一种智能一体包装盒及控制方法

技术领域

本发明涉及包装盒技术领域，尤其涉及一种智能一体包装盒及控制方法。

背景技术

现行市场中的商品包装盒形态各异，且逐渐形成包装品牌与产品结合的趋势和潮流。消费者更加看重整体使用商品产品的体验和认知，包装盒则是用户的第一个视觉及触觉体验，在同类商品竞争的同时，包装盒逐渐成为了展现品牌定位和产品质量的标准。由于包装盒材料及制作特性，目前市场上的包装盒都以静态展示为主，很少有能够使产品动态展示的包装盒，特别是针对稀有贵重的物品，在包装盒选择上很是单调，目前少数包装盒上增加了可播放音乐，或者内设亮灯为了让物品得到更好的展示，不但内部构造较为得很复杂，对产品的结构也有很高的要求，更称不上智能包装盒。而在一些特殊的场合中，对于贵重以及特殊物品的包装盒，要尽可能减少人为直接接触，以对贵重以及特殊物品起到一个保护作用。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种智能一体包装盒及控制方法。

为达上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明第一方面提供了一种智能一体包装盒，所述包装盒包括：

箱体，

箱盖，

语音控制模块，通过预先存储用户的声纹数据信息到数据库中，并通过语音控制模块获取环境语音数据信息，并根据所述环境语音数据信息进行控制所述包装盒；

手势控制模块，通过与物联网平台进行通信相连，并通过物联网平台获取预设位置的图像数据信息，并根据所述预设位置的图像数据信息获取手势图像数据信息，基于所述手势图像数据信息控制所述包装盒；

报警模块，与包装盒远程控制终端相连，并对相关用户身份进行识别，并根据相关用户身份的识别结果进行报警。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述箱体内的底部上至少开设有四个安装孔，且每个安装孔中均安装有第一连接件，且所述第一连接件的内部为中空结构，且在所述第一连接件的内部均安装有弹簧，且所述弹簧的上方与弹片固定连接。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，其中，所述弹片的另一端与第二连接件相连，且所述第二连接件的另一端与齿条相连，且所述齿条能够在第一支撑件的凹槽之内进行活动，且所述第一支撑件安装于所述箱体内部的侧壁上，且所述齿条的上方均与支撑顶板相连。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述齿条能够与齿轮进行啮合传动，且所述齿轮由旋转轴所驱动，且所述旋转轴安装于所述第一支撑件上，且在所述旋转轴的两端至少安装两组齿轮。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述箱体内部的上侧固定有第三连接件，且所述第三连接件上设置有通孔，且在所述第三连接件的通孔上方固定有伸缩杆，其中所述伸缩杆的另一端与旋转块相连，且所述旋转块安装于所述箱盖上。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述旋转轴上还固定有卷轮，且所述卷轮上设置有若干绳索，且所述绳索通过第三连接件的通孔与伸缩杆输出端的内部相连，使得通过伸缩杆能够控制齿条进行上下运动。

本发明第二方面提供了一种智能一体包装盒的控制方法，应用于任一项所述的智能一体包装盒，包括以下步骤：

构建声纹数据库，通过获取相关用户的声纹数据信息，并将所述相关用户的声纹数据信息输入到所述声纹数据库的不同空间中进行存储；

通过语音控制模块获取环境在预设时间之内的语音片段数据信息，并通过对所述语音片段数据信息进行预加重、分帧以及加窗处理，获取预处理后的语音片段数据信息；

通过对所述预处理后的语音片段数据信息进行快速傅里叶变换，得到语音片段的频谱数据，并通过梅尔滤波器对所述语音片段的频谱数据进行滤波处理，以获取梅尔频率倒谱系数；

通过将所述梅尔频率倒谱系数输入到所述声纹数据库中进行匹配，当匹配度为预设匹配度时，获取语音片段的特征数据信息，当所述特征数据信息为预设特征数据信息，通过包装盒控制终端控制包装盒启动。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述的一种智能一体包装盒的控制方法，还包括以下步骤：

将包装盒与物联网平台进行连接，并通过物联网平台获取预设范围之内的用户影像数据信息，并通过对所述用户影像数据信息进行去噪以及滤波处理，获取预处理后的用户影像数据信息；

通过特征金字塔对所述预处理后的用户影像数据信息手部动作影像数据信息进行特征提取，获取用户的手部动作影像数据信息，并对所述用户的手部动作影像数据信息进行像素点提取，获取像素点对应的协方差矩阵；

根据所述像素点对应的协方差矩阵进行手势动作识别进行优化，获取优化后的用户手部动作影像数据；

当所述优化后的用户手部动作影像数据为预定的手部动作时，通过包装盒控制终端控制包装盒启动。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，根据所述像素点对应的协方差矩阵进行手势动作识别进行优化，获取优化后的用户手部动作影像数据，具体包括以下步骤：

通过奇异值分解方式对所述像素点对应的协方差矩阵进行特征值分解，得到特征向量按列所组成的的正交矩阵以及对角矩阵；

根据所述正交矩阵以及对角矩阵构成新的坐标系，并对所述像素点进行描述，通过计算所述像素点在新的坐标系所在坐标位置，并获取相应极限位置的像素点所在坐标位置；

将所述相应极限位置的像素点所在坐标位置重新映射到原世界坐标系中，并将相应极限位置的像素点以外的像素点重新映射到原世界坐标系中，生成处理后的用户手部动作影像数据；

通过对每一个时刻的所述处理后的用户手部动作影像数据进行拼接处理，获取优化后的用户手部动作影像数据。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，当所述优化后的用户手部动作影像数据为预定的手部动作时，通过包装盒控制终端控制包装盒启动，具体包括以下步骤：

获取相关用户的人脸资料数据信息，并将所述相关用户的基本资料数据信息存储到声纹数据库中；

当所述优化后的用户手部动作影像数据为预定的手部动作时，则进一步通过物联网平台获取用户的人脸数据信息；

通过与所述声纹数据库中的相关用户的人脸资料数据信息进行对比，得到偏差率；

当所述偏差率不大于预设偏差率时，则通过包装盒控制终端控制包装盒启动。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，具备以下有益效果：

本发明通过设置语音控制模块以及手势控制模块，通过语音控制模块能够根据用户的声纹数据以及用户的手势动作进行自动控制，能够尽可能避免用户直接与包装盒内的物品直接接触。当通过手势进行控制包装盒时，通过奇异分解方式对像素点对应的协方差矩阵进行特征值分解，能够对真实环境中因相机视场中的角度不同，手势动作图像中手部动作可能存在较大范围的冗余的情况进行手势动作识别图像的优化，提高了对手势识别的识别精度，从而提高了包装盒手势控制模块的控制精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1示出了一种智能化一体包装盒的整体结构示意图；

图2示出了一种智能化一体包装盒的立体结构示意图；

图3示出了一种智能化一体包装盒的部分结构示意图；

图4示出了一种智能化一体包装盒的部分剖面结构示意图；

图5示出了一种智能化一体包装盒的控制方法的第一方法流程图；

图6示出了一种智能化一体包装盒的控制方法的第二方法流程图；

图7示出了一种智能化一体包装盒的控制方法的第三方法流程图；

图8示出了一种智能化一体包装盒的控制方法的第四方法流程图。

图中：

1.箱体，2.箱盖，3.第一连接件，4.弹簧，5.弹片，6.第二连接件，7.齿条，8.第一支撑件，9.旋转轴，10.齿轮，11.支撑顶板，12.第三连接件，13.伸缩杆，14.旋转块，15.卷轮，16.绳索，17.LED灯。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

如图1到图4所示，本发明第一方面提供了一种智能一体包装盒，该包装盒包括：箱体1、箱盖2、语音控制模块、手势控制模块以及报警模块，

其中，通过在包装盒控制终端的数据库中存储有相关用户的声纹数据，并通过语音控制模块来获取环境语音数据信息，当相关用户的声纹数据与环境语音数据相匹配时，即进一步通过获取语音片段的特征数据信息，当所述特征数据为预设特征数据信息，通过包装盒控制终端控制包装盒启动。

在本实施例中，由于每个人的声纹数据是确定的，当相关用户的声纹数据与环境语音数据中的声纹数据相匹配时，说明该用户有该权限去控制包装盒，其中，预设特征数据可以用户自行设置，如“打开包装盒”、“开启包装盒”、“关闭包装盒”，本实施例并非仅仅限制该类特征数据信息，只要存在相近或者相似的预设特征数据均可开启或者关闭包装盒。

其次，本发明的手势控制模块通过与物联网平台进行无线通信连接，进而通过物联网平台通过摄像头来获取在包装盒附近位置的图像数据或者影像数据，从而根据在包装盒附近位置的图像数据或者影像数据对手势的动作进行识别，当该手势动作为预定的手势动作时，验证相关人员的身份信息，其中身份信息主要为人脸信息，亦可以为其他的身份信息，如用户输入的指纹信息；当验证为预定好的人员之后，从而能够根据手势对包装盒进行控制。

需要说明的是，通过设置语音控制模块以及手势控制模块，通过语音控制模块能够根据用户的声纹数据以及用户的手势动作进行自动控制，能够尽可能避免用户直接与包装盒内的物品直接接触。

其次，在箱体1内的底部上至少开设有四个安装孔，且每个安装孔中均安装有第一连接件3，其中，第一连接件3的内部为中空结构，且在第一连接件3的内部均安装有弹簧4，弹簧4的上方与弹片5固定连接。而且，在弹片5的上方与第二连接件6固定连接，通过第二连接件6与齿条7相连，而齿条7能够在在第一支撑件8的凹槽之内进行活动，而第一支撑件8上设置旋转轴9，通过旋转轴9的旋转运动，使得旋转轴9能够带动齿轮10，使得齿轮10与齿条7进行啮合传动，使得齿条7能够在第一支撑件8的凹槽内进行升降运动，而齿条的上方与支撑顶板11固定连接，使得支撑顶板11能够做直线的升能够在支撑顶板11降运动，贵重物品可以放置在支撑顶板11上，使得包装盒更加智能化，提高包装盒内物品的展示效果。而通过弹簧4、弹片以及第一连接件3的联合作用，能够在支撑顶板11做直线的升降运动时，起到了一个缓冲的作用，有效地保护了包装盒内的贵重物品。

其次，在箱体1内部的上侧固定有第三连接件12，且所述第三连接件12上设置有通孔，且在所述第三连接件12的通孔上方固定有伸缩杆13，其中所述伸缩杆13的另一端与旋转块14相连，且所述旋转块14安装于所述箱盖2上。以及旋转轴9上还固定有卷轮15，且所述卷轮15上设置有若干绳索16，且所述绳索16通过第三连接件的通孔与伸缩杆13输出端的内部相连，使得通过伸缩杆13能够控制齿条7进行上下运动。

需要说明的是，在本实施例中，通过伸缩杆13的输出端拉动绳索，从而绳索使得旋转轴9以及卷轮15转动，使得在打开箱盖2的同时，支撑顶板11能够做上下运动，只需通过一个动力源就能够实现多个动作，节省了势能以及动能，实现了包装盒的智能化控制，提供一个更好的展示效果给用户。其次，当经过了打开动作之后，弹簧4处于一个拉伸状态，关闭包装盒时，在弹性势能的作用下，能够拉动齿条7向下运动，完成关闭动作。其中，伸缩杆13的动力源可选择蓄电池供电，并在箱体的内部进行安装。

其次，在本实施中，在箱盖的上部还设置有若干LED灯17，包装盒控制终端存储有相关颜色的物品对应的展示色彩，包装盒控制终端能够根据内部的物品的颜色进行自动匹配相应的灯光色彩，如绿色的物体使用白光照射进一步提高视觉效果，而且在包装盒的内部设置有光照传感器，当外界的光照强度低于预设光照强度时，LED灯打开，反之，LED灯关闭，通过本设置能够进一步提供一个更好的物品展示效果。

其次，在箱盖2的内部上还设置有定位仪，所述定位仪能够与包装盒控制终端通过无线的通信方式相连，通过定位仪能够实时追踪包装盒的所在位置，用户可以通过在包装盒控制终端自行设定位置范围阈值，当包装盒的所在位置偏离自行设定位置范围阈值时，自动通过包装盒控制终端通进行报警，用于包装盒丢弃回收或者防盗等情景。

如图5所示，本发明第二方面提供了一种智能一体包装盒的控制方法，应用于任一项所述的智能一体包装盒，包括以下步骤：

S102:构建声纹数据库，通过获取相关用户的声纹数据信息，并将所述相关用户的声纹数据信息输入到所述声纹数据库的不同空间中进行存储；

S104:通过语音控制模块获取环境在预设时间之内的语音片段数据信息，并通过对所述语音片段数据信息进行预加重、分帧以及加窗处理，获取预处理后的语音片段数据信息；

S106:通过对所述预处理后的语音片段数据信息进行快速傅里叶变换，得到语音片段的频谱数据，并通过梅尔滤波器对所述语音片段的频谱数据进行滤波处理，以获取梅尔频率倒谱系数；

S108:通过将所述梅尔频率倒谱系数输入到所述声纹数据库中进行匹配，当匹配度为预设匹配度时，获取语音片段的特征数据信息，当所述特征数据信息为预设特征数据信息，通过包装盒控制终端控制包装盒启动。

需要说明的是，在本实施例中，由于每个人的声纹数据是确定的，当相关用户的声纹数据与环境语音数据中的声纹数据相匹配时，说明该用户有该权限去控制包装盒，其中，预设特征数据可以用户自行设置，如“打开包装盒”、“开启包装盒”、“关闭包装盒”，本实施例并非仅仅限制该类特征数据信息，只要存在相近或者相似的预设特征数据均可开启或者关闭包装盒。其中，语音信号预处理是为了消除一些人类发声器官和语音信号采集设备带来的混叠、高次谐波失真、高频等因素对语音的影响.语音的预处理操作有预加重、分帧、加窗以及端点检测等。梅尔频率倒谱系数由于最适合人耳的语音识别特性和高鲁棒性，已成为说话人识别领域中使用最广泛的语音特征参数。有人每个人都有自身特定的声纹，当匹配度为1时，说明梅尔频率倒谱系数与数据库中声纹数据高度匹配，实现智能化控制。

如图6所示，进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述的一种智能一体包装盒的控制方法，还包括以下步骤：

S202:将包装盒与物联网平台进行连接，并通过物联网平台获取预设范围之内的用户影像数据信息，并通过对所述用户影像数据信息进行去噪以及滤波处理，获取预处理后的用户影像数据信息；

S204:通过特征金字塔对所述预处理后的用户影像数据信息进行手部动作影像数据信息特征提取，获取用户的手部动作影像数据信息，并对所述用户的手部动作影像数据信息进行像素点提取，获取像素点对应的协方差矩阵；

S206:根据所述像素点对应的协方差矩阵进行手势动作识别进行优化，获取优化后的用户手部动作影像数据；

S208:当所述优化后的用户手部动作影像数据为预定的手部动作时，通过包装盒控制终端控制包装盒启动。

需要说明的是，特征金字塔能够裁剪无关的影像数据，从而直接获取到用户的手部影像数据，通过本方式能够减低计算机系统的计算复杂度，从而提高对于手势识别的识别速度。

如图7所示，进一步地，本发明的一个较佳实施例中，根据所述像素点对应的协方差矩阵进行手势动作识别进行优化，获取优化后的用户手部动作影像数据，具体包括以下步骤：

S302:通过奇异值分解方式对所述像素点对应的协方差矩阵进行特征值分解，得到特征向量按列所组成的的正交矩阵以及对角矩阵；

S304:根据所述正交矩阵以及对角矩阵构成新的坐标系，并对所述像素点进行描述，通过计算所述像素点在新的坐标系所在坐标位置，并获取相应极限位置的像素点所在坐标位置；

S306:将所述相应极限位置的像素点所在坐标位置重新映射到原世界坐标系中，并将相应极限位置的像素点以外的像素点重新映射到原世界坐标系中，生成处理后的用户手部动作影像数据；

S308:通过对每一个时刻的所述处理后的用户手部动作影像数据进行拼接处理，获取优化后的用户手部动作影像数据。

需要说明的是，当经过对用户手部的图像数据进行滤波、去噪等方式处理之后，生成了像素点对应的协方差矩阵，通过本方法能够对用户的手部影像进行重建，通过奇异值分解方式能够对真实环境中因相机视场中的角度不同，手势动作图像中手部动作可能存在较大范围的冗余的情况进行手势动作识别图像的优化，从而减小手部的识别范围，从而提高计算机系统对于手势识别的运算速度以及识别精度，从而提高了包装盒手势控制模块的控制精度。其中，在本实施例中，相应极限位置的像素点相当于用户手部的轮廓像素点的坐标位置。

如图8所示，进一步地，本发明的一个较佳实施例中，当所述优化后的用户手部动作影像数据为预定的手部动作时，通过包装盒控制终端控制包装盒启动，具体包括以下步骤：

S402:获取相关用户的人脸资料数据信息，并将所述相关用户的基本资料数据信息存储到声纹数据库中；

S404:当所述优化后的用户手部动作影像数据为预定的手部动作时，则进一步通过物联网平台获取用户的人脸数据信息；

S406:通过与所述声纹数据库中的相关用户的人脸资料数据信息进行对比，得到偏差率；

S408:当所述偏差率不大于预设偏差率时，则通过包装盒控制终端控制包装盒启动。

需要说明的是，当进行手势控制时，从而与用户的人脸数据进行绑定，提高包装盒的控制精细化，实现智能化控制。

综上所述，本发明通过设置语音控制模块以及手势控制模块，通过语音控制模块能够根据用户的声纹数据以及用户的手势动作进行自动控制，能够尽可能避免用户直接与包装盒内的物品直接接触。当通过手势进行控制包装盒时，通过奇异分解方式对像素点对应的协方差矩阵进行特征值分解，能够对真实环境中因相机视场中的角度不同，手势动作图像中手部动作可能存在较大范围的冗余的情况进行手势动作识别图像的优化，提高了对手势识别的识别精度，从而提高了包装盒手势控制模块的控制精度。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术。