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技術 食堂料金精算装置、認識マーク付き印刷物及び認識マークの読み取り方法

出願人 パナソニック株式会社
発明者 小川由晴
出願日 2000年9月12日 (20年3ヶ月経過) 出願番号 2000-275994
公開日 2002年3月29日 (18年8ヶ月経過) 公開番号 2002-092746
状態 未査定
技術分野 金銭登録機・受付機 金銭登録機・受付機 デジタルマーク記録担体 特定用途計算機 記録担体の読み取り
主要キーワード 始まり最後 Y座標 反射波情報 中心データ 料理内容 面積演算 料理提供 磁気面
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年3月29日)のものです。
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図面 (13)

課題

簡単かつ安価な構成で、食堂料金精算を自動化して食堂業務の作業効率の向上を図る食堂料金精算装置を提供する。

解決手段

カメラ32はトレイ置き筐体31に置かれたトレイ2上の複数の食器1の映像を取り込む。パターン検出認識部34は食器1に予め定めた規則で付された認識マークをそれぞれ抽出し、トレイ2上の全ての食器1のパターン番号解読する。精算演算部36は、パターン検出認識部34で解読されたパターン番号に対応するデータ(料理名、価格等)を、予め登録記憶しているメモリ部35から読み出して、料理名、単価カロリーおよび合計金額等の情報を表示部37を介して表示する。そして、カード読書部38を用いて、各種カードから利用者情報等を読み込んで、演算精算部36で算出された料金の精算を行う。

概要

背景

周知のように、カフェテリア方式食堂では、次のような手順によって利用者料理が提供される。利用者は、好みの料理が盛り付けられた食器を1個または2個以上選出してトレイ上へ載せて、そのトレイを料金精算場所まで持ち運ぶ。そして、食堂の精算担当者は、利用者が運んできたトレイ上に載せられた料理または食器を目視にて判別し、レジスターキーを押下すること等で料理の合計金額を算出して、利用者に料金の精算を要求する。しかし、このような精算業務では、精算担当者が目視にて各料理を判別するため、利用者の料金精算に1名当たり15秒程度の時間が必要となり、業務効率が悪くなるという問題がある。また、精算担当者として、精算業務を習熟した人員を配置する必要があり、人員の確保が困難であると共に、コスト高要因となっていることも問題である。

そこで、近年、上記問題を解決するために、食器に料理を盛り付けた状態の画像パターンを予め登録しておき、料金精算場所でトレイ上に載せられた料理をカメラにてモニタし、モニタした画像と登録されている画像パターンとを画像処理技術を用いて照合し、この照合結果に基づいて料理を判別する方式が考案されている。また、その他には食器に予め定められたLC共振タグを装着しておき、料金精算場所でトレイ上に載せられた食器のLC共振タグからの反射波情報を読み込み、その情報に基づいて料理を判断する方式が考案されている。(例えば、特開平8−44794号公報)。更に、その他には、食器に予め定められたバーコードを貼着しておき、料金精算場所でトレイ上に載せられた食器のバーコード情報を読み込み、その情報に基づき料理を判別する方式が考案されている。(例えば、特開平7−182567号公報)。

概要

簡単かつ安価な構成で、食堂の料金精算を自動化して食堂業務の作業効率の向上を図る食堂料金精算装置を提供する。

カメラ32はトレイ置き筐体31に置かれたトレイ2上の複数の食器1の映像を取り込む。パターン検出認識部34は食器1に予め定めた規則で付された認識マークをそれぞれ抽出し、トレイ2上の全ての食器1のパターン番号解読する。精算演算部36は、パターン検出認識部34で解読されたパターン番号に対応するデータ(料理名、価格等)を、予め登録記憶しているメモリ部35から読み出して、料理名、単価カロリーおよび合計金額等の情報を表示部37を介して表示する。そして、カード読書部38を用いて、各種カードから利用者情報等を読み込んで、演算精算部36で算出された料金の精算を行う。

目的

それ故、本発明の目的は、簡単かつ安価な構成を用いて、食堂の料金精算を自動化して食堂業務の作業効率の向上を図る食堂料金精算システムを提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

料理名や価格等に基づいて予め定められた種類毎にそれぞれ異なるパターン認識マークが底面に付された複数の食器と、1個または複数個の前記食器を載せるための透明または半透明の材料で形成されたトレイとを用いて、前記トレイに載せられた前記食器に付されている前記認識マークを判断して料理の料金精算を行う食料金精算装置であって、前記トレイに載せられた前記食器の底面に付されている前記認識マークの画像を下方向から取り込むカメラと、前記トレイの下方向から前記認識マークに光を照射する光源と、前記カメラによって取り込まれた画像から前記認識マークのパターンを検出するパターン検出手段と、予め定められた複数種類のパターン毎に少なくとも料理の価格に関するデータを格納した記憶手段と、前記パターン検出手段で検出されたパターンに対応する前記データを前記記憶手段から読み出して自動的に料理の合計金額演算する料金演算手段とを備えたことを特徴とする食堂料金精算装置。

請求項2

カメラによって取り込まれた画像データ中各図形の大きさを判別する面積演算手段を備え、パターン検出手段は、前記面積演算手段で判別した各図形の大きさに応じてつけられた重み付け値の総和を算出し、又図形の数を判別し、前記重み付け値の総和と図形の数が等しければその値をパターン番号とすることを特徴とする請求項1に記載の食堂料金精算装置。

請求項3

カメラによって取り込まれた画像データ中各図形の大きさを判別する面積演算手段と、前記画像データから各図形の左上と右下の図形をそれぞれ基準点として検出する基準点検出手段を備え、パターン検出手段は、画像データ中の上下の図形群を各々グループとし、前記面積演算手段で判別した各図形の大きさに応じてつけられた重み付け値と前記基準点検出手段で得られた基準点をもとに、上のグループは基準点を最上位桁とし以下右方向の図形毎桁数を減じて対応させたときの各図形の重み付け値を各桁の値てとしてパターン番号を算出し、下のグループは基準点を最上位桁とし以下左方向の図形毎に桁数を減じて対応させたときの各図形の重み付け値を各桁の値としてパターン番号を算出し、前記上のグループのパターン番号と前記下のグループのパターン番号が等しければその値をパターン番号とすることを特徴とする請求項1に記載の食堂料金精算装置。

請求項4

カメラによって取り込まれた画像データ中大きさの異なる同心円の組み合わせからなる認識マークを読み取る際に、前記同心円の中心部を判別する基準点検出手段を備え、パターン検出手段は、前記基準点検出手段で検出した前記同心円の中心から任意方向読み取りを所定の間隔で行ない、前記同心円の中心部に設けられた黒丸パターンの半径単位サイズとして認識マークのパターンを判別し、その値を元にパターン番号を算出することを特徴とする請求項1に記載の食堂料金精算装置。

請求項5

利用者所有する電子決済可能なカードを利用出来る料金精算手段を更に備え、前記カードにて料金精算のみならず、利用した料理のカロリ−情報や多様な情報を記憶管理する手段を備えたことを特徴とする請求項1から請求項4に記載の食堂料金精算装置。

請求項6

一つ又は複数の丸図形等の図形の組み合わせからなる認識マークが印刷された印刷物であって、印刷物上の各図形の大きさに応じてつけられた重み付け値の総和と認識マークの個数が等しくなるように印刷された認識マーク付き印刷物。

請求項7

大きさの異なる同心円の組み合わせからなる認識マークが印刷された印刷物であって、前記同心円の数及び/又は大きさの違いから認識マークのパターンを判別可能とした認識マーク付き印刷物。

請求項8

一つ又は複数の丸図形等の対称性を有する図形の組み合わせからなる認識マークが印刷された印刷物の認識マークの読み取り方法であって、印刷物上の各図形の大きさを判別後各図形の大きさに応じてつけられた重み付け値の総和を算出し、印刷物上の各図形の数を判別し、前記重み付け値の総和と図形の数が等しければその値をパターン番号とすることを特徴とする認識マークの読み取り方法。

請求項9

複数の丸図形等の対称性を有する図形の組み合わせからなる認識マークが印刷された印刷物の認識マークの読み取り方法であって、印刷物上に印刷された各図形の大きさを判別して、各図形の大きさに応じてつけられた重み付け値を得、各図形の左上と右下の図形をそれぞれ基準点とし、又、上下の図形の集団を各々グループとし、上のグループは基準点を最上位桁とし以下右方向の図形毎に桁数を減じて対応させたときの各図形の重み付け値を各桁の値てとしてパターン番号を算出し、下のグループは基準点を最上位桁とし以下左方向の図形毎に桁数を減じて対応させたときの各図形の重み付け値を各桁の値としてパターン番号を算出し、前記上のグループのパターン番号と前記下のグループのパターン番号が等しければその値をパターン番号とすることを特徴とする認識マークの読み取り方法。

請求項10

大きさの異なる同心円の組み合わせからなる認識マークが印刷された印刷物の認識マークの読み取り方法であって、前記同心円の中心から任意方向へ読み取りを所定の間隔で行ない、前記同心円の中心部に設けられた黒丸パターンの半径を単位サイズとして認識マークのパターンを判別し、その値を元にパターン番号を算出することを特徴とする認識マークの読み取り方法。

技術分野

0001

本発明は食堂料金精算装置に関し、より特定的には、カフェテリア方式の食堂において使用される料金精算業務の自動化を図った装置及びその装置に用いられる各食器に付された料理名や価格を自動認識するための認識マークの付された印刷物及びその読み取り方法に関する。

背景技術

0002

周知のように、カフェテリア方式の食堂では、次のような手順によって利用者へ料理が提供される。利用者は、好みの料理が盛り付けられた食器を1個または2個以上選出してトレイ上へ載せて、そのトレイを料金精算場所まで持ち運ぶ。そして、食堂の精算担当者は、利用者が運んできたトレイ上に載せられた料理または食器を目視にて判別し、レジスターキーを押下すること等で料理の合計金額を算出して、利用者に料金の精算を要求する。しかし、このような精算業務では、精算担当者が目視にて各料理を判別するため、利用者の料金精算に1名当たり15秒程度の時間が必要となり、業務効率が悪くなるという問題がある。また、精算担当者として、精算業務を習熟した人員を配置する必要があり、人員の確保が困難であると共に、コスト高要因となっていることも問題である。

0003

そこで、近年、上記問題を解決するために、食器に料理を盛り付けた状態の画像パターンを予め登録しておき、料金精算場所でトレイ上に載せられた料理をカメラにてモニタし、モニタした画像と登録されている画像パターンとを画像処理技術を用いて照合し、この照合結果に基づいて料理を判別する方式が考案されている。また、その他には食器に予め定められたLC共振タグを装着しておき、料金精算場所でトレイ上に載せられた食器のLC共振タグからの反射波情報を読み込み、その情報に基づいて料理を判断する方式が考案されている。(例えば、特開平8−44794号公報)。更に、その他には、食器に予め定められたバーコードを貼着しておき、料金精算場所でトレイ上に載せられた食器のバーコード情報を読み込み、その情報に基づき料理を判別する方式が考案されている。(例えば、特開平7−182567号公報)。

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記画像処理を用いて料理を判別する従来の方式では、料理の盛り付け状態が予め登録されている画像パターンと異なってしまうと、正確に照合できなくなるという問題を残している。更に、この方式では、料理の画像パターンの登録及び料理の盛り付け状態の徹底等に、多大な時間を要するのみならず、高速に画像処理ができる機器を必要とするため、導入価格を高騰させている。

0005

また、上記LC共振タグを用いて料理を判別する従来の方式では、食堂で使用する食器のすべてにLC共振タグを装着する必要があるため、設備投資が膨大となることが問題である。しかもこの方式では、LC共振タグからの反射波を受信するために高精度なアンテナが多数必要であり、かつ、その構成が複雑となることから、導入価格を高騰させている。

0006

また、上記バーコードを用いて料理を判別する従来の方式では、食器に貼着されているバーコードの情報を、バーコードリーダーを用いて1ヶ1ヶ読み込ませなければならないため、精算担当者にとって手間がかかることが問題である。

0007

それ故、本発明の目的は、簡単かつ安価な構成を用いて、食堂の料金精算を自動化して食堂業務の作業効率の向上を図る食堂料金精算システムを提供することである。

課題を解決するための手段

0008

第1の発明は、料理名や価格等に基づいて予め定められた種類毎にそれぞれ異なるパターンの認識マークが底面に付された複数の食器と、1個または複数個の前記食器を載せるための透明または半透明の材料で形成されたトレイとを用いて、前記トレイに載せられた前記食器に付されている前記認識マークを判断して料理の料金精算を行う食堂料金精算装置であって、前記トレイに載せられた前記食器の底面に付されている前記認識マークの画像を下方向から取り込むカメラと、前記トレイの下方向から前記認識マークに光を照射する光源と、前記カメラによって取り込まれた画像から前記認識マークのパターンを検出するパターン検出手段と、予め定められた複数種類のパターン毎に少なくとも料理の価格に関するデータを格納した記憶手段と、前記パターン検出手段で検出されたパターンに対応する前記データを前記記憶手段から読み出して自動的に料理の合計金額を演算する料金演算手段とを備えたことを特徴とする食堂料金精算装置である。

0009

第2の発明は、第1の発明において、カメラによって取り込まれた画像データ中各図形の大きさを判別する面積演算手段を備え、パターン検出手段は、前記面積演算手段で判別した各図形の大きさに応じてつけられた重み付け値の総和を算出し、又図形の数を判別し、前記重み付け値の総和と図形の数が等しければその値をパターン番号とすることを特徴とする。

0010

第3の発明は、第1の発明において、カメラによって取り込まれた画像データ中各図形の大きさを判別する面積演算手段と、前記画像データから各図形の左上と右下の図形をそれぞれ基準点として検出する基準点検出手段を備え、パターン検出手段は、画像データ中の上下の図形群を各々グループとし、前記面積演算手段で判別した各図形の大きさに応じてつけられた重み付け値と前記基準点検出手段で得られた基準点をもとに、上のグループは基準点を最上位桁とし以下右方向の図形毎桁数を減じて対応させたときの各図形の重み付け値を各桁の値てとしてパターン番号を算出し、下のグループは基準点を最上位桁とし以下左方向の図形毎に桁数を減じて対応させたときの各図形の重み付け値を各桁の値としてパターン番号を算出し、前記上のグループのパターン番号と前記下のグループのパターン番号が等しければその値をパターン番号とすることを特徴とする。

0011

第4の発明は、第1の発明において、カメラによって取り込まれた画像データ中大きさの異なる同心円の組み合わせからなる認識マークを読み取る際に、前記同心円の中心部を判別する基準点検出手段を備え、パターン検出手段は、前記基準点検出手段で検出した前記同心円の中心から任意方向読み取りを所定の間隔で行ない、前記同心円の中心部に設けられた黒丸パターンの半径単位サイズとして認識マークのパターンを判別し、その値を元にパターン番号を算出することを特徴とする。

0012

上記のように、第2から第4の発明は、本発明の食堂料金精算装置に用いられる認識マークに関する発明であって、本発明の食堂料金精算装置を簡単かつ安価に実現することが可能となる。

0013

第5の発明は、第1〜第4の発明に属する発明であって食堂料金精算装置は、利用者が所有する電子決済可能なカードを利用出来る料金精算手段をさらに備え、料金演算部はカードにて料金精算のみならず、利用した料理のカロリ−情報などを記憶管理することを特徴とする。

0014

これにより、料金精算場所に人員を配置することなく、無人で料理の料金精算を行うことが可能となり、更に、各個人の摂取した料理のカロリーデータを記憶管理することにより健康管理を行うことが可能となる。

発明を実施するための最良の形態

0015

(第1の実施形態)図1は本発明の実施の形態1における食堂料金精算システムの構成を示すブロック図である。

0016

図1において、第1の実施形態に係る食堂料金精算システムは、複数の食器1と、透明または半透明のトレイ2と、食堂料金精算装置3とで構成される。食堂料金精算装置3は、トレイ置き筐体31と、カメラ32と、光源33と、パターン検出認識部34と、メモリ部35と、精算演算部36と、表示部37と、カード読書部38を備える。

0017

まず、本発明の第1の実施形態に係る食堂料金精算システムの各構成の概要を説明する。

0018

複数の食器1の底面(料理が盛り付けられない面)には、予め定められた規則に従って、後述する認識マークがそれぞれ付加されている。トレイ2は透明または半透明の材質成形されており、食器1に付された認識マークが透け見える。このトレイ2には、1個または2個以上の食器1が載せられる。トレイ置き筐体31は、トレイ2を置くための台であって、トレイ2と接する部分が透明な材質で、他の部分が光を遮断する材質で構成されている。カメラ32は、トレイ置き筐体31内の下部に設置されており、トレイ置き筐体31上に置かれたトレイ2の画像を下方向より取り込む。光源33は、トレイ置き筐体31内の下部に設置されており、食器1の底面に光を照射する。

0019

次に、上記構成による第1の実施形態に係る食堂料金精算システムにおいて行う初期設定及び料金精算動作を具体的に説明する。

0020

1.システム稼働前の初期設定
(1)料理内容や価格等によって判別したい種類毎に、認識マークのパターンを決定する。図2は、認識マークのパターンの一例を示す図であり、黒丸(●印)の図形を幾つ用いるかによってパターン分けがされている。図2では、それぞれ黒丸が1〜4個で構成される4つのパターン(左から順にパターン番号1〜4とする)に分けられている。パターン数を増やしたい時は、この黒丸の数を増やせばよい。なお、パターン分けには、黒丸以外の図形を用いてもよいし、文字数字を用いてもよい。
(2)各パターンを構成する単位図形図2の例では黒丸)をパターン検出認識部34に、パターン番号に対応するデータをメモリ部35に、それぞれ登録する。
(3)各パターン番号の認識マークを、対応する食器2の底面にそれぞれ付する。
(4)システムを設置する場所に直射日光があたる場合、半透明(認識マークは読める透明度)のトレイ2を使用することで外光侵入を防ぐことが出来る。

0021

2.システム稼働時の料理提供
(1)決定したパターンに従い、調理された料理を、該当するパターンの認識マークが付された食器1に盛り付ける。
(2)この料理が盛り付けられた食器1は、利用者が選択できるカウンタ等に陳列される。

0022

3.システム稼働時の料金精算動作
(1)利用者は、好みの料理が盛り付けられた食器1を幾つか選択し、トレイ2上に載せる。
(2)料理の選択を終了した利用者は、トレイ置き筐体31へトレイ2を置く。
(3)カメラ32が、トレイ2上の食器1の画像を下方向から取り込む。この画像の取り込みは、トレイ2およびトレイ置き筐体31におけるトレイ2と接する部分が透明な材質で成形されていることにより可能となる。
(4)パターン検出認識部34が、カメラ32で取り込まれた画像から食器1の底面に付されている認識マークを、画像処理によって抽出する。そして、パターン検出認識部34は、トレイ2上の全ての食器1について、抽出した認識マークのパターン番号を解読する。例えば、図2のような黒丸図形の個数でパターン分けがされている場合には、以下のようなパターン番号を解読する。

0023

図2に示したようなパターン分けの場合、各パターンを構成する黒丸(単位図形)は中心データ黒値であって黒丸の周辺データ白値となる。また、この黒丸は、食器1がどの方向に置かれても丸形状は変わらない。従って、カメラ32で取り込まれた画像から中心が黒値で周辺部が白値であるデータの検出を行うことで容易に黒丸の位置を検出することができる(パターンマッチング)。

0024

次に、パターンマッチング処理後の画像に基づいて、パターン番号の解読を行う。これは、中心となる位置(各黒丸のX、Y座標平均値から求めればよい)から、予め定めた一定範囲内にある黒丸の数をカウントすることで、容易に行うことができる。図3の例では、パターン番号1の食器が2枚、パターン番号2の食器が1枚、パターン番号3の食器が1枚である。このようにして、食器のパターン番号および数量を容易に認識することができる。
(5)演算精算部36は、パターン検出認識部34で解読されたパターンに対応するデータを、メモリ部35から各々読み出して演算処理する。
(6)精算演算部36は、必要に応じて、料理名、カロリー単価、合計金額を表示部37を介して表示する。また、精算演算部36は、利用者が提示したカードから必要な情報をカード読書部38を介して読み出して、料金を精算する。

0025

この一連の動作により、本発明の第1の実施形態に係る食堂料金精算システムでは、高速に料金の精算を行うことが出来る。また、カードによる精算が可能なカード読書部38を用いる場合には、料金精算場所に人員を配置することなく無人で料金の精算を行うことが可能となる。

0026

(第2の実施形態)図4は本発明の実施の形態2における食堂料金精算システムの構成を示すブロック図である。図4において、第2の実施の形態に係る食堂料金精算システムは、複数の食器4と、トレイ2と、食堂料金精算装置5とで構成される。食堂料金精算装置5は、トレイ置き筐体31と、カメラ32と、光源33と、パターン検出認識部51と、面積演算部52と、メモリ部35と、精算演算部36と、表示部37と、カード読書部38を備える。

0027

図4において、第2の実施形態に係る食堂料金精算システムは、上記第1の実施の形態に係る食堂料金精算システムの食器1を食器4に代え、パターン検出認識部34をパターン検出認識部51に代え、面積演算部52をさらに加えた構成である。なお、第2の実施形態に係る食堂料金精算システムの他の構成は、上記第1の実施形態に係る食堂料金精算システムの構成と同様であるので、当該他の構成については、同一の参照番号を付して説明を省略する。

0028

複数の食器4の底面には、予め定められた規則に従って、後述する認識マークがそれぞれ付加されている。面積演算部52は認識マークの黒丸の面積を演算する。

0029

次に、上記構成による第2の実施形態に係る食堂料金精算システムにおいて行う初期設定および料金精算動作を具体的に説明する。

0030

1.システム稼働前の初期設定
(1)料理内容や価格等によって判別したい種類毎に、認識マークのパターンを決定する。図5は、認識マークのパターンの一例を示す図であり、黒丸(●印)の図形を幾つ用いるかによってパターン分けがされている。また、3種類の大きさの異なる黒丸を用いて各黒丸に重み付けをしている。一番大きな黒丸は2、一番小さい黒丸は1,中間の大きさの黒は0とする。図5では、それぞれ黒丸が2〜5個で構成される4つのパターン(パターン番号2〜5)に分けられている。例えば、パターン番号2の場合、一番大きな黒丸=重み付け2が1個と、中間の大きさの黒丸=重み付け0が1個で構成されている。従って、重み付けの数を加算すると2となる。また、パターン番号2は黒丸2個で構成されているので単純に黒丸の数をカウントした場合、2となる。このように黒丸の面積の違いから求めた場合と単純に黒丸の数をカウントした場合とで値が同じになり、該値を比較することで検出制度を高めることが出来る。例えば、パターン番号5の場合、一番大きな黒丸=重み付け2が2個と、中間の大きさの黒丸=重み付け0が2個と一番小さい黒丸=重み付け1が1個とで構成されている。従って、重み付けの数を加算すると5となる。また、パターン番号5は黒丸5個で構成されているので単純に黒丸の数をカウントした場合、5となる。このように黒丸の面積の違いから求めた場合と値が同じになり、値を比較することで検出制度を高めることが出来る。パターン数を増やしたい時は、この黒丸の数を増やせばよい。なお、パターン分けには、黒丸以外の図形を用いてもよい。
(2)各パターンを構成する単位図形(図5の例では大きさの異なる黒丸3種類)をパターン検出認識部51に、パターン番号に対応するデータをメモリ部35に、それぞれ登録する。
(3)各パターン番号の認識マークを、対応する食器2の底面にそれぞれ付する。

0031

2.システム稼働時の料理提供
(1)決定したパターンに従い、調理された料理を、該当するパターンの認識マークが付された食器4に盛り付ける。
(2)この料理が盛り付けられた食器4は、利用者が選択できるカウンタ等に陳列される。

0032

3.システム稼働時の料金精算動作
(1)利用者は、好みの料理が盛り付けられた食器4を幾つか選択し、トレイ2上に載せる。
(2)料理の選択を終了した利用者は、トレイ置き筐体31へトレイ2を置く。
(3)カメラ32が、トレイ2上の食器4の画像を下方向から取り込む。この画像の取り込みは、トレイ2およびトレイ置き筐体31におけるトレイ2と接する部分が透明な材質で成形されていることにより可能となる。
(4)パターン検出認識部51が、カメラ32で取り込まれた画像から食器4の底面に付されている認識マークを、画像処理によって抽出する。そして、パターン検出認識部51は、トレイ2上の全ての食器4について、抽出した認識マークのパターン番号を解読する。例えば、図5のような黒丸図形の個数でパターン分けがされている場合には、以下のようなパターン番号を解読する。

0033

図5に示したようなパターン分けの場合、各パターンを構成する黒丸(単位図形)は中心データが黒値であって黒丸の周辺データは白値となる。また、この黒丸は、食器1がどの方向に置かれても丸形状は変わらない。従って、カメラ32で取り込まれた画像から中心が黒値で周辺部が白値であるデータの検出を行うことで容易に黒丸の位置を検出することができる(パターンマッチング)。

0034

次に、パターンマッチング処理後の画像に基づいて、パターン番号の解読を行う。これは、中心となる位置(各黒丸のX、Y座標の平均値から求めればよい)から、予め定めた一定範囲内にある黒丸の数をカウントすることで、容易に行うことができる。また、この抽出された認識マークのパターン位置(丸図形位置)の位置情報は、パターン検出認識部51から面積演算部52へ送られる。面積演算部52は予め定めた一定範囲内にある黒値の数をカウントすることで、容易に面積を演算することが出来る。そして、面積演算部52はパターン検出認識部51から送られてくるパターン位置の情報に従って、当該位置にある黒丸の面積を演算し、その結果をパターン検出認識部51へ返送する。

0035

パターン検出認識部51は、予め定めた一定範囲内にある黒丸の面積(大きさ)から予め重み付けしてある値を加算しパターン番号を解読する。このように、パターン検出認識部51は2つのやり方でパターン番号を解読し、値が同じ場合のみ検出OKとしパターン番号を有効とする。
(5)演算精算部36は、パターン検出認識部34で解読されたパターンに対応するデータを、メモリ部35から各々読み出して演算処理する。
(6)精算演算部36は、必要に応じて、料理名、カロリー、単価、合計金額を表示部37を介して表示する。また、精算演算部36は、利用者が提示したカードから必要な情報をカード読書部38を介して読み出して、料金を精算する。

0036

この一連の動作により、本発明の第2の実施形態に係る食堂料金精算システムでは、高速かつ高精度に料金の精算を行うことが出来る。また、カードによる精算が可能なカード読書部38を用いる場合には、料金精算場所に人員を配置することなく無人で料金の精算を行うことが可能となる。

0037

(第3の実施形態)図6は本発明の実施の形態3における食堂料金精算システムの構成を示すブロック図である。図6において、第3の実施の形態に係る食堂料金精算システムは、複数の食器6と、トレイ2と、食堂料金精算装置7とで構成される。食堂料金精算装置7は、トレイ置き筐体31と、カメラ32と、光源33と、パターン検出認識部71と、面積演算部72と、基準点検出部73と、メモリ部35と、精算演算部36と、表示部37と、カード読書部38を備える。

0038

図6において、第3の実施形態に係る食堂料金精算システムは、上記第2の実施の形態に係る食堂料金精算システムの食器4を食器6に代え、パターン検出認識部51をパターン検出認識部71に代え、面積演算部52を面積演算部72に代え、さらに基準点検出部73を加えた構成である。なお、第3の実施形態に係る食堂料金精算システムの他の構成は、上記第1と第2の実施形態に係る食堂料金精算システムの構成と同様であるので、当該他の構成については、同一の参照番号を付して説明を省略する。複数の食器6の底面には、予め定められた規則に従って、後述する認識マークがそれぞれ付加されている。面積演算部72は認識マークの黒丸の面積を演算する。

0039

基準点検出部73は認識マークの基準点を検出する。

0040

次に、上記構成による第3の実施形態に係る食堂料金精算システムにおいて行う初期設定および料金精算動作を、具体的に説明する。

0041

1.システム稼働前の初期設定
(1)料理内容や価格等によって判別したい種類毎に、認識マークのパターンを決定する。図7は、認識マークのパターンの一例を示す図であり、黒丸の図形を4つ用いてパターンを構成している。このパターンは各々の黒丸の図形の中心点長方形の各々の角に来るよう配している。また、左右の黒丸がペアになっており、このペアで一つのパターンを表している。また、この認識パターンの左上と右下を基準点としており基準点を2桁目、もう一方を1桁目としている。従って、この認識パターンは上下が逆になっても同一である。

0042

また、10種類の大きさの異なる黒丸を用いて各黒丸に重み付けをしている。一番大きな黒丸は9、一番小さい黒丸は0,中間の大きさの黒丸は小さい順に1から8とする。図7では、一番小さい黒丸=重み付け0と一番大きい黒丸=重み付け9を使用したのでパターン番号09とパターン番号90を表している。この黒丸の組み合わせでパターン番号00からパターン番号99まで表すことが出来る。なお、パターン分けには、黒丸以外の図形を用いてもよい。
(2)各パターンを構成する単位図形(図7の例では大きさの異なる黒丸10種類)をパターン検出認識部71に、パターン番号に対応するデータをメモリ部35に、それぞれ登録する。
(3)各パターン番号の認識マークを、対応する食器6の底面にそれぞれ付する。

0043

2.システム稼働時の料理提供
(1)決定したパターンに従い、調理された料理を、該当するパターンの認識マークが付された食器6に盛り付ける。
(2)この料理が盛り付けられた食器6は、利用者が選択できるカウンタ等に陳列される。

0044

3.システム稼働時の料金精算動作
(1)利用者は、好みの料理が盛り付けられた食器6を幾つか選択し、トレイ2上に載せる。
(2)料理の選択を終了した利用者は、トレイ置き筐体31へトレイ2を置く。
(3)カメラ32が、トレイ2上の食器6の画像を下方向から取り込む。この画像の取り込みは、トレイ2およびトレイ置き筐体31におけるトレイ2と接する部分が透明な材質で成形されていることにより可能となる。
(4)パターン検出認識部71が、カメラ32で取り込まれた画像から食器6の底面に付されている認識マークを、画像処理によって抽出する。そして、パターン検出認識部71は、トレイ2上の全ての食器6について、抽出した認識マークのパターン番号を解読する。例えば、図7のような黒丸図形の4個でパターン分けがされている場合には、以下のようなパターン番号を解読する。

0045

図7に示したようなパターン分けの場合、各パターンを構成する黒丸(単位図形)は中心データが黒値であって黒丸の周辺データは白値となる。また、この黒丸は、食器1がどの方向に置かれても丸形状は変わらない。従って、カメラ32で取り込まれた画像から中心が黒値で周辺部が白値であるデータの検出を行うことで容易に黒丸の位置を検出することができる(パターンマッチング)。

0046

次に、パターンマッチング処理後の画像に基づいて、パターン番号の解読を行う。基準点検出部73の動作を図8を基に説明する。まず、一番左にある黒丸を検出し、他の黒丸との距離を演算する。一番遠い距離を、一番近い距離を、中間の距離をとする。次に一番近い距離の一方の黒丸の位置と中間の距離の一方の黒丸の位置を比較する。一番近い距離の一方の黒丸の位置が中間の距離の一方の黒丸より下側にある場合、この一番左にある黒丸を基準点とし2桁目とし、中間の距離の一方をペアの1桁目の黒丸とする。逆の場合、中間の距離の一方を基準点としペアの2桁目に、この一番左にある黒丸を1桁目とする。この演算により、認識パターンがどの角度でも正確に基準点を検出出来る。次に、この抽出された認識マークのパターン位置(丸図形位置)の位置情報は、パターン検出認識部71から面積演算部72へ送られる。面積演算部72は予め定めた一定範囲内にある黒値の数をカウントすることで、容易に面積を演算することが出来る。そして、面積演算部72はパターン検出認識部71から送られてくるパターン位置の情報に従って、当該位置にある黒丸の面積を演算し、その結果をパターン検出認識部71へ返送する。

0047

パターン検出認識部71は、予め定めた一定範囲内にある黒丸の面積(大きさ)から予め重み付けしてある値を演算し、2桁の数字を求め、パターン番号を解読する。上記では左上を基準に演算する方法について述べたが、同様に右下を基準に演算することにより同じパターン番号を得ることが出来る。このように、パターン検出認識部71はパターン番号を解読し、左上を基準に演算した値と右下を基準に演算した値が同じ場合のみ検出OKとしパターン番号を有効とする。
(5)演算精算部36は、パターン検出認識部34で解読されたパターンに対応するデータを、メモリ部35から各々読み出して演算処理する。
(6)精算演算部36は、必要に応じて、料理名、カロリー、単価、合計金額を表示部37を介して表示する。また、精算演算部36は、利用者が提示したカードから必要な情報をカード読書部38を介して読み出して、料金を精算する。

0048

この一連の動作により、本発明の第3の実施形態に係る食堂料金精算システムでは、高速かつ高精度に料金の精算を行うことが出来る。また、カードによる精算が可能なカード読書部38を用いる場合には、料金精算場所に人員を配置することなく無人で料金の精算を行うことが可能となる。

0049

(第4の実施形態)図9は本発明の実施の形態4における食堂料金精算システムの構成を示すブロック図である。図9において、第4の実施の形態に係る食堂料金精算システムは、複数の食器8と、トレイ2と、食堂料金精算装置9とで構成される。食堂料金精算装置9は、トレイ置き筐体31と、カメラ32と、光源33と、パターン検出認識部91と、基準点検出部92と、メモリ部35と、精算演算部36と、表示部37と、カード読書部38を備える。

0050

図9において、第4の実施形態に係る食堂料金精算システムは、上記第3の実施の形態に係る食堂料金精算システムの食器6を食器8に代え、パターン検出認識部71をパターン検出認識部91に代え、面積演算部52を削除し、さらに基準点検出部73を基準点検出部92に代えた構成である。なお、第4の実施形態に係る食堂料金精算システムの他の構成は、上記第1〜第3の実施形態に係る食堂料金精算システムの構成と同様であるので、当該他の構成については、同一の参照番号を付して説明を省略する。

0051

複数の食器8の底面には、予め定められた規則に従って、後述する認識マークがそれぞれ付加されている。基準点検出部92は認識マークの基準点を検出する。

0052

次に、上記構成による第4の実施形態に係る食堂料金精算システムにおいて行う初期設定および料金精算動作を、具体的に説明する。

0053

1.システム稼働前の初期設定
(1)料理内容や価格等によって判別したい種類毎に、認識マークのパターンを決定する。図10は、認識マークのパターンの一例を示す図であり、中心に黒丸を配した同心円を組み合わせて構成している。また、この同心円の最外周を含む3つは、白黒白のパターンにしている。この、同心円の中心を基準に一方向に一定間隔サンプリングすることで2進数デジタルデータを得ることが出来る。この例の場合、データの最初は黒白(01)で始まり最後は白黒白(101)で終了する。間の5ビットでパターン番号を判断することが出来る。なお、この同心円を増やし、組み合わせを増やせばパターン番号を無限に増やすことが出来る。
(2)各パターンを構成する単位図形(図9の例では黒丸1種類)を基準点検出部92に、パターン番号に対応するデータをメモリ部35に、それぞれ登録する。
(3)各パターン番号の認識マークを、対応する食器8の底面にそれぞれ付する。

0054

2.システム稼働時の料理提供
(1)決定したパターンに従い、調理された料理を、該当するパターンの認識マークが付された食器8に盛り付ける。
(2)この料理が盛り付けられた食器8は、利用者が選択できるカウンタ等に陳列される。

0055

3.システム稼働時の料金精算動作
(1)利用者は、好みの料理が盛り付けられた食器8を幾つか選択し、トレイ2上に載せる。
(2)料理の選択を終了した利用者は、トレイ置き筐体31へトレイ2を置く。
(3)カメラ32が、トレイ2上の食器1の画像を下方向から取り込む。この画像の取り込みは、トレイ2およびトレイ置き筐体31におけるトレイ2と接する部分が透明な材質で成形されていることにより可能となる。
(4)パターン検出認識部91が基準点検出部92を介して、カメラ32で取り込まれた画像から食器8の底面に付されている認識マークを、画像処理によって抽出する。そして、パターン検出認識部91は、トレイ2上の全ての食器8について、抽出した認識マークのパターン番号を解読する。例えば、図10のようなパターン分けがされている場合には、以下のようなパターン番号を解読する。

0056

図10に示したようなパターン分けの場合、各パターンを構成する黒丸(単位図形)は中心データが黒値であって黒丸の周辺データは白値となる。また、この黒丸は、食器8がどの方向に置かれても丸形状は変わらない。従って、カメラ32で取り込まれた画像から中心が黒値で周辺部が白値であるデータの検出を行うことで容易に黒丸の位置を検出することができる(パターンマッチング)。

0057

次に、パターンマッチング処理後の画像に基づいて、パターン番号の解読を行う。パターン検出認識部91の動作を図10を基に説明する。まず、基準点検出部92を介して同心円の中心を検出する。次に、一定方向(例えば左方向)に一定間隔でサンプリングを行い、取り込んだデータが黒値か白値かで0または1の2進数のデータを得る。データの最終は白黒白(101)で終了するので最終までサーチする。サーチしたときに白でも黒でもない値を検出し、その前のデータが101の場合、認識パターンのエリアを終了したと判断することが出来る。

0058

また、データの最終の白黒白(101)のピッチからデータのサンプリング間隔補正することも可能である。サンプリングした2進数のデータからパターン番号を解読する。上記では左側にサーチする方法について述べたが、同様に上、下右、斜めにサーチすることにより同じパターン番号を得ることが出来る。このように、パターン検出認識部91はパターン番号を解読し、異なる2方向にサーチして得た値が同じ場合のみ検出OKとしパターン番号を有効とする。サーチする方向は上下左右斜めのどの方向でも構わない。
(5)演算精算部36は、パターン検出認識部34で解読されたパターンに対応するデータを、メモリ部35から各々読み出して演算処理する。
(6)精算演算部36は、必要に応じて、料理名、カロリー、単価、合計金額を表示部37を介して表示する。また、精算演算部36は、利用者が提示したカードから必要な情報をカード読書部38を介して読み出して、料金を精算する。

0059

この一連の動作により、本発明の第4の実施形態に係る食堂料金精算システムでは、認識パターンが少々汚れていても高速かつ高精度に料金の精算を行うことが出来る。また、カードによる精算が可能なカード読書部38を用いる場合には、料金精算場所に人員を配置することなく無人で料金の精算を行うことが可能となる。

0060

(第5の実施形態)図11は本発明の実施の形態5における食堂料金精算システムの構成を示すブロック図である。図11において、第5の実施の形態に係る食堂料金精算システムは、複数の食器8と、トレイ2と、食堂料金精算装置10とで構成される。食堂料金精算装置10は、トレイ置き筐体31と、カメラ32と、光源33と、パターン検出認識部91と、基準点検出部92と、基準点検出部73と、メモリ部35と、精算演算部36と、表示部37と、カード読書部12を備える。

0061

図11において、第5の実施形態に係る食堂料金精算システムは、上記第4の実施の形態に係る食堂料金精算システムの精算演算部36を精算演算部11に代え、カード読書部38をカード読書部12に代えた構成である。なお、第5の実施形態に係る食堂料金精算システムの他の構成は、上記第1〜第4の実施形態に係る食堂料金精算システムの構成と同様であるので、当該他の構成については、同一の参照番号を付して説明を省略する。

0062

複数の食器8の底面には、予め定められた規則に従って、後述する認識マークがそれぞれ付加されている。基準点検出部92は認識マークの基準点を検出する。

0063

次に、上記構成による第5の実施形態に係る食堂料金精算システムにおいて行う初期設定および料金精算動作を、具体的に説明する。

0064

1.システム稼働前の初期設定
(1)料理内容や価格等によって判別したい種類毎に、認識マークのパターンを決定する。
(2)各パターンを構成する単位図形(図9の例では黒丸1種類)を基準点検出部92に、パターン番号に対応するデータをメモリ部35に、それぞれ登録する。
(3)各パターン番号の認識マークを対応する食器8の底面にそれぞれ付する。

0065

2.システム稼働時の料理提供
(1)決定したパターンに従い、調理された料理を、該当するパターンの認識マークが付された食器8に盛り付ける。
(2)この料理が盛り付けられた食器8は、利用者が選択できるカウンタ等に陳列される。

0066

3.システム稼働時の料金精算動作
(1)利用者は、好みの料理が盛り付けられた食器8を幾つか選択し、トレイ2上に載せる。
(2)料理の選択を終了した利用者は、トレイ置き筐体31へトレイ2を置く。
(3)カメラ32が、トレイ2上の食器1の画像を下方向から取り込む。この画像の取り込みは、トレイ2およびトレイ置き筐体31におけるトレイ2と接する部分が透明な材質で成形されていることにより可能となる。
(4)パターン検出認識部91が基準点検出部92を介して、カメラ32で取り込まれた画像から食器8の底面に付されている認識マークを、画像処理によって抽出する。そして、パターン検出認識部91は、トレイ2上の全ての食器8について、抽出した認識マークのパターン番号を解読する。
(5)演算精算部11は、パターン検出認識部34で解読されたパターンに対応するデータを、メモリ部35から各々読み出して演算処理する。
(6)精算演算部11は、必要に応じて、料理名、カロリー、単価、合計金額を表示部37を介して表示する。また、精算演算部11は、利用者が提示したカードから必要な情報をカード読書部12を介して読み出して、料金を精算する。

0067

また、この時、演算精算部11は、利用者が利用した料理の合計カロリー値や合計金額のデータをカードの磁気面及び表面に書き込む。
(6)利用者は、図12に示すようなカード表面印刷されたデータから、カロリーの摂取状況を瞬時に判断でき、健康管理に利用することが出来る。また、体重、身長年齢性別などの個人データを予めカードに記憶させておけば詳細な健康管理データやメッセージを表示することが出来る。

0068

この一連の動作により、本発明の第5の実施形態に係る食堂料金精算システムでは、認識パターンが少々汚れていても高速かつ高精度に料金の精算を行うことが出来る。また、カードによる精算が可能なカード読書部12を用いる場合には、料金精算場所に人員を配置することなく無人で料金の精算を行うことが可能となる。

0069

また、利用者の健康管理システムとしても活用することが出来る。

0070

なお、以上の各実施の形態においては、認識マークは、食器の底面に付されたもので説明したが、特に食器に限定するもでは無く、紙、プラスチック等の他の平面に印刷された(付された)形態であっても構わない。また、本認識マーク及びその読み取り方法は、各実施の形態における使用に限定されるものでは無い。

発明の効果

0071

以上のように、本発明の各実施形態に係る食堂料金精算システムによれば、食器が載せられたトレイを料金精算装置に置くだけで、利用者が選択した料理を自動的に判別し、その合計金額を算出して精算できる。

0072

これにより、精算担当者が目視にて料理を識別していた従来の方式に比べ、1名当たりにかかる精算時間を大幅に短縮することができる。また、同一の食器が複数個トレイに載せられている場合でも、上述した簡単な構成だけで、トレイに食器を載せた状態で各食器の種類および位置を正確に判別できる。

0073

従って、食堂の精算業務を自動化して、食堂業務の作業内容の改善および作業性の向上が図れる。また、利用者個人の健康管理にも活用できる。

0074

また、本認識マークを使用することにより、簡単な方法で本発明の食堂料金精算装置を簡単かつ安価に実現することが可能となる。

図面の簡単な説明

0075

図1本発明の第1の実施形態に係る食堂料金精算システムの構成を示すブロック図
図2本発明の第1の実施形態に係る食堂料金精算システムに用いられる認識マークのパターンの一例を示す図
図3本発明の第1の実施形態に係る食堂料金精算システムにおけるパターン検出認識部34が行う動作の一例を説明する概念
図4本発明の第2の実施形態に係る食堂料金精算システムの構成を示すブロック図
図5本発明の第2の実施形態に係る食堂料金精算システムに用いられる認識マークのパターンの一例を示す図
図6本発明の第3の実施形態に係る食堂料金精算システムの構成を示すブロック図
図7本発明の第3の実施形態に係る食堂料金精算システムに用いられる認識マークのパターンの一例を示す図
図8本発明の第3の実施形態に係る食堂料金精算システムにおける基準点検出部73が行う動作の一例を説明する概念図
図9本発明の第4の実施形態に係る食堂料金精算システムの構成を示すブロック図
図10本発明の第4の実施形態に係る食堂料金精算システムに用いられる認識マークのパターンの一例を示す図
図11本発明の第5の実施形態に係る食堂料金精算システムの構成を示すブロック図
図12本発明の第5の実施形態に係る食堂料金精算システムに用いられるカードの印字面の一例を示す図

--

0076

1食器
2トレイ
3食堂料金精算装置
36精算演算部
38カード読書部
31 トレイ置き筐体
32カメラ
33光源
34パターン検出認識部
35メモリ部
37 表示部
52面積演算部
73基準点検出部

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