使用条形码自动扫描的商品结算装置的制作方法

1.本发明作为涉及一种使用条形码自动扫描的商品结算装置，更加详细地涉及一种使用条形码自动扫描的商品结算装置，其对商品的条形码位置进行感测，并且通过机器人臂部抓取商品，将商品移动到条形码扫描装置，从而可通过自动扫描条形码来结算商品。


背景技术：

2.通常，机器人作为一种借助于自己拥有的能力自动地对给予的事情进行处理或操作的机器，机器人的应用领域大体上分为产业用、医疗用、宇宙用、海底用等多种领域。最近，可通过语音或手势等与人类进行交流或互动的交流机器人呈增加趋势。
3.另外，产品生产、出货、运输、装卸、包装、保管、结算等物流的全过程正在尝试实现无人自动化，减少劳动力，提高准确性。当实现物流自动化时，具有减少劳动力带来的费用节省和防止安全事故的效果，可缩短物流所需的时间，进行系统管理。
4.特别是，当在卖场中结算商品时，卖场职员对每一件商品都通过条形码扫描装置进行条形码扫描并进行商品结算，从而导致商品结算所需的时间增加，不必要的恶性顾客等待时间增加，因此问题在于，不仅增加了卖场混乱度，而且因用于结算商品的职员雇佣而导致卖场经营费增加。
5.因此，实情是需要一种能够以无人的方式快速且准确地对客户想要结算的商品进行结算的技术。
6.【先行技术文献】
7.【专利文献】
8.(专利文献0001)韩国公开专利第10-2018-0109107号


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种使用条形码自动扫描的商品结算装置，能够以无人形式快速且准确地对客户想要购买的商品进行条形码扫描，并进行商品结算。
10.本发明的目的不限于以上提及的目的，未提及的本发明的其他目的及优点可通过以下的说明来理解，通过本发明的实施例可以更加明确地理解。另外，可以很容易地发现，本发明的目的和优点可通过权利要求书里示出的手段及其组合来实现。
11.根据本发明的使用条形码自动扫描的商品结算装置可包括：拍摄部，其拍摄商品，并生成商品图像；处理器，其基于商品图像，形成于商品的一侧，并对包括商品价格信息的条形码的条形码位置进行识别；以及机器人臂部，其抓取商品，将商品移动至条形码扫描装置，以扫描条形码。
12.优选地，处理器可基于商品图像，将感测到的条形码位置设定为条形码区域，为了将商品移动至条形码扫描装置，基于商品图像对机器人臂部可抓取的第一抓取区域进行设定。
13.优选地，处理器可对条形码区域和第一抓取区域进行设定，以便条形码区域和第
一抓取区域不重叠。
14.优选地，机器人臂部可对与第一抓取区域相对应的商品的部位进行抓取，并使得商品移动至条形码扫描装置。
15.优选地，若处理器没有感测到条形码位置，则为了以使得条形码向外部露出的形式改变商品的配置状态，可基于商品图像对机器人臂部可抓取的第二抓取区域进行设定。
16.优选地，机器人臂部可通过抓取与第二抓取区域相对应的商品的部位来改变商品的配置状态。
17.优选地，机器人臂部可以以使得与条形码位置的条形码区域相对应的商品的部位与条形码扫描装置面对面的形式使得商品移动。
18.优选地，处理器可基于与商品相对应的商品结算难度信息中一个以上，计算出通过扫描商品的条形码而进行商品结算的手续费。
19.根据本发明的使用条形码自动扫描的商品结算装置，可通过利用人工智能的机器人来进行需要大量的劳动力和人工成本的商品结算过程，从而可节省所需的劳动力和人工成本。
附图说明
20.图1是示出根据本发明的一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置、条形码扫描装置、商品及收银台c的图。
21.图2是根据本发明的一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置的构成模块图。
22.图3是用于说明根据本发明的一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置设定条形码区域及第一抓取区域的过程的图。
23.图4是用于说明根据本发明的一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置为了扫描条形码而抓取商品的过程的图。
24.图5是用于说明根据本发明的一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置为了扫描条形码使得抓取的商品移动至条形码扫描装置的过程的图。
25.图6是用于说明根据本发明的另一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置设定第二抓取区域的过程的图。
26.图7是用于说明根据本发明的另一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置为了使得条形码向外部露出而使得商品移动及旋转的过程的图。
27.标号说明
28.100：使用条形码自动扫描的商品结算装置
29.110：拍摄部
30.120：处理器
31.130：机器人臂部
32.200：条形码扫描装置
具体实施方式
33.以下，参照附图记载本发明的多种实施例。但是，这并不是将本发明限于特定的实
施形态，而是应理解为包括本发明的实施例的多种变更、均等物及/或替代物。关于附图的说明，可相对于类似的构成要素使用类似的参照标号。
34.在本文件中，“具有”、“可具有”、“包括”或“可包括”等表达是指相应的特征(例如：数值、功能、操作或配件等构成要素)的存在，不排除追加性特征的存在。
35.在本文件中，“a或b”、“a或/及b中至少一个”或者“a或/及b中的一个或一个以上”等的表达可包括一起罗列的项目的所有可能的组合。例如，“a或b”、“a及b中至少一个”或“a或b中至少一个”可指称(1)至少包括一个a、(2)至少包括一个b或(3)至少包括一个a及一个b的全部的情况。
36.在本文件中所使用的“第一”、“第二”、“首先”或“其次”等表达可以以与顺序及/或重要程度无关的形式对多种构成要素进行修饰，只用于将一个构成要素与其他构成要素区分开来，不限定相关构成要素。例如，第一用户设备和第二用户设备可以以与顺序或重要程度无关的形式显示不同的用户设备。例如，在不超出本文件记载的权利范围的情况下，第一构成要素可以被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。
37.当提及某种构成要素(例如：第一构成要素)“(可操作地或通信联络地)连接(”或“接入”到其他构成要素(例如：第二构成要素)时，应理解为某种构成要素直接连接到其他构成要素或通过另外的构成要素(例如：第三构成要素)连接到其他构成要素，相反，当某种构成要素(例如：第一构成要素)“直接连接”或“直接接入”到其他构成要素(例如：第二构成要素)时，可理解为在某种构成要素与其他构成要素之间不存在另外的构成要素(例如：第三构成要素)。
38.根据情况的不同，本文件中所使用的表达“以～的形式构成的(或设定的)”，可以与“适合于～”、“具有～的能力”、“以～的形式设计的”、“以～的形式变更的”、“以～的形式制作的”或“可～的”等互换使用。术语“以～的形式构成的(或设定的)”在硬件上不一定只指“特别设计的”。反而，在某种情况下，“以～的形式构成的装置”的表达可以指该装置与其他装置或零件一起“可进行～”。例如，“以执行句子a、b、c的形式构成(或设定)的控制部”可以是指可通过用于执行相应操作的专用处理器(例如：嵌入式处理器)或运行存储在存储器的一个以上的软件程序而执行相应操作的通用处理器(generic-purpose processor)(例如：中央处理器或应用程序处理器)。
39.特别是在本说明书中，“装置”可包括中央处理装置(cpu)、应用处理器(ap)及通信处理器(cp)中的一个以上。
40.在本说明书中，“～装置”是指包括至少一个处理器的所有种类的硬件装置，并且根据实施例，可理解为还包括在相应硬件装置上运行的软件的结构。例如，“～装置”可理解为包括机械驱动装置、智能手机、平板电脑、台式电脑、笔记本电脑及各装置中驱动的客户端及应用，并且不限于此。
41.本文件中所使用的术语只用于说明特定的实施例，可能不是想要限制其他实施例的范围的意图。单数的表达在内容上没有明显不同的意思，可包含多个表达。包括技术的或科学的术语在内，在这里使用的所有术语都与在本文件中记载的技术领域中具有一般知识的人通常所理解的含义具有相同的意义。在本文件所使用的术语中，通常使用的词典中定义的那些术语，可解释为具有与在相关技术的内容中所具有的含义相同或类似的意义，除
非在本文件中明确定义，否则不能解释为理想的或过于形式上的意思。根据情况的不同，即使是本文件中定义的用语，也不能解释为排除本文件的实施例。
42.图1是示出根据本发明的一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置、条形码扫描装置、商品及收银台c的图，图2是根据本发明的一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置的构成模块图。
43.参照图1和图2，根据本发明的一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置100位于卖场内收银台c的一侧，若将顾客想要结算的商品配置于收银台c，则可使得商品移动和旋转，以便条形码扫描装置200扫描设置在商品的一侧的条形码。
44.在此，条形码扫描装置200位于收银台c上部或收银台c的另一侧，通过扫描商品的条形码可获得商品的价格信息。
45.为此，条形码扫描装置200可使用在接收从条形码反射的可见光的输入并对条形码进行扫描的可见光条形码扫描方式及接收从条形码反射的红光的输入并对条形码进行扫描的红光条形码扫描方式中一个以上，但要注意只要从条形码中获得商品的价格信息，扫描方式不会受到限制。
46.另一方面，条形码可印刷在商品的一侧或印刷在塑料材料的标签上，并设置在商品的一侧，也可以以编码的形式显示相应商品的价格信息。此时，条形码可通过代码11方式、代码39方式、代码93方式、代码128方式、upc方式、ean8方式、ean13方式、pdf417方式及数据矩阵方式中的任意一种方式，但要注意只要包含商品价格信息，代码方式不受限制。
47.根据本发明的一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置100在为了使得设置在商品一侧的条形码被条形码扫描装置200扫描而使得商品移动和旋转的过程中，可以以使得条形码尽可能地向外部露出的形式抓取商品的另一侧。
48.为此，根据本发明的一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置100可包括拍摄部110、处理器120和机器人臂部130。
49.拍摄部110可对顾客为结算而配置在收银台c的商品进行拍摄，并生成商品图像。为此，拍摄部110可包括生成图像的相机模块。另外，拍摄部110可包括对商品进行视觉传感的视觉传感相机模块。
50.图3是用于说明根据本发明的一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置设定条形码区域及第一抓取区域的过程的图。
51.若再参照图3，基于商品图像，处理器120可识别设置在商品的一侧并包含商品价格信息的条形码b的条形码位置。
52.此时，处理器120可使用人工智能模型识别条形码位置。具体来说，处理器120可将过去拍摄的多种商品图像和从相应商品图像识别出来的条形码位置作为学习数据来使得人工智能模型学习，将当前配置在收银台c的商品图像作为输入数据输入至人工智能模型，并接收上述的条形码位置的输出作为输出数据。
53.在此，可以将学习了的人工神经网络称为人工智能模型，人工智能模型可用于对新的输入数据而不是学习数据进行结果值的推论，推论的值可用作用于执行某种动作的判断的基础。
54.在这里，人工智能是指对人工智能或可制造该人工智能的方法论进行研究的领域，而机器学习是指对在人工智能领域中涉及的各种问题进行定义，并研究解决该问题的
方法论的领域。机器学习也被定义为通过对某种作业的不断的经验而提高该作业性能的运算法则。
55.人工神经网络(ann:artificial neural network)作为在机器学习中使用的模型，可指通过突触的结合而形成网络的人工神经元(节点)、具有解决问题的能力的整个模型。人工神经网络可由其他层的神经元之间的连接模式、对模型参数进行更新的学习过程和生成输出值的激活函数(activation function)来定义。
56.人工神经网络可包括输入层(input layer)、输出层(output layer)和选择性的一个以上的隐匿层(hidden layer)。每层包括一个以上的神经元，人工神经网络可包括连接神经元和神经元的突触。在人工神经网络中，每个神经元可输出通过突触输入的输入信号、加权值、偏向的活性函数的函数值。
57.模型参数是指通过学习决定的参数，包括突触连接的加权值和神经元的偏向等。此外，超参数是指在机器学习运算法则中学习前必须设置的参数，包括学习率、反复次数、迷你配置大小、初始化函数等。
58.可以说，人工神经网络的学习的目的是决定将损失函数最小化的模型参数。损失函数可用作在人工神经网络的学习过程中用于决定最佳模型参数的指标。
59.机器学习可根据学习方式分为指导学习(supervised learning)、非指导学习(unsupervised learning)、强化学习(reinforcement learning)。
60.指导学习是指在为学习数据赋予标签(label)的状态下使得人工神经网络学习的方法，标签是指当学习数据输入人工神经网络时，人工神经网络需要推论出的正确答案(或结果值)。非指导学习可以是指当学习数据没有被赋予标签的状态下使得人工神经网络学习的方法。强化学习可以是指使得在某种环境下定义的代理程序以选择在各状态下将累积补偿最大化的行动或行动顺序的形式学习的学习方法。
61.在人工神经网络中，由包括多个隐匿层的深层神经网络(dnn:deep neural network)实现的机器学习也被称为“深度学习(deep learning)”，深度学习是机器学习的一部分。在本说明书中，机器学习用作包括深度学习的意义。
62.另一方面，条形码位置可以是以收银台c为xy平面、以从收银台c的高度为z轴的三维坐标空间上的三维区域。
63.之后，处理器120基于商品图像，可以将感测到的条形码位置设定为条形码区域ba。即，处理器120可将识别为条形码位置的三维区域设定为条形码区域ba。处理器120可将条形码区域ba设定为与商品的其它区域相比距离条形码识别装置200最近的区域，同时设定为被机器人臂部130覆盖而不与外部隔绝的区域。
64.即，条形码区域ba可以是商品的条形码b所在的区域、日后距离条形码识别装置200最近的区域及不被机器人臂部130抓取的区域。
65.另一方面，为了使商品移动到条形码扫描装置200，处理器120可基于商品图像设定机器人臂部130可抓取的第一抓取区域ga1。
66.为此，处理器120可基于商品图像识别商品的形状，并将机器人臂部130在结构上可抓取的商品的区域设定为可抓取区域。
67.之后，处理器120可在可抓取区域中除去上述的条形码区域ba，并设定为第一抓取区域ga1。
68.即，处理器120考虑到机器人臂部130的结构和商品的形状，机器人臂部130将可抓取的商品的区域设定为可抓取区域后，为了进行条形码扫描，在可抓取区域中除去条形码区域ba，从而设定第一抓取区域ga1。
69.换句话说，处理器120对条形码区域ba和第一抓取区域ga1进行设定，以避免条形码区域ba和第一抓取区域ga1重叠。
70.由此，机器人臂部130在抓取与第一抓取区域ga1相对应的商品部位时，可以以不遮挡条形码b的形式抓取，从而使商品移动和旋转，使得条形码b被条形码扫描装置200扫描。
71.图4是用于说明根据本发明的一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置为了扫描条形码而抓取商品的过程的图，图5是用于说明根据本发明的一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置为了扫描条形码而使得抓取的商品移动至条形码扫描装置的过程的图。
72.若再参考图4和图5，机器人臂部130可抓取商品，并使商品移动到条形码扫描装置200，以便使得商品的条形码b被扫描。
73.具体来说，机器人臂部130基于从处理器120接收的控制信号来控制操作，并且包括一端固定在支撑部140的机器人臂131及与机器人臂131的另一端相连接的抓取部132。
74.此时，支撑部140的下端固定在与收银台c相邻的地面，上端与机器人臂131的一端相连接，可支撑移动的机器人臂131。
75.另外，抓取部132形成为钳子形状，可构成为对商品的两侧进行加压并抓取商品的形式。
76.这种机器人臂部130可根据处理器120的控制信号控制机器人臂131和抓取部132的操作。
77.具体来说，机器人臂部130可通过机器人臂131和抓取部132抓取与第一抓取区域ga1相对应的商品部位，并使商品移动到条形码扫描装置200。
78.此后，机器人臂部130可通过使商品移动和旋转而使条形码区域ba的条形码与条形码扫描装置200面对面。
79.由此，即使职员不直接将商品的条形码移动到条形码扫描装置200进行条形码扫描，只要顾客在收银台c配置商品，机器人臂部130以不遮挡条形码的形式抓取商品并扫描条形码，从而可迅速地完成商品结算，且无需劳动力。
80.为此，机器人臂部130可构成为能够实现机械的动作。具体来说，机器人臂部130可包括能够进行多项工作的一个以上的关节(或接头)、链节、齿轮等。这种机器人臂部130可包括多个接头和借助于多个接头相互连接的多个链节和使得多个接头旋转的驱动马达。此时，处理器120通过控制驱动马达的操作来控制机器人臂部130，从而机器人臂部130可控制机器人臂131和抓取部132。
81.另一方面，根据本发明的一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置100为了执行上述功能，可包括收发数据、信息及信号的通信部150和储存数据、信息及信号的储存部160。
82.另一方面，处理器120可执行上述各构成要素的操作，并且可包括一个以上的芯体(未示出)和图像处理部(未示出)以及/或与其他构成要素收发信号的连接路径(例如：总线
等)。
83.处理器120可运行存储在存储部180的一个以上的指令，从而执行上述各构成要素的操作。
84.存储部160可存储用于处理和控制处理器120的程序(一个以上的指令)。存储在存储部160的程序可根据功能分为多个模块。
85.图6是用于说明根据本发明的另一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置设定第二抓取区域的过程的图，图7是用于说明根据本发明的另一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置为了使得条形码向外部露出而使得商品移动及旋转的过程的图。
86.参照图6和图7，如果没有从配置于收银台c的商品感测到条形码位置，则为了以使条形码向外部露出的形式改变商品的配置状态，处理器120可基于商品图像设定机器人臂部130可抓取的第二抓取区域ga2。
87.当顾客将商品配置到收银台c时，如图6所示，收银台c的上部面和条形码b接触，当条形码b未向外部露出时，商品的条形码位置可能不会被感测到。
88.此时，处理器120可基于以不可感测条形码位置的形式配置的商品的商品图像，对商品的形状进行识别，将机器人臂部130在结构上可抓取的商品的区域设定为第二抓取区域ga2。
89.之后，机器人臂部130可抓取与第二抓取区域ga2相对应的商品的部位，并改变商品的配置状态以使条形码向外部露出。
90.通过上述的过程，若商品的条形码位置以可感测的形式配置，处理器130可对上述的第一抓取区域ga1重新设定，并且可控制机器人臂部130，以便借助于机器人臂部130抓取与第一抓取区域ga1相对应的商品的部位，使商品移动到条形码扫描装置200。
91.另一方面，根据本发明的另一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置100的处理器120可基于与商品相对应的商品结算难度信息，计算出通过扫描商品的条形码而进行商品结算的手续费。
92.首先，处理器120基于为配置在收银台c的商品的商品图像设定第一抓取区域ga1所需的运算时间，可计算出商品结算难度信息。
93.具体来说，如商品的形状为抓取难度高的形状或条形码的尺寸大于商品的尺寸的情况一样，当为抓取困难的商品设定第一抓取区域ga1时，设定第一抓取区域ga1所需的运算时间可能会增加。
94.因此，随着设定第一抓取区域ga1所需的运算时间增加，处理器120可通过提高商品结算难度信息所显示的商品结算难度而计算出商品结算难度信息。
95.最终，随着商品结算难度信息所显示的商品结算难度增加，处理器120可通过增加相应商品的手续费来计算。
96.在这里，手续费可以是指根据本发明的使用条形码自动扫描的商品结算装置100代替职员扫描商品的条形码并结算商品价格的费用。
97.另一方面，上述的手续费可要求经营卖场的卖场经营者支付，而不是卖场的顾客。
98.另一方面，根据本发明的另一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置100还可包括机器人臂部130对商品的条形码b进行扫描的扫描部。
99.具体来说，在机器人臂部130中包含的抓取部132的一侧可以以与条形码扫描装置200相同的形式配置有对设置在商品的一侧的条形码b进行扫描的扫描部。
100.处理器120通过机器人臂部130的抓取部132抓取商品并使得其移动，从而无需扫描条形码b，便可控制机器人臂部130的操作，使扫描部靠近与条形码区域ba相对应的商品部位，并对商品的条形码b进行扫描。
101.因此，根据本发明的另一个实施例的使用条形码自动扫描的商品结算装置100可节省通过抓取商品将商品移动到条形码扫描装置200所需的时间，直接从配置在收银台c的状态的商品上扫描条形码b，从而迅速地进行商品结算。
102.到目前为止，以优选实施例为中心对本发明进行了观察。理解为在本发明所属的技术领域中，具有一般知识的人在不脱离本发明本质特性的范围内可以以变形的形态实现本发明。因此，所公开的实施例应从说明的角度考虑，而不是有限的观点。本发明的范围显示在权利要求书中，而不是在前述的说明中，应解释为与此同等的范围内的所有差异都包含在本发明。
103.如上所述，虽然本发明通过有限的实施例和图进行了说明，但本发明并不限于此，当然在本发明所属的技术领域具有一般知识的人可以在本发明的技术思想和权利要求书的均等范围内进行多种修改和变形。