)當(dāng)用戶手持容器等待飲品輸出時(shí)，還可以防止熱飲造成的人身傷害，進(jìn)一步保護(hù)人身安全；

(6)可以根據(jù)容器的容積調(diào)節(jié)飲品輸出速度，從而可以節(jié)省時(shí)間，避免飲品濺出，保障安全的同時(shí)也可以避免浪費(fèi)；

(7)還包括照明裝置，工況適應(yīng)性強(qiáng)，光線不佳時(shí)也可正常工作，進(jìn)一步提高了飲品輸出的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的基于圖像識(shí)別的飲品輸出控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為包括圖1所示飲品輸出控制系統(tǒng)的飲品供給設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的基于圖像識(shí)別的飲品輸出控制系統(tǒng)的控制流程圖。

【符號(hào)說(shuō)明】

1-攝像頭；2-圖像處理單元；3-控制單元；4-出口閥門；5-飲品出口；6-照明燈；7-容器；8-飲品供給設(shè)備本體。

具體實(shí)施方式

當(dāng)前圖像識(shí)別技術(shù)突飛猛進(jìn)，已經(jīng)開(kāi)始在很多技術(shù)領(lǐng)域得到應(yīng)用，目前可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)多角度圖像構(gòu)建物體的三維輪廓，本發(fā)明提供了一種基于圖像識(shí)別的飲品輸出控制系統(tǒng)，可以提升飲品供給設(shè)備的自動(dòng)化程度，改善用戶體驗(yàn)。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1本發(fā)明實(shí)施例的基于圖像識(shí)別的飲品輸出控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)施例的基于圖像識(shí)別的飲品輸出控制系統(tǒng)，其應(yīng)用于飲品供給設(shè)備，包括：攝像頭1、圖像處理單元2、控制單元3和出口閥門4；其中，

攝像頭1，用于獲取飲品出口5下方的目標(biāo)圖像；圖像處理單元2連接攝像頭1，用于處理目標(biāo)圖像，根據(jù)目標(biāo)圖像生成判斷結(jié)果，該判斷結(jié)果包括飲品出口5下方是否放置有容器7，以及容器7是否被取走；控制單元3連接圖像處理單元2和出口閥門4，根據(jù)圖像處理單元的判斷結(jié)果，控制出口閥門4的開(kāi)閉，實(shí)現(xiàn)飲品輸出控制。

圖2為包括圖1所示飲品輸出控制系統(tǒng)的飲品供給設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，在飲品供給設(shè)備本體8的飲品出口5下方為容器放置空間，飲品輸出控制系統(tǒng)包括兩個(gè)攝像頭1，兩個(gè)攝像頭1設(shè)置于飲品出口5的兩側(cè)，圖像處理單元2、控制單元3和出口閥門4位于飲品供給設(shè)備內(nèi)部，圖像處理單元2連接兩個(gè)攝像頭1，出口閥門4一端連接飲品出口5，另一端連接飲品罐(圖中未示)。

請(qǐng)參見(jiàn)圖3，本發(fā)明實(shí)施例的飲品輸出控制系統(tǒng)，設(shè)置于飲品出口5兩側(cè)的攝像頭1可獲取飲品出口5下方兩個(gè)角度的目標(biāo)圖像，圖像處理單元2接收攝像頭1獲取的目標(biāo)圖像，根據(jù)目標(biāo)圖像判斷飲品出口5下方是否放置有容器7，如放置有容器7，則控制單元3控制出口閥門4打開(kāi)，進(jìn)行飲品輸出，飲品罐內(nèi)的飲品經(jīng)飲品出口5輸出至容器7中；圖像處理單元2還根據(jù)目標(biāo)圖像判斷飲品出口5下方的容器7是否被取走，如果容器7被取走，則控制單元3控制出口閥門4關(guān)閉，停止飲品輸出。

其中，在本發(fā)明中判斷飲品出口5下方是否放置有容器7，以及容器7是否被取走，可以基于圖像的三維重建算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。上述判斷飲品出口5下方是否放置有容器7，可以通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)：首先根據(jù)目標(biāo)圖像與背景圖像的差異判斷飲品出口5下方是否有物體，如果有物體，則根據(jù)兩個(gè)角度的目標(biāo)圖像，基于圖像的三維重建算法構(gòu)建該物體的三維輪廓；接著根據(jù)該物體的三維輪廓判斷該物體是否為容器7；如果該物體是容器7，則進(jìn)一步判斷該容器7是否放置妥當(dāng)；若該容器7放置妥當(dāng)，則控制單元3開(kāi)啟出口閥門4，進(jìn)行飲品輸出。

具體來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)物體的三維輪廓繪制平面等高線(即具有相同水平坐標(biāo)的物體輪廓的最高點(diǎn)高度值在平面圖上的等值線)，如果等高線中存在一組閉合的、且外圈高度值大于內(nèi)圈高度值的等高線，則說(shuō)明這些等高線所圍區(qū)域內(nèi)是一個(gè)下凹區(qū)域，由此判斷物體為容器。

上述判斷該容器7是否放置妥當(dāng)包括：判斷飲品出口5的下垂線是否位于容器口內(nèi)，如果位于容器口內(nèi)，則判斷該容器7放置妥當(dāng)。

當(dāng)進(jìn)行飲品輸出，用戶在使用容器7獲取飲品時(shí)，通常有兩種等待方式，一種是手持容器7等待，另外一種是將容器7放置在容器放置空間中等待。因此，上述判斷飲品出口5下方的容器7是否被取走，可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：首先持續(xù)監(jiān)控容器口是否將要偏離飲品出口5的下垂線；如果是，則飲品出口5下方的容器7要被取走，則控制單元3關(guān)閉出口閥門4，停止飲品輸出；如果否，則判斷是否有人手移向容器7，如果有，則代表用戶將要取走容器7，關(guān)閉出口閥門4，停止飲品輸出。這樣出口閥門關(guān)閉地能夠更及時(shí)，也更能保障用戶的操作安全。

其中，持續(xù)監(jiān)控容器口是否將要偏離飲品出口5的下垂線包括：根據(jù)目標(biāo)圖像計(jì)算容器口在每個(gè)時(shí)刻的具體位置，計(jì)算容器口的邊緣相對(duì)飲品出口5下垂線的相對(duì)距離和相對(duì)移速，當(dāng)相對(duì)距離/相對(duì)移速的值小于一閾值時(shí)，則認(rèn)為容器口將要偏離飲品出口5下垂線。

判斷是否有人手移向容器7，可以首先根據(jù)人手識(shí)別跟蹤方法識(shí)別出人手和其空間位置，然后根據(jù)每個(gè)時(shí)刻的人手空間位置的對(duì)比就可以判斷人手的移動(dòng)方向，從而判斷出人手是否移向容器。

由此可見(jiàn)，本發(fā)明實(shí)施例的飲品輸出控制系統(tǒng)，用戶體驗(yàn)好，利用光學(xué)圖像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制，無(wú)需用戶額外操作，這種高度的自動(dòng)化可以給用戶帶來(lái)很好的使用體驗(yàn)；并且不需要用戶進(jìn)行觸碰操作，同時(shí)也不需要額外的公共容器，因此可以保證飲品衛(wèi)生。不僅如此，通過(guò)判斷飲品出口下方為容器且容器放置妥當(dāng)?shù)那闆r下才打開(kāi)出口閥門輸出飲品，這樣可以避免誤判，保證了飲品輸出的準(zhǔn)確性。通過(guò)監(jiān)控容器口是否將要偏離飲品出口的下垂線以及是否有人手移向容器來(lái)關(guān)閉出口閥門，能夠更加及時(shí)關(guān)閉閥門，也更能保障用戶的操作安全。

本發(fā)明實(shí)施例的飲品輸出控制系統(tǒng)，進(jìn)一步地，在出口閥門4打開(kāi)的狀態(tài)下，圖像處理單元2通過(guò)目標(biāo)圖像判斷是否有物體移近飲品出口5下垂線(例如某人拿杯子打水時(shí)，旁邊有小孩搗亂用手或其他物體伸向正在輸出的熱飲)，如果有物體移近飲品出口5下垂線，則控制單元3關(guān)閉出口閥門4，這樣可以防止飲品被污染，進(jìn)一步保證飲品衛(wèi)生，同時(shí)防止熱飲造成的人身傷害，進(jìn)一步保護(hù)人身安全。

此外，在出口閥門4打開(kāi)的狀態(tài)下，圖像處理單元2通過(guò)目標(biāo)圖像計(jì)算容器口的高度，以及容器7內(nèi)飲品的高度，從而判斷容器7內(nèi)飲品液面是否接近容器口，當(dāng)容器口的高度與容器7內(nèi)飲品的高度之差小于一閾值時(shí)，控制單元3關(guān)閉出口閥門4，從而可以避免容器7內(nèi)的飲品溢出，避免浪費(fèi)，同時(shí)當(dāng)用戶手持容器7等待飲品輸出時(shí)，還可以防止熱飲造成的人身傷害，進(jìn)一步保護(hù)人身安全。

具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)物體的三維輪廓繪制的平面等高線的最外一圈所在位置即為容器口位置，該等高線的高度值就是容器口的高度；當(dāng)飲品輸出時(shí)會(huì)形成液體柱，液體柱在和容器內(nèi)的飲品匯合時(shí)，液體柱消失，因此液體柱的最低點(diǎn)就是容器內(nèi)飲品的高度，而液體柱的只在飲品出口下垂線附近，通過(guò)目標(biāo)圖像判別該位置附近是否有向下延伸的輪廓線就可以計(jì)算出飲品的高度。

本發(fā)明中，圖像處理單元2還可以通過(guò)目標(biāo)圖像得到容器7的三維輪廓，并估測(cè)容器7的容積，控制單元3隨之調(diào)節(jié)飲品輸出速度，當(dāng)容器7容積較大時(shí)，控制單元3加大出口閥門4的開(kāi)度，提高飲品輸出速度，從而可以節(jié)省時(shí)間，當(dāng)容器7容積較小時(shí)，控制單元3減小出口閥門4的開(kāi)度，降低飲品輸出速度，這樣可避免飲品濺出，保障安全的同時(shí)也可以避免浪費(fèi)。

具體來(lái)說(shuō)，容器的容積約等于容器口面積乘以容器高度，其中容器口面積即通過(guò)上述等高線所圍面積估算，容器高度則由容器口高度-容器底部的高度估算，容器底部的高度可根據(jù)三維輪廓獲得容器在各個(gè)水平坐標(biāo)上最低高度值的平均來(lái)估算。

此外，本發(fā)明實(shí)施例的飲品輸出控制系統(tǒng)還可以包括：照明裝置，如圖2所示，在飲品出口5和攝像頭1之間各設(shè)置有一照明燈6，照明燈6連接控制單元3。

在光線昏暗的時(shí)間(比如夜間)，或者容器壁不透明且容器內(nèi)壁較深時(shí)，當(dāng)容器置于飲品出口5下方時(shí)，圖像處理單元2可根據(jù)目標(biāo)圖像的清晰度，判斷是否需要開(kāi)啟照明裝置，若目標(biāo)圖像的清晰度過(guò)低，控制單元3控制照明裝置開(kāi)啟，當(dāng)容器移出飲品出口5下方時(shí)，則控制單元3控制照明裝置關(guān)閉，飲品輸出控制系統(tǒng)對(duì)光線的適應(yīng)性強(qiáng)，光線不佳時(shí)也可正常工作，進(jìn)一步提高了飲品輸出的準(zhǔn)確性。

需要說(shuō)明的是，雖然上述實(shí)施例中的飲品輸出控制系統(tǒng)包括兩個(gè)攝像頭，但本發(fā)明并不限于此，其可以只包括一個(gè)攝像頭，也可以包括兩個(gè)以上的多個(gè)攝像頭，利用一個(gè)或多個(gè)攝像頭獲取的一個(gè)或多個(gè)角度的目標(biāo)圖像以及相應(yīng)的圖像識(shí)別方法，同樣可以實(shí)現(xiàn)上述各種飲品輸出控制。例如，當(dāng)僅有一個(gè)攝像頭時(shí)，可以通過(guò)移動(dòng)攝像頭的位置來(lái)獲得多角度圖像，例如攝像頭可以左右移動(dòng)或圍繞飲品出口旋轉(zhuǎn)。另外，飲品輸出控制系統(tǒng)的照明燈也可以包括一個(gè)或多個(gè)，只要能夠達(dá)到照明效果即可。

進(jìn)一步地，飲品輸出控制系統(tǒng)可以包括多個(gè)出口閥門，以及對(duì)應(yīng)的多個(gè)飲品出口，圖像處理單元可針對(duì)目標(biāo)圖像，利用同樣的原理判斷每個(gè)飲品出口下方的場(chǎng)景，控制單元可根據(jù)判斷結(jié)果控制各個(gè)出口閥門的開(kāi)啟或關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)飲品出口的飲品輸出控制。

本發(fā)明的另一實(shí)施例還提供了一種飲品供給設(shè)備，其包括上述基于圖像識(shí)別的飲品輸出控制系統(tǒng)，該飲品供給設(shè)備例如是但不限于：凈水機(jī)、飲料機(jī)、咖啡機(jī)、飲水器。

至此，已經(jīng)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述。依據(jù)以上描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)本發(fā)明的基于圖像識(shí)別的飲品輸出控制系統(tǒng)和飲品供給設(shè)備有了清楚的認(rèn)識(shí)。

需要說(shuō)明的是，在附圖或說(shuō)明書正文中，未繪示或描述的實(shí)現(xiàn)方式，均為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所知的形式，并未進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外，上述對(duì)各元件的定義并不僅限于實(shí)施例中提到的各種具體結(jié)構(gòu)、形狀或方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單地更改或替換，例如：

(1)實(shí)施例中提到的方向用語(yǔ)，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向，并非用來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍；

(2)上述實(shí)施例可基于設(shè)計(jì)及可靠度的考慮，彼此混合搭配使用或與其他實(shí)施例混合搭配使用，即不同實(shí)施例中的技術(shù)特征可以自由組合形成更多的實(shí)施例。

綜上所述，本發(fā)明的基于圖像識(shí)別的飲品輸出控制系統(tǒng)和飲品供給設(shè)備，本發(fā)明實(shí)施例的飲品輸出控制系統(tǒng)，用戶體驗(yàn)好，利用光學(xué)圖像識(shí)別技術(shù)進(jìn)行開(kāi)關(guān)的自動(dòng)控制，無(wú)需用戶額外操作，這種高度的自動(dòng)化可以給用戶帶來(lái)很好的使用體驗(yàn)；并且不需要用戶進(jìn)行觸碰操作，同時(shí)也不需要額外的公共容器，因此可以保證飲品衛(wèi)生；通過(guò)判斷飲品出口下方為容器且容器放置妥當(dāng)?shù)那闆r下才打開(kāi)出口閥門輸出飲品，這樣可以避免誤判，保證了飲品輸出的準(zhǔn)確性。通過(guò)監(jiān)控容器口是否將要偏離飲品出口的下垂線以及是否有人手移向容器來(lái)關(guān)閉出口閥門，能夠更加及時(shí)關(guān)閉閥門，也更能保障用戶的操作安全。如果有物體移近飲品出口下垂線，則控制單元關(guān)閉出口閥門，這樣可以防止飲品被污染，進(jìn)一步保證飲品衛(wèi)生，同時(shí)防止熱飲造成的人身傷害，進(jìn)一步保護(hù)人身安全。當(dāng)容器口的高度與容器內(nèi)飲品的高度之差小于一閾值時(shí)，控制單元關(guān)閉出口閥門，從而可以避免容器內(nèi)的飲品溢出，避免浪費(fèi)，同時(shí)當(dāng)用戶手持容器等待飲品輸出時(shí)，還可以防止熱飲造成的人身傷害，進(jìn)一步保護(hù)人身安全?？梢愿鶕?jù)容器的容積調(diào)節(jié)飲品輸出速度，從而可以節(jié)省時(shí)間，避免飲品濺出，保障安全的同時(shí)也可以避免浪費(fèi)。還包括照明裝置，工況適應(yīng)性強(qiáng)，光線不佳時(shí)也可正常工作，進(jìn)一步提高了飲品輸出的準(zhǔn)確性。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。