1作品介紹

Dream Guide智能導(dǎo)購(gòu)車由室內(nèi)定位系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系 統(tǒng)、人機(jī)智能交互系統(tǒng)、二維碼商品掃描系統(tǒng)和避障系統(tǒng)等 部分構(gòu)成。本產(chǎn)品以基于無源RFID的室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)為核 心，以飛思卡爾公司的XS128單片機(jī)為運(yùn)動(dòng)控制核心芯片，以 Android平臺(tái)為人機(jī)交互主體，使用平臺(tái)自帶語言識(shí)別系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)顧客與購(gòu)物車的語音或觸屏交互。顧客取得購(gòu)物車后，語 言輸入購(gòu)物清單，選擇要購(gòu)買的商品，Android平臺(tái)顯示出 該商品在商場(chǎng)中所處的位置，并帶領(lǐng)顧客前往商品所在位置。 行進(jìn)過程中，搭載在車體前側(cè)的紅外測(cè)距傳感器會(huì)探測(cè)前方 障礙區(qū)并進(jìn)行路線調(diào)整。利用紅外測(cè)距傳感器也可實(shí)現(xiàn)購(gòu)物車 對(duì)顧客的自主跟隨，方便顧客自由購(gòu)物。到達(dá)所買商品所在位 置后，顧客可利用購(gòu)物車前側(cè)的條碼掃描裝置進(jìn)行自主結(jié)賬和 商品價(jià)格優(yōu)惠信息的查詢及與其他商家的同種商品對(duì)比，使購(gòu) 物更加便捷。每購(gòu)買完一個(gè)商品，顯示屏上會(huì)顯示購(gòu)物清單上 還沒有買的商品，提醒顧客去購(gòu)買。

本產(chǎn)品在定位功能和操作控制上有很高的精確度和穩(wěn)定 性，人性化的人際交互系統(tǒng)給用戶帶來真正智能化的購(gòu)物體驗(yàn)。 基于無源RFID的室內(nèi)定位系統(tǒng)平臺(tái)具有良好的可擴(kuò)展性，具 有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。

2技術(shù)原理

2.1無源RFID定位

結(jié)合被動(dòng)式RFID標(biāo)簽作為主要定位媒介，移動(dòng)的機(jī)器 人攜帶有讀寫器，通過RFID讀寫模塊與RFID定位通信系統(tǒng), 獲取機(jī)器人位置。根據(jù)讀寫器讀到的不同標(biāo)簽信息定位自身位 置，利用不同的標(biāo)簽組可以設(shè)定不同的路線，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的導(dǎo) 航。圖1所示是其定位系統(tǒng)原理圖。

圖1中的無源標(biāo)簽被規(guī)則地布置在地板上，每個(gè)標(biāo)簽內(nèi) 部存儲(chǔ)了代表其坐標(biāo)位置的信息，當(dāng)攜帶讀寫器的機(jī)器人在 布置有標(biāo)簽網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域中運(yùn)動(dòng)時(shí)，讀寫器可以讀到一定數(shù)量的 標(biāo)簽。由于讀寫器很難獲得其到這些標(biāo)簽之間的距離，所以 讀寫器需要通過標(biāo)簽的坐標(biāo)計(jì)算出自身坐標(biāo)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)器 人定位。

2.2運(yùn)動(dòng)控制部分

圖2所示是本系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制部分，該部分包括單片機(jī) 主控模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、紅外探測(cè)模塊、電子羅盤、WiFi路 由器等。單片機(jī)主控模塊采用飛思卡爾半導(dǎo)體公司的16位 XS128微控制器，完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理以及生成對(duì)車體的運(yùn)動(dòng) 控制命令。紅外探測(cè)模塊采用紅外測(cè)距傳感器，當(dāng)搭載在車 體上的紅外測(cè)距傳感器檢測(cè)到車體前方距離1m以內(nèi)的障礙 物時(shí)，通過給單片機(jī)主控模塊AD 口發(fā)出模擬信號(hào)，單片機(jī)主 控模塊控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車體后退1 m,然后向右或左轉(zhuǎn)向 45。前進(jìn)1 m之后恢復(fù)到遇到障礙物之前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。主控模 塊接收由便攜式操作平臺(tái)傳來的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)信息，由電子羅盤, 即地磁傳感器，判斷出當(dāng)前車體朝向，將車體當(dāng)前方向信息傳 給單片機(jī)主控芯片，結(jié)合當(dāng)前所處位置坐標(biāo)與目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì) 算出車體需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)車模轉(zhuǎn)向角度 的控制。

圖2  運(yùn)動(dòng)控制部分框圖

2.3人機(jī)交互部分

良好的用戶體驗(yàn)?zāi)軌蛟黾由唐返氖褂眯Ч?，提升使用?度，培養(yǎng)用戶習(xí)慣。本作品采用觸摸與語音操作兩種模式，可 以供用戶自由選擇。同時(shí)，語音操作針對(duì)盲人用戶特殊開發(fā), 能夠較好地解決其實(shí)際需求。

在觸摸模式下，用戶的單擊事件得到響應(yīng)，系統(tǒng)執(zhí)行對(duì) 應(yīng)操作，同時(shí)通過揚(yáng)聲器進(jìn)行播報(bào)提醒用戶。

在語音模式下，首先采用系統(tǒng)自身硬件系統(tǒng)進(jìn)行語音檢 測(cè)，完成對(duì)原始語音流的檢測(cè)聲音的采集工作。通過通用語 音識(shí)別接口完成對(duì)語音特征流信息的特征提取，在建立的聲 學(xué)模型與字典詞典中，完成語音至文本的轉(zhuǎn)換，得到字符序列 流。通過文本切割、關(guān)鍵字提取等方式進(jìn)行語義分析，完成 對(duì)語音的識(shí)別工作，再執(zhí)行相應(yīng)的操作。

3應(yīng)用前景

本智能導(dǎo)購(gòu)車最大的創(chuàng)新之處在于，利用了基于無源 RFID的室內(nèi)定位技術(shù)盡最大可能降低制約智能導(dǎo)購(gòu)車發(fā)展的 費(fèi)用和功耗問題。新增火災(zāi)安全通道引導(dǎo)功能，使顧客購(gòu)物 更加放心。

超市的智能購(gòu)物車將顧客、零售商和生產(chǎn)商聯(lián)系在一起, 將商家的促銷發(fā)揮到極致。超市智能購(gòu)物車的試用是未來賣 場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，必將會(huì)在超級(jí)賣場(chǎng)得到廣泛的應(yīng)用。

智能購(gòu)物車的市場(chǎng)定位為大型超市。在各種連鎖經(jīng)營(yíng)業(yè) 態(tài)中，去年大型超市發(fā)展速度最快。中國(guó)連鎖經(jīng)營(yíng)協(xié)會(huì)發(fā)布的 《中國(guó)連鎖零售企業(yè)生存狀況報(bào)告（2010—2011）》顯示，進(jìn)入 國(guó)內(nèi)的外資企業(yè)，90%以上在經(jīng)營(yíng)大型超市。

2008年，全球最大的消費(fèi)市場(chǎng)調(diào)查公司TNS發(fā)布報(bào)告稱, 人們對(duì)改變購(gòu)物模式的要求非常強(qiáng)烈：全球65%的消費(fèi)者相 信，到2015年之前他們可以享受智能購(gòu)物車的服務(wù)，并相信 屆時(shí)智能購(gòu)物車將取代普通購(gòu)物車。TNS的零售和購(gòu)物者調(diào) 查全球負(fù)責(zé)人Barry Lemmon說:“對(duì)消費(fèi)者而言，消費(fèi)的視 覺和感覺體驗(yàn)將帶來一場(chǎng)顛覆的改變?！?

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