[发明专利]基于图像匹配的自动物品管理方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及物品管理方法及其系统，尤其是涉及一种基于图像匹配的自动物品管理方法及其系统。 

背景技术

传统物品管理方法普遍采用人工检点的方式来管理物品，以判断仓库、超市等存储空间中的物品是否放置在正确的位置以及在相应的位置是否放置了相应的物品。当物品比较多时，这种传统的物品管理方法需要耗费大量的人工和时间，工人工作强度大，检点效率较低，而且容易出错。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一个目的是提供一种工作强度小、检点效率较高的自动物品管理方法，该方法采用图像处理技术，通过自动的方式来判断物品是否放置在正确的位置以及在正确的位置上的物品是否缺失。 

为了达到上述目的，本发明提供一种基于图像匹配的自动物品管理方法，其特征在于，包括以下步骤： 

图像注册步骤：采集每种物品的至少一张图像和位置信息并建立数据库，同一种物品的图像和位置信息通过相同的物品ID关联，对于数据库中的图像，进行特征点检测，并提取点特征，所有的图像点特征形成图像特征库； 

物品检点步骤： 

①图像匹配： 

使用图像采集设备采集物品的图像，采集的图像包含一个以上的物品；然后对采集的图像进行特征点检测，并提取图像点特征，通过这些点特征与所述图像特征库中的点特征一一对应形成特征点对，将拍摄的图像与数据库中的物品图像进行匹配； 

②拓扑分析： 

将采集的图像与数据库中的物品图像进行拓扑分析，判断物品放置位置是否正确以及实际物品是否缺失，并将判断结果输出进行显示。 

具体地，所述的图像注册步骤还包括：针对每种物品，使用图像采集设备拍摄物品的外观图像，并将拍摄得到的图像存储在数据库中，给这些图像登记 相同的物品ID，对相同物品ID的图像给出在实际环境中的位置信息。 

较佳地，进行特征点检测的步骤为通过点检测器抽取图像上的特征点，所述图像点特征为HOG特征。更佳地，所述点检测器为Harris角点检测器或SIFT点检测器。 

具体地，所述物品检点步骤中，图像匹配的具体过程还包括：将所采集图像的点特征分别与所述图像特征库中的点特征进行匹配，统计匹配成功的特征点对，并将数据库中含有这些特征点对的物品ID检索出来，根据物品ID统计检索出的每一种物品对应的特征点对数量，对特征点对数量大于一定阈值的物品ID判断为匹配成功。 

较佳地，所述阈值为4对。 

具体地，所述物品检点步骤中，拓扑分析的具体过程还包括：将采集的图像标记为参考图像，数据库中的物品图像标记为目标图像，利用特征点对，计算目标图像与参考图像之间的映射关系，并根据映射关系将目标图像坐标映射到参考图像上，形成目标图像在参考图像上的拓扑关系，通过拓扑分析判断物品放置位置是否正确以及实际物品是否缺失。 

更进一步地，拓扑分析的具体过程还包括：在参考图像上，将对应于目标图像的图像区域定义为匹配图像区域，将没有对应的目标图像的图像区域，定义为不匹配图像区域；对于匹配图像区域，检查其周围的匹配图像区域的拓扑是否等同于数据库中的拓扑，拓扑等同则为实际物品放置位置正确，拓扑不等同则报告实际物品放错位置，并将注册数据库中的位置信息显示出来，进行提示；对于不匹配图像区域，检查其周围的匹配图像区域中对应于正确的物品位置的图像区域，检索数据库中相应的位置信息，数据库中的位置信息存在相关联的图像则报告实际物品缺失。 

本发明的第二个目的是提供一种能够基于图像匹配实现对物品的管理，该系统结构简单、操作方便，有效地降低了检点工作强度，提高了检点效率。 

为了达到上述目的，本发明提供一种基于图像匹配的自动物品管理系统，其特征在于，包括： 

图像采集单元，采集物品的外观图像； 

中央处理器单元，与所述图像采集单元相连接，接收所述图像采集单元采集的图像，对图像进行特征点检测并提取图像点特征数据，使上述图像采集设备采集的图像与位置信息通过物品ID建立关联并建立数据库，对拍摄的图像 与数据库中的物品图像进行图像匹配和拓扑分析； 

数据存储单元，与所述中央处理器相连接，存储数据库并接受所述中央处理器的数据写入、读取和检索； 

显示单元，与所述中央处理器相连接，显示中央处理器的拓扑分析结果。