一种智能跟随购物车的制作方法

本发明涉及生活用品，特别地，涉及一种智能跟随购物车。

背景技术：

随着超市在各城市的广泛开张，选择超市购物的百姓也越来越多，不可否认超市在我们生活中扮演着重要的角色。但是超市中也难免存在以下几个问题：

1、在有些大型超市物品很多、面积大，可能会让消费者一时难以准确找到正确路线甚至在超市中迷路。

2、小孩不能像大人一样方便购物，毕竟沉重的购物车对小孩子们来说是挺难使用的，不使用购物车的话，当手中拿了一些物品的时候行动就很不方便了。

3、老年人购物不方便，若老人有老花眼一时难以看清物品信息也会给其购物带来不便，对于行动不便的老年人购物更是存在诸多不便。

4、在消费者把购物车推到停车场后装卸完物品，购物车随便放置也会给其他路人造成不便，对此还需要雇佣专门人员收集使用后的购物车。

针对现有技术中购物车导致购物不便的问题，目前尚未有有效的解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种智能跟随购物车，允许购物车自动跟随人类移动，方便购物。

基于上述目的，本发明提供的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种智能跟随购物车，包括：

车体，用于盛放物品；

方向获取装置，设置于车体前方，用于以基于周围的方式获取被跟随者相对于购物车的方向信息；

距离获取装置，设置于车体前方，用于获取被跟随者相对于购物车的距离信息；

控制装置，连接至方向获取装置与距离获取装置，用于根据被跟随者相对于购物车的方向与距离信息控制生成驱动命令；

驱动装置，设置于车体下方，连接至控制装置，用于根据驱动命令使购物车向被跟随者运动。

其中，方向获取装置包括：

成像模块，用于连续获取购物车行进方向上的影像信息；

识别模块，连接至成像模块，用于从影像信息上识别出被跟随者的影像，并以基于周围的方式获取被跟随者相对于购物车的方向信息。

并且，识别模块包括：

分块单元，用于对影像信息进行分块；

特征单元，用于从影像信息中依次指定每个像素，为像素构建像素区域使用归一化方法将像素区域处理为归一化结果，并计算获得对于指定像素基于周围的局部特征；

分组单元，用于根据对于指定像素的局部特征，将指定像素归入固定的组中，被归入同一个固定的组中的指定像素被视为具有相同类型纹理的图像；

对照单元，用于将每个组的纹理类型与被跟随者的影像进行对比，确定被跟随者在影像信息上的运动方向。

并且，分块单元还用于：

将影像信息无残留地分割为多个像素块，N个像素块均是正方形像素集合；

使用归一化方法处理多个像素块，获得多个像素块的归一化结果，并计算多个像素块的归一化结果的平均值。

并且，特征单元用于：

从影像信息中依次选定每个像素；

以指定像素为中心，从影像信息中选取到多个邻域像素，多个邻域像素到指定像素的距离均为定值；

分别以多个邻域像素中的每一个为中心，从影像信息中截取出多个邻域块，多个邻域块是分别以每个邻域像素为中心的正方形像素集合；

使用归一化方法处理多个邻域块，获得多个邻域块的归一化结果，并计算多个邻域块的归一化结果的平均值；

根据多个邻域块的归一化结果与多个邻域块的归一化结果的平均值，获得对于指定像素的基于周围的局部特征。

同时，距离获取装置包括：

发射模块，用于向被跟随者方向发射电磁信号；

接收模块，连接至发射模块，用于接收被跟随者反射的电磁信号，并根据反射信号获取被跟随者相对于购物车的距离信息。

另外，控制装置包括：

采集模块，用于接收被跟随者相对于购物车的方向与距离信息；

转动计算模块，用于根据被跟随者相对于购物车的方向信息计算出购物车应当转动的角度与方向；

平动计算模块，用于根据被跟随者相对于购物车的距离信息计算出购物车应当保持的速度；

输出模块，连接至转动计算模块与平动计算模块，用于根据购物车应当转动的角度与方向、应当保持的速度生成驱动命令。

并且，转动计算模块根据被跟随者相对于购物车的方向信息计算出购物车应当转动的角度与方向包括：

在被跟随者相对于购物车的方向角大于边界限制时，以最大转动角度向被跟随者所在方向转动；

在被跟随者相对于购物车的方向角小于边界限制且大于误差范围时，以标准转动角度向被跟随者所在方向转动；

在被跟随者相对于购物车的方向角小于误差范围时，不进行转动。

同时，平动计算模块根据被跟随者相对于购物车的距离信息计算出购物车应当保持的速度包括：

在被跟随者相对于购物车的距离大于跟踪距离时，以追赶速度向被跟随者所在位置运动；

在被跟随者相对于购物车的距离小于跟踪距离且大于安全距离时，以跟随速度向被跟随者所在位置运动；

在被跟随者相对于购物车的距离小于安全距离时，保持静止。

上述车体为购物筐；方向获取装置为摄像头与单片机的组合；距离获取装置为激光头与激光接收器的组合；驱动装置为电动轮。

从上面所述可以看出，本发明提供的技术方案通过使用方向获取装置与距离获取装置获取被跟随者相对于购物车的方向与距离，并以此控制驱动装置使购物车向被跟随者运动的技术手段，允许购物车自动跟随人类移动，方便购物。

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的附图。

图1为根据本发明实施例的一种智能跟随购物车的结构图；

图2为根据本发明实施例的一种智能跟随购物车的识别模块的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，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一步进行清楚、完整、详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种智能跟随购物车。

如图1所示，根据本发明的实施例的提供了一种智能跟随购物车包括：

车体11，用于盛放物品；

方向获取装置12，设置于车体前方，用于以基于周围的方式获取被跟随者相对于购物车的方向信息；

距离获取装置13，设置于车体前方，用于获取被跟随者相对于购物车的距离信息；

控制装置14，连接至方向获取装置与距离获取装置，用于根据被跟随者相对于购物车的方向与距离信息控制生成驱动命令；

驱动装置15，设置于车体下方，连接至控制装置，用于根据驱动命令使购物车向被跟随者运动。

其中，方向获取装置包括：

成像模块，用于连续获取购物车行进方向上的影像信息；

识别模块，连接至成像模块，用于从影像信息上识别出被跟随者的影像，并以基于周围的方式获取被跟随者相对于购物车的方向信息。

如图2所示，识别模块包括：

分块单元21，用于对影像信息进行分块；

特征单元22，用于从影像信息中依次指定每个像素，为像素构建像素区域使用归一化方法将像素区域处理为归一化结果，并计算获得对于指定像素基于周围的局部特征；

分组单元23，用于根据对于指定像素的局部特征，将指定像素归入固定的组中，被归入同一个固定的组中的指定像素被视为具有相同类型纹理的图像；

对照单元24，用于将每个组的纹理类型与被跟随者的影像进行对比，确定被跟随者在影像信息上的运动方向。

并且，分块单元还用于：

将影像信息无残留地分割为多个像素块，N个像素块均是正方形像素集合；

使用归一化方法处理多个像素块，获得多个像素块的归一化结果，并计算多个像素块的归一化结果的平均值。

并且，特征单元用于：

从影像信息中依次选定每个像素；

以指定像素为中心，从影像信息中选取到多个邻域像素，多个邻域像素到指定像素的距离均为定值；

分别以多个邻域像素中的每一个为中心，从影像信息中截取出多个邻域块，多个邻域块是分别以每个邻域像素为中心的正方形像素集合；

使用归一化方法处理多个邻域块，获得多个邻域块的归一化结果，并计算多个邻域块的归一化结果的平均值；

根据多个邻域块的归一化结果与多个邻域块的归一化结果的平均值，获得对于指定像素的基于周围的局部特征。

具体地，特征单元的工作流程如下：

从影像信息中依次选定每个像素x_c；

以指定像素x_c为中心，从影像信息中选取到p个邻域像素x_r，p，n，p个邻域像素x_r，p，n到指定像素x_c的距离均为r，其中n分别取[0，p-1]内的p个整数；

分别以p个邻域像素x_r，p，n中的每一个为中心，从影像信息中截取出p个邻域块p个邻域块都是尺寸为w_r×w_r的、分别以每个邻域像素x_r，p，n为中心的正方形像素集合；

使用归一化方法φ处理p个邻域块获得p个邻域块的归一化结果并计算p个邻域块的归一化结果的平均值

根据p个邻域块的归一化结果与p个邻域块的归一化结果的平均值获得对于指定像素x_c的基于周围的局部特征RELBP_NI_r，p(x_c)

$RELBP\_{\mathrm{NI}}_{r,p}\left(x_c\right)=\underset{n=0}{\overset{p-1}{\Σ}}s\left(\mathrm{\φ}\left({\mathrm{\χ}}_{r,p,w_r,n}\right)-{\mathrm{\μ}}_{r,p,w_r}\right)2^n$

其中，

同时，距离获取装置包括：

发射模块，用于向被跟随者方向发射电磁信号；

接收模块，连接至发射模块，用于接收被跟随者反射的电磁信号，并根据反射信号获取被跟随者相对于购物车的距离信息。

另外，控制装置包括：

采集模块，用于接收被跟随者相对于购物车的方向与距离信息；

转动计算模块，用于根据被跟随者相对于购物车的方向信息计算出购物车应当转动的角度与方向；

平动计算模块，用于根据被跟随者相对于购物车的距离信息计算出购物车应当保持的速度；

输出模块，连接至转动计算模块与平动计算模块，用于根据购物车应当转动的角度与方向、应当保持的速度生成驱动命令。

并且，转动计算模块根据被跟随者相对于购物车的方向信息计算出购物车应当转动的角度与方向包括：

在被跟随者相对于购物车的方向角大于边界限制时，以最大转动角度向被跟随者所在方向转动；

在被跟随者相对于购物车的方向角小于边界限制且大于误差范围时，以标准转动角度向被跟随者所在方向转动；

在被跟随者相对于购物车的方向角小于误差范围时，不进行转动。

同时，平动计算模块根据被跟随者相对于购物车的距离信息计算出购物车应当保持的速度包括：

在被跟随者相对于购物车的距离大于跟踪距离时，以追赶速度向被跟随者所在位置运动；

在被跟随者相对于购物车的距离小于跟踪距离且大于安全距离时，以跟随速度向被跟随者所在位置运动；

在被跟随者相对于购物车的距离小于安全距离时，保持静止。

上述车体为购物筐；方向获取装置为摄像头与单片机的组合；距离获取装置为激光头与激光接收器的组合；驱动装置为电动轮。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过使用方向获取装置与距离获取装置获取被跟随者相对于购物车的方向与距离，并以此控制驱动装置使购物车向被跟随者运动的技术手段，允许购物车自动跟随人类移动，方便购物。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。