CN107886416A - 无人超市智能采购装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无人超市智能采购装置，设置有图像检测仪，计算控制模块，显示和语音模块和能量供给源；其中图像检测仪设有至少一个，用于读取商品的信息，包括商品的条形码或二维码信息，和商品的外观；计算控制模块将采集到的商品的条形码或二维码信息，与商品的外观信息进行比对，确定商品的外观信息和商品的条形码或二维码信息是否一致；显示和语音模块，具有显示信息和语音播报功能；能量供给源，为采购装置提供能量。本发明无需在每个商品上植入电子标签，只要使用普通商店里常用的商品扫描码即可，因此大大增加的商品的通用性，减少了购买，生成，和植入电子标签的成本。购买，结算，防盗均能轻松完成。

Description

无人超市智能采购装置

技术领域

本发明涉及一种无人超市的智能采购装置。

背景技术

无人超市目前已经进入人们的日常生活。无人超市能够给人们提供24小时的不间断服务，而且成本更低，会越来越受人们的喜爱。

目前出现的淘宝无人超市，主要采用的是视觉传感器、RFID标签(俗称电子标签)以及互联网支付等技术。其中，最关键就在于为每件商品添加了电子标签，这种非接触式的自动识别技术。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。但是这种RFID标签有一下几个问题或弱点：

一般商品没有电子标签，因此，人们需要特地为在无人超市中售卖的商品，植入电子标签。尤其是，每件商品都需要一个电子标签，而且不能犯错，例如错放了别的商品的电子标签，工作量不小。这就增加了人工成本。

电子标签本身也需要购买，有一定的成本。

此外，这种电子标签本身也存在着无法克服的防盗问题。比如，无法识别玻璃等特殊材质的商品。如果标签被紧紧捏住，则将可能不会被识别到。

美国的亚马逊的无人超市Amazon Go所采用的主要是机器视觉技术。这种技术虽然成熟、廉价，但要满足未来落地的无人超市，恐怕还有一定的距离。当然，从技术上说，即使是机器视觉，目前也存在一定的问题，比如，在人流量密集时，也容易出现识别不到的问题。亚马逊的无人超市，目前仅能应付人数小于20人的情况。

但是，无人超市需要防盗和精确结算。因此，如果有技术和方法帮助无人超市防盗和精确结算，就能够让无人超市更快普及，方便民众购物，提高人们的生活品质。这就是本专利的主要内容。

发明内容

为解决上述技术问题，本专利的技术和方法为无人超市提供一辆智能采购装置，达到实现防盗和精确计算的目的。

本发明通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种无人超市智能采购装置，设置有图像检测仪，计算控制模块，显示和语音模块和能量供给源；

其中图像检测仪设有至少一个，用于读取商品的信息，包括商品的条形码或二维码信息，和商品的外观；

计算控制模块将采集到的商品的条形码或二维码信息，与商品的外观信息进行比对，确定商品的外观信息和商品的条形码或二维码信息是否一致；

显示和语音模块，具有显示信息和语音播报功能；

能量供给源，为采购装置提供能量。

进一步，所述图像检测仪为至少两个，能够同时从至少两个方向采集商品的信息。

进一步，所述采购装置还设有一个重量测量仪，用于测量采购装置中放入商品的重量；

通过计算控制模块将被放入商品的重量与商品的条形码或二维码信息里的重量信息进行比对，以确认放入的商品是否为条形码或二维码所描述的商品，防止条形码或二维码贴错或调换。

进一步，采购装置还设有智能盖板，智能盖板可将采购装置的开口关闭并锁住；

经图像检测仪扫描后，商品的外观信息和商品的条形码或二维码信息一致时，智能盖板打开，购物者将扫描过的商品放入智能购物车或智能采购装置。

进一步，采购装置还设有行为摄像记录模块，用于实时记录购物者将每一件商品放入采购装置中的整个过程。

进一步，采购装置还设有通讯模块，所述通讯模块可与无人超市的云端进行通讯。

进一步，无人超市的云端通过通讯模块向采购装置提供购物相关信息，并通过显示和语音模块进行信息的显示和播报。

进一步，采购装置设有一个读码器，用于读取商品的条形码或二维码。

进一步，采购装置为购物篮或购物车。

与现有技术相比，本专利的技术和方法有以下的优点：

(1)无需在每个商品上植入电子标签，只要使用普通商店里常用的商品扫描码即可，因此大大增加的商品的通用性，减少了购买，生成，和植入电子标签的成本。而且，人们可以统一配送，无需特别订货和配送，大大节约管理和物流成本。

(2)无需使用复杂的机器视觉系统。这类复杂的机器视觉系统成本不菲，安装和使用都不容易，需要非常专业的技术人员参与定制。目前一般用于非常昂贵的自动流水生产线上。还没有在无人超市中大规模成功应用的先例。美国的亚马逊的无人超市Amazon Go目前还在初期的测试阶段。即使将来可用，也只能用于顾客人数较少的情况。

(3)购买，结算，防盗均能轻松完成。

附图说明

图1为本发明一个实施例中无人超市智能购物篮的结构示意图；

图2A为本发明另一个实施例中无人超市智能购物车的结构示意图；

图2B为图2A中无人超市智能购物车的智能盖板闭合的结构示意图；

图2C为本发明另外一个实施例中无人超市智能购物车的结构示意图；

图2D为图2C中无人超市智能购物车的智能盖板闭合的结构示意图。

具体实施方式

本专利的技术和方法为无人超市提供一个智能购物篮。如图1所示，一个智能购物篮100是由购物篮110，读码器120,图像检测仪130，重量测量仪140，计算控制模块150和能量供给源160组成。购物篮110可以是各种形状的购物用的篮子。读码器120和普通超市里结算用的读码器类似，可以扫描一维或二维商品常用的条形码或二维码。图像检测仪130可以是一个或多个图像传感器。图像检测仪130的主要任务是对被放入购物篮110中的商品的外观进行成像和观测。重量测量仪140一般放置在购物篮110的底部。重量测量仪140可以使用常见的电子秤。重量测量仪140的主要功能就是测量被放入购物篮110中商品物体的重量。计算控制模块150负责将图像检测仪130所获得的商品的外观图像信息和和该商品的应该的外观信息做比较，以确定两者是否基本一致，同时还要将重量测量仪140获得的被放入购物篮110中商品物体的重量和该商品的应该重量做比较，以便确定该商品物体是否与从条形码或二维码中得到的重量基本一致。当被放入购物篮110中商品物体的外观图像信息和重量均基本一致时，计算控制模块150就可以将被放入购物篮110中商品的价格加到合计的账单中；否则，计算控制模块150将提醒消费者重新拿出该商品，进行第二次扫描和入篮。如果第二次扫描和入篮的结果仍然与该商品的应该重量或外观不符，计算控制模块150将提醒消费者把该商品放到有问题商品的柜子里，等待以后处理。这时，消费者可以再去拿一款同样的商品。如果再去拿来的那款同样的商品还是有同样的问题，计算控制模块150将提醒消费者把该商品放到有问题商品的柜子里，并向无人超市报错。能量供给源160一般为电池或可充电电池，主要是为购物篮100中需要能量的部件，如读码器120,图像检测仪130，重量测量仪140和计算控制模块150，提供工作所需要的能量。

如图1所示的智能购物篮100还可以有一个智能盖板115。计算控制模块150可以控制智能盖板115的状态，如打开或关闭。在购物者进入无人超市后，在手机扫码和人脸识别后，即可获得一个智能购物篮100。开始时，这个智能购物篮100的一个智能盖板115是关闭的。当购物者拿到第一件商品后，购物者需要用读码器120对该商品进行读码，以获得该商品的相关信息，如价格，重量，外观等。在该商品被扫描后，智能盖板115会打开。在购物者将该商品放入智能购物篮100的同时，图像检测仪130会对该商品的外观进行成像。当该商品完全放入购物篮110后，重量测量仪140开始对该商品的重量进行测量。如果计算控制模块150确定该商品的外观和重量都和应该的理论外观和重量基本相符，计算控制模块150将接受该商品，将其加入到合计中去，同时关闭智能盖板115。

如图1所示的智能购物篮100还可以有一个通讯模块170。通讯模块170的主要功能是让计算控制模块150可以和无人超市的物联网的云端进行通讯。例如，在计算控制模块150获得某商品的产品信息后，计算控制模块150可以通过通讯模块170获取更多的关于这件商品的信息。一般来说，商品常用的条形码或二维码可以存储的信息有限。因此，商品常用的条形码或二维码一般不适合存储商品的外观图像信息。如果条形码或二维码需要存储商品的外观信息，一般也只能存储商品的外观的经过提取和压缩的特征信息。而商品的外观图像信息一般需要通过通讯模块170从无人超市的物联网的云端来获取。通讯模块170另一个功能就是向无人超市的物联网的云端发送该智能购物篮100中的商品信息，以及问题信息。例如，当被放入购物篮110中商品物体的外观图像信息和重量均均基本一致时，计算控制模块150就可以将被放入购物篮110中商品的价格加到合计的账单中，同时将目前购物篮110中商品的信息及合计的账单通过通讯模块170发送到云端；否则，计算控制模块150将提醒消费者重新拿出该商品，进行第二次扫描和入篮，同时，通过通讯模块170将这个决定也发送到云端。如果第二次扫描和入篮的结果仍然与该商品的应该重量或外观不符，计算控制模块150将提醒消费者把该商品放到有问题商品的柜子里，等待以后处理，然后通过通讯模块170将这个问题发送到云端，要求尽快解决这个问题。此外，如果计算控制模块150的计算能力有限或者有其它设计和应用的需要，计算控制模块150也可以将部分或全部有关商品信息比对的任务交给云端来处理。这时，计算控制模块150只需要将图像检测仪130所获得的商品的外观图像信息通过通讯模块170发给云端，让云端来完成商品的外观图像信息的比对工作，然后将比对后的结果通过通讯模块170发还给计算控制模块150。同理，计算控制模块150也可以将读码器120和重量测量仪140所获得的商品的相关信息通过通讯模块170发给云端，让云端来完成商品的相关信息的比对工作，然后再将比对后的结果通过通讯模块170发还给计算控制模块150。

如图1所示的智能购物篮100还可以有一个显示和语音模块180。显示和语音模块180的主要功能是显示智能购物篮100中目前已经购入的商品信息，数量，单价，合计总价，等信息。以便购物者一目了然地看到目前已经购入的商品。显示和语音模块180的另一个功能就是操作提醒。当智能购物篮100中的计算控制模块150发现放入的商品的扫码信息和商品的实际的重量或外观信息不相符合时，计算控制模块150就可以通过显示和语音模块180对购物者进行必要的提醒。显示和语音模块180可以通过显示的方式，或者语音的方式，来和购物者沟通。当然，如果计算控制模块150将部分或全部有关商品信息比对的任务交给云端来处理，那么计算控制模块150也可以将从云端获得的信息或指令通过显示和语音模块180对购物者进行必要的提醒。显示和语音模块180可以通过显示的方式，或者语音的方式，来和购物者沟通。

如图1所示的智能购物篮100还有一个非常有用的功能就是购物提醒功能。当购物者进入无人超市并拿到智能购物篮100后，购物者可以用手机将自己计划购买的东西的购物清单通过通讯模块170全部发送给智能购物篮100中的计算控制模块150。计算控制模块150可以将购物者的购物清单显示在显示和语音模块180上。计算控制模块150还可以通过通讯模块170从该无人超市的云端获得购物清单中商品存放的位置及数量信息。例如，假如购物者的购物清单中的某件商品特别紧俏，只有一件了，智能购物篮100就可以显示该信息，让购物者尽快去找到该件商品。如果购物清单中的某件商品没有存货，智能购物篮100也可以显示该信息，让购物者决定是否考虑网购，从别的有存货的店里网购后，快递到家或公司。如果购物清单中的每件商品都有足够的存货，智能购物篮100就可以显示购买所有商品的最佳路径，让购物者走最少的路，用最短的时间来完成购买购物清单中的所有商品。

如图1所示的智能购物篮100还有一个非常有用的功能就是购物打折功能。当购物者进入无人超市并拿到智能购物篮100后，智能购物篮100会从无人超市的云端获得打折信息。这时，购物者可以根据各类商品的打折信息，来适当调整自己的购物清单。例如，购物者原本计划购买某种品牌的商品。收到打折信息后，购物者正好看到另一个品牌的同样的商品在打折，购物者就可以选择打折的商品，而不是原来计划购买的商品，从而获得打折商品的实惠。

如图1所示的智能购物篮100还有一个非常有用的功能就是购物推荐功能。当购物者进入无人超市并拿到智能购物篮100后，智能购物篮100会从无人超市的云端获得商品推荐信息。这时，购物者可以根据各类商品的推荐信息，来适当调整自己的购物清单。例如，购物者原本计划购买某种品牌的商品。收到推荐信息后，购物者正好看到另一个品牌的同样的商品可能获得消费者推荐的指数更高，购物者就可以选择购买这款受到更多消费者推荐的的商品，而不是原来计划购买的商品，从而获得更好的商品。

如图1所示的智能购物篮100还有一个非常有用的功能就是接近提醒功能。当购物者进入无人超市并拿到智能购物篮100后，购物者可以用手机将自己计划购买的东西的购物清单通过通讯模块170全部发送给智能购物篮100中的计算控制模块150。计算控制模块150可以将购物者的购物清单显示在显示和语音模块180上。计算控制模块150还可以通过通讯模块170从该无人超市的云端获得购物清单中商品存放的位置及数量信息。这时，当消费者正好接近了某一个需要购置的商品时，智能购物篮100就能通过显示和语音模块180发出接近提醒信息，提醒消费者不要错过该商品。

如图1所示的智能购物篮100中的读码器120和图像检测仪130可以合二为一。一般来说，图像检测仪130能够采集图像信息，因此也能够采集商品的条形码或二维码信息。这也是为什么手机可以通过一个摄像头来同时实现拍照和扫描二维码功能。在这种情况下，智能购物篮100中的读码器120可以被省略。本专利包含这种推广。

如图1所示的智能购物篮100中的购物篮110，读码器120,图像检测仪130，重量测量仪140，计算控制模块150和能量供给源160的形态和位置也是可以多种多样的。图1所示的只是一个用来说明本专利的例子。购物篮110可以有各种形状，如圆形，椭圆形，方形，长方形，多边形，长方形和圆形的组合，以及不规则的形状。只要实际的应用和设计需要，购物篮110可以选择各种形状和大小。读码器120可以是集成式的，被集成在智能盖板115上，如图1所示；也可以是单独的扫描枪的形式，也可以的隐藏式的，被集成在购物篮边框中，或把手里。图像检测仪130可以有一个或多个图像传感器。多个图像传感器可以同时从多个方向采集记录商品的外部信息。图像检测仪130可以集成在购物篮边框中，如图1中的130所示，也可以集成在智能盖板115上，如图1中的130A所示；也可以是单独的扫描枪的形式。重量测量仪140一般需要放置在购物篮110的底部。计算控制模块150，能量供给源160，通讯模块170可以被放置在购物篮110的任何方便的部位，如底部或四周。显示和语音模块180一般可以考虑放在购物篮110的把手，边框的上方，边框四周，如图1中的180所示；或智能盖板115上面，如图1中的180A所示，等方便购物者看到的地方。智能盖板115也可以以不同的方式来打开和关闭。智能盖板115可以是全自动的，即它能够自动打开和关闭；也可以是半自动的，例如它能够自动打开，但关闭需要购物者用手将其关闭。智能盖板115可以是全开全关的，如图1中的115所示；也可以是部分开部分关的，即智能盖板115可以有一部分是可以打开和关上的，例如，智能盖板115的下半部分可以向上翻转打开，或向下翻转关闭，而不是像如图1中的115所示全部可以打开或关上的情形；智能盖板115可以是旋转式的打开和关上，也可以是抽拉式的打开或关上，这时，智能盖板115的一部分可以沿着某个方向抽拉打开或关上。本专利包含所有这些常见的变化和推广。因为这些变化和推广显而易见，我们在此不再赘述。

为了能够更好地防盗和记录智能购物篮100使用者的行为，如图1所示的智能购物篮100还可以有一个行为摄像记录模块190。行为摄像记录模块190需要被放置在智能购物篮100的上方，能够用视频的方式实时记录智能购物篮100的盖板打开时内部的商品和每一件商品被放入篮内的整个过程。图1中的190所示只是一种可能性。事实上，行为摄像记录模块190可以被集成在智能购物篮100的把手上，也可以被放置在单独的支撑架上，只要能够实时记录智能购物篮100的盖板打开时内部的商品和每一件商品被放入篮内的整个过程，即可。行为摄像记录模块190至少可以有以下几个作用：

(1)能够十分明显地提醒智能购物篮100的使用者，其整个购买商品的过程是被视频实时记录的，从而达到防盗的目的；

(2)如果购物过程由于各类原因，有购物者和无人超市之间发生任何异议，视频实时记录至少可以被用来作为部分的证据来使用，帮助解决问题；

(3)如果无人超市发现有较大的失窃问题或其他问题，每个智能购物篮100上的行为摄像记录模块190中的数据，将被提取和分析，帮助找出问题的原因。

一般来说，本专利描述的智能购物篮100完全可以被用于智能购物车。智能购物篮100直接装上几个轮子和一个较长的硬的把手或拖手，就能成为一辆简易的智能购物车。本专利描述的智能购物篮的技术和功能也可以被集成到一辆普通的较大的手推购物车中去，而成为一辆智能购物车200，如图2A-D所示。

如图2A所示，一辆智能购物车200是由购物车210，读码器220,图像检测仪230，重量测量仪240，计算控制模块250，能量供给源260，通讯模块270，智能盖板215，显示和语音模块280，组成。智能购物车200中的读码器220,图像检测仪230，重量测量仪240，计算控制模块250，能量供给源260，通讯模块270，和显示和语音模块280，及智能盖板215，和智能购物篮100中的读码器120,图像检测仪130，重量测量仪140，计算控制模块150，能量供给源160，通讯模块170，和显示和语音模块180，及智能盖板115，类似。图2A显示了智能购物车200的智能盖板115部分打开的状态，而图2B显示了智能购物车200的智能盖板115关闭的状态。

智能购物车200的智能盖板215可以从不同的方向关闭或打开。智能购物车200的智能盖板215也可以部分关闭或打开。如图2C所示，一辆智能购物车200的智能盖板215打开和关闭的方向和如图2A-B中所示的方向不同，而且，图2C所示的一辆智能购物车200的智能盖板215是部分打开的。这辆智能购物车200的智能盖板215关闭的示意图如图2D所示。总之，智能盖板215可以向不同的方向，并以不同的形式打开或关闭，这种变化和推广也显而易见，我们在此不再赘述。

由于这种智能购物车手推把手周围的空间可能比较大，本专利描述的智能购物车200中的显示和语音模块280被放置在手推把手的附近，比较方便购物者在推动智能购物车时读取显示和语音模块280上的信息。当然，智能购物车200中的显示和语音模块280也可以被集成在智能盖板215上。这种变化和推广也显而易见，我们在此不再赘述。

为了能够更好地防盗和记录智能购物车200使用者的行为，如图2所示的智能购物车200还可以有一个行为摄像记录模块290。行为摄像记录模块290需要被放置在智能购物车200的上方，能够用视频的方式实时记录智能购物车200的盖板打开时内部的商品和每一件商品被放入篮内的整个过程。图2中的290所示只是一种可能性。只要能够实时记录智能购物车200的盖板打开时内部的商品和每一件商品被放入篮内的整个过程即可。

本专利描述的智能购物车或智能购物篮的形状，智能盖板的打开方式和方向可以是多种多样的。本专利描述的智能购物车或智能购物篮的显示和语音模块可以有不同的形状，也可以被放置在不同的地方，只要方便购物者读取显示的信息即可。因为这些变化和推广显而易见，我们在此不再赘述。

Claims (9)

1.无人超市智能采购装置，其特征在于，所述采购装置设置有图像检测仪，计算控制模块，显示和语音模块和能量供给源；

其中图像检测仪设有至少一个，用于读取商品的信息，包括商品的条形码或二维码信息，和商品的外观；

计算控制模块将采集到的商品的条形码或二维码信息，与商品的外观信息进行比对，确定商品的外观信息和商品的条形码或二维码信息是否一致；

显示和语音模块，具有显示信息和语音播报功能；

能量供给源，为采购装置提供能量。

2.根据权利要求1所述的无人超市智能采购装置，其特征在于，所述图像检测仪为至少两个，能够同时从至少两个方向采集商品的信息。

3.根据权利要求1所述的无人超市智能采购装置，其特征在于，所述采购装置还设有一个重量测量仪，用于测量采购装置中放入商品的重量；

通过计算控制模块将被放入商品的重量与商品的条形码或二维码信息里的重量信息进行比对，以确认放入的商品是否为条形码或二维码所描述的商品。

4.根据权利要求1所述的无人超市智能采购装置，其特征在于，采购装置还设有智能盖板，智能盖板可将采购装置的开口关闭并锁住；

经图像检测仪扫描后，商品的外观信息和商品的条形码或二维码信息一致时，智能盖板打开，购物者将扫描过的商品放入智能购物车或智能采购装置。

5.根据权利要求1所述的无人超市智能采购装置，其特征在于，采购装置还设有行为摄像记录模块，用于实时记录购物者将每一件商品放入采购装置中的整个过程。

6.根据权利要求1所述的无人超市智能采购装置，其特征在于，采购装置还设有通讯模块，所述通讯模块可与无人超市的云端进行通讯；采购装置中的计算控制模块也可以将采购装置中的图像检测仪或重量测量仪所采集到的被放入商品相关信息通过所述通讯模块发送到无人超市的云端，请求云端进行比对处理并将比对结果通过所述通讯模块发回给所述计算控制模块。

7.根据权利要求6所述的无人超市智能采购装置，其特征在于，无人超市的云端通过通讯模块向采购装置提供购物相关信息，并通过显示和语音模块进行信息的显示和播报。

8.根据权利要求1所述的无人超市智能采购装置，其特征在于，采购装置设有一个读码器，用于读取商品的条形码或二维码。

9.根据权利要求1所述的无人超市智能采购装置，其特征在于，采购装置为购物篮或购物车。