(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210922749.6 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 浙大城市学院 地址 310015 浙江省杭州市拱 墅区湖州街 51号 (72)发明人 陈垣毅　于鹏　王德志　 (74)专利代理 机构 杭州九洲专利事务所有限公 司 33101 专利代理师 张羽振 (51)Int.Cl. G01N 29/04(2006.01) G01N 29/44(2006.01) G01S 13/06(2006.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/66(2017.01)G06V 10/75(2022.01) (54)发明名称 一种易碎包裹的非侵入式损坏检测技 术 (57)摘要 本发明涉及一种易碎包裹的非侵入式损坏 检测技术， 包括： 构建声学特征先验知识库； 对待 检测包裹进行定位； 计算包裹及内部待检测物品 的实时声学特征； 比对实时声学特征与声学特征 先验知识库中的声学特征， 判断待检测包裹内的 待检测物品是否损坏。 本发明的有益效果是： 本 发明可以避免在不同的运输环节手动打开和检 查大量的包裹所带来的高昂成本及新损坏风险， 具有廉价易部署， 损坏检测流程自动化且准确率 高的优点。 权利要求书3页 说明书7页 附图3页 CN 115290750 A 2022.11.04 CN 115290750 A 1.一种易碎包裹的非侵入式损坏检测技 术， 其特征在于， 包括： S1、 通过对完整无损的物品及其包裹进行声 波测振， 构建声学 特征先验知识库； S2、 对待检测包裹进行定位， 所述待检测包裹内存在待检测物品； S3、 利用声波测振， 通过信号接收器的一次接收， 计算包裹及内部待检测物品的实时声 学特征； S4、 比对所述实时声学特征与所述声学特征先验知识库中的声学特征， 判断所述待检 测包裹内的待检测物品是否损坏。 2.根据权利要求1所述的一种易碎包裹的非侵入式损坏检测技术， 其特征在于， S1包 括： S101、 信号发生器分别在有包裹和无包裹的场景下发射宽频编码脉冲信号， 信号接收 器分别接收两种场景 下的声波信号； S102、 信号接收器多次接收声波信号， 计算目标包裹的声波信号、 信噪比以及声波信号 的均值和方差； S103、 通过阈值过 滤， 筛选出特定频率范围的声 波回响构建声学 特征。 3.根据权利要求2所述的一种易碎包裹的非侵入式损坏检测技术， 其特征在于， S2包 括： S201、 使用摄像头采集图像， 利用尺度不变特征变换及目标分割技术， 对待检测包裹在 传送带上的坐标位置进行定位； S202、 利用毫米波对 包裹内的待检测物品在待检测包裹中的相对位置进行定位。 4.根据权利要求3所述的一种易碎包裹的非侵入式损坏检测技术， 其特征在于， S4包 括： S401、 设计声学 特征距离的度量方式， 采用L2范式度量 不同声学 特征之间的距离； S402、 计算多次测量的平均声学特征与单次测量声学特征的距离， 确定距离阈值并判 断包裹物品是否损坏。 5.根据权利要求4所述的一种易碎包裹的非侵入式损坏检测技术， 其特征在于， S101 中， 在有包裹的场景中， 信号接收器的接收信号如下式表示： p(t)＝s(t)*seq(t)*h(t)*r(t)*req(t) 其中， p(t)是信号接收器在检测包裹场景下接收到的信号， s(t)是输入到声学换能器 的宽频编码脉冲信号， seq(t)是未知的信号发生器的响应信号， h(t)是目标物品的响应信 号， r(t)是从物体到信号接收器的响应信号， req(t)是信号接收器的未知的响应信号， t表示 时间； 在无包裹的场景中， 信号接收器的接收信号如下式表示： pref(t)＝s(t)*seq(t)*r(t)*req(t) 其中， pref(t)是信号接收器在没有检测包裹场景下收到的参考信号， s(t)是输入到声 学换能器的宽频编码脉冲信号， seq(t)是未知的信号发生器的响应信号， r(t)是从物体到信 号接收器的响应信号， req(t)是信号接收器的未知的响应信号， t 表示时间。 6.根据权利要求5所述的一种易碎包裹的非侵入式损坏检测技术， 其特征在于， S103 中， 通过计算多 次测量声波信号的均值和方差， 筛除频率高于20kHz和低于100Hz的测量结权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115290750 A 2果； 并设置阈值， 删除 超过该阈值的测量结果； 完整物品及其外包装的声学信号特征描 述为{ μ(f), σ(f),c(f)}， 其中f表示经过筛选得到的声波频率， μ(f)、 σ(f)和c(f)分别表示 频率f条件下的信号接收器的接收信号的均值、 方差及信噪比。 7.根据权利要求6所述的一种易碎包裹的非侵入式损坏检测技术， 其特征在于， S201 中， 摄像头采集一张待检测包裹位于传送带上 的图片， 对图像进行尺度不变特征点提取操 作， 将待匹配的包裹物品和场景图像的特征点集进 行匹配； 以欧式距离作为判断标准， 距离 最小的点记为匹配的点； 并通过以下操作消除误匹配的点： 在包裹图像模板上取中心点， 计算每个特征点的位 置向量(Δx,Δy, σv, θv)， 具体计算如下式： 其中， Δx表示中心点与特征点对应的横坐标差， Δy表示中心点与特征点对应的纵坐 标差， σv表示选取中心点的尺度， θv表示选取中心点的主方向， (xsift,ysift)为某个特征点的 坐标， (x0,y0)为图像中心点的坐标， σ0为该特征点所在的尺度， θ0为该特征点的主方向； 模板物体在图像的中心候选点如下式： 其中， X和Y表示中心候选点坐标， σin和σmdl， θin和 θmdl分别表示目标包 裹和场景图像特征的尺度和方向； 利用场景图形的复杂性， 设置阈值， 当区域内的特征点数 量超过该阈值时， 则认为 这是一个目标包裹。 8.根据权利要求7所述的一种易碎包裹的非侵入式损坏检测技术， 其特征在于， S3中， 信号发生器发射一次宽频编码脉冲信号， 信号接 收器接收一次声波信号， 得到信号的信噪 比c(f)和均值 μ(f)， 将待检测包裹的声学 特征描述为{ μ(f),c(f)}。 9.根据权利要求8所述的一种易碎包裹的非侵入式损坏检测技术， 其特征在于， S401 中， 采用L2 距离范式计算声学 特征之间的相似性， 度量声学 特征距离， 其计算方法具体为： 其中， sI和s分别表示完整物品和待检测物品的声学特征， d(sI,s)表示完整物品和待检 测物品的声学特征的距离， cI(f)和c(f)分别表示完整物品和待检测物品在频率f上测量得 到的信噪比， μI(f)和 μ(f)分别表示完整物品和待检测物品在频率f上接收端回想声波的均 值， σI(f)表示完整物品在频率f上接收端多次测量 的回响声波的方差， f为声波频率； 其中 完整物品和待检测物品为同一种类的物品。 10.根据权利要求9所述的一种易碎包裹的非侵入式损坏检测技术， 其特征在于， S402 具体为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115290750 A 3