基于摄像头的智能购物车设计

一、课题研究的背景和意义

智能购物车能够跟随用户，给用户的购物带来了很大便利。基于摄像头的智能购物车，将摄像头固定在独立于用户和购物车外的物体上，用于采集购物车和用户的相对位置信息，并将此信息通过无线模块传递给购物车，从而使购物车存储了跟随对象的位置信息和当前购物车的位置信息。购物车可依据接收的数据相应的调整四个安装在车轮胎上的直流电机的转速， 实现相应的旋转和直行，从而达到购物车自动跟随用户的效果。

二、课题研究的内容

智能跟随购物车是基于现代定位技术和通讯技术所创造出的符合用户购物习惯的购物车。ＲSSI 信号定位法和摄像头识别跟随法。ＲSSI 指的是无线接收时的信号强度，一般与无线模块发射端和接收端的距离成反比，若使用户携带无线接收模块的发射模块和角度传感器。再由角度传感器所采集的购物 车和用户的角度信息得到二者角度差，购物车将控制安装在四个车轮胎上的直流电机的转速，控制购物车运动从而达到自动跟随用户的效果。

三、课题研究的目标

从ＲSSI 信 号 定 位 法 的 原 理 出 发，指 出ＲSSI 信号定位法在实际执行时产生的方案性问题，并分析该问题可能产生的原因，提出摄像头定位法，且对此方案的可行性做了详细的分析，给出了智能购物车的硬件材料和使用这些材料所对应的程序，最后摄像头定位法实际应用时的程序实现执行流程。

四、研究思路和拟采用的技术和方法

实现此跟随购物车所需的硬件有 STM32F4 智能芯片、OV2460 摄像头模块、NＲF24l01 无线模块、直流电机及其驱动模块及 TFT 显示屏模块。使用 OV2640 模块作 为图像采集模块，该模块通过 SCCB 总线控制，TFT 显示屏与 OV2460 摄像头模块组合使用显示屏显示OV2460 摄像头模块所拍摄到的画面，用户可以完全控制图像质量，数据格式和转储方式，其图像处理功能过程包括白平衡，对比度，色度且可通过编程控制。由于显示屏所显示的颜色是用 ＲGB 表示，而以 HLS 作为不同颜色区别标准更加精准，因此，在程序中应添加将 ＲGB 格式转化为 HLS 格式的程序。无刷直流电机是具有梯形反电势波的永磁电机，在实际控速中所用的方法是脉宽调制，也称作PWM 调制。由于无刷电机的转速可通过 PWM 波控制，而所使用的 STM32F4 芯片很容易产生 PWM波形，本文中所采用的控制直流电机转速的方法皆为 PWM 波调制法。

五、国内外发展状况

国外：

1、最先是IBM开发的智能购物车，在美国与超市 Stop & Shop 合作，在好几个营业点进行推广，消费者对该购物车的接受程度比较高。
该购物车上装有平板电脑，使用室内定位技术，用户在超市可查看所在位置，查看附近的促销活动，甚至可以边推车边刷卡购物。不过超市前几年使用摩托罗拉公司开发的EasyShopper取代IBM的推车。
    2、摩托罗拉的EasyShopper是手持型装置，上面装有小小的屏幕，结实耐用。用户可用该装置扫描商品的条码，从而获取该商品的信息。用户也可选择查看附近的促销产品。功能与IBM的类似，被认为不那么具有侵略性，毕竟不是每个用户都喜欢被监视。
    3、微软推出的MediaCart智能推车。该推车2008年曾在新加坡试点，目前没有进一步消息。MediaCart功能基本与IBM的推车类似，不过显得有些笨重。室内定位技术采用RFID。用户可事先在超市网站上建立购物清单。
    4、韩国SK Telecom今年7月在上海超市试点推出智能推车，市面反映良好，接着该公司10月初在韩国超市E-Mart试点推出智能推车。这里与前者不同之处在于，用户可在智能手机上安装程序，事先创建购物清单，抵达超市后，将购物清单同步至手推车上。
采用以上设置的零售公司需大规模购买这些设置，相信是很大一笔投资。
随着智能手机的普及，现在市面上出现越来越多的条形码扫描程序，如ShopSavvy等。如，用户持智能手机进入沃尔玛超市，扫描每一种商品的条形码，输入商品信息和价格，这些信息将被上传到统一的数据中心，其他用户可根据现有的价格进行比价。
采用智能推车的优势在于，零售公司可以向用户进行点对点的营销，并根据用户的消费记录和购买习惯进行推荐，但可能会侵犯用户的隐私。
采用条形码的优势在于，成本低廉，零售公司无需再购买设备，但是很难确保价格实时更新，而且也会给予潜在竞争者进入市场的机会。
如何实现更精准的点对点营销，并在保护消费者的隐私方面取得平衡，相信随着技术的不断进步，这个问题将会被解决。

国内：

国内没有大规模的应用,主要的原因有两个：
1、超市购物货,很多单价较低,像几元的东西要去上个RFID来管理还是成本压力比较大的.
   2、超市购物货物物种类繁多,有液体有金属的,虽然现在超高频像适合超市用的YXU2861已经技术在国内算领先的,但对于这样金属液体的环境中既要很好的掌控距离又要精准无漏读还是比较困难.
还有就是从超市业者考虑,现在人工相对于高额费用的电子标签还是比较划算的,这些就制约了在一般超市RFID应用的发展, 但在一些专业的超市,比如书籍店,服装店,等没有金属和液体的市场并且商品本身价格比较高的场合,还是有很多成功的应用的.