一种一体式3D投影触摸自助点菜装置
技术领域
本实用新型属于手势识别控制技术领域，特别是涉及一种一体式3D投影触摸自助点菜装置。
背景技术
现有的触控投影方案大多是单独一个触控系统，该触控系统包括投影模块、红外摄像头采集模块、红外激光器模块、控制单元模块和视频输出模块，其主要原理是：视频输出模块通过HDMI等视频线与投影模块连接，投影模块将视频投影到平面上，红外摄像头采集模块和红外激光器模块共同使用，红外摄像头采集模块只能可以滤除可见光，只能看到与红外激光器模块相同波长的光线。红外激光器模块出光口与平面平行。当有手指和物体出现在桌面时，会反射红外激光器模块发出的红外激光形成光斑，红外摄像头采集模块采集到这些光斑，并将这些图像传送给控制单元模块，控制单元模块获取到图像后，通过算法提取光斑的坐标。通过算法处理多帧图像后可以计算出手指和物体的动作。然后将动作编号发送给视频输出模块，视频输出模块接收到控制单元模块传输过来的信号，来切换相应的视频图像。
现有技术的算法必须运行在高性能的PC主机上，导致成本高，市场上识别物体一般都使用两个或者更多的摄像头识别，导致空间增大，单摄像头方案一般识别精度不高，现在市场上在点菜相关的系统中多为手持的小型按键式的点菜终端或者是大型的自助点菜机。前者的缺点是顾客必须观看纸质菜单然后将菜品编号告诉服务人员，这导致顾客不能提前观察到菜品，如果在菜品做好后顾客发现和自己想象中的菜品不同的话，这将导致顾客的体验变差。后者的缺点是尺寸大，占用空间。
实用新型内容
本实用新型目的是为了解决现有技术中的问题，提出了一种一体式3D投影触摸自助点菜装置。本实用新型基于嵌入式ARM平台，所有算法基于嵌入式平台优化，本实用新型可以使用单个摄像头完成物体的精准识别，可以在投影区域的任意位置迅速找到盘子的摆放位置，并将菜品的3D图像投影到盘子所在位置。顾客可以实际看到菜品的样子，让用户可以有更好的体验。本实用新型使用两个摄像头，一个摄像头基于算法识别盘子，另外一个摄像头基于算法识别平面手势。可以满足顾客在观看菜品的同时实现使用手势点菜的功能。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型提出一种一体式3D投影触摸自助点菜装置，所述自助点菜装置包括摄像头1、摄像头2、控制单元和投影光机；所述控制单元基于嵌入式ARM平台；
所述投影光机的投影区域包括桌面上的盛装器皿区域和点菜界面区域，所述盛装器皿区域用于放置盛装菜品的器皿，顾客在所述点菜界面区域进行手势操作；所述摄像头1用于自动寻找放在桌面投影区域中的盛装菜品的器皿，所述摄像头2用于捕捉顾客手指在桌面上的点菜界面区域中的手势操作；所述投影光机用于将3D菜品图像投射到盛装菜品的器皿上以及将菜单投射到点菜界面区域上；所述控制单元接收到摄像头1寻找到的器皿信息和摄像头2捕捉到的手势操作信息后，根据特定的手势和点餐操作区得出顾客想要完成的功能，同时控制投影光机将3D菜品图像投射到盛装菜品的器皿所在位置。
进一步地，所述盛装菜品的器皿为盘子。
进一步地，所述摄像头1为RGB摄像头，所述摄像头2为红外摄像头。
进一步地，所述顾客想要完成的功能包括切换菜品、下单和切换目录。
进一步地，如果是下单操作则保存用户的下单信息，所述控制单元将所述下单信息通过wifi网络发送到服务器。
进一步地，所述控制单元包括平面手势识别装置和空间盛装菜品的器皿的识别装置，所述平面手势识别装置用于顾客手势操作的识别，所述空间盛装菜品的器皿的识别装置用于器皿位置的识别。
本实用新型带来的有益效果：
1、本实用新型尺寸下可以由餐饮服务人员随身携带、将此点菜装置放在桌面后，服务人员可以自行离开，顾客可以使用此点菜终端自助点菜，这样不仅节省了人员成本同样也节省了空间成本；
2、本实用新型操作简单，餐饮服务人员可以快速使用，不用培训，节省了培训成本；
3、本实用新型投影菜品的3D图像，顾客可以直观的看到菜品的真实样子，这样可以减少因为点的菜品和自己想象中的菜品不同的问题，从而影响顾客的体验。
附图说明
图1为本实用新型所述的一体式3D投影触摸自助点菜装置的总体组成框图；
图2为本实用新型所述的一体式3D投影触摸自助点菜装置硬件示意图；
图3为桌面投影区域示意图；
图4为手势操作示意图；
图5为本实用新型所述的一体式3D投影触摸自助点菜装置及系统操作流程图；
图6为平面手势识别装置具体操作流程图；
图7为空间盛装菜品的器皿的识别装置具体操作流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
结合图1-图7，本实用新型提出一种一体式3D投影触摸自助点菜装置，所述自助点菜装置包括摄像头1、摄像头2、控制单元和投影光机；所述控制单元基于嵌入式ARM平台；
所述投影光机的投影区域包括桌面上的盛装器皿区域和点菜界面区域，所述盛装器皿区域用于放置盛装菜品的器皿，顾客在所述点菜界面区域进行手势操作；所述摄像头1用于自动寻找放在桌面投影区域中的盛装菜品的器皿，所述摄像头2用于捕捉顾客手指在桌面上的点菜界面区域中的手势操作；所述投影光机用于将3D菜品图像投射到盛装菜品的器皿上以及将菜单投射到点菜界面区域上；所述控制单元接收到摄像头1寻找到的器皿信息和摄像头2捕捉到的手势操作信息后，根据特定的手势和点餐操作区得出顾客想要完成的功能，同时控制投影光机将3D菜品图像投射到盛装菜品的器皿所在位置。
所述盛装菜品的器皿为盘子。
所述摄像头1为RGB摄像头，所述摄像头2为红外摄像头。
所述顾客想要完成的功能包括切换菜品、下单和切换目录。
如果是下单操作则保存用户的下单信息，所述控制单元将所述下单信息通过wifi网络发送到服务器。
所述控制单元包括平面手势识别装置和空间盛装菜品的器皿的识别装置，所述平面手势识别装置用于顾客手势操作的识别，所述空间盛装菜品的器皿的识别装置用于器皿位置的识别。所述器皿位置的识别具体为：通过RGB摄像头采集图像，检测到盘子边缘轮廓，使用边缘轮廓外接矩计算中心，此时坐标是图像坐标，然后通过标定参数计算盘子中心的屏幕坐标，然后将相应的菜品移动到屏幕坐标位置；检测盘子轮廓主要原理，首先盘子需要保证有黑色边缘，内部是白色组成，没有图案，调整摄像头1曝光和亮度参数，使摄像头1只能采集到颜色比较深的地方，并且使用模板过滤掉软件图形界面，摄像头1曝光与亮度使用算法来实现自动调整曝光与亮度，最后将检测到的轮廓进行二值化，使用腐蚀算法将轮廓放大，使轮廓更加清晰，同时轮廓有细微变化时不会影响中心位置的抖动变化，然后菜品位置添加防抖动算法，防止菜品抖动。
本实用新型还提出一种一体式3D投影触摸自助点菜系统，所述系统包括摄像头图像采集模块、投影光机模块、控制单元模块和逻辑算法模块；所述控制单元模块基于嵌入式ARM平台；
所述摄像头图像采集模块包括摄像头1和摄像头2，所述摄像头1用于自动寻找放在桌面投影区域中的盛装菜品的器皿，所述摄像头2用于捕捉顾客手指在桌面上的点菜界面区域中的手势操作；
所述投影光机模块的投影区域包括桌面上的盛装器皿区域和点菜界面区域，所述盛装器皿区域用于放置盛装菜品的器皿，顾客在所述点菜界面区域进行手势操作；所述点菜界面区域显示菜单；所述投影光机用于将3D菜品图像投射到盛装菜品的器皿上以及将菜单投射到点菜界面区域上；
所述控制单元模块接收到摄像头1寻找到的器皿信息和摄像头2捕捉到的手势操作信息后，对信息进行识别，从而得到识别后的手势操作数据和器皿位置数据；
所述逻辑算法模块用于接收所述控制单元模块发送的手势操作数据和器皿位置数据，并根据特定的手势和点餐操作区得出顾客想要完成的功能，同时控制投影光机将3D菜品图像投射到盛装菜品的器皿所在位置。所述顾客想要完成的功能包括切换菜品、下单和切换目录等。
所述控制单元模块包括平面手势识别装置，所述平面手势识别装置具体操作为：首先对摄像头2进行标定，标定参数记录到本地文件中，同时需要调整摄像头2参数使捕获指尖图像更加清晰，摄像头2采集到的图像为红外图像，当指尖被红外激光器照射到时，图像产生白色光斑，记录光斑图像坐标，通过标定参数将图像坐标转换到投影区域的屏幕坐标，获取屏幕坐标就可以知道指尖点击位置，做出相应动作。
所述控制单元模块还包括空间盛装菜品的器皿的识别装置，所述器皿为盘子，盘子直径小于盘子摆放区域，盘子有明显的黑色边缘或其他深色边缘，中心是白色，没有图案，所述空间盛装菜品的器皿的识别装置具体操作为：对RGB摄像头1进行标定，使用模板抠除其它区域，只留下盘子摆放区域，自动调整摄像头1参数，盘子边缘清晰可见为黑色，其它区域白色，模板以外的区域黑色，从图像(0，0)位置开始搜索黑色区域，当搜索到模板边缘时停止，搜索到的区域变成白色，整个图像只有盘子边缘是黑色，做一个颜色翻转，盘子边缘变成白色，使用膨胀算法使边缘更加清晰，计算边缘外接矩形，使用矩形中心当做盘子中心，通过标定参数，计算盘子桌面坐标，将3D菜品移动到盘子中心即可。
所述自助点菜系统还包括自助下单模块，当顾客想要完成的功能为下单操作时，则保存顾客的下单信息，并将所述下单信息发送给自助下单模块，所述自助下单模块接收到所述下单信息后，通过WiFi网络将所述下单信息发送到服务器。
以上对本实用新型所提出的一种一体式3D投影触摸自助点菜装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
