KR20140094761A - 식판 음식 자동 계량 및 계산 시스템 - Google Patents

Abstract

식당 이용자들 각각의 식사량에 알맞은 음식 선택을 유도하고 식사량에 따른 합리적인 가격 책정을 개발 목적으로 한다. 이로 인하여 한해 8조원에 이르는 음식물의 쓰레기의 양을 효과적으로 줄임으로써 국내 자연 환경 보호와 자원 절약의 효과를 동시에 기대할 수 있다. 식당에서는 많은 사람들이 동일한 시간대에 한꺼번에 몰린다는 시간적공간적 제약으로 인하여 빠르고 정확한 계산이 필요하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 컴퓨터 비전을 이용한 방식의 도입이 필수적이다. 거리 카메라(거리 정보를 제공하는 카메라)와 칼라 카메라로의 조합으로 얻어진 식판 영상을 분석하여 각각의 음식 영역을 분할한다. 분할된 각 영역의 음식은 그 날 정해진 메뉴와 1:1 매칭을 통하여 음식 종류를 판단하게 된다. 거리 카메라를 이용하여 식판의 부피를 측정하고, 각 음식에 해당하는 부피를 산출한다. 그러면 각각의 음식에 대한 부피 정보로부터 무게 정보 또한 얻을 수 있게 되고, 그에 해당하는 음식물의 칼로리와 해당 가격을 계산하여 출력한다.

Description

식판 음식 자동 계량 및 계산 시스템{METHOD FOR CHECKWEIGHING FOOD AND APPARATUS THEREOF}

본 발명은 음식물의 계량에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식판에 담긴 음식물을 컴퓨터 비젼 시스템을 이용하여 그 종류와 양을 계산하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 공장 자동화의 경우 컨베이어 벨트 위를 이동하는 물체에서 카메라를 이용한 컴퓨터 비전 기술을 이용하여 불량품을 자동으로 분류하고 있다.

또한 택배 회사의 경우 컴퓨터 비전 기술을 이용한 자동화 시스템으로 배송할 택배 물건을 부피별로 분류하기도 한다.

기존의 뷔페식 배식 방법의 문제점은 사용자들이 선택한 음식의 양에 상관없이 같은 금액을 지불하기 때문에 필요이상의 음식을 식판에 담는 경우가 빈번히 생기고, 이로 인한 잔반의 낭비도 심하다.

또한, 이용자들의 식사량의 차이로 인하여 음식물 소비에 대한 식사비 지불에 있어서 불합리하다는 지적이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 음식물을 따로 포장하여 단위 개수당의 가격을 산정하는 방법도 제안되었으나, 이 경우 설거지에 드는 비용이 커진다는 단점이 있다

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 일체형 식판위에 담긴 음식물을 컴퓨터 비젼 시스템을 이용하여 그 종류와 양을 판단하고 계측할 수 있도록 하는 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 일체형 식판위에 담긴 음식물을 컴퓨터 비젼 시스템을 이용하여 그 종류와 양을 판단하고 계측할 수 있도록 하는 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 거리카메라와 컬러카메라로 구성된 컴퓨터 비전 시스템을 이용한 식판 검사 시스템의 구성 방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 칼라 영상으로부터 특징 정보를 추출하여 음식물의 종류를 판단하는 방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 3차원 비전 시스템을 이용하여 음식물의 부피와 무게를 측정하는 방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 컴퓨터 비전 시스템을 이용하여 음식물의 가격을 산정하는 방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 컴퓨터 비전 시스템을 이용하여 음식의 칼로리를 계산하는 방법을 제공한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 식판 음식 자동 계량 및 계산 시스템을 이용할 경우에는, 사용자들이 자신이 먹을 만큼만을 담아 먹게 되므로 남는 음식물의 양을 줄일 수 있다. 이로 인하여 국가적으로 연 8조원에 달하는 음식물 쓰레기의 양을 감소시킬 수 있고, 이는 자원 절약과 자연 보호에 큰 보탬이 될 것으로 예상된다.

또한, 일반적으로 남녀의 식사량에 차이가 있음에도 불구하고 과거 동일한 식비를 지불하던 불합리한 점을 고칠 수 있다. 사용자가 식판에 담은 음식물의 양에 적합한 식비를 지불하게 되므로 합리적인 식비 지출의 효과가 있다.

또한, 컴퓨터 비전 시스템을 이용하여 음식물의 전체 칼로리를 계산하여 LCD 출력부에 보여줌으로써 사용자들로 하여금 알맞은 칼로리 섭취를 유발할 수 있다. 특히 칼로리 조절이 필요한 당뇨 환자나 다이어트에 민감한 여성의 식사량 조절에 도움을 줄 수 있다.

또한, 식당에서는 식권 판매 대신에 본 발명 시스템에서 나오는 결과를 외부 인터페이스를 연결하여 카드식으로 계산할 수 있으므로 빠르고 정확한 식비 수납을 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식판 음식 자동 계산 장치의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 식판 음식 자동 계량 방법의 셋업 모드를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 식판 음식 자동 계량 방법의 검사 모드를 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예에 따르면,

식당 이용자들 각각의 식사량에 알맞은 음식 선택을 유도하고 식사량에 따른 합리적인 가격 책정을 개발 목적으로 한다. 이로 인하여 한해 8조원에 이르는 음식물의 쓰레기의 양을 효과적으로 줄임으로써 국내 자연 환경 보호와 자원 절약의 효과를 동시에 기대할 수 있다.

식당에서는 많은 사람들이 동일한 시간대에 한꺼번에 몰린다는 시간적공간적 제약으로 인하여 빠르고 정확한 계산이 필요하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 컴퓨터 비전을 이용한 방식의 도입이 필수적이다.

거리 카메라(거리 정보를 제공하는 카메라)와 칼라 카메라로의 조합으로 얻어진 식판 영상을 분석하여 각각의 음식 영역을 분할한다. 분할된 각 영역의 음식은 그 날 정해진 메뉴와 1:1 매칭을 통하여 음식 종류를 판단하게 된다. 거리 카메라를 이용하여 식판의 부피를 측정하고, 각 음식에 해당하는 부피를 산출한다. 그러면 각각의 음식에 대한 부피 정보로부터 무게 정보 또한 얻을 수 있게 되고, 그에 해당하는 음식물의 칼로리와 해당 가격을 계산하여 출력한다.

본 발명은 일체형 식판위에 담긴 음식물을 컴퓨터 비젼 시스템을 이용하여 그 종류와 양을 판단하고 계측할 수 있도록 고안된 장치이다. 거리 카메라와 칼라 카메라의 조합을 이용하여 음식이 담긴 식판의 영상을 획득하고, 영상 처리 알고리즘을 이용하여 획득된 영상을 분석함으로써 식판에 담긴 음식물의 위치와 위치별 종류를 판단한다. 또한, 거리 카메라를 이용한 3차원 인식 시스템을 이용하여 식판의 3차원 정보를 획득하여 음식물의 부피를 측정한다. 이로부터 얻어진 정보를 복합적으로 사용하여 식판 위 음식물의 가격과 칼로리를 계산하고 그 결과를 출력한다

음식배식업체의 경우 배식되는 음식(식품)을 제안된 시스템을 이용하여 자동으로 측량하여 음식값을 자동으로 계산하고, 이에 대한 과금을 하는 시스템을 이용하여 처리할 수 있다.

본 발명은, 음식배식업체, 식품자제업체, 대기업 및 관공서의 대규모 식당, 자율배색이 이루어지는 일정 규모 이상의 식당 등에서 활용될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식판 음식 자동 계산 장치의 구성을 나타내는 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 식판 음식 자동 계산 장치의 구성은 다음과 같다.

<시스템의 구성>

-1 촬영부

-2 LCD 출력부

-3 식판검사대

-4 캐비넷

각 시스템의 역할 < 주요 구성 부분 >

-1 촬영부

i) 거리 카메라와 컬러 카메라의 조합으로 구성된다.

ii) 촬영부는 3차원 부피 측정 및 칼라 영상 획득을 위한 컴퓨터 비전 시스템으로 구성된다. 여기서 얻어진 정보는 컴퓨터로 전송된다.

-2 LCD 출력부

i) 셋업 모드와 검사 모드에서 데이터 처리 결과 출력용으로 사용된다.

-3 식판 검사대

i) 검사할 식판을 올려놓는 곳이다. 센서를 이용하여 식판이 올라왔는지를 감지하여 컴퓨터로 신호를 보내면 컴퓨터는 검사를 시작한다.

-4 캐비넷

i) 컴퓨터, 전원 및 기타 부속 장치를 저장한다. 셋업 모드에서 사용할 수 있도록 키보드와 마우스(또는 트랙볼)을 내장하고, 사용자로부터 간단한 입력을 받을 수 있는 버튼을 포함한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 식판 음식 자동 계량 방법의 셋업 모드를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 셋업 모드는 그 날에 제공되는 음식의 종류와 그에 대한 정보(칼로리, 가격 등)를 입력하는 것을 목적으로 한다. 이는 관리자에 의해서만 조작될 수 있도록 패스워드를 입력하여 접근 가능하도록 설정한다. 관리자가 그 날 제공되는 음식을 종류별로 구분하여 식판에 기준량을 담아서 검사기에 올려놓고 키보드/마우스를 이용하여 프로그램을 동작시키면 프로그램은 3차원 영상과 칼라 영상을 분석하여 음식의 종류별 특징값을 추출한다. 이 후 관리자가 키보드/마우스로 각 음식물의 이름, 칼로리, 가격을 입력하면 그 정보를 데이터베이스에 저장시킨 후 셋업을 마친다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 식판 음식 자동 계량 방법의 검사 모드를 설명하기 위한 흐름도이다.

검사모드에서는 실제 사용자가 음식물이 담긴 식판을 올려놓으면 비젼 시스템을 이용하여 그 가격을 계산한다. 사용자가 식판을 검사기 위에 올려놓으면 검사기 하단에 있는 센서와 칼라 영상 정보를 이용하여 가장 안정된 상태에서 측정을 시작한다. 3차원 비전 시스템이 음식물의 종류와 각각의 부피를 측정하여 그 결과를 검사기 정면에 있는 LCD 모니터로 출력한다.

본 발명에 따른 식판 음식 자동 계량 및 계산 시스템을 이용할 경우에는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

1)음식물 잔반의 낭비 감소

과거 일정액의 식비를 지불한 후 자유롭게 음식을 담을 수 있을 때에는 넉넉하게 음식을 담는 관행이 있었으나, 본 발명이 도입되면 사용자들이 자신이 먹을 만큼만을 담아 먹게 되므로 남는 음식물의 양을 줄일 수 있다. 이로 인하여 국가적으로 연 8조원에 달하는 음식물 쓰레기의 양을 감소시킬 수 있고, 이는 자원 절약과 자연 보호에 큰 보탬이 될 것으로 예상된다.

2)식사량에 합리적인 식비 지출

일반적으로 남녀의 식사량에 차이가 있음에도 불구하고 과거 동일한 식비를 지불하던 불합리한 점을 고칠 수 있다. 사용자가 식판에 담은 음식물의 양에 적합한 식비를 지불하게 되므로 합리적인 식비 지출의 효과가 있다.

3)실사 칼로리 표시로 인한 식사 조절 효과

본 발명 시스템이 컴퓨터 비전 시스템을 이용하여 음식물의 전체 칼로리를 계산하여 LCD 출력부에 보여줌으로써 사용자들로 하여금 알맞은 칼로리 섭취를 유발할 수 있다. 특히 칼로리 조절이 필요한 당뇨 환자나 다이어트에 민감한 여성의 식사량 조절에 도움을 줄 수 있다.

4)식당에서의 빠르고 정확한 식비 수납

식당에서는 식권 판매 대신에 본 발명 시스템에서 나오는 결과를 외부 인터페이스를 연결하여 카드식으로 계산할 수 있으므로 빠르고 정확한 식비 수납을 할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 거리카메라와 컬러카메라로 구성된 컴퓨터 비전 시스템을 이용한 식판 검사 시스템의 구성 방법.
2. 칼라 영상으로부터 특징 정보를 추출하여 음식물의 종류를 판단하는 방법.
3. 3차원 비전 시스템을 이용하여 음식물의 부피와 무게를 측정하는 방법.
4. 컴퓨터 비전 시스템을 이용하여 음식물의 가격을 산정하는 방법.
5. 컴퓨터 비전 시스템을 이용하여 음식의 칼로리를 계산하는 방법.

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