具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1至图3，本发明实施例提供了一种物体检测识别装置100，用于对待测物体101的外形尺寸进行识别分类，可以用于工业生产中的产品检验或分类，也可以用于日常生活中的物品分类，比如废品回收处理行业。本实施例中，待测物体101包括但不限于塑料盒、塑料瓶、木块等物体。该物体检测识别装置100包括箱体110、设于箱体110内的装载体120、第一驱动件141和识别组件130，第一驱动件141与装载体120传动连接，装载体120上设有容置部，容置部用于安装待测物体101；箱体110内设有相互独立的第一存储腔10和第二存储腔30，识别组件130位于装载体120的外围，识别组件130用于检测待测物体101的外形参数。若外形参数在预设参数范围内，即待测物体101符合预设要求时，第一驱动件141带动装载体120沿第一方向转动，以使容置部内的待测物体101翻转至第一存储腔10；外形参数在预设参数范围之外，即待测物体101不符合预设要求时，第一驱动件141带动装载体120沿第二方向转动，以使容置部内的待测物体101翻转至第二存储腔30。这样，即可通过对待测物体101的外形识别，实现对待测物体101的分类，具有结构简单，操作方便，制作成本低的优点。

请参考图4和图5，容置部为开设在装载体120上的凹槽123，箱体110上开设有投放口111，投放口111与凹槽123连通。可选地，本实施例中，待测物体101以瓶体如矿泉水瓶等为例进行说明，装载体120为空心柱体，一端具有开口121，另一端设有底盖122，空心柱体的外周面开设凹槽123，开口121与箱体110的投放口111连通，底盖122与第一驱动件141连接。可选地，底盖122与第一驱动件141之间设有过渡连接件125，即第一驱动件141与过渡连接件125连接，过渡连接件125与底盖122连接，这样便于对装载体120和第一驱动件141的更换。凹槽123的长度以及宽度根据目标物体进行设计，并且足以容纳目标物体。

进一步地，识别组件130包括多个间隔设置的检测头，多个检测头沿装载体120的凹槽123分布，用于检测待测物体101的外形参数，外形参数包括长度、宽度和/或高度，即根据不同的分类标准，可以仅检测长度参数，或仅检测宽度参数，或仅检测高度参数，或检测长度、宽度和高度中至少两种参数，这里不作具体限定。多个检测头设于凹槽123的槽口一侧，并沿凹槽123的轴线分布。本实施例中，装载体120开设凹槽123的一侧连接有安装板128，检测头布设于安装板128朝向凹槽123的一侧，安装板128与装载体120之间具有一定的间隔，以确保待测物体101进入凹槽123后不与安装板128以及安装板128上的检测头发生干涉或碰撞。可选地，安装板128上开设有滑槽(图未示)，检测头可滑动地安装在安装板128上，例如，检测头可沿滑槽滑动至合适位置，再通过螺钉紧固或其它方式实现检测头位置的固定。检测头可滑动的安装以便于调整检测头的安装位置，有利于调节相邻检测头之间的距离，布置更加灵活，以适用于不同形状的待测物体101的检测识别，应用场景灵活，应用范围更广。进一步地，检测头可固定在支撑板(图未示)上，支撑板可沿安装板128的滑槽移动，当支撑板移动至确定的安装位置后，通过螺钉或螺栓进行固定，实现检测头的可拆卸连接。此外，支撑板可以设置高度调节件，比如双头螺柱或其它可调连接元件，以实现检测头安装高度的调节，即实现检测头与凹槽123的槽底的距离调节，以适应不同高度的待测物体101的识别。这样，检测头的安装既能实现沿装载体120轴向的距离调节，又能实现沿装载体120径向的调节，适用范围广，安装和使用更加灵活。

容易理解，在其它可选的实施方式中，安装板128也可以省略，检测头可以直接安装在箱体110的内壁，包括但不限于顶壁或侧壁，只要确保能检测到凹槽123内的待测物体101即可。

其中两个检测头(如第一个和第N个)之间的距离为第一参考距离，另两个检测头(如第一个和第M个)之间的距离为第二参考距离，第一参考距离小于第二参考距离；凹槽123内没有待测物体101，检测头检测为空，即所有检测头均未检测到障碍物；凹槽123内有待测物体101，检测头能检测到障碍物，由于检测头间隔设置，检测到障碍物的检测头之间的最大距离用于判断待测物体101的实际长度。若待测物体101的实际长度大于或等于第一参考距离，且小于或等于第二参考距离，表明待测物体101在目标物体范围内，第一驱动件141用于将待测物体101翻转至箱体110的第一存储腔10；若实际长度小于第一参考距离，或大于第二参考距离，表明待测物体101不在目标物体范围内，第一驱动件141用于将待测物体101翻转至箱体110的第二存储腔30。

可选地，检测头上设有指示灯(图未示)，检测头检测到待测物体101，指示灯点亮；检测头未检测到待测物体101，指示灯熄灭。指示灯用于指示检测头是否检测到障碍物，提高用户使用体验。

请参考图6和图7，进一步地，箱体110的投放口111处设有过渡筒115，装载体120与过渡筒115套接，且装载体120与过渡筒115设于同一轴线上，装载体120能相对过渡筒115转动。这里的套接是指装载体120的内表面套设在过渡筒115的外表面，或者装载体120的外表面套设在过渡筒115的内表面。本实施例中，装载体120的外表面套设在过渡筒115的内表面，装载体120的外径小于过渡筒115的内径，过渡筒115的内壁设有连接柱1151，连接柱1151的口径与装载体120的口径相适应，装载体120与连接柱1151连接。这样可实现装载体120和过渡筒115连接后，内壁更加光滑，无台阶结构，在投放待测物体101时，待测物体101从投放口111到达底盖122的过程中下落更顺畅，降低过渡台阶的顿挫感。可选地，过渡筒115通过连接件116与箱体110固定连接。为了更好地时投放口111进入的待测物体101在重力作用下滑落，通常箱体110为正常放置状态，即箱体110的底部所在平面大致为水平面，装载体120的轴线与箱体110的底部平面呈20度至80度的夹角设置。即装载体120倾斜安装，比如倾斜角度为30度、45度、50度或60度等，便于待测物体101沿凹槽123滑落，使得滑落后的待测物体101到达凹槽123的底盖122，以提高外形识别精度。可选地，识别组件130可采用红外传感器、超声波传感器或激光传感器等，第一驱动件141可采用驱动电机，这里不作具体限定。

请参考图8和图9，进一步地，箱体110上还设有回馈机构150，回馈机构150包括吐币机151和/或打印机，吐币机151用于在装载体120内的待测物体101翻转至第一存储腔10的情况下释放硬币1501，打印机用于在装载体120内的待测物体101翻转至第一存储腔10的情况下打印出识别码。比如，该物体检测识别装置100用于自动回收物品的领域中，若有用户向投放口111投入待测物体101，该待测物体101满足预设要求被存储至第一存储腔10后，吐币机151吐出相应数量(一个或多个)的硬币1501，以奖励用户；或者，打印机打印出一张识别码，包括但不限于条形码或二维码，用户可以通过手机或其它移动终端设备进行扫码识别，获得相应的现金或积分等作为奖励。其中，积分可以提现或兑换商品等，这里不作具体限定。吐币机151和打印机可以至少设置一个，也可以同时设置，打印机可以采用市面上现有的条码(或二维码)打印机，这里不作具体限定。

容易理解，若投放的待测物体101不满足预设的要求，即待测物体101被翻转移动至第二存储腔30中，说明该次投放无效，回馈机构150不会做出吐币或条码打印动作。可选地，箱体110上设有与第二存储腔30连通的舍弃口113，第二存储腔30的底面倾斜向下设置，以便于第二存储腔30中的物品在重力作用下从舍弃口113滑出箱体110外，结合图3。

可选的，吐币机151包括储币筒152、托板153、转盘154和第二驱动件155，托板153安装在箱体110内，储币筒152固定在箱体110内壁，且设于托板153的上方，储币筒152为两端均贯通的空心圆柱体，用于存放硬币1501。储币筒152的截面大小与单个硬币1501的大小相适应，即硬币1501在储币筒152中只能以单个堆叠的方式进行存放，最底层的硬币1501位于托板153上。储币筒152的下方距离托板153表面为1至2个硬币1501的厚度，本实施例中，托板153上的第一个硬币1501与储币筒152下方边缘无接触，托板153上的第二个硬币1501并没有完全脱离储币筒152，其有一部分厚度位于储币筒152内。这样设置有利于控制每次只向用户释放一个硬币1501，且最底层的一个硬币1501吐币更顺畅，结构更加可靠。

箱体110上设有与储币筒152连通的储币口156，便于向储币筒152中存放硬币1501。托板153上设有通孔1531，箱体110上设有与通孔1531连通的吐币口157；第二驱动件155与转盘154连接，带动转盘154转动以使转盘154将储币筒152内的硬币1501推出至通孔1531处，并经通孔1531掉落至吐币口157，便于用户取出。可选地，转盘154上设有转轴158，转轴158穿过托板153与第二驱动件155连接，转盘154上设有推动部1543，推动部1543呈弧形，与硬币1501的圆周面相适应，以便于将硬币1501平稳推出。转盘154贴近托板153设置，转盘154的厚度小于或等于一个硬币1501的厚度，使得转盘154转动过程中，每次仅推出一个硬币1501，且推出的硬币1501是位于储币筒152最下方的硬币1501(即托板153上的第一个硬币1501)。当然，在其它可选的实施方式中，若设定每次吐出的硬币1501为两个或多个，则转盘154的厚度应该与设定数量的硬币1501的厚度之和相适应，这里不作具体限定。

进一步地，转盘154上开设有缺口1541，箱体110内安装有旋停传感器159，旋停传感器159与第二驱动件155连接，旋停传感器159用于检测缺口1541的位置，以控制第二驱动件155停止转动。本实施例中，转盘154并不是完整的整圆盘，有一部分缺失形成该缺口1541，转轴158为偏心轴，旋停传感器159在默认状态下被转盘154遮挡，当转盘154转动后，转盘154上的缺口1541随之移动，当缺口1541移动至与旋停传感器159相对的位置时，旋停传感器159未被转盘154遮挡，当转盘154继续转动，旋停传感器159再次被转盘154遮挡，此时控制第二驱动件155停止转动，即控制转盘154每次只转动一圈，推动一次硬币1501。一次有效的投放待测物体101，转盘154转动一周，推动最底层的硬币1501移动至通孔1531处，并掉落至吐币口157，完成吐币。容易理解，转盘154推动最底层的硬币1501移动后，储币筒152中的硬币1501在重力作用下下落，原来储币筒152下方倒数第二个硬币1501落到托板153上，等待下一次被转盘154推动。需要说明的是，转盘154上的缺口1541还有多种设置方式，可以是任意形状，这里不作具体限定。

该物体检测识别装置100还包括控制器160，控制器160分别与识别组件130、信号灯、第一驱动件141、旋停传感器159和第二驱动件155连接，第二驱动件155可采用驱动电机，旋停传感器159可采用接近开关、感光传感器或其它传感器，在遮挡和不遮挡的两情况下分别向控制器160发出高电平和低电平信号，以使控制器160控制第二驱动件155停止工作。控制器160用于接收各个检测头的信号，以控制信号灯点亮或熄灭；控制器160还用于根据各个检测头的信号判断待测物体101是否满足预设要求，控制器160内可预先存储判断程序，以控制第一驱动件141顺时针或逆时针转动，对待测物体101进行分类。若待测物体101满足要求，则控制器160控制第一驱动件141启动，带动装载体120沿第一方向如顺时针方向翻转，以使装载体120上的待测物体101掉落至箱体110的第一存储腔10。若待测物体101不满足要求，则控制器160控制第一驱动件141启动，带动装载体120沿第二方向如逆时针方向翻转，以使装载体120上的待测物体101掉落至箱体110的第二存储腔30，实现待测物体101的自动分类。控制器160还用于在待测物体101移动至第一存储腔10后，控制打印机打印识别码，和/或控制吐币机151吐币。

可选地，控制器160可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。当然，控制器160也可以集成为PLC控制器、单片机等，这里不作具体限定。

容易理解，驱动电机可通过蓄电池供电，也可以通过外部电源供电，或者通过太阳能供电装置等，采用蓄电池供电或太阳能供电装置供电，可以不受使用地点的限制，适用范围更广，安装更加方便，便于携带和移动。该物体检测识别装置100结构简单，易于制造，加工成本低，应用场景广泛，识别原理简单，精度高，分类效率高，具有极大的推广应用价值。

本发明实施例还提供一种物体检测识别方法，包括：

获取待测物体101的外形参数；判断外形参数和预设参数；若外形参数在预设参数范围内，则控制第一驱动件141带动装载体120将待测物体101移动至箱体110内的第一存储腔10；若外形参数在预设参数范围外，则控制第一驱动件141带动装载体120将待测物体101移动至箱体110内的第二存储腔30。可选地，该物体检测识别方法可应用于前述的实施例中的物体检测识别装置100，物体检测识别装置100包括箱体110和设于箱体110内的装载体120和识别组件130，装载体120用于安装待测物体101，识别组件130包括多个检测头，多个检测头设置在装载体120的外围。

多个检测头沿第一预设方向布设，以检测待测物体101在第一预设方向上的长度尺寸；预设参数包括第一参考距离和第二参考距离，第一预设方向上，其中两个检测头的之间的距离为第一参考距离，另两个检测头的之间的距离为第二参考距离。若第一预设方向上的长度尺寸大于或等于第一参考距离，且小于或等于第二参考距离，待测物体101移动至第一存储腔10；若第一预设方向上的长度小于第一参考距离，或大于第二参考距离，待测物体101移动至第二存储腔30。

可选地，检测头的数量为四个，沿装载体120的轴线间隔布设，从装载体120的底盖122往开口121的方向，依次为第一检测头131、第二检测头132、第三检测头133和第四检测头134。四个检测头安装在安装板128上，安装板128可与装载体120或箱体110连接，这里不作具体限定。

将第一检测头131和第三检测头133之间的距离作为预设参数中的第一参考距离，将第一检测头131和第四检测头134之间的距离作为预设参数中的第二参考距离。即待测物体101从箱体110的投放口111进入装载体120的凹槽123内，第一检测头131、第二检测头132和第三检测头133同时检测到障碍物，即第一检测头131、第二检测头132和第三检测头133的指示灯同时亮起，第四检测头134未检测到障碍物，第四检测头134的指示灯熄灭，表明待测物体101的长度在符合要求的范围内，此时，控制器160控制驱动电机顺时针转动，将凹槽123内的待测物体101翻转掉落至箱体110的第一存储腔10。

若仅有第一检测头131和第二检测头132检测到障碍物，即第一检测头131和第二检测头132的指示灯亮起，说明待测物体101的长度小于预设参数，不符合要求。若仅有第一检测头131检测到障碍物，即仅有第一检测头131的指示灯亮起，说明待测物体101的长度小于预设参数，不符合要求。若第一检测头131、第二检测头132、第三检测头133和第四检测头134均检测到障碍物，即第一检测头131、第二检测头132、第三检测头133和第四检测头134的指示灯均亮起，说明待测物体101的长度大于预设参数，不符合要求。若检测到障碍物为空，即所有检测头均没有检测到障碍物，不符合要求。若第一检测头131没有检测到障碍物、且其它至少有一个检测头检测到障碍物，表明待测物体101没有下落至装载体120的底盖122处，该情形也不符合要求。上述不符合要求的任意一种情形，控制器160均会控制驱动电机逆时针转动，将凹槽123内的待测物体101翻转掉落至箱体110的第二存储腔30，再从舍弃口113排出箱体110外。

本实施例中采用四个检测头，布设方式简单，能满足待测物体101长度检测的要求，分类识别效率高，安装方便，可操作性强，制造成本低，有利于普及推广应用。需要说明的是，本实施例中仅以四个检测头呈直线布置说明了待测物体101的长度检测原理。在其它可选的实施方式中，检测头的数量也可以是两个、三个、五个、六个或更多个，检测头的布设方式也可以是圆形、椭圆形、方形、菱形或其它任意形状，根据实际检测目标进行灵活设置，这里不作具体限定。

进一步地，该物体检测识别方法还包括在待测物体101移动至第一存储腔10后，触发回馈机构150动作，回馈机构150向箱体110外吐出硬币1501和/或打印出识别码，用于对投放待测物体101的用户的奖励。可选地，吐币机151能够吐出相应数量(一个或多个)的硬币1501，以奖励用户；或者，打印机打印出一张识别码，包括但不限于条形码或二维码，用户可以通过手机或其它移动终端设备进行扫码识别，获得相应的现金或积分等作为奖励。其中，积分可以提现或兑换商品等，这里不作具体限定。

可选地，多个检测头沿第二预设方向布设，以检测待测物体101在第二预设方向上的长度尺寸，比如检测待测物体101的宽度，判断待测物体101的宽度是否满足检测要求；和/或，多个检测头沿第三预设方向布设，以检测待测物体101在第三预设方向上的长度尺寸，比如检测待测物体101的高度或厚度，判断待测物体101的高度或厚度是否满足检测要求。此外，还可以对待测物体101的局部进行检测判断，根据目标参数调整检测头的布局位置，其检测判断原理与上述长度检测原理类似，这里不作具体限定。

容易理解，控制器160存储有预设参数，控制器160用于接收识别组件130检测的外形参数，并将预设参数和外形参数进行比对。若外形参数在预设参数范围内，控制器160用于控制第一驱动件141沿第一方向转动，以使装载体120沿第一方向翻转，将待测物体101移动至第一存储腔10；若外形参数在预设参数范围外，控制器160用于控制第一驱动件141沿第二方向转动，以使装载体120沿第二方向翻转，将待测物体101移动至第二存储腔30。

综上所述，本发明实施例提供了一种物体检测识别装置100和物体检测识别方法，具有以下几个方面的有益效果：

该物体检测识别装置100和物体检测识别方法，能用于待测物体101的快速识别和分类，结构简单紧凑，体积小，便于移动和携带；使用场地不受限制，安装方便，使用灵活性高，分类效率高，可操作性强，制作成本低，并且对投放有效的用户有相应的奖励反馈，有利于实施普及和推广应用。既能解决现有技术中人工分类工作强度大、费时费力的缺陷，又能解决智能图像识别成本高的技术问题。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。