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CN110475222A - 智能购物车系统 - Google Patents

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CN110475222A
CN110475222A CN201910753511.3A CN201910753511A CN110475222A CN 110475222 A CN110475222 A CN 110475222A CN 201910753511 A CN201910753511 A CN 201910753511A CN 110475222 A CN110475222 A CN 110475222A
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李宗信
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Abstract

本发明提供一种智能购物车系统，包括电机控制模块、中控模块、语音人机交互模块和服务器模块，电机控制模块用于根据用户的控制指令对购物车进行智能控制；中控模块用于对所述购物车进行定位测距，并基于定位结构对所述电机控制模块进行控制；语音人机交互模块用于接收和采集用户的语音指令，并根据所述语音指令针对所述电机控制模块进行控制；服务器模块用于进行所述电机控制模块、所述中控模块和所述语音人机交互模块内的信号处理。本发明能够让购物车、超市智能化，能够帮助提高用户的用户体验过程，同时降低目前超市高峰期普遍的排队拥挤情况，提供高质量的导购体验，降低超市方人力成本。

Description

智能购物车系统
技术领域
本发明涉及智能购物技术领域，尤其涉及一种智能购物车系统。
背景技术
目前，随着我国经济水平的快速发展，人民生活水平的不断提高，越来越多的消费者选择去大型购物超市购物消费，超市俨然成为了人们日常生活的一部分。超市中的物品琳琅满目，人们可以在超市中购买到需要的物品。
传统超市中的购物车一般为单纯的载物车辆，而商品的结算由专门设立在超市门口的结算终端来完成。由于受结算终端数量的限制，当顾客购物完成后准备结算商品时就需要排队等待，造成结算速度缓慢，导致顾客时间的浪费，同时给超市的服务质量和管理带来压力，增加人力及设备成本，严重影响超市的收益。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种能让购物车和超市智能化，能够帮助提高用户购物体验过程的智能购物车系统。
为解决上述技术问题，发明提供的智能购物车系统，包括：
电机控制模块，用于根据用户的控制指令对购物车进行智能控制；
中控模块，用于对所述购物车进行定位测距，并基于定位结构对所述电机控制模块进行控制；
语音人机交互模块，用于接收和采集用户的语音指令，并根据所述语音指令针对所述电机控制模块进行控制；
服务器模块，用于进行所述电机控制模块、所述中控模块和所述语音人机交互模块内的信号处理。
优选的，所述电机控制模块包括：
电机MCU；
电机驱动电路，用于控制所述购物车的底盘电机和雷达电机；
雷达数据接口，用于接收来自雷达的点云数据；
九轴姿态传感器，用于计算所述购物车整车车身的姿态信息；
协议通讯接口，用于根据与所述中控模块之间的数据协议进行数据交换。
优选的，所述电机控制模块还包括：
电机程序框架单元，用于以中断触发的方式更新获取所述姿态信息，用于以中断触发的方式获取所述点云数据，用于整合设计雷达的SDK，用于以心跳帧的方式通知所述中控模块运行正常，用于以定位任务的方式采集电机的编码反馈，用于以定时任务的方式进行点云图的计算，用于以定时任务的方式与所述中控模块进行交互通讯，用于与定时任务的方式进行电机的PID控制。
优选的，所述中控模块包括：
中控MCU；
购物定位芯片，用于对所述购物车进行定位测距；
通讯芯片，用于基站与所述购物车上车载标签之间的通讯过程；
语音通讯接口，用于与所述语音人接交互模块之间的通信接口；
电控通讯接口，用于与所述电机控制模块之间的通信接口；
调节接口，用于调试程序；
烧录接口，用于烧录程序。
优选的，所述中控模块还包括：
中控程序框架单元，用于以定时任务的方式获取与所述基站的位置信息，用于以响应心跳帧的方式通知所述中控模块运行正常，用于以常接收的状态结构来自所述基站的数据包，用于以定时任务的方式扫描附件基站。
优选的，所述语音人机交互模块包括：
语音识别器，用于对所述语音指令进行采集和识别；
语音识别MCU；
语音合成器，用于将识别结果和所述购物车的当前状态以语音输出的形式进行播报；
交互按键，用于触发交互过程，防止噪声对语音交互过程的干扰；
SD卡，用于存储音频文件和日记文件；
音频解码芯片，用于解码所述SD卡中的所述音频文件信息，并播放音乐文件。
优选的，所述语音人机交互模块还包括：
语音交互程序框架单元，用于以中断触发的方式进行语音识别过程，用于以访问状态位的方式进行语音合成输出过程，用于以定时任务的形式和所述中控模块进行交互通讯，用于以响应心跳帧的方式通知所述中控模块运行正常，用于以中断触发的方式播放音频文件。
优选的，所述服务器模块包括：
服务器；
网口芯片，用于与所述服务器的后台进行数据交换；
室内定位芯片，用于实现所述购物车的室内定位功能；
无线通讯器，用于向所述购物车上的标签发送指令数据。
优选的，所述服务器模块还包括：
服务器程序框架单元，用于在初始化阶段进行信标的扫描，用于以定时任务中断触发的方式与标签进行交互通讯，用于以堵塞灯带的方式与所述服务器的后台进行数据交换，用于以心跳帧的方式通知所述服务器后台其运行正常，用于以中断触发的方式进行室内定位测量。
优选的，所述智能购物车系统还包括存储模块和状态灯模块，所述存储模块用于满足接收程序的内存需求和参数的存储需求。
与相关技术相比较，本发明提供的智能购物车系统具有如下有益效果：能够让购物车、超市智能化，能够帮助提高用户的用户体验过程，同时降低目前超市高峰期普遍的排队拥挤情况，提供高质量的导购体验，降低超市方人力成本，提高超市的科技感，帮助统计用户的消费情况，记录用户消费数据，分析后即可做到更好的广告定点投放，促进消费，一站式平台管理，减轻超市方的管理成本。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的智能购物车系统的结构示意图；
图2为图1中电机控制模块的结构示意图；
图3为图1中中控模块的结构示意图；
图4为图1中语音人机交互模块的结构示意图；
图5为图1中服务器模块的结构示意图；
图6为本发明第二实施例提供的智能购物车系统的结构示意图；
主要元素符号说明
智能购物车系统 100 电机控制模块 10
电机MCU 11 电机驱动电路 12
雷达数据接口 13 九轴姿态传感器 14
协议通讯接口 15 电机程序框架单元 16
中控模块 20 中控MCU 21
购物定位芯片 22 通讯芯片 23
语音通讯接口 24 电控通讯接口 25
调节接口 26 烧录接口 27
中控程序框架单元 28 语音人机交互模块 30
语音识别器 31 语音识别MCU 32
语音合成器 33 交互按键 34
SD卡 35 音频解码芯片 36
语音交互程序框架单元 37 服务器模块 40
服务器 41 网口芯片 42
室内定位芯片 43 无线通讯器 44
服务器程序框架单元 45 存储模块 50
状态灯模块 60
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
请参阅图1，是本发明第一实施例提供的智能购物车系统100的结构示意图，包括：电机控制模块10、中控模块20、语音人机交互模块30和服务器模块40，其中：
电机控制模块10，用于根据用户的控制指令对购物车进行智能控制，具体的，可以通过采用语音指令、按键指令或手势指令的方式对应控制购物车上不同电机的使用状态，以使实现对购物车的行驶控制，该行驶控制包括控制前进、后退、掉头和跟随等控制操作。
中控模块20，用于对所述购物车进行定位测距，并基于定位结构对所述电机控制模块10进行控制；语音人机交互模块30，用于接收和采集用户的语音指令，并根据所述语音指令针对所述电机控制模块10进行控制；服务器模块40，用于进行所述电机控制模块10、所述中控模块20和所述语音人机交互模块30内的信号处理。
具体的，请参阅图2至图5，所述电机控制模块10包括：电机MCU11；电机驱动电路12，用于控制所述购物车的底盘电机和雷达电机；雷达数据接口13，用于接收来自雷达的点云数据；九轴姿态传感器14，用于计算所述购物车整车车身的姿态信息；协议通讯接口15，用于根据与所述中控模块20之间的数据协议进行数据交换。优选的，所述电机控制模块10还包括：电机程序框架单元16，用于以中断触发的方式更新获取所述姿态信息，用于以中断触发的方式获取所述点云数据，用于整合设计雷达的SDK，用于以心跳帧的方式通知所述中控模块20运行正常，用于以定位任务的方式采集电机的编码反馈，用于以定时任务的方式进行点云图的计算，用于以定时任务的方式与所述中控模块20进行交互通讯，用于与定时任务的方式进行电机的PID控制。
本实施例中，所述中控模块20包括：中控MCU21；购物定位芯片22，用于对所述购物车进行定位测距；通讯芯片23，用于基站与所述购物车上车载标签之间的通讯过程；语音通讯接口24，用于与所述语音人接交互模块之间的通信接口；电控通讯接口25，用于与所述电机控制模块10之间的通信接口；调节接口26，用于调试程序；烧录接口27，用于烧录程序。优选的，所述中控模块20还包括：中控程序框架单元28，用于以定时任务的方式获取与所述基站的位置信息，用于以响应心跳帧的方式通知所述中控模块20运行正常，用于以常接收的状态结构来自所述基站的数据包，用于以定时任务的方式扫描附件基站。
此外，本实施例中，所述语音人机交互模块30包括：语音识别器31，用于对所述语音指令进行采集和识别；语音识别MCU32；语音合成器33，用于将识别结果和所述购物车的当前状态以语音输出的形式进行播报；交互按键34，用于触发交互过程，防止噪声对语音交互过程的干扰；SD卡35，用于存储音频文件和日记文件；音频解码芯片36，用于解码所述SD卡35中的所述音频文件信息，并播放音乐文件。优选的，所述语音人机交互模块30还包括：语音交互程序框架单元37，用于以中断触发的方式进行语音识别过程，用于以访问状态位的方式进行语音合成输出过程，用于以定时任务的形式和所述中控模块20进行交互通讯，用于以响应心跳帧的方式通知所述中控模块20运行正常，用于以中断触发的方式播放音频文件。
具体的，本实施例中，所述服务器模块40包括：服务器41；网口芯片42，用于与所述服务器41的后台进行数据交换；室内定位芯片43，用于实现所述购物车的室内定位功能；无线通讯器44，用于向所述购物车上的标签发送指令数据。优选的，所述服务器模块40还包括：服务器程序框架单元45，用于在初始化阶段进行信标的扫描，用于以定时任务中断触发的方式与标签进行交互通讯，用于以堵塞灯带的方式与所述服务器41的后台进行数据交换，用于以心跳帧的方式通知所述服务器41后台其运行正常，用于以中断触发的方式进行室内定位测量。
本实施例中，本系统是依靠现在高速发展的物联网技术、大数据技术、自动化控制、室内定位技术搭建起来的智能系统。该系统主要由以下部分组成：服务器41(处理下层上传的数据信息)、前端操作界面(超市/商场管理者使用)、基站群(用于连接系统单元和服务器41的数据中转站)、系统单元(智能购物车、手持标签、其他单元、用于实现系统功能的单元)，本实施例中，将系统分为三层：1、核心层(由服务器41和前端操作界面组成)、2、转接层(由基站群系统组成)、3、实现层(由系统单元组成)。
需要说明的是，本实施例中，服务器41与基站之间通过TCP网络协议进行网络连接，基站与系统单元之间通过UWB超宽带无线通信，室内定位功能通过TOF算法结合TDOA的算法进行融合补偿，实现高精度和高反馈频率的定位反馈，自动清算功能是购物车中设计的主要功能之一，是对于自动清算的设计，在购物结束之后，触发清算功能，即可让购物车代替用户进行清算，在最后只需要用户支付购物金额即可，定位转换标定功能由于得到的数据只有二维的定位信息，为无方向性的标量信息，因此需要通过结合地球磁场方位计算出购物车的方向矢量，进而实现跟随控制，跟随控制功能通过利用方向和距离的矢量信息反馈来实现跟随功能的控制算法模型，标签区域跨越的信标转化算法设计由于系统单元属于流动性强的单元，而基站是固定安放的单元，因此在系统运作过程中，系统单元和基站的通讯是不持续的，因此需要对系统单元在不同基站区域内的通讯切换算法，购物车组件由于购物车的功能丰富复杂，因此在设计购物车的时候将购物车的硬件分为三大部分：中控、电控、UI(人机交互)。中控是负责处理定位信息以及控制电控和UI的中央控制器，电控是负责电机控制，姿态解算控制，雷达识别扫描控制，UI是负责购物车和用户的交互功能实现。
本实施例中，能够让购物车、超市智能化，能够帮助提高用户的用户体验过程，同时降低目前超市高峰期普遍的排队拥挤情况，提供高质量的导购体验，降低超市方人力成本，提高超市的科技感，帮助统计用户的消费情况，记录用户消费数据，分析后即可做到更好的广告定点投放，促进消费，一站式平台管理，减轻超市方的管理成本。
实施例二
请参阅图6，是本发明第二实施例提供的智能购物车系统100的结构示意图，该第二实施例与第一实施例的结构大抵相同，其区别在于，本实施例中，所述智能购物车系统100还包括存储模块50和状态灯模块60，所述存储模块50用于满足接收程序的内存需求和参数的存储需求，进而防止了由于内存不够所导致的数据处理速度过慢的现象，提高了所述智能购物车系统100的数据处理效率。
具体的，所述存储模块50包括多个存储单元，所述存储单元包括外部SRAM和外部FLASH，所述电机控制模块10、所述中控模块20、所述语音人机交互模块30和所述服务器模块40内均设有所述存储单元。
所述状态灯模块60包括多个灯组，每个所述灯组内均设有至少一个状态灯，所述电机控制模块10、所述中控模块20、所述语音人机交互模块30和所述服务器模块40内均设有所述灯组，通过所述状态灯的设计，有效的方便了工作人员对所述电机控制模块10、所述中控模块20、所述语音人机交互模块30和所述服务器模块40工作状态的查看。本实施例中，能够让购物车、超市智能化，能够帮助提高用户的用户体验过程，同时降低目前超市高峰期普遍的排队拥挤情况，提供高质量的导购体验，降低超市方人力成本，提高超市的科技感，帮助统计用户的消费情况，记录用户消费数据，分析后即可做到更好的广告定点投放，促进消费，一站式平台管理，减轻超市方的管理成本。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、组件的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元或组件完成，即将存储装置的内部结构划分成不同的功能单元或组件，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施方式中的各功能单元、组件可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、组件的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能购物车系统，其特征在于，包括：
电机控制模块，用于根据用户的控制指令对购物车进行智能控制；
中控模块，用于对所述购物车进行定位测距，并基于定位结构对所述电机控制模块进行控制；
语音人机交互模块，用于接收和采集用户的语音指令，并根据所述语音指令针对所述电机控制模块进行控制；
服务器模块，用于进行所述电机控制模块、所述中控模块和所述语音人机交互模块内的信号处理。
2.根据权利要求1所述的智能购物车系统，其特征在于，所述电机控制模块包括：
电机MCU；
电机驱动电路，用于控制所述购物车的底盘电机和雷达电机；
雷达数据接口，用于接收来自雷达的点云数据；
九轴姿态传感器，用于计算所述购物车整车车身的姿态信息；
协议通讯接口，用于根据与所述中控模块之间的数据协议进行数据交换。
3.根据权利要求2所述的智能购物车系统，其特征在于，所述电机控制模块还包括：
电机程序框架单元，用于以中断触发的方式更新获取所述姿态信息，用于以中断触发的方式获取所述点云数据，用于整合设计雷达的SDK，用于以心跳帧的方式通知所述中控模块运行正常，用于以定位任务的方式采集电机的编码反馈，用于以定时任务的方式进行点云图的计算，用于以定时任务的方式与所述中控模块进行交互通讯，用于与定时任务的方式进行电机的PID控制。
4.根据权利要求1所述的智能购物车系统，其特征在于，所述中控模块包括：
中控MCU；
购物定位芯片，用于对所述购物车进行定位测距；
通讯芯片，用于基站与所述购物车上车载标签之间的通讯过程；
语音通讯接口，用于与所述语音人接交互模块之间的通信接口；
电控通讯接口，用于与所述电机控制模块之间的通信接口；
调节接口，用于调试程序；
烧录接口，用于烧录程序。
5.根据权利要求4所述的智能购物车系统，其特征在于，所述中控模块还包括：
中控程序框架单元，用于以定时任务的方式获取与所述基站的位置信息，用于以响应心跳帧的方式通知所述中控模块运行正常，用于以常接收的状态结构来自所述基站的数据包，用于以定时任务的方式扫描附件基站。
6.根据权利要求1所述的智能购物车系统，其特征在于，所述语音人机交互模块包括：
语音识别器，用于对所述语音指令进行采集和识别；
语音识别MCU；
语音合成器，用于将识别结果和所述购物车的当前状态以语音输出的形式进行播报；
交互按键，用于触发交互过程，防止噪声对语音交互过程的干扰；
SD卡，用于存储音频文件和日记文件；
音频解码芯片，用于解码所述SD卡中的所述音频文件信息，并播放音乐文件。
7.根据权利要求6所述的智能购物车系统，其特征在于，所述语音人机交互模块还包括：
语音交互程序框架单元，用于以中断触发的方式进行语音识别过程，用于以访问状态位的方式进行语音合成输出过程，用于以定时任务的形式和所述中控模块进行交互通讯，用于以响应心跳帧的方式通知所述中控模块运行正常，用于以中断触发的方式播放音频文件。
8.根据权利要求1所述的智能购物车系统，其特征在于，所述服务器模块包括：
服务器；
网口芯片，用于与所述服务器的后台进行数据交换；
室内定位芯片，用于实现所述购物车的室内定位功能；
无线通讯器，用于向所述购物车上的标签发送指令数据。
9.根据权利要求8所述的智能购物车系统，其特征在于，所述服务器模块还包括：
服务器程序框架单元，用于在初始化阶段进行信标的扫描，用于以定时任务中断触发的方式与标签进行交互通讯，用于以堵塞灯带的方式与所述服务器的后台进行数据交换，用于以心跳帧的方式通知所述服务器后台其运行正常，用于以中断触发的方式进行室内定位测量。
10.根据权利要求1所述的智能购物车系统，其特征在于，所述智能购物车系统还包括存储模块和状态灯模块，所述存储模块用于满足接收程序的内存需求和参数的存储需求。
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