基于菜盘颜色特征的食堂自助结算系统
基于ARM和计算机视觉的餐厅快速结算系统设计
Ｃａ ｎ ｔ ｅ ｅ ｎ ｂ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＲＭ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
Ｌ Ｉ Ｕ Ｚ ｉ ． １ ｏ ｎ ｇ ，ＨＵ Ｓ ｈ ａ ｏ — ｋ ａ ｉ ，Ｊ Ｉ ＡＮＧ Ｃ ｈ ｅ ｎ ． ｆ ｅ ｉ ， ＨＡ Ｎ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ — ｘ ｉ ａ ｎ
Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ９ ３，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
２ ． Ｓ ｈ ｎｇ ａ ｈ ａ ｉ Ｂ ｏ － Ｊ ｉ ａ ｎ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ９ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
２ ０ １ ３ 年ｇ ｌ ｌ 期
文章编号 ： １ ０ ０ ９—２ ５ ５ ２ （ ２ ０ ｔ ３ ） １ １ — ０ ０ ８ ０— ０ ５ 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ １ １ 文献标识码 ： Ａ
基于 Ａ Ｒ Ｍ 和计 算 机视 觉 的餐 厅 快 速 结算 系统 设 计
刘子龙 ，胡少 凯 ，蒋辰 飞 ，韩光鲜２
（ １ ．上海理工大学光 电信息与计算机工程学 院 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ３ ； ２ ．上海博建 电子科技有限公司 ， 上海 ２ ０ ￣９ ３ ）
快速结算系统在自选餐厅的运用
快速结算系统在自选餐厅的运用食堂作为学生和教师职工最普遍的选择，有消费时段集中的特点，而传统的收银结算系统靠人工收银，有结算慢、易出错、成本高、体验差等缺陷，造成消费高峰时段顾客排队现象严重，从而导致大量客户流失，这些传统结算方式的通病让我们期盼着智慧餐饮时代的到来，那么，科幻电影中的高科技餐饮时代与我们日常生活究竟相隔多远?据悉，已经有非常多的高校食堂已经使用上了“科幻电影中的高科技产品”——智盘自选餐厅快速结算系统，据了解，该产品是由英雄软件研发，采用RFID识别技术，有结算快、0错误率、省人工等特点，和传统的刷卡机相比，这个快速结算系统块头大了不少，它由一个小型电脑显示屏、等候区、结算区、读卡区组成，智能结算不超过一秒钟，几乎不用排队。
目前该产品已在上海交通大学、上海纽约大学、哈尔滨工业大学、杭州师范大学、大连理工大学等知名高校落户;每个碗都是装了芯片的智能餐盘，点完饭菜后把托盘往“桌上”一放，就能自动感应出有几样菜、多少钱，读卡区自动扣除饭卡里的钱，浙江理工大学的应副教授介绍说：“这套系统结算速度快，因为全程由计算机识别，并且配套了智能餐具，所以核算非常准确，另外也节省了人力，原来我们这里有两个人，先人工计算后再刷卡，忙起来很容易出错，现在只要一个人。
”上海交大的膳食科的科长也介绍说：“这套自动结算系统主要还是为了让学生明明白白消费，与此同时，也大大提高了我们食堂工作的效率，既准确又快捷，学生就餐率也因此有了明显提高。
”很多学生也反应说：“早就知道食堂有能计价的电子餐盘，所以特意过来试一试，果然既方便又快速。
”看来，这个快速结算系统不仅产品新颖还很实用，不但弥补了传统人工结算的不足，还节省了人力，丰富了学生的就餐体验，带来了更多时尚体验。
由此可见英雄软件开发的结算管理系统功能是很强大的。
智慧餐盘系统
智慧餐盘系统
智慧餐盘系统是基于RFID物联网技术及人脸识别技术的快速结算系统，集成了一系列智能化、自助化的应用设备。
餐盘中内置集成芯片，就餐人员只需将餐盘放置到结算餐台上，就能够自动显示就餐金额，实现自动结算、易付快取功能。
后期结合人脸识别技术，还可实现刷脸支付功能。
与传统结算方式相比，智慧餐盘系统结算的准确性、快速性、便捷性显著提升。
可以发现，传统的窗口模式对结账者有着较高的核算要求，一旦出现错账很容易引起纠纷，如果当场解决问题，又会出现后面排队更长的问题。
而通过智盘自选模式+自助结算的方式，可以有效缓解高峰期排队压力，提高结账速度和准确率，减少纠纷，减少不必要的人力浪费，提高工作效率。
智慧餐盘优势分析
1、对经营者
提供了更全面的管理和服务，提升了餐厅整体的服务水平和服务能力；在部分解决招工难、用工费的同时，也增加了可观的经济效益。
2、对员工
劳动强度降低，上岗培训简单，服务人员原有的四项工作（客户交流—打菜—价格核算—刷卡）变成了一项工作（打菜）。
3、对消费者
更大的选择自由度：选择不受到干扰；更高的效率；更快速的选菜结账；避免与服务员的交流，直接面对商品和服务本身；更好的员工关怀和膳食健康管理。
4、高效率
一台智慧餐台一个小时内完成上千次以上自助结算，而且只需一名操作员站在设备后维持结算秩序，人员减少，工作量减少。
5、无差错
系统可以自动判断餐盘是否结算，从而避免重复结算情况。
同时，系统结算设计操作员无需手动输入金额，避免了操作员输入金额时的错误连击。
智慧食堂管理系统操作流程
智慧食堂管理系统操作流程
智慧食堂管理系统是一种基于智能技术的食堂管理系统，通过
智能设备和软件的结合，实现食堂的自动化管理和智能化服务。
下
面将介绍智慧食堂管理系统的操作流程。
首先，用户需要下载并安装智慧食堂管理系统的手机App，注
册并登录账号。
在登录后，用户可以查看食堂的菜单和价格，选择
想要购买的食物。
其次，用户可以通过手机App进行在线点餐。
用户可以在手机
上选择想要购买的食物和数量，然后支付订单。
支付完成后，订单
将自动发送到食堂的系统中。
接着，食堂的工作人员收到订单后，会根据用户的选择准备食物。
在准备完成后，工作人员将食物放置在智能取餐柜中，并通知
用户可以取餐。
用户可以通过手机App查看订单状态，并在取餐柜上扫描二维码，取出自己的食物。
取餐完成后，用户可以享用美食。
在用餐结束后，用户可以对食堂的服务进行评价，并将评价反
馈到系统中。
系统会根据用户的反馈不断优化服务，提高用户体验。
除了在线点餐外，智慧食堂管理系统还可以实现自助结账、会
员积分、食材采购管理等功能。
通过智能设备和软件的结合，食堂的管理效率得到提升，用户体验也得到了改善。
总的来说，智慧食堂管理系统的操作流程简单方便，提高了食堂的管理效率和用户体验。
随着智能技术的不断发展，智慧食堂管理系统将会在食堂行业中发挥越来越重要的作用。
餐饮业智慧餐厅点餐与结算系统方案
餐饮业智慧餐厅点餐与结算系统方案 第一章：概述 ................................................................................................................................... 2 1.1 项目背景 ........................................................................................................................... 2 1.2 项目目标 ........................................................................................................................... 2 1.3 项目意义 ........................................................................................................................... 2 第二章：智慧餐厅点餐系统设计 ................................................................................................... 3 2.1 系统架构设计 ................................................................................................................... 3 2.2 功能模块划分 ................................................................................................................... 3 2.3 界面设计 ........................................................................................................................... 4 第三章：智慧餐厅点餐系统开发 ................................................................................................... 4 3.1 技术选型 ........................................................................................................................... 4 3.2 开发环境 ........................................................................................................................... 5 3.3 代码实现 ........................................................................................................................... 5 第四章：智慧餐厅结算系统设计 ................................................................................................... 6 4.1 结算流程设计 ................................................................................................................... 6 4.2 结算方式选择 ................................................................................................................... 6 4.3 安全性保障 ....................................................................................................................... 6 第五章：智慧餐厅点餐与结算系统集成 ....................................................................................... 7 5.1 系统集成策略 ................................................................................................................... 7 5.2 系统测试与优化 ............................................................................................................... 7 5.3 系统部署 ........................................................................................................................... 8 第六章：用户培训与运营管理 ....................................................................................................... 8 6.1 用户培训方案 ................................................................................................................... 8 6.1.1 培训对象 ....................................................................................................................... 8 6.1.2 培训内容 ....................................................................................................................... 8 6.1.3 培训方式 ....................................................................................................................... 9 6.2 运营管理策略 ................................................................................................................... 9 6.2.1 人员配置 ....................................................................................................................... 9 6.2.2 流程优化 ....................................................................................................................... 9 6.2.3 数据分析 ....................................................................................................................... 9 6.3 异常处理与维护 ............................................................................................................... 9 6.3.1 异常处理 ....................................................................................................................... 9 6.3.2 系统维护 ....................................................................................................................... 9 第七章：市场分析与应用前景 ..................................................................................................... 10 7.1 市场需求分析 ................................................................................................................. 10 7.2 应用前景预测 ................................................................................................................. 10 7.3 行业竞争对手分析 ......................................................................................................... 10 第八章：项目实施与推进 ............................................................................................................. 11 8.1 项目进度安排 ................................................................................................................. 11 8.2 项目风险管理 ................................................................................................................. 12 8.3 项目验收与评价 ............................................................................................................. 12 第九章：效益分析与评估 ............................................................................................................. 12
基于数字图像处理技术的食堂自动计价系统设计
智能应用基于数字图像处理技术的食堂自动计价系统设计作者/向珉皓，重庆第八中学重庆摘要：在当今，中国绝大多数学校食堂采取传统的人工计价方式，但该方法效率低下、出错率高，已无法满足人们的需要。
而在此基础上 推出的其它计价系统，大多采用在餐盘底部植入射频芯片的方式实现计价，存在成本高昂，使用不便的问题。
在这样的现状下，本篇文章 结合计价中存在的实际问题，推出了一套基于数字图像处理技术的食堂计价系统。
该套系统能够对餐盘进行扫描、采样和量化，然后通过 像素检测和图像学腐蚀操作进行边缘检测，进一步提取餐盘的真实颜色，最终将餐盘的颜色输入计价程序而得到饭菜价格。
使用该套系 统，能够极大提高食堂计价的效率，并降低人力成本，使食堂计价更加便捷，更富人性化。
关键字：数字图像处理；计价系统；边缘检测；腐蚀引言当前，学校食堂在中国具有庞大的数量，其中绝大多数 采取人工计价。
在用餐中，常会出现食堂窗口价目表和实际 售卖价格不一样，就餐高峰人工计价效率低下，同一饭菜不 同计价人员计费不一致等问题。
在倡导实用性、快捷性的今 天，传统食堂计价系统明显落后于时代，一套新型高效的计 价系统亟待推出。
而本课题也是基于此，研究_套以图像识 别与处理为基础的食堂计价系统。
图像识别，是指利用计算机对图像进行处理、分析和理 解，以识别各种不同模式的目标和对像的技术。
而图像处理 则是指利用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术 近年来，图像识别与处理在国家安全、教育、公安、交通、金融、工业化生产线、食品检测等诸多领域中，展现出广泛的应用 前景。
而在本套计价系统中，通过图像识别与处理，系统能 根据餐盘的颜色对不同的菜品进行分类，进而计价。
从学校 食堂的运行层面而言，采用该种计价方式，能够有效避免人 工计价所存在的缺陷和低效。
不仅能够节省人力成本，还能 保持极高的效率和精度。
而从学生的角度，这种计价方式显 然更加简便，能够在极短的时间内进行适应。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于菜盘颜色特征的食堂自助结算系统
作者：周建平
来源：《电脑知识与技术》2017年第27期
摘要：该文提出一种基于食堂菜盘颜色特征结合碗盘面积辨识的食堂自助结算系统的设计理念。
该理念是基于对食堂菜盘颜色特征的辨识和边缘轮廓的提取及计算机图像识别的技术，以完成自助结算的总价格计算，然后再通过使用教师员工卡或学生校园卡来完成自助结算的功能，该理念主要是为了完成集体食堂从人工结算的无人值守的自动结算自助刷卡付费格局的转换，而该次设计则是完成了自助结算的实际过程。
关键词：颜色特征辨识；图像识别；自助结算系统
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）27-0181-03
Abstract： This paper presents a design concept of canteen self-help settlement system Based on the color characteristics of canteen dish and the identification of bowl area.The concept is Based on the identification of the color characteristics of the canteen dish and the edge of the outline of the extraction and computer image recognition technology to complete the total cost calculation，and then through the use of the ID card to complete the self-help settlement，The concept is mainly to complete the collective canteen from the manual settlement of unattended automatic settlement self-help credit card payment pattern conversion，and this design is completed the actual process of self-help settlement.
Key words： color feature identification； image recognition； self-help settlement system
现今社会上，几乎所有的工厂，企业单位和中小学院校等机构在考虑在岗员工和在校学生在日常生活上的饮食问题时都是通过开创食堂的方式来解决的，但与此同时也存在着人工结算的成本问题，而目前为了解决这个问题的主流做法就是通过自助选择，然后刷卡结算，来彻底地摆脱人工结算的成本问题。
现如今，IC卡因其方便性已被运用于生活中的各个领域，其中IC卡结算系统已被广泛地使用在各个可以完成快速结算的场合，较之从前使用的现金交易而言，大大地提高了结算效率。
但是，随着人均生活品质的提高，食堂的菜品品种应需求的日益增多，消费场所的人流量也不断增长，这一系列的外在因素给收银员和消费者带来了很多的不便，尤其在消费高峰时期在打卡处因人工计费的速度限制排起长龙的现象渐渐地成为了一种生活中的普遍画面。
而收银员在收费时不仅需要识别花样繁多的菜品而且其不同菜品的价格还要经过大脑的计算叠加，因此在速度和准确度都不可避免的会出现人工误差和收费缓慢的问题，而这个问题的解决却只能寄希望于收银员的熟练度和大脑运算能力，而这却是不科学的。
因此本文提出一种基于菜盘颜色特征辨识的食堂自助结算系统的设计理念。
该理念是基于对食堂菜盘颜色特征结合碗盘面积辨识及计算机图像的识别技术，以完成整个自助结算的功能，然后再通过使用教师员工卡或学生校园卡来完成自助结算的功能，从而达到在整个食堂无人值守的情况下完成自动结算自助刷卡付费的全套过程。
1 硬件简述
食堂自助结算系统由以下几个部分组成：
1）压力传感器：用于确定是否存在餐盘放置于摄像机工作区域，若有，则开启自助结算系统进行工作，若没有，则维持自助结算系统处于待机状态。
2）摄像机：主要用于拍摄所需付费的餐盘照片。
3）闪光灯：作用是为拍摄照片时提供稳定的光源，减少环境光线在拍摄照片时带来的影响。
4）黑色金属匣子：用于保证外在光线的变化最小限度的干涉摄像机工作区域的光线变化，保证拍摄照片时的工作区域上的环境变化带来的误差最小。
5）显示器：用于显示不同菜品的单价、本次消费的总价以及支付提示的信息。
6）读卡器：用于读取员工卡和校园卡上的相关信息，包括本次消费前的卡内金额和消费后卡内的余额，同时执行消费扣费功能。
7）简易计算机：用于接收压力传感器反馈的信息，并对信息进行处理判断是否使系统运行，当系统运行时接收摄像机拍摄的图像信息，然后对接收的图像信息进行处理，并把处理后得到的费用信息和扣费指令发送到显示器和读卡器上，并接收读卡器反馈信息显示于显示器上，直至过程完成返回待机指令，等待下一轮工作的到来。
2 软件编程与实现
2.1 系统运行流程框图
1）餐盘放入摄像机工作区域，压力传感器工作，发送信号至计算机端。
2）计算机接收信号，启动结算系统，发送拍摄信号至摄像机。
3）摄像机接收拍摄命令，对餐盘进行拍摄并传回图像信息至计算机端。
4）计算机接收图像信息，处理好图像信息后，发送价格信息至显示器并发送扣费命令至刷卡器。
5）刷卡器接收扣费命令，并读取IC卡余额信息，显示卡内余额并进行信息反馈于计算机和对卡进行扣费操作。
6）计算机接收卡内信息并发送到显示器进行统一显示。
7）扣费成功后，刷卡器反馈信息给计算机，计算机读取信息后进入待机模式。
系统运行流程框图如图1所示。
图2为碗盘识别计费程序流程图。
2.2 基于YCBCR颜色空间的餐盘识别
本次设计是在matlab[1]平台上进行开发研究的。
1）分别拍摄正常情况下各个颜色不同的碗盘。
2）将碗盘的图像信息录入计算机，通过matlab分别读取每个碗盘的Y成分，Cb成分和Cr成分[2]的数值，并记录下来。
3）通过录入的数值，设置不同颜色碗盘的Y成分，Cb成分和Cr成分的区分度阈值。
4）通过区分度阈值编写颜色滤取程序。
滤取情况如图3所示。
2.3 基于碗盘面积与颜色的计费程序流程
1）将滤取后的托盘作为背景，减去背景提取实际碗盘。
2）通过颜色滤取后对碗盘进行二值化处理。
3）对二值图像进行形态学膨胀。
4）对膨胀后的图像使用canny算子进行边缘提取。
5）填充提取边缘空间。
6）找出连通域，并计算面积。
7）设置碗盘面积阈值，联合碗盘颜色输入菜品价格。
8）根据碗盘颜色与面积对餐盘内的菜品进行总价计算。
程序流程框图如图2所示。
3 实际应用
本次设计主要是采用上海海事大学的食堂配备作为设计原型，上海海事大学饭碗面积大小为0.07㎡，菜品菜盘面积为0.01㎡，主要依靠橙色塑胶托盘盛放，实际情况
如图5所示，菜品价格主要依靠菜盘颜色来定价，米饭a价格为0.8元，绿色碗盘b菜品价格为1元，蓝色碗盘c菜品价格为2，橙红色碗盘d菜品价格为4元，黄色碗盘e菜品价格为5元。
将实际图像导入程序，经过图像处理计算后得到准确的结果，计算结果如图6所示。
4 结束语
本文提出一种基于菜盘颜色特征提取的食堂自助结算系统的设计理念。
该理念通过对碗盘颜色在YCbCr颜色空间的特征提取和识别，成功实现了自动辨识和计算菜品价格、自助缴费的食堂自助结算过程。
通过实际的实验验证，该系统识别的成功率较高，对于实际应用上有足够的可行性。
但是，对于碗盘内菜品过大以至于遮挡住了碗盘的边缘的问题会导致图像特征丢失，对识别率影响比较明显。
但总而言之，本次设计的通用性较好，运用简单，场合广泛，故而还是有比较良好的推广价值的。
参考文献：
[1] 张志涌，刘瑞桢，杨祖樱. 掌握和精通MATLAB[M]. 北京：北京航空航天大学出版社， 1997.
[2] 黄玉，殷苌茗，周书仁. 基于YCbCr的自适应混合高斯模型背景建模[J]. 计算机工程与科学， 2015， 37（1）.
[3] 张震，马驷良，张忠波，等. 一种改进的基于Canny算子的图像边缘提取算法[J]. 吉林大学学报：理学版， 2007， 45（2）.
[4] 王宏力，贾万波. 图像匹配算法研究综述[C].全国计算机技术与应用学术会议，2008.
[5] 刘振亚，乔兵，陈卓鹏. 基于菜盘特征提取的食堂自助支付系统[J]. 计算机系统应用，2014， 23（3）.
[6] 祝璞. 基于多通道的分层特征提取的图像识别[D]. 合肥：中国科学技术大学， 2016.。