CN111861330A - 一种违禁品的识别、安检方法及快递柜装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种违禁品的识别、安检方法及快递柜装置。本发明的快递柜装置包括网点端和坐席端；网点端设有网点服务终端、综合柜；坐席端包括业务PC、与业务PC相连的视频主机，业务PC包括上位机控制模块。上位机控制模块通过USB服务器映射的虚拟端口，连接协议转换板，进行体积测量、称重、开关柜门、获取金属探测结果的操作。本发明的方法包括三大步骤：人证对比，核实寄件人身份；包裹验视，检测是否有刀具、***等违禁品；包裹存储，用金属检测器、X光检测器检测是否有金属制品、毒品等违禁品。本发明可应用在包裹寄存、快递收发的场合，提高快递柜寄存的安全等级，保障快递流通领域的安全。

Description

一种违禁品的识别、安检方法及快递柜装置

技术领域

本发明属于快递领域，尤其涉及一种违禁品的识别、安检方法及快递柜装置。

背景技术

在本申请的上下文中，违禁品被定义为普通群众不应该拥有且有可能用于造成伤害或使人置身于危险境地的任何物品。违禁品包含毒品、刀具、柄杆、***或其它武器，其中包含金属或者磁性部分。目前在快递行业，待检测物品通过寄件时都是通过人工来识别是否有违禁品，快递收发员通过经验判断是否有违禁品，然后进行拆包验视，不仅效率低下，而且快递收发员的经验要求较高。

专利申请号为CN110689098A的一种违禁品管理设备及管理方法，包括处理器、储存器、嵌入式扫码器、嵌入式身份证阅读器、嵌入式打印机、嵌入式摄像头，通过扫码器、嵌入式打印机识别违禁品信息，提高违禁品的登记速度，并将违禁品的管理方式纳入管理范围，便于统计和管理违禁品信息。但是其未实现快递寄存时违禁品的识别。

专利申请公布号为CN106959305A的一种违禁品检测仪及违禁品检测方法，包括信号发生器、环形线、天线、检波器、滤波器、放大器、模数转换电路、和处理器。违禁品检测仪采用毫米波与待测物品相互作用的回波信号中带有特征值的电磁信号，并判断物是否为可疑物品。但是该装置无法直接应用在快递物品检测领域中，尤其是无人快递寄存时的物品检测。在机场、火车站等地方进行无人包裹寄存时，无法保证包裹内的物品安全性。

智能快递柜已经在邮局、小区广泛应用和部署。常用的丰巢快递柜的物品寄件流程如下：

Step1：扫描微信二维码或微信搜索关注“丰巢智能柜”。

Step2：选择“寄快递”，填写寄件信息，完成公众号下单。

Step3：打包物品前往丰巢，进入寄件页面。

Step4：扫描二维码/输入寄件码并点击“确定”键。

Step5：人脸识别，完成实名认证。

Step6：选择寄件格口，扫码支付运费。

Step7：支付完成，柜门打开；放入物品，关闭柜门。

Step8：屏幕显示投递成功，微信收到投递通知。

该寄件流程中未提供快递验视的步骤，违禁品检验的步骤。若客户寄件物品中有***、刀具等违禁物品，直接放入丰巢快递柜，快递员还要拆包验视，并且二次联系客户，退回寄件物品，耗时又费力。

发明内容

针对上述技术问题，本发明拟提供一种快递违禁品的识别及安法，解决在无人快递柜寄存时，违禁品的验视、检测的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明的一种快递柜装置，包括网点端、坐席端。网点端设有网点服务终端、综合柜；网点服务终端的外设包括验视摄像头、体积测量仪、电子秤、对话摄像头、语音切换板；综合柜上设有电子锁、锁控板、金属检测器；金属检测器安装在综合柜上，套在柜门入口处，若包裹内有金属制品，则金属检测器告警。坐席端包括业务PC、与业务PC相连的视频主机，业务PC包括上位机控制模块；业务PC通过USB服务器与网点服务终端的外设、综合柜通信连接。协议转换板接入锁控板、体积测量仪、金属检测器；上位机控制模块通过USB服务器映射的虚拟端口，连接协议转换板，进行体积测量、称重、开关柜门、获取金属探测结果的操作。

本发明的一种快递柜装置，客户在网点端能呼叫坐席端的客服。客服接通后，通过对话摄像头、麦克风等设备与客户对话。通过身份证阅读器、验视摄像头验视客户身份。通过电子秤获取邮寄物品的重量，通过体积测量仪获取邮寄物品的体积，通过电子锁打开综合柜的柜门让客户存储包裹，通过金属检测器检测用户包裹内是否有违禁物品。客服在后台填写寄件快递单，客户在屏幕上对快递单内容进行签字确认，客服通过远程打印机打印快递单给客户。最后，客服通过综合柜控制模块，远程打开柜门，监视客户将包裹存入到柜体中。

本发明还公开一种基于上述快递柜装置的违禁品的识别、安检方法，包括以下步骤：

S100，人证对比，核实寄件人身份；

S200，包裹验视：

S201：验视摄像头对准电子称台区域，采集电子称台区域的寄件物品图像；

S202：对图像分割后的二值图像进行边缘提取，获得目标的外边缘，将提取的目标边缘进行图像分析，检测验视物品是否符合违禁品图像特征，返回违禁品识别结果。具体为：在视频主机，提取视频图像，当视频主机检测到***、刀具的形状时，视频主机向业务PC发出告警；或由人工主动识别出违禁品，选中违禁品位置，对图形信息进行标注。

S203：根据违禁品识别结果，判断是否允许寄件。

S300，包裹存储：

S301：通过金属检测器将寄件物品包裹放置到包裹柜中；

S302：上位机控制模块接收X光检测器的输出图像，并对检测图像进行安全检查，对图像进行预处理、特征提取和模式识别，判断是否存在刀具、***或毒品；

S303：根据上位机控制模块的识别结果，判断是否允许寄件，完成寄件流程。

进一步的，核实寄件人身份具体包括如下步骤：

S101：业务PC通过USB服务器远程读取身份证号、身份证头像；

S102：对话摄像头获取客户头像，通过Web service或者HTTP接口调用识别服务，将获取的客户头像及身份证图片，在证件识别服务器上完成识别和比对，返回结果；

S103：根据人证对比识别结果，判断是否允许寄件。

进一步的，S202获得目标的外边缘采用八邻域外边缘提取法，具体算法如下：

(1)从左到右，从上到下搜索全图像，找到起始点，起始点作为当前点(x,y)，然后进行下一边界点的搜索，下一边界点必定在点(x,y)的八邻域内，其中(x，y)点到相邻像素的方向按逆时针顺序编码为0,1,2,3…7；

(2)在确定下一边界点时具体分为四种情况，当(x,y)左边即编码4位置为背景区域时，按照3→2→1→0→7→6位置搜索；当(x,y)上边即编码2位置为背景区域且编码4位置和编码0位置为目标区域时，按照1→0→7→6→5位置搜索；当(x,y)右边即编码0位置为背景区域时，按照7→6→5→4→3→2位置搜索；当(x,y)下边即编码6位置为背景区域且编码4位置和编码0位置为目标区域时，按照5→4→3→2→1位置搜索。已确定的边界点的灰度值赋为大于1的灰度值，这样能够区别于未被检测的边界点。

(3)当搜索到(x,y)的下一边界点已赋为(2)中确定的边界点的灰度值时停止搜索，否则继续步骤(2),当目标的外边缘搜索完毕，对图像进行变换，使得目标边缘灰度值为1，其它区域的灰度值为0。

(4)建立刀具、***的违禁品的识别库模板，保证模板肉眼可见的分辨率，对***等违禁品收集多角度的模板；将s3获得的边缘图像与违禁品的识别库模板对比特征相似性，完成违禁品识别。依据物品的材质分类建立模板库，将边缘图像与违禁品模板对比特征相似性，进一步确定一副图像中有哪些违禁品。

八邻域外边缘提取方法较好，能能够很好地反映目标的外边缘，并且边缘是由单像素点组成，因此本发明才采用八邻域外边缘跟踪算法提取的边缘进行图像分析。

进一步的，S301中金属制品的检测方法为，金属检测器采用数字信号处理的方式，实现多参数的测量；采用自激式探测线圈感应金属，感应信号经过幅值放大电路获取幅值，实现金属块大小的判别；通过频率检测电路获取不同的频率，实现金属种类的分类。

金属探测门作为探测器的探头部分由多匝线圈组成，当混有金属物品的包裹存入寄存柜时，金属探测门产生感应电动势，反馈给单片机控制单元，从而上位机控制模块通过USB服务器获取金属检测器的探测结果。

进一步的，对S302中X光检测器的检测方法为，针对X光检测图像的特性,通过对不同颜色空间、不同图像分割方法的对比，选择在RGB色彩空间的基础上将阈值选取与区域生长这两种分割方法结合起来的处理手段,将相同材质的物体完整分割出来；

建立违禁物模板库方便对违禁物的特征提取；对X光检测图像进行识别，再基于Zernike矩方法进行处理，最终将违禁物品在安检图像中识别标记出来；或由人工主动识别出违禁品，选中违禁品位置，对图形信息进行标注。从图像的预处理开始采用层层递进的处理方式，从简单匹配到精确匹配,提高了违禁物识别的效率和准确性。节省了快递员开包裹验视的时间，提高了快递运输的安全性。对X光检测图像进行识别的方法为：采用近似多边形内直线段使用连续傅里叶变换，用多边形的特征点来表示边界轮廓。这种改进的傅里叶描述子方法能够降低采样数量、减少运算所需时间，多边形特征点能够使形状特征得以保留，并且其顶点个数小于之前所需要的采样点数量，提高傅里叶变换的运算速度。

本发明具有以下有益效果：在无人包裹远程寄存柜的基础上，提供一种快递违禁品的包裹检验视、检测的装置和***，可应用在包裹寄存、快递收发的场合，大大提高快递柜寄存的安全等级，保障快递流通领域的安全。

附图说明

图1为本发明实施例的违禁品的识别、安检方法示意图。

图2为本发明实施例的违禁品的识别、安检快递柜装置网点服务终端示意图。

图3为本发明实施例的违禁品的识别、安检方法人证比对流程图。

图4为本发明实施例的违禁品的识别、安检方法包裹验视流程图。

图5为本发明实施例的违禁品的识别、安检方法包裹存储流程图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明。

一种无人快递柜，经过包裹验视、称重、快递单打印、付款、包裹存储的流程，该包裹寄存能完成快递收发的功能。本实施例的快递违禁品的识别、安检装置，应用在无人快递柜的寄件步骤、存储包裹的步骤中：如图1所示，寄件前，需要对客户进行人证对比，符合现如今快递实名寄件的需求；寄件时，客服用验视摄像头检验物品中是否有含有刀具、***等违禁品；寄件完成后，客户将包裹存入到快递柜中，经过X光射线，验视包裹内是否有毒品。

如图2，包括网点端和坐席端。网点端设有网点服务终端(即图中网点端视频主机)、综合柜；坐席端设有视频主机、业务PC。网点服务终端部署有验视摄像头、对话摄像头、USB服务器、金属检测器、身份证阅读器、电子秤、票面打印机、电子锁、锁控板、协议转换板、体积测量仪、签字笔；综合柜上设有包裹柜，包裹柜的柜体上安装金属检测器。坐席端部署有条码扫描仪，打印机。验视摄像头、对话摄像头通过网点服务终端与视频服务终端通信连接；身份证阅读器、金属检测器通过USB服务器与业务PC通信连接，业务PC连接证件识别服务器。

本发明的一种快递柜装置，客户在网点端能呼叫坐席端的客服。客服接通后，通过通话摄像头、麦克风等设备与客户对话。通过身份证阅读器、验视摄像头验视客户身份。通过电子秤获取邮寄物品的重量，通过体积测量仪获取邮寄物品的体积，通过电子锁打开综合柜的柜门让客户存储包裹，通过金属检测器检测用户包裹内是否有违禁物品。客服在后台填写寄件快递单，客户在屏幕上对快递单内容进行签字确认，客服通过远程打印机打印快递单给客户。最后，客服通过综合柜控制模块，远程打开柜门，监视客户将包裹存入到柜体中。

在无人快递柜的包裹验视、称重、快递单打印、付款、包裹存储的流程基础上，本方法通过人证对比、包裹验视、包裹存储三大步骤，提高无人快递柜寄件的安全性。

第一部分(如图3)：人证对比

S101：将证件识别服务器部署在云服务器上；客户将身份证放置在阅读器位置处；读取身份证号、身份证头像。

S102：客服通过验视摄像头获取客户头像。

S103：人证对比模块获取现场的人脸图像及身份证图片，通过web service或者HTTP接口上传至公安部人证对比服务器。

S104：完成识别和比对后，返回结果。

S105：客服根据人证对比识别结果，告知客户是否允许寄件。人证对比通过则允许寄件。

第二部分(如图4)：S201，包裹验视

S202：客户将包裹放在称台区域，客户将包裹内容散开。

S203：客服用验视摄像头对准称台区域，询问并目测寄件物品。

S204：包裹验视模块通过图像特征提取、图像边缘检测算法进行处理。

S205：图像形状对比。

S206：检测验视物品中是否包含刀具、***、警棍等违禁品，返回违禁品识别结果。

S207：对识别到的***、刀具图像进行人工摄像头核验。

S208：客服根据验视结果，若核验通过，则告知客服允许寄件。

S209：客户将包裹装箱。

第三部分(如图5)：S301，包裹存储

S302：在包裹寄存柜的柜体上安装金属检测器。打开柜门，客户将包裹打包，通过金属检测器将其放置到包裹柜中。

S303：探测包裹内是否有金属。上位机控制模块远程获取金属检测器的输出图像。

S304：上位机控制模块对典型的违禁物品(主要为刀具和***)进行安全检查，重点内容是对刀具和***的检测结果进行识别。主要包括原始图像的预处理、特征提取和模式识别；

S305：X光检测器，检测包裹内是否有毒品、***；

S306：根据S305检测结果，若没有违禁品，则执行S307完成寄件流程；否则执行S308不允许客户存入包裹。

对S05中毒品的检测方法为：针对X光安检图像的特性,通过对不同颜色空间、不同图像分割方法的对比，选择在RGB色彩空间的基础上将阈值选取与区域生长这两种分割方法结合起来的处理手段,将相同材质的物体完整分割出来,为下面进一步识别提供了保证。

先运用改进后的傅里叶描述子方法对安检图像进行识别,再基于Zernike矩方法进行处理。在进行特征提取时需要用到已知的违禁物模板,通过建立违禁物模板库方便对违禁物的特征提取,并最终将违禁物品在安检图像中识别标记出来。从图像的预处理开始采用层层递进的处理方式,从简单匹配到精确匹配,提高了违禁物识别的效率和准确性。

傅里叶描述子方法的基本思想，假设物体都被一个封闭的曲线锁包围，能够表示物体的形状，傅里叶级数用一个形状边界为周长的周期函数规范化而来，而这个周期函数可以表示为围绕边界曲线的动点p(1)的坐标变化x(1)+jy(1)。当傅里叶级数的系数项z(k)达到阶次后，完全可以提取和恢复物体的形状。

本方法采用近似多边形内直线段使用连续傅里叶变换的方法来降低采样数量和减少运算所需时间，用多边形的特征点来表示边界轮廓，多边形特征点能够使形状特征得以保留，并且其顶点个数小于之前所需要的采样点数量，提高傅里叶变换的运算速度。

X光检测器，X光能扫描出毒品，金属检测器能够凭借颜色分辨毒品，对毒品的X射线图像辨认。如***呈粉末状，或常压成规则的块状，在X射线体系的检测器上呈现出特有的橘黄色。

本实施例将X光检测器安装在综合柜的入口处，金属检测器的输出图像，通过USB服务器传输给业务PC，上位机模块对图像进行安全检查，对图像进行预处理、特征提取和模式识别，判断是否存在刀具、***或毒品；或由人工主动识别出违禁品，选中违禁品位置，对图形信息进行标注。

本方法在寄件过程中提供了快递包裹验视的步骤，违禁品检验的步骤。若客户寄件物品中有***、刀具等违禁物品，则不允许放入到快递柜中，节省了快递员开包裹验视的时间，提高了快递运输的安全性。

以上的实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围。

Claims (6)

1.一种快递违禁品的识别、安检装置，其特征在于：包括网点端和坐席端；

网点端设有网点服务终端、综合柜；网点服务终端的外设包括验视摄像头、体积测量仪、电子秤、对话摄像头、语音切换板；综合柜上设有电子锁、锁控板、金属检测器；金属检测器嵌套在综合柜柜门入口处，若包裹内有金属制品，则金属检测器告警；坐席端包括业务PC、与业务PC相连的视频主机，业务PC包括上位机控制模块；业务PC通过USB服务器与网点服务终端的外设、综合柜通信连接；协议转换板接入锁控板、体积测量仪、金属检测器；上位机控制模块通过USB服务器映射的虚拟端口，连接协议转换板。

2.一种快递违禁品的识别、安检方法，其特征在于：包括以下步骤：

S100，人证对比，核实寄件人身份；

S200，包裹验视：

S201，验视摄像头对准电子称台区域，采集电子称台区域的寄件物品图像；

S202，对图像分割后的二值图像进行边缘提取，获得目标的外边缘，将提取的目标边缘进行图像分析，检测验视物品是否符合违禁品图像特征，返回违禁品识别结果；具体为：在视频主机，提取视频图像，当视频主机检测到***、刀具的形状时，视频主机向业务PC发出告警，或由人工主动识别出违禁品，选中违禁品位置，对图形信息进行标注；

S203：根据违禁品识别结果，判断是否允许寄件；

S300，包裹存储：

S301，通过金属检测器将寄件物品包裹放置到包裹柜中；

S302，上位机控制模块接收X光检测器的输出图像，并对检测图像进行安全检查，对图像进行预处理、特征提取和模式识别，判断是否存在刀具、***或毒品；

S303，根据上位机控制模块的识别结果，判断是否允许寄件，完成寄件流程。

3.根据权利要求2所述的快递违禁品的识别、安检方法，其特征在于，S100核实寄件人身份具体包括如下步骤：

S101，业务PC通过USB服务器远程读取身份证号、身份证头像；

S102，对话摄像头获取客户头像，通过Web service或者HTTP接口调用识别服务，将获取的客户头像及身份证图片，在证件识别服务器上完成识别和比对，返回结果；

S103，根据人证对比识别结果，判断是否允许寄件。

4.根据权利要求2所述的快递违禁品的识别、安检方法，其特征在于，S202采用八邻域外边缘提取法，具体包括如下步骤：

s1，从左到右，从上到下搜索全图像，找到起始点，起始点作为当前点(x,y)，然后进行下一边界点的搜索，下一边界点必定在点(x,y)的八邻域内，其中(x，y)点到相邻像素的方向按逆时针顺序编码为0,1,2,3…7；

s2，在确定下一边界点时分为四种情况，当(x,y)左边即编码4位置为背景区域时，按照3→2→1→0→7→6位置搜索；当(x,y)上边即编码2位置为背景区域且编码4位置和编码0位置为目标区域时，按照1→0→7→6→5位置搜索；当(x,y)右边即编码0位置为背景区域时，按照7→6→5→4→3→2位置搜索；当(x,y)下边即编码6位置为背景区域且编码4位置和编码0位置为目标区域时，按照5→4→3→2→1位置搜索；已确定的边界点的灰度值赋为大于1的灰度值；

s3，当搜索到(x,y)的下一边界点已赋为s2中确定的边界点的灰度值时停止搜索，否则继续s2，当目标的外边缘搜索完毕，对图像进行变换，使得目标边缘灰度值为1，其它区域的灰度值为0；

s4，建立刀具、***的违禁品的识别库模板，保证模板肉眼可见的分辨率，对***等违禁品收集多角度的模板；将s3获得的边缘图像与违禁品的识别库模板对比特征相似性，完成违禁品识别。

5.根据权利要求2所述的快递违禁品的识别、安检方法，其特征在于，S301中金属制品的检测方法为：

金属检测器采用数字信号处理的方式，采用自激式探测线圈感应金属，感应信号经过幅值放大电路获取幅值，实现金属块大小的判别；通过频率检测电路获取不同的频率，实现金属种类的分类；上位机控制模块通过USB服务器获取金属检测器的探测结果。

6.根据权利要求2所述的快递违禁品的识别、安检方法，其特征在于，S302中X光检测器的检测方法为：

针对X光检测图像的特性,通过对不同颜色空间、不同图像分割方法的对比，选择在RGB色彩空间的基础上将阈值选取与区域生长这两种分割方法结合起来的处理手段,将相同材质的物体完整分割出来；

建立违禁物模板库方便对违禁物的特征提取；

对X光检测图像进行识别，再基于Zernike矩方法进行处理，最终将违禁物品在安检图像中识别标记出来；或由人工主动识别出违禁品，选中违禁品位置，对图形信息进行标注；

对X光检测图像进行识别的方法为：采用近似多边形内直线段使用连续傅里叶变换，用多边形的特征点来表示边界轮廓。

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