一种无人自动售货机的制作方法

本发明属于自动售货机技术领域，尤其涉及一种无人自动售货机。

背景技术

物质流通是人类社会的最基本要素。零售行业或直接面向消费者销售的开放式的相关行业(以下简称为零售行业或零售企业)作为当前物质流通的重要手段，需要雇佣大量的收银人员来实现商品的买卖工作，收银人员对消费者所购物品一件一件进行统计，统计完成后，与消费者共同完成支付。

而自动售货柜，则解决了零售行业的人工统计和人工结算的缺陷，是一种面向消费者的无人售货、自动结算的售卖方式。可通过用户的选择，统计出用户所选择的商品的品种种类和总价值，以供用户进行结算，完成支付过程。但目前的自动售货柜只能进行根据用户的选择，自动出货自动结算，并不能在开放的零售购物环境中实现对于用户的购物的行为和所取得的进行准确的识别，从而实现结算。

总之，目前现有的开放式的购物环境中，只能通过人工对于消费者所购得的商品进行逐件的检查、统计和总价计算，耗费大量人力成本，结算时间长效率低，准确度差，而且用户体验差。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明的主要目的在于提供一种无人自动售货机，以解决现有技术中的缺陷和不足。

为解决上述问题，本发明提供一种无人自动售货机，包括：柜体、柜门、货架和中控装置；

所述货架、所述中控装置均设于所述柜体内；所述柜门与所述柜体连接；

所述货架设有重力传感器；

所述无人自动售货机内设有图像采集装置；

所述中控装置包括处理单元，以及与所述处理单元均电性连接的通信单元和供电单元；所述重力传感器和所述图像采集装置均与所述处理单元电性连接；

所述供电单元，用于对所述无人自动售货机供电；

所述通信单元，用于与用户终端或云端进行数据通信；

所述处理单元，用于在所述货架上的目标商品出现重量变化，触发所述重力传感器返回的重量变化信号后，所述处理单元控制所述图像采集装置对所述无人售货机内进行图像采集，以便于识别出用户所拿取或退货的目标商品的品种及数量。

优选地，所述货架包括多个具有间隔板的商品陈列区；

每个所述商品陈列区设有一对应的重力传感器；

所述无人自动售货机内设有多个所述图像采集装置，并且，至少一图像采集装置能采集到所述商品陈列区的图像；

在所述货架上的商品陈列区内的目标商品重量发生变化，触发与所述商品陈列区对应的重力传感器生成重量变化信号，所述处理单元在接收到所述重量变化信号后，控制所述商品陈列区对应的所述图像采集装置对所述商品陈列区内进行图像采集。

优选地，所述货架的每个所述商品陈列区设有一对应的led指示灯，用于根据对所述图像采集装置所采集的商品陈列区内的图像的识别结果，指示所述商品陈列区内的商品放置的位置是否正确。

优选地，所述无人自动售货机还包括设于所述柜体上端的用户人像采集装置；

所述用户人像采集装置用于采集用户的面部图像，以便于对所述面部图像进行识别，确认所述用户身份。

优选地，所述柜体包括显示屏；

所述显示屏与所述处理单元电性连接；

所述显示屏，用于显示广告信息、用户选择的商品信息和支付信息。

优选地，所述柜体设有红外传感器；

所述红外传感器，与所述处理单元电性连接，用于探测所述无人自动售货机的预设购物区域内是否存在用户；

若所述用户进入所述预设购物区域内，触发所述红外传感器生成一购物区进入指令并发送至所述处理单元，所述处理单元控制开启所述柜体上的所述显示屏，以显示与用户对应的广告信息。

优选地，所述无人自动售货机还包括qr读码器；

所述qr读码器与所述处理单元电性连接，用于读取用户识别码和支付扫描。

优选地，所述柜体包括设于所述柜体内的led照明灯；

所述led照明灯与所述处理单元电性连接；

所述中控装置还包括光传感器；

所述led照明灯，用于在所述柜门未关闭，并且，根据系统时间判定当前时间为预设夜晚时间段时，或者，根据所述光传感器判定当前光线不足时，通过所述中控装置的所述处理单元控制所述led照明灯开启，以便于对用户购物或所述图像采集设备的图像采集提供光源。

优选地，所述无人自动售货机还包括设于所述柜门上的门锁感应器；

所述门锁感应器与所述处理单元电性连接；

所述门锁感应器，用于感应所述无人自动售货机的所述柜门的打开或关闭；

当所述柜门打开后，所述门锁感应器被触发生成一柜门开启指令，并向所述处理单元发送，以提示所述处理单元唤醒所述无人自动售货机内的休眠的重力传感器、图像采集设备和通信单元；

当所述柜门关闭后，所述门锁感应器被触发生成一柜门关闭指令，并向所述处理单元发送，所述处理单元根据所述柜门关闭指令控制所述图像采集装置采集所述货架内的商品陈列图像，并通过识别确定用户所选择的商品，生成购物清单，以便于根据所述购物清单生成支付信息进行支付结算。

本发明提供一种无人自动售货机，包括：柜体、柜门、货架和中控装置；所述货架、所述中控装置均设于所述柜体内；所述柜门与所述柜体连接；所述货架设有重力传感器；所述无人自动售货机内设有图像采集装置；所述中控装置包括处理单元，以及与所述处理单元均电性连接的通信单元和供电单元；所述重力传感器和所述图像采集装置均与所述处理单元电性连接；所述供电单元，用于对所述无人自动售货机供电；所述通信单元，用于与用户终端或云端进行数据通信；所述处理单元，用于在所述货架上的目标商品出现重量变化，触发所述重力传感器返回的重量变化信号后，所述处理单元控制所述图像采集装置对所述无人售货机内进行图像采集，以便于识别出用户所拿取或退货的目标商品的品种及数量。本发明通过柜体内的货架的重力传感器感知内部商品的重量变化，进而根据重量变化控制图像采集装置对内部进行图像采集，进而可识别出用户所拿取的商品或退回的商品。本发明实现了，在开放式购物环境中，利用重力传感器去感知商品的变化，利用图像采集设备结合图像识别技术对用户所拿取或放回的商品进行识别，从而大大提高了用户在开放式购物环境下的商品购物效率、为用户的购物流程提供了方便，同时也为无人自动售货机的管理人员的管理提供了方便，并且提高了用户体验。

附图说明

图1为本申请中第一实施例中无人自动售货机的结构示意图；

图2为本申请中第二实施例中无人自动售货机的结构示意图；

图3为本申请中第三实施例中无人自动售货机的结构示意图；

图4为本申请中第四实施例中无人自动售货机的结构示意图；

图5为本申请中第五实施例中无人自动售货机的结构示意图。

附图标记：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

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1：

参考图1，本实施例提供一种无人自动售货机1，包括：柜体11、柜门12、货架13和中控装置14；

所述货架13、所述中控装置14均设于所述柜体11内；所述柜门12与所述柜体11连接；

所述货架13设有重力传感器131；

所述无人自动售货机1内设有图像采集装置15；

所述中控装置14包括处理单元141，以及与所述处理单元141均电性连接的通信单元142和供电单元143；所述重力传感器131和所述图像采集装置15均与所述处理单元141电性连接；

所述供电单元143，用于对所述无人自动售货机1供电；

所述通信单元142，用于与用户终端或云端进行数据通信；

所述处理单元141，用于在所述货架13上的目标商品出现重量变化，触发所述重力传感器131返回的重量变化信号后，所述处理单元141控制所述图像采集装置15对所述无人售货机内进行图像采集，以便于识别出用户所拿取或退货的目标商品的品种及数量。

上述，本实施例所提供的方法应用于自动售货机，或者具有开放式购物环境的自动售货场景中，例如，在开放式的自动售货机中，打开柜门12后，用户可进入其中进行自选商品，关闭柜门12后进行结算。

上述，重力传感器131，为根据压电效应的原理，采用弹性敏感元件制成悬臂式位移器，与采用弹性敏感元件制成的储能弹簧来驱动电触点，完成从重力变化到电信号的转换。

上述，与所述重力传感器131对应的可设置有承接板，目标商品设于承接板上，承接板电性连接重力传感器131，当承接板上的商品拿走会退回时，通过承接板与商品接触，触发重力传感器131生成一重量变化信号。

上述，中控装置14包括处理单元141，所述处理单元141可以为中央处理器。

供电单元143，可以为交流电源，并且，也可以具有不间断电流的ups，防止在断电时正在购物的用户无法结算造成损失。

上述，通信单元142可以为无线网络模块，例如无线网卡，或者有线端口，通过交换机连接入网络。在本实施例中，无人自动售货机1，可以为多个，每个无人自动售货机1通过通信单元142与云端服务器连接，云端服务器实时获取或接受无人自动售货机1所返回的数据，实时更新用户对应的账户数据。

上述，图像采集装置15可以为摄像头，用于采集柜体11内的货架13中的商品的图像。

上述，图像采集装置15可以设于柜体11内可对货架13进行图像采集的位置，例如可以设于柜体11内的货架13上端。

本发明通过柜体11内的货架13的重力传感器131感知内部商品的重量变化，进而根据重量变化控制图像采集装置15对内部进行图像采集，进而可识别出用户所拿取的商品或退回的商品。本发明实现了，在开放式购物环境中，利用重力传感器131去感知商品的变化，利用图像采集设备结合图像识别技术对用户所拿取或放回的商品进行识别，从而大大提高了用户在开放式购物环境下的商品购物效率、为用户的购物流程提供了方便，同时也为无人自动售货机1的管理人员的管理提供了方便，并且提高了用户体验。

实施例2：

参考图2，基于上述实施例1，本实施例提供一种无人自动售货机1，其中，所述货架13包括多个具有间隔板的商品陈列区132；

每个所述商品陈列区132设有一对应的重力传感器131；

所述无人自动售货机1内设有多个所述图像采集装置15，并且，至少一图像采集装置15能采集到所述商品陈列区132的图像；

在所述货架13上的商品陈列区132内的目标商品重量发生变化，触发与所述商品陈列区132对应的重力传感器131生成重量变化信号，所述处理单元141在接收到所述重量变化信号后，控制所述商品陈列区132对应的所述图像采集装置15对所述商品陈列区132内进行图像采集。

上述，商品陈列区132，为商品依据规格、品种进行分类摆放的区域，例如，在购物仓内包括有货柜，每个货柜中设有多个分隔开的单元格，每个单元格中放置一种区别于其他的商品，每个单元格即为一个商品陈列区132。

上述，每个商品陈列区132对应设有一重力传感器131，并且，也对应的有一图像采集装置15可对该商品陈列区132进行图像采集。

通过每个重力传感器131进行实时检测，当某个商品陈列区132内的商品由该区域拿取出来，或者重新放入该区域，则会触发重力传感器131，生成一重量变化信号，处理单元141接收到该信号后，根据该信号获知对应的是哪一个商品陈列区132发出的信号，可判定该区域商品出现拿取或退货操作，进而控制与该区域对应的可进行图像采集的图像采集装置15，即摄像头对该商品陈列区132进行图像采集，具体的，可在用户拿取或退回商品前采集一张图像作为对照图像，进而在用户拿去或退回商品后采集一张识别图像，将识别图像和对照图像进行比对，从而确认用户所拿取的商品。

进一步的，所述货架13的每个所述商品陈列区132设有一对应的led指示灯133，用于根据对所述图像采集装置15所采集的商品陈列区132内的图像的识别结果，指示所述商品陈列区132内的商品放置的位置是否正确。

上述，led指示灯133，为用于起到提醒和指示作用的led灯，具体的，可在每一个商品陈列区132，即每一个单元格都设有一个或多个对应的led灯。led指示灯133，可以为单色的led灯，也可以为可变色的led灯，通过颜色变化、频闪或者亮灯，可以提示用户在led指示灯133所在位置进行拿取商品。

例如，每个预设商品摆放区对应设置有一个led指示灯133，在用户进行对于退货商品的放置时，可进行对于正确的预设商品摆放区的led指示灯133的亮灯提示。在本实施例中，在通过语音模块播放错误提示后，可开启正确的商品摆放区对应的led指示灯133，或者改变该指示灯的颜色，或进行频闪提示，以提示用户将所述退货商品放置于所述led指示灯133对应的所述预设商品摆放区内。通过图像识别技术，对用户的购物动作的连拍购物图像进行识别，从而判断出用户是否进行退货操作，并通过图像识别，判断出用户退货商品所放置的位置是否正确，是否为原有的预设商品摆放区，如果不是，则通过语音模块进行提示，并且通过与所述预设商品摆放区对应的led指示灯133进行提示，从而提醒用户将退货商品放置于正确的位置，实现了对于商品的摆放的智能化监控，为用户购物提供了方便，防止出现用户乱摆放商品为其他用户购物过程造成影响的情况。

进一步的，所述无人自动售货机1还包括设于所述柜体11上端的用户人像采集装置16；

所述用户人像采集装置16用于采集用户的面部图像，以便于对所述面部图像进行识别，确认所述用户身份。

上述，用户人像采集装置16，用于对用户进行图像识别，以达到用户登录账户的目的。用户人像采集装置16，可对用户进行面部图像采集或者对于用户的全身进行采集，并定位至面部轮廓，截取其中面部截图，进而提取面部的特征，再通过预先训练的神经网络模型对所提取的面部特征进行识别，如果识别出用户为亿注册用户，则通过认证过程，如果未识别出用户的信息，则可进入认证流程，提示新用户注册。

实施例3：

参考图3，基于上述实施例，本实施例提供一种无人自动售货机11，其中，所述柜体11包括显示屏111；

所述显示屏111与所述处理单元141电性连接；

所述显示屏111，用于显示广告信息、用户选择的商品信息和支付信息。

进一步的，所述柜体11设有红外传感器112；

所述红外传感器112，与所述处理单元141电性连接，用于探测所述无人自动售货机1的预设购物区域内是否存在用户；

若所述用户进入所述预设购物区域内，触发所述红外传感器112生成一购物区进入指令并发送至所述处理单元141，所述处理单元141控制开启所述柜体11上的所述显示屏111，以显示与用户对应的广告信息。

上述，显示屏111，通常也被称为监视器。显示器是属于电脑的i/o设备，即输入输出设备。它是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。

上述，预设购物区域，为预设的基于红外传感器112的感知范围，例如，可以为无人自动售货机1为半径2.5m范围内的区域。红外传感器112可以设于柜体11上，也可以设于柜体11下端，用于探测用户是否进入预设购物区域。

当用户进入该区域，则通过红外传感器112进行相关提示信息的发送。

进一步的，在所述“若所述用户进入所述预设购物区域内，触发所述红外传感器112生成一购物区进入指令并发送至所述处理单元141，所述处理单元141控制开启所述柜体11上的所述显示屏111，以显示与用户对应的广告信息”之后，还可以包括，通过用户人像采集装置16对用户进行识别，从而获取一用户信息；该用户信息可以为云端预存的于该用户对应的用户信息，也可以为通过图像识别技术所实时获取到的用户信息，例如，用户信息中可以包括用户的年龄、性别、服饰穿着风格、发型、发色，甚至心情、眼神等等。根据用户信息，在预设的广告数据中，生成与该用户信息对应的广告，通过显示屏111进行播放，从而实现了因人而异的个性化广告播放。

实施例4：

参考图4，基于上述实施例1，本实施例提供一种无人自动售货机1，其中，所述无人自动售货机1还包括qr读码器17；

所述qr读码器17与所述处理单元141电性连接，用于读取用户识别码和支付扫描。

进一步的，所述柜体11包括设于所述柜体11内的led照明灯113；

所述led照明灯113与所述处理单元141电性连接；

所述中控装置14还包括光传感器144；

所述led照明灯113，用于在所述柜门12未关闭，并且，根据系统时间判定当前时间为预设夜晚时间段时，或者，根据所述光传感器144判定当前光线不足时，通过所述中控装置14的所述处理单元141控制所述led照明灯113开启，以便于对用户购物或所述图像采集设备的图像采集提供光源。

上述，需要说明的是，qr二维码是由日本丰田子公司densowave于1994年发明并开始使用的一种矩阵二维码符号。qr码不仅信息容量大、可靠性高、成本低，还可表示汉字及图像等多种文字信息、其保密防伪性强而且使用非常方便。因此，很快就在日韩地区得到迅速普及，发展到后来，欧美国家也开始大量使用。qr读码器17，为读取qr二维码的装置。通过qr二维码和qr读码器17，从而为用户的购物支付提供了巨大的方便。

上述，光传感器144是一种传感装置，主要由光敏元件组成，主要分为环境光传感器144、红外光传感器144、太阳光传感器144、紫外光传感器144四类，主要应用在改变车身电子应用和智能照明系统等领域。现代电测技术日趋成熟，由于具有精度高、便于微机相连实现自动实时处理等优点，已经广泛应用在电气量和非电气量的测量中。然而电测法容易受到干扰，在交流测量时，频率响应不够宽及对耐压、绝缘方面有一定要求，在激光技术迅速发展的今天，已经能够解决上述的问题。

上述，在本实施例中，光传感器144用于感知光线的变化。例如，夜晚时的光线与白天时的光线相比具有很大不同，当时间达到夜晚时，通过光传感器144可实时检测到当前光线情况，从而判定出当前的时间区域是否处于夜晚。

用户在购物时，需要打开柜门12进行对不同商品的选购，而不同的时间的光线会有很大不同，不同的光线照射情况，会对于用户的购物、以及图像采集均造成较大影响，用户体验不好，并且图像识别干扰较大。

在本实施例中，通过柜门12未关闭用户还处于购物状态中，光传感器144感知光线变化，或者根据系统时间判断，当前时间段是否处于预设夜晚时间段，例如，晚上19:00pm-5:00am，则通过处理单元141控制led照明灯113进行开启，对柜体11内进行照明，从而实现根据用户购物情况，根据当前所处的时间范围，自动打开led照明灯113在光线较弱的时候进行照明，提高了用户体验，为用户购物提供了方便，并且在用户购物时保持较好的光线，为对于用户拿取的商品的图像采集和识别提供了更好的光源环境。

实施例5：

参考图5，基于上述实施例1，本实施例提供一种无人自动售货机1，所述无人自动售货机1还包括设于所述柜门12上的门锁感应器18；

所述门锁感应器18与所述处理单元141电性连接；

所述门锁感应器18，用于感应所述无人自动售货机1的所述柜门12的打开或关闭；

当所述柜门12打开后，所述门锁感应器18被触发生成一柜门12开启指令，并向所述处理单元141发送，以提示所述处理单元141唤醒所述无人自动售货机1内的休眠的重力传感器131、图像采集设备和通信单元142；

当所述柜门12关闭后，所述门锁感应器18被触发生成一柜门12关闭指令，并向所述处理单元141发送，所述处理单元141根据所述柜门12关闭指令控制所述图像采集装置15采集所述货架13内的商品陈列图像，并通过识别确定用户所选择的商品，生成购物清单，以便于根据所述购物清单生成支付信息进行支付结算。

上述，门锁感应器18，为用于感应柜门12开启和关闭的传感器。其中，柜门12的开启和关闭，可以为用户通过手动开关实现对于柜门12的开关操作，也可以根据图像识别或传感器的指令生成，进行对于柜门12的自动开关。

上述，在柜门12打开和关闭后，分别通过处理单元141控制内部电子元件的唤醒或者休眠，以便于进一步的进行购物或结算。其中，柜门12打开后，可以通过图像采集设备对柜门12内的不同商品陈列区132进行图像采集，得到对照图像。并且，在柜门12关闭后，通过图像采集设备对每个商品陈列区132进行图像采集，得到商品变化陈列图像，并将该图像与对照图像进行比对，从而确定用户拿去或放回的商品的品种和数量，进而生成一清单，再根据该清单进行结算。通过门锁感应器18，可实时判定用户是否进行购物，或者是否结束购物，从而实现在开放式购物环境中，对用户的当前状态的实时掌握，为用户的购物过程提供了方便，提高了用户体验。

此外，在柜体11内，还可以设有一温度传感器，用于感知当前环境温度；

在柜体11内，设有空调装置；所述空调装置包括空压机、冷却液循环装置、油汀加热片、冷风吹送装置和暖风吹送装置；

空压机、冷却液循环装置、冷风吹送装置依次电连接；

油酊加热片、暖风吹送装置电性连接；

当用户打开柜门12时，温度传感器获取当前温度值，并与预设温度范围进行比较，若当前温度值达到预设温度范围，则开启所述空调装置，对柜体11内进行降温或升温；

此外，可以通过用户人像采集装置16实时采集用户的身体位置，进而根据所述身体位置，调整所述冷风吹送装置或暖风吹送装置的吹风方向，以便于保持用户所处于的位置的凉爽或温暖，从而保持温度，大大提高了用户体验，为用户的购物过程提供了方便，使用户购物时尽量减小外界天气和外界温度的影响，保持一个更适宜的温度。