智能购物车及智能购物车管理系统的制作方法

本发明涉及自动控制领域。更具体地，涉及一种智能购物车及智能购物车管理系统。

背景技术

超市中通常会放置便于顾客采购商品的购物车，顾客完成结算并取出商品离开后，购物车常常会被随意停放在超市出口处或收银台出口处等位置，这就需要人工重新收集并集中推回到通常位于超市入口处的购物车的取放区域，但这种方式人工成本高且效率低，可能会出现由于购物车推回不及时导致超市出口处或收银台出口处滞留大量购物车而取放区域购物车数量少的情况。

因此，需要提供一种可实现自动返回的智能购物车及智能购物车管理系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可实现自动返回的智能购物车及智能购物车管理系统。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供了一种智能购物车，包括购物车主体，所述智能购物车包括定位模块、第一控制模块和驱动机构；

所述定位模块，获取智能购物车位置；

所述第一控制模块，实时监测智能购物车位置，并判断是否满足返回条件，满足时根据智能购物车位置和预存的地图数据规划返回路径，并依据返回路径和实时监测得到的智能购物车位置，控制驱动机构驱动智能购物车移动回取放区域，所述返回条件为智能购物车在取放区域之外的位置持续t1时段保持位置不变。

本发明第一方面提供的智能购物车可实现自动返回，节省人工成本且效率高。另外，通过定位结合返回判断条件为在取放区域之外保持位置不变的方式，智能购物车自动返回的自动化程度高，完全不依赖用户的控制。

优选地，所述购物车主体设有扶手，所述智能购物车包括第一压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述扶手上，用于感测所述扶手受到的压力；

所述第一控制模块，还实时监测所述第一压力传感器的输出信号；

所述返回条件还包括所述第一压力传感器的输出信号为零持续t2时段。

采用这种优选方式，第一控制模块可通过对第一压力传感器的输出信号的监测判断有没有用户抓握智能购物车的扶手，如果一段时间内智能购物车位置保持不变且没人抓握扶手则启动返回，这样对于启动返回的判断更为精确。

优选地，所述购物车主体设有储物筐，所述智能购物车包括第二压力传感器，所述第二压力传感器设置于所述储物筐底部；

所述第一控制模块，还实时监测所述第二压力传感器的输出信号；

所述返回条件还包括所述第二压力传感器的输出信号为零持续t3时段。

采用这种优选方式，第一控制模块可通过对第二压力传感器的输出信号的监测判断储物筐中有没有未取走的商品，如果一段时间内智能购物车位置保持不变、没人抓握扶手且储物筐中没有商品则启动返回，这样对于启动返回的判断更为精确。

优选地，所述智能购物车包括返回按键，

所述第一控制模块，还实时监测所述返回按键的输出信号，根据所述返回按键的输出信号控制所述驱动机构驱动智能购物车移动回取放区域。

采用这种优选方式，可通过用户(顾客或工作人员)的控制启动返回，其与自动判断返回结合，在应用上更加灵活便捷。

优选地，所述智能购物车包括摄像头，

所述第一控制模块，还在智能购物车移动回取放区域的过程中实时监测摄像头拍摄的图像，并根据所述图像识别智能购物车行进路线上的障碍物，当识别出智能购物车与行进路线上的障碍物之间的距离小于第一安全阈值时控制驱动机构制动智能购物车。

采用这种优选方式，可实现自动识别障碍并制动，智能购物车自动返回的安全性高，可避免碰撞到刚好处于返回路径的顾客或临时放置于返回路径的物体等。需要说明的是，返回路径是第一控制模块根据智能购物车位置和预存的地图数据规划的，因此返回路径上不会存在长期放置的货柜等障碍物，如果出现超市通道改造的情形，可对第一控制模块中预存的地图数据更新。另外，第一控制模块中设有存储地图数据的存储器。

优选地，所述智能购物车包括提示器，

所述第一控制模块，当识别出智能购物车与障碍物之间的距离小于第二安全阈值时控制提示器发出避让提示，所述第二安全阈值大于所述第一安全阈值。

采用这种优选方式，可实现自动识别障碍并提示和制动，智能购物车自动返回的安全性更高，还可提示刚好处于返回路径的顾客避让。

优选地，所述摄像头为双目摄像头。双目摄像头相比于测距时常用的单目摄像头，兼具精确测距和宽视角的优点。

优选地，所述定位模块为蓝牙定位模块。蓝牙定位精确性高，且适于在超市等传输距离短的室内场景应用，可通过在超市中布设蓝牙基站，配合由第一控制模块执行定位算法实现。

本发明第二方面提供了一种智能购物车管理系统，包括位于取放区域的传送装置和至少一个本发明第一方面提供的智能购物车，

所述传送装置设有第二控制模块、传送通道、设于传送通道中的传送带和设于传送通道出口位置的第一红外感应模块；

所述第一控制模块，控制驱动机构驱动智能购物车经传送通道入口和传送通道，移动到传送通道出口位置或移动到停在传送通道中的其他智能购物车的后方；

所述第二控制模块，通过第一红外感应模块的输出信号监测到智能购物车被取走后，控制传送带将停在传送通道中的其他智能购物车向传送通道出口位置移动。

本发明第二方面提供的智能购物车管理系统，节省取放区域的占地范围，且可实现自动监测智能购物车是否被取走，当监测到智能购物车被取走后自动启动传送带将停在后面的智能购物车向传送通道出口位置移动。

优选地，所述传送装置包括位于传送通道入口位置的第二红外感应模块，

所述第二控制模块，根据第一红外感应模块和第二红外感应模块的输出信号计算位于在传送通道中的智能购物车的数量，并判断所述数量的变化：当数量减少时控制所述传送带加快传送速度并向第一控制模块发送加快移动指令；当数量增多时控制所述传送带降低传送速度并向第一控制模块发送减慢移动指令；当数量达到传送通道中的停放智能购物车的最大值时向第一控制模块发送停止移动指令；

所述第一控制模块，根据所述加快移动指令、减慢移动指令或停止移动指令，控制驱动机构驱动智能购物车加快移动、减慢移动或控制驱动机构制动智能购物车。

采用这种优选方式，可实现对传送通道中的智能购物车自动计数，并根据计数结果适应性地控制返回中的智能购物车的移动速度及传送带的传送速度，当传送通道中的智能购物车数量较少时加快智能购物车返回及传送带传送，当传送通道中的智能购物车数量较多时减慢智能购物车返回及传送带传送，当传送通道中停满了智能购物车时停止智能购物车返回，更灵活便捷且贴合实际需求。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案可实现智能购物车的自动返回，节省人工成本且效率高。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出本发明实施例提供的智能购物车的侧视图。

图2示出本发明实施例提供的智能购物车管理系统中传送装置的俯视图。

图3示出本发明实施例提供的智能购物车管理系统中智能购物车移动回传送通道的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的一个实施例提供了一种智能购物车，包括购物车主体10，该智能购物车包括定位模块、第一控制模块和驱动机构，其中，定位模块、第一控制模块和驱动机构收容于放置在购物车主体10底部的壳体11中；

定位模块，通过定位获取智能购物车位置；

第一控制模块，实时监测智能购物车位置，并判断是否满足返回条件，满足时根据智能购物车位置和预存的地图数据规划返回路径，并依据返回路径和实时监测得到的智能购物车位置，控制驱动机构驱动智能购物车移动回取放区域，返回条件为智能购物车在取放区域之外的位置持续t1时段保持位置不变。

本实施例提供的智能购物车可实现自动返回，节省人工成本且效率高。另外，通过无线定位结合返回判断条件为在取放区域之外保持位置不变的方式，智能购物车自动返回的自动化程度高，完全不依赖用户的控制。

需要说明的是，第一控制模块可基于现有的任一种路径规划算法，根据智能购物车位置和预存的地图数据规划返回路径。另外，驱动机构可包括驱动电机、转向器和制动器，这种驱动机构的具体结构可对应设置购物车主体10的后轮为由驱动电机和制动器控制的驱动轮，购物车主体10的前轮为由转向器控制的转向轮。

在本实施例的一些可选的实现方式中，购物车主体10设有扶手，智能购物车包括扶手压力传感器12，扶手压力传感器12设置在扶手上，用于感测扶手受到的压力；

第一控制模块，还实时监测扶手压力传感器12的输出信号；

本实现方式中的返回条件为智能购物车在取放区域之外的位置持续t1时段保持位置不变且扶手压力传感器12的输出信号持续t2时段为零。t2时段的长度可以等于t1时段的长度，优选的，由于现实情况通常为智能购物车先停止运动，顾客后松开扶手，因此，本优选方式中将t2时段的长度设定为小于t1时段的长度。

采用这种实现方式，第一控制模块可通过对扶手压力传感器12的输出信号的监测判断有没有用户抓握智能购物车的扶手，如果一段时间内智能购物车位置保持不变且同时没人抓握扶手则启动返回，这样可实现对于启动返回的更为准确的综合判断。其中，由于现实情况通常为智能购物车先停止运动，顾客后松开扶手，因此，优选的，本实现方式中将t2时段的长度设定为小于t1时段的长度。

在本实施例的一些可选的实现方式中，购物车主体10设有储物筐，智能购物车包括储物筐压力传感器13，储物筐压力传感器13设置于储物筐底部；

第一控制模块，还实时监测储物筐压力传感器13的输出信号；

本实现方式中的返回条件为智能购物车在取放区域之外的位置持续t1时段保持位置不变，扶手压力传感器12的输出信号持续t2时段为零且储物筐压力传感器13的输出信号持续t3时段为零。

采用这种实现方式，第一控制模块可通过对储物筐压力传感器13的输出信号的监测判断储物筐中有没有未取走的商品，如果一段时间内智能购物车位置保持不变，同时没人抓握扶手且同时储物筐中没有商品则启动返回，这样可实现对于启动返回的更为准确的综合判断。t1、t2和t3可以设置为相同；其中，由于现实情况通常为智能购物车先停止运动，顾客再松开扶手，最后再将储物筐中的商品取走，因此，优选的本实现方式中将t3时段的长度设定为小于t2时段的长度，t2时段的长度设定小于t1时段的长度。

其中，第一控制模块可设置计时器，针对t1时段、t2时段或t3时段分别进行计时。t1时段、t2时段和t3时段的长度可根据实际需要设定，本实施例中，t1时段的长度取值为60s，t2时段的长度取值为50s，t3时段的长度取值为40s。

在本实施例的一些可选的实现方式中，智能购物车包括返回按键，返回按键可设置于扶手上，

第一控制模块，还实时监测返回按键的输出信号，根据返回按键的输出信号控制驱动机构驱动智能购物车移动回取放区域。

采用这种实现方式，可通过用户(顾客或工作人员)的控制启动返回，例如，返回按键初始输出低电平信号，当用户按下返回按键时返回按键输出高电平信号，第一控制模块监测到返回按键的输出信号由低电平信号变为高电平信号时，控制驱动机构驱动智能购物车移动回取放区域。此外，也不限于按键形式，只要是一个输入装置即可，例如键盘、旋钮、触控屏等均可实现用户通过自主控制启动返回，本实现方式中采用按键形式是由于按键形式便于设置且操作简便。这种实现方式与自动判断返回结合，在应用上更加灵活便捷。

在本实施例的一些可选的实现方式中，智能购物车包括摄像头14，摄像头14可设置于购物车主体10的前部，

第一控制模块，还在智能购物车移动回取放区域的过程中实时监测摄像头14拍摄的图像，并根据图像识别智能购物车行进路线上的障碍物，当识别出智能购物车与行进路线上的障碍物之间的距离小于第一安全阈值时控制驱动机构制动智能购物车。

采用这种实现方式，可实现自动识别障碍并制动，智能购物车自动返回的安全性高，可避免碰撞到刚好处于返回路径的顾客或临时放置于返回路径的物体等。需要说明的是，返回路径是第一控制模块根据智能购物车位置和预存的地图数据规划的，因此返回路径上不会存在长期放置的货柜等障碍物，如果出现超市通道改造的情形，可对第一控制模块中预存的地图数据更新。另外，第一控制模块中设有存储地图数据的存储器，可理解的是，存储器可以为集成的本地存储设备，或扩展存储设备，如：可插拔的存储卡等，本实施例对此不作具体限定。

在本实施例的一些可选的实现方式中，只能购物车还可以包含测距雷达，该测距雷达，同样配置为障碍物识别的功能。

在本实施例的一些可选的实现方式中，智能购物车包括提示器，提示器可设置于购物车主体10的前部或收容于壳体11中，

第一控制模块，当识别出智能购物车与障碍物之间的距离小于第二安全阈值时控制提示器发出避让提示，第二安全阈值大于第一安全阈值。

其中，提示器可采用多种提示方式，例如语音、闪灯等提示方式发出避让提示。另外，第一和第二安全阈值的取值可根据实际需要设定，本实施例中，第一安全阈值取值为0.5m，第二安全阈值取值为2m。

采用这种实现方式，可实现自动识别障碍并提示和制动，智能购物车自动返回的安全性更高，还可提示刚好处于返回路径的顾客避让。

在本实施例的一些可选的实现方式中，摄像头14为双目摄像头。双目摄像头相比于测距时常用的单目摄像头，兼具精确测距和宽视角的优点。

在本实施例的一些可选的实现方式中，定位模块为蓝牙定位模块。蓝牙定位精确性高，且适于在超市等传输距离短的室内场景应用，可通过在超市中布设蓝牙基站，配合由第一控制模块执行现有的任一种定位算法实现。

如图2所示，本发明的另一个实施例提供了一种智能购物车管理系统，包括位于取放区域的传送装置和至少一个上述智能购物车，传送装置包括第二控制模块、传送通道、设于传送通道中的传送带20和设于传送通道出口位置的出口红外感应模块；

如图3所示，

智能购物车中的第一控制模块，在判断是否满足返回条件，满足时规划返回路径之后，控制驱动机构驱动智能购物车经传送通道入口和传送通道，移动到传送通道出口位置或移动到停在传送通道中的其他智能购物车的后方；

第二控制模块，通过出口红外感应模块的输出信号监测到智能购物车被取走后，控制传送带20将停在传送通道中的其他智能购物车向传送通道出口位置移动。

其中，第一控制模块，控制驱动机构驱动智能购物车经传送通道入口和传送通道，移动到停在传送通道中的其他智能购物车的后方时，可通过监测摄像头14拍摄的图像判断与前车距离，在距离小于一个设定阈值时控制驱动机构制动智能购物车，停车以避免两车碰撞，本实施例中，该设定阈值的取值为0.2m。另外，出口红外感应模块可包括在传出通道出口位置两侧对应设置的红外发射器31和红外接收器32，红外发射器31和红外接收器32之间没有物体阻挡时红外接收器32输出高电平信号，被智能购物车阻挡时红外接收器32输出低电平信号，第二控制模块可由此监测到智能购物车被取走。

本实施例提供的智能购物车管理系统，节省取放区域的占地范围，且可实现自动监测智能购物车是否被取走，当监测到智能购物车被取走后自动启动传送带20将停在后面的智能购物车向传送通道出口位置移动。

在本实施例的一些可选的实现方式中，传送装置包括位于传送通道入口位置的入口红外感应模块，

第二控制模块，根据出口红外感应模块和入口红外感应模块的输出信号计算位于在传送通道中的智能购物车的数量，并判断数量的变化：当数量减少时控制传送带20加快传送速度并向第一控制模块发送加快移动指令；当数量增多时控制传送带20降低传送速度并向第一控制模块发送减慢移动指令；当数量达到传送通道中的停放智能购物车的最大值时向第一控制模块发送停止移动指令；

第一控制模块，根据加快移动指令、减慢移动指令或停止移动指令，控制驱动机构驱动智能购物车加快移动、减慢移动或控制驱动机构制动智能购物车。

其中，第一控制模块与第二控制模块之间的通信连接可通过在智能购物车设置购物车wifi模块，在传送装置包括管理系统wifi模块，使管理系统wifi模块与购物车wifi模块建立无线通信连接来实现。其中，购物车wifi模块可收容于壳体11内。还可通过购物车wifi模块对第一控制模块中预存的地图数据进行更新。

另外，与出口红外感应模块类似的是，入口红外感应模块可包括在传出通道出口位置两侧对应设置的红外发射器41和红外接收器42，红外发射器41和红外接收器42之间没有物体阻挡时红外接收器42输出高电平信号，被智能购物车阻挡时红外接收器42输出低电平信号。第二控制模块可由红外接收器32和红外接收器42的输出计算位于在传送通道中的智能购物车的数量。

采用这种实现方式，可实现对传送通道中的智能购物车自动计数，并根据计数结果适应性地控制返回过程中的智能购物车的移动速度及传送带20的传送速度，当传送通道中的智能购物车数量较少时加快智能购物车返回及传送带20传送，当传送通道中的智能购物车数量较多时减慢智能购物车返回及传送带20传送，当传送通道中停满了智能购物车时停止智能购物车返回，更灵活便捷且贴合实际需求。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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发明和简化描述，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发明的限制。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；可以是直接相连，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。