超市自主购物系统
零售超市智能购物系统开发方案
零售超市智能购物系统开发方案第一章概述 (3)1.1 项目背景 (3)1.2 项目目标 (3)1.3 技术路线 (3)第二章需求分析 (4)2.1 功能需求 (4)2.1.1 购物流程管理 (4)2.1.2 会员管理 (4)2.1.3 商品管理 (4)2.1.4 数据分析 (4)2.2 功能需求 (5)2.2.1 响应速度 (5)2.2.2 可扩展性 (5)2.2.3 系统稳定性 (5)2.2.4 安全性 (5)2.3 用户需求 (5)2.3.1 易用性 (5)2.3.2 个性化推荐 (5)2.3.3 优惠活动 (5)2.3.4 良好的售后服务 (5)第三章系统设计 (5)3.1 总体架构设计 (5)3.2 模块划分 (6)3.3 数据库设计 (6)第四章技术选型与开发环境 (7)4.1 技术选型 (7)4.1.1 后端开发技术 (7)4.1.2 前端开发技术 (7)4.1.3 数据库技术 (7)4.1.4 人工智能技术 (7)4.2 开发环境配置 (7)4.2.1 操作系统 (8)4.2.2 开发工具 (8)4.2.3 服务器 (8)4.2.4 数据库 (8)4.3 开发工具 (8)4.3.1 Java开发工具 (8)4.3.2 前端开发工具 (8)4.3.3 数据库开发工具 (8)4.3.4 人工智能开发工具 (8)第五章购物车模块开发 (8)5.2 购物车数据存储 (9)5.3 购物车界面设计 (9)第六章结账模块开发 (10)6.1 结账流程设计 (10)6.2 结账数据交互 (10)6.3 结账界面设计 (11)第七章会员管理模块开发 (11)7.1 会员信息管理 (11)7.1.1 模块概述 (11)7.1.2 功能需求 (11)7.1.3 技术实现 (12)7.2 会员积分管理 (12)7.2.1 模块概述 (12)7.2.2 功能需求 (12)7.2.3 技术实现 (12)7.3 会员优惠策略 (12)7.3.1 模块概述 (12)7.3.2 功能需求 (13)7.3.3 技术实现 (13)第八章商品管理模块开发 (13)8.1 商品信息管理 (13)8.1.1 商品信息增加 (13)8.1.2 商品信息修改 (13)8.1.3 商品信息查询 (13)8.1.4 商品信息删除 (13)8.2 商品库存管理 (14)8.2.1 库存查询 (14)8.2.2 库存预警 (14)8.2.3 库存调整 (14)8.3 商品分类管理 (14)8.3.1 商品分类增加 (14)8.3.2 商品分类修改 (14)8.3.3 商品分类删除 (14)8.3.4 商品分类关联 (14)第九章系统安全与稳定性 (15)9.1 数据安全策略 (15)9.1.1 数据加密 (15)9.1.2 数据备份与恢复 (15)9.1.3 权限控制 (15)9.2 系统稳定性保障 (15)9.2.1 硬件设备 (15)9.2.2 软件架构 (15)9.2.3 网络安全 (15)9.3.1 异常分类 (15)9.3.2 异常处理策略 (16)9.3.3 异常处理流程 (16)第十章系统测试与部署 (16)10.1 测试策略 (16)10.2 测试用例设计 (16)10.3 系统部署与运维 (17)第一章概述1.1 项目背景互联网技术的飞速发展和人工智能技术的不断成熟，零售行业正面临着转型升级的压力与机遇。
无人超市心得
无人超市心得无人超市心得篇1以下是一篇关于无人超市心得的样本。
请注意，这是一个模拟的体验，可能不完全准确。
---在这次对无人超市的体验中，我深深感受到了科技对日常生活的影响，以及它为我们带来的便利。
首先，进入无人超市的那一刻，我被其自主结账的便利设施所吸引。
只需通过自助收银机，扫描商品，然后选择您希望支付的方式，这整个过程比我预期中的更加简单和快捷。
这让我意识到，随着科技的进步，传统的购物方式正在发生变革。
此外，无人超市的智能货架系统也给我留下了深刻的印象。
它可以自动识别和追踪商品，一旦被移动或取出，就会自动向用户发送购买请求。
这不仅节省了人力资源，还大大提高了购物效率。
但是，这次体验也让我看到了无人超市的一些挑战。
例如，对于那些不经常购物或者对科技设备不熟悉的人来说，无人超市可能并不是最理想的选择。
此外，无人超市的安全问题也需要得到保障，如商品失窃和用户信息的安全。
总的来说，无人超市无疑带来了许多便利，但也面临一些挑战。
我期待在未来，随着科技的进步，无人超市能够更好地适应各种人群，并为我们的生活带来更多的便利。
---以上是一篇关于无人超市的简单心得，您可以根据自己的实际体验进行修改和调整。
无人超市心得篇2以下是一份关于无人超市心得的样本，您可以根据自己的体验进行修改：---____无人超市心得____在尝试了无人超市的购物体验后，我对这种新型的零售模式有了更深入的理解。
以下是我在无人超市中的一些发现和感受。
____便利性____：无人超市提供了极大的便利。
无需排队，无需等待，无需人工干预，只要按照自己的意愿走到商品前，选择所需商品，然后通过自助支付系统完成购物。
这种便利性在时间就是金钱的世界中显得尤为重要。
____效率____：无人超市的技术大大提高了购物效率。
无人超市的自动识别和扫描系统可以快速准确地计算出商品的价格，使得购物过程更加顺畅。
此外，无人驾驶的购物车也避免了人工购物时可能出现的错误和不便。
超市智能购物导航系统
超市智能购物导航系统作者：张驰宇陈志亮姚丽杨家豪王天翔来源：《科技创新与应用》2019年第32期摘; 要：超市智能购物导航系统综合运用物联网、嵌入式、传感器等技术，实现超市内自助称重、自助付款，并通过手机APP累计购物积分，兑换超市的优惠券、代金券和部分商品。
顾客在使用购物车时，可通过购物车的触摸屏或手机APP，获取超市相关的商品布局，以及在此期间的各类促销活动。
此外，购物车还可以为顾客引路导航，定位商品当前所处的区域，购物时给顾客带来一个更轻松、更方便、更高效的使用体验。
关键词：智能购物;物联网;手机APP;室内导航;快捷支付中图分类号：TB472; ; ; ; ;文献标志码：A; ; ; ; ;文章编号：2095-2945（2019）32-0036-02Abstract： The supermarket intelligent shopping navigation system comprehensively uses Internet of things， embedded， sensor and other technologies to realize self-service weighing and self-service payment in the supermarket， and accumulates shopping points through mobile app to exchange coupons， vouchers and some commodities in the supermarket. When customers use shopping carts， they can obtain supermarket-related commodity layout and various promotional activities during this period through the touch screen of shopping carts or mobile phone APP. In addition， the shopping cart can also guide customers to navigate， locate the area where the goods are currently located， and bring customers a more relaxed， convenient and efficient experience when shopping.Keywords： intelligent shopping; Internet of things; Mobile APP; indoor navigation; fast payment1 概述随着经济的发展和人民生活水平的提高，人们的购物需求也随之增大，大型商场购物已经成为人们日常生活中不可或缺的一种生活体验。
小型自选商场系统需求分析说明书
小型自选商场系统需求分析说明书目录一、引言1.1编写目的1.2项目背景1.3业务流程图1.4用户1.5项目说明1.6项目成员二、综合描述2.1课题描述2.2功能2.3适用用户2.4运行环境三、系统功能需求说明四、非功能需求4.1安全性要求4.2数据管理能力要求4.3输入输出要求4.4界面要求4.5故障处理要求4.6性能要求五、数据流图六、数据定义6.1数据流条目6.2处理条目6.3数据存储条目一、引言1.1编写目的传统超市的管理比较麻烦，建立一个自动售货机，不仅为顾客节约了购买时间，而且更有利于工作人员的管理。
顾客通过该软件可以知道需购买商品的详细信息。
工作人员通过该软件可以很快的知道商品的存储信息，来确定哪些商品需要采购，哪些需要进行折扣出售。
1.2项目背景经过我们的调查发现，普通超市在物流管理方面，仍使用传统的人工管理模式，浪费人力资源，效率低，准确率低。
有些商品紧缺，顾客要排队购买或商品供不应求，使顾客大为不满，还有一些商品，长期积压，损坏严重，造成重大经济损失，引起销售人员的极大不满，以多次向超市管理人员反映，但此类问题仍屡屡发生，得不到根本性的解决，已引起总经理的高度重视。
自动售货机在一些发达国家应用非常普遍，在我国的安放和使用，也已经有10多年的时间，但一直没有全面普及。
我们知道，自动售货机是以零售为前导，以商品进销、存储、流转管理为基础。
没有具体的人工登记管理，自动售货机的物流管理势必非常复杂，如果没有一个强大的信息系统来支持，那么就会造成一部分商品大量积压，而另一些商品供不应求的局面，这种局面必然会给超市带来巨大的经济损失。
有些超市为了避免这样的情况发生，就会对物流管理投入大量的人力。
虽然这样解决了物流方面的问题，但是这又有悖于管理学的原则，效率低，浪费了人力资源，解决不了根本性的问题。
所以，看到这样一个市场的缺口，我们设计开发了一个小型自动售货管理系统。
1.3业务流程图图1. 业务流程图1.4用户顾客：通过该系统只能查看商品的基本信息，不能对商品进行任何修改。
无人超市什么原理
无人超市什么原理
无人超市是一种基于先进技术的自助购物系统，它的原理是通过感测技术、物联网技术和自动化系统相结合，实现无人化运营。
具体原理包括以下几个方面：
1. 传感器技术：无人超市内部装有多种传感器，如摄像头、红外线传感器和重量传感器等。
这些传感器可以实时感知顾客的行为和动作，包括商品拿取、放置和离开等。
2. 深度学习算法：通过计算机视觉和深度学习算法，系统可以识别顾客拿取和放置的商品，并与顾客的账户信息进行匹配。
3. 物联网技术：无人超市内的商品与一个巨大的数据库相连接，每个商品都有独特的标识码。
当顾客将商品放入购物篮或放回货架时，系统会自动更新顾客的购物清单。
4. 自动化系统：无人超市内的货架、购物篮和结算系统都是自动化的。
当顾客选购完商品后，系统会根据顾客的购物清单进行结算，并自动从顾客的支付账户扣款。
5. 安全监控技术：无人超市内部还设置有安全监控系统，包括视频监控、门禁系统和防窃警报等。
这些技术可以帮助管理人员实时监控超市运营情况和保障顾客的安全。
综上所述，无人超市是通过传感器技术、物联网技术和自动化系统相结合，实现顾客自助购物和结算的一种先进运营模式。
这种模式可以提高顾客购物的便利性和效率，并减少超市运营的人力成本。
基于ROS_的超市自助购物机器人系统设计
第１３卷㊀第８期Ｖｏｌ．１３Ｎｏ．８㊀㊀智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ㊀㊀２０２３年８月㊀Ａｕｇ．２０２３㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９５－２１６３（２０２３）０８－００２５－０６中图分类号：ＴＰ２７３文献标志码：Ａ基于ＲＯＳ的超市自助购物机器人系统设计王春平１，汪家琪２，高金凤２（１浙江理工大学科技与艺术学院，浙江上虞３１２３６９；２浙江理工大学信息科学与工程学院，杭州３１００１８）摘㊀要：机器人操作系统（ＲＯＳ）是构建机器人应用程序的一套软件库和工具库，本文设计了一种基于ＲＯＳ的超市自助购物机器人，其结构分为购物层和运动层两层㊂购物层在上㊁运动层在下，上层以树莓派３Ｂ＋开发板为核心，配合扫码枪和自主结账软件的移动终端实现智能扫码结账的功能㊂下层以ｉ７处理器的ｍｉｎｉ工控机为主，基于ＲＯＳ和远程控制设备实现购物机器人的地图构建㊁人体跟随及语音导航㊂相比传统的手推车购物和排队等待结账难等问题，本文设计的机器人从愉悦购物的需求出发，极大解放了人们的手脚，降低了超市人力与维护的成本，具有高度的灵活性和移动性㊂关键词：机器人技术；自助购物；机器人操作系统；自主导航；定位算法ＳｕｐｅｒｍａｒｋｅｔａｕｔｏｍａｔｉｃｓｈｏｐｐｉｎｇｒｏｂｏｔｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎＲＯＳＷＡＮＧＣｈｕｎｐｉｎｇ１，ＷＡＮＧＪｉａｑｉ２，ＧＡＯＪｉｎｆｅｎｇ２（１ＫｅｙｉＣｏｌｌｅｇｅ，ＺｈｅｊｉａｎｇＳｃｉ－ＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｈａｎｇｙｕＺｈｅｊｉａｎｇ３１２３６９，Ｃｈｉｎａ；２ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＳｃｉ－ＴｅｃｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００１８，Ｃｈｉｎａ）ʌＡｂｓｔｒａｃｔɔＲｏｂｏｔｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ（ＲＯＳ）ｉｓａｓｅｔｏｆｓｏｆｔｗａｒｅｌｉｂｒａｒｙａｎｄｔｏｏｌｌｉｂｒａｒｙｆｏｒｂｕｉｌｄｉｎｇｒｏｂｏｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ＡｓｕｐｅｒｍａｒｋｅｔａｕｔｏｍａｔｉｃｓｈｏｐｐｉｎｇｒｏｂｏｔｂａｓｅｄｏｎＲＯＳｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｒｏｂｏｔｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｗｏｌａｙｅｒｓｗｉｔｈｓｈｏｐｐｉｎｇｌａｙｅｒａｂｏｖｅｔｈｅｍｏｔｉｏｎｌａｙｅｒ．Ｔｈｅｓｈｏｐｐｉｎｇｌａｙｅｒｔａｋｅｓｔｈｅｒａｓｐｂｅｒｒｙｐｉｅ３Ｂ＋ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｂｏａｒｄａｓｔｈｅｃｏｒｅ．Ｉｔｗｏｒｋｓｗｉｔｈｔｈｅｃｏｄｅｓｃａｎｎｉｎｇｇｕｎａｎｄｔｈｅｍｏｂｉｌｅｔｅｒｍｉｎａｌｉｎｓｔａｌｌｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｅｌｆ－ｃｈｅｃｋｏｕｔｓｏｆｔｗａｒｅ，ｓｏｔｈａｔｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｃｏｄｅｓｃａｎｎｉｎｇｃｈｅｃｋｏｕｔｉｓｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｉｎｔｈｅｍｏｔｉｏｎｌａｙｅｒ，ｔｈｅｍｉｎｉｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｏｍｐｕｔｅｒｏｆｉ７ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｉｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｃｏｒｅ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＲＯＳａｎｄｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｓｕｐｅｒｍａｒｋｅｔｒｏｂｏｔ＇ｓｍａｐｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｈｕｍａｎｂｏｄｙｆｏｌｌｏｗｉｎｇａｎｄｖｏｉｃｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗａｙｏｆｓｈｏｐｐｉｎｇｗｉｔｈｈａｎｄｐｕｓｈｓｈｏｐｐｉｎｇｃａｒｔａｎｄｗａｉｔｉｎｇｉｎｌｉｎｅｆｏｒｍａｎｕａｌｃａｓｈｉｅｒｗｉｔｈｏｕｔｐｌｅａｓｕｒｅｓｈｏｐｐｉｎｇｄｅｍａｎｄ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｕｔｏｍａｔｉｃｓｈｏｐｐｉｎｇｒｏｂｏｔｓａｖｅｓｈｕｍａｎｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｎｄｓｅｒｖｉｃｅｃｏｓｔｂｕｒｄｅｎｗｉｔｈａｈｉｇｈｄｅｇｒｅｅｏｆｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｍｏｂｉｌｉｔｙ．ʌＫｅｙｗｏｒｄｓɔｒｏｂｏｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ａｕｔｏｍａｔｉｃｓｈｏｐｐｉｎｇ；ｒｏｂｏｔｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ（ＲＯＳ）；ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｎａｖｉｇａｔｉｏｎ；ｌｏｃａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ基金项目：国家自然科学基金（６２０７３２９６）；浙江理工大学科技与艺术学院科研项目（ＫＹ２０２２００６）；浙江理工大学科技与艺术学院教改项目（Ｋｙｊｇ２１１５）㊂作者简介：王春平（１９７８－），男，讲师，主要研究方向：智能控制与机器人控制研究；汪家琪（１９９７－），男，工程师，主要研究方向：人工智能与多智能体系统一致性研究；高金凤（１９７８－），女，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：多机器人编队控制与工业过程先进控制理论与技术㊂收稿日期：２０２３－０１－３００㊀引㊀言随着计算机信息与机器人技术的快速发展，机器人应用范围从最初的军事行业延伸到现在的医疗㊁工业㊁服务业等多个领域［１］，逐步实现机器人的普及化，如军用侦察机器人㊁医疗消毒机器人㊁工业巡检机器人和餐饮服务机器人㊂其中，机器人在服务业领域的作用尤为突出㊂在许多大型的超市，传统的手推车购物和排队等待人工收银的方式不仅无法满足人们愉悦购物的需求，还会给超市造成一定秩序维护和服务成本上的负担㊂另一方面，机器人操作系统（ＲＯＳ）是构建机器人应用程序的一套软件库和工具库，是编写机器人软件的灵活框架㊂ＲＯＳ包含驱动程序㊁先进的算法㊁强大的机器人开发工具，而且都是开源的，这就进一步地促进了机器人技术的发展［２－３］㊂本文设计了一种基于ＲＯＳ的超市自助购物机器人，在传统的超市购物机器人［４］基础上进行了结构和功能的改进㊂该机器人分为购物层和运动层，两层之间用４根不锈钢钢管支撑㊂购物层以树莓派３Ｂ＋开发板为核心，与扫码枪和安装了自主结账软件的移动终端配合使用，从而实现智能扫码结账的功能㊂运动层以ｉ７处理器的ｍｉｎｉ工控机为核心，结合ＲＯＳ和远程控制设备实现该超市购物机器人的地图构建㊁语音导航㊁人体跟随㊂远程控制设备和安装了自主结账软件的移动终端均是通过无线局域网络与ｉ７处理器的ｍｉｎｉ工控机和树莓派３Ｂ＋开发板建立连接，具有高度的灵活性和移动性㊂１㊀自助购物机器人系统自助购物机器人系统是由购物层和运动层组成的，购物层以树莓派３Ｂ＋开发板为核心，扫码枪通过无线局域网与安装了自主结账软件的移动终端连接完成结账；运动层以ｉ７处理器的ｍｉｎｉ工控机为核心，通过无线局域网络与远程控制设备连接，并利用思岚Ａ１激光雷达和ｋｉｎｅｃｔ一代深度摄像头实现地图构建和人体跟随㊂此外，该超市购物机器人上装配语音交互模块和底层控制模块，可执行语音导航控制和底层的硬件驱动等功能，具体框架结构侧视图如图１所示㊂购物层运动层不锈钢钢管图１㊀基于ＲＯＳ的超市自助购物机器人框架Ｆｉｇ．１㊀ＳｅｌｆｓｈｏｐｐｉｎｇｒｏｂｏｔｄｉａｇｒａｍｏｆｓｕｐｅｒｍａｒｋｅｔｂａｓｅｄｏｎＲＯＳ１．１㊀扫码枪与开发板通信系统测试的时候，树莓派３Ｂ＋开发板上除了接入扫码枪，还外接了多种输入设备包括键盘㊁鼠标㊁Ｕ盘㊂除此之外，由于要在树莓派３Ｂ＋开发板上执行扫码枪读取条形码信息功能，需要将该信息传输给移动终端，这２个功能会出现冲突，无法同时运行㊂这一难点可以借助于扫码枪配对程序中双线程方法来解决㊂一个线程获取扫码枪传来的条形码数据，另外一个线程将该数据传输给移动终端㊂１．２㊀移动终端Ａｐｐ的设计对于移动终端Ａｐｐ的设计，采用Ａｐｐｉｎｖｅｎｔｏｒ在线编辑软件㊂在进行自助结账时，Ａｐｐｉｎｖｅｎｔｏｒ中字符串类型的 价格 不需要转换成数值类型就可以直接进行相加减㊂移动终端Ａｐｐ一共设有３个界面，通过Ａｐｐ上的按钮进行切换㊂Ｓｃｒｅｅｎ０是主页界面设计，Ｓｃｒｅｅｎ１是功能界面，Ｓｃｒｅｅｎ２是付款成功界面㊂自主结账软件设计流程如图２所示㊂返回付款成功,欢迎再来!确认付款计算总价商品X不想要去掉商品X再计算总价返回开始进入购物查看价格确认购买结束退出是否否否是是是否图２㊀自主结账软件设计流程图Ｆｉｇ．２㊀Ｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｓｅｌｆ－ｃｈｅｃｋｏｕｔ１．３㊀硬件电路设计硬件电路主要包括４大模块，即底层控制模块㊁电源模块㊁电机驱动模块㊁惯性测量单元（ＩＭＵ），如系统的硬件电路框架如图３所示㊂在购物层端，扫码枪和安装了自主结账软件的移动终端分别通过ＵＳＢ和无线局域网络与树莓派３Ｂ＋开发板相连，更侧重于软件设计，仅需设计电源模块的电路图㊂在运动层端，思岚Ａ１激光雷达㊁Ｋｉｎｅｃｔ一代深度摄像头㊁语音交互模块均是通过ＵＳＢ直接与以ｉ７处理器的ｍｉｎｉ工控机相连，且远程控制设备通过ｓｓｈ协议与工控机相连，硬件设计则着重体现在电源㊁底层控制以及集成在其中的电机驱动模块与惯性测量单元㊂电源模块底层控制模块运动层语音交互模块购物层4根不锈钢钢管电源模块思岚A I激光雷达k i n e c t1代深度摄像头树莓派3B+开发板安装了自主结账软件的移动终端扫码枪i7处理器的m i n i工控机远程控制设备图３㊀购物机器人系统的总体结构框图Ｆｉｇ．３㊀Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｓｈｏｐｐｉｎｇｒｏｂｏｔｓｙｓｔｅｍ６２智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１３卷㊀１．３．１㊀底层控制模块ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６是该超市购物机器人运动层底层控制模块的核心㊂底层控制模块包含了传感器数据的获取㊁运动学解算㊁电机控制等底层驱动功能和机器人的运动功能［５－１０］㊂底层控制模块向上层的ｉ７处理器ｍｉｎｉ工控机发送机器人的里程计信息㊁电机转速信息㊁ＩＭＵ传感器数据㊁电池电压数据等传感器信息㊂工控机向底层控制模块发送速度指令和里程计校准参数等高级控制数据㊂ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６的电路如图４所示㊂14151617202122234142434445464950565460713248641913G N DV C CG N DM A 2M B 2S E R V O 1S E R V O 2A I N 2A I N 1P WM A P WM B P A 8R X D T X D P A I 1P A I 2S WD I O S WC L K P A 15O S C 1O S C O P D 2B O O T 0R 610KV C CS 1R E S E TC 22100n FS T M 32F 103R C T 6P B 0P B 1B O O T 1P B 3P B 4P B 5M A 1M B 1S C L S D A T X R X T r i g E c h o P B 14P B 15V A D O U T L E D P C 2P C 3B I N 1B I N 2P C 6P C 7P C 8P C 9P C 10P C 11P C 12P A O -WK U PP A 1P A 2P A 3P A 4P A 5P A 6P A 7P A 8P A 9P A 10P A 11P A 12P A 13/J T M S /S WD I O P A 14/J T C K /S WC L K P A 15/J T D I O S C _I N /P D 0O S C _O U T /P D 1P D 2B O O T 0N R S TV B A T V D D _1V D D _2V D D _3V D D _4V D D AP B 0P B 1P B 2/B O O T 1P V 3/J T D O P B 4/J N T R S TP B 5P B 6P B 7P B 8P B 9P B 10P B 11P B 12P B 13P B 14P B 15P C 0P C 1P C 2P C 3P C 4P C 5P C 6P C 7P C 8P C 9P C 10P C 11P C 12P C 13-T A M P E R -R T CP C 14-O S C 32_I N P C 15-O S C 32_O U TV S S _1V S S _2V S S _3V S S _4V S S AU 4262728555657585961622930333435368910112425373839405152532343147631812图４㊀ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６电路图Ｆｉｇ．４㊀ＴｈｅＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６ｃｉｒｃｕｉｔｄｉａｇｒａｍ１．３．２㊀电机驱动模块电机驱动模块采用的是ＴＢ６６１２驱动模块，是基于ＭＯＳＦＥＴ的Ｈ桥集成电路㊂ＴＢ６６１２设计原理如图５所示，效率远高于晶体管Ｈ桥驱动器㊂相比Ｌ２９８Ｎ的热耗性和外围二极管续流电路，无需外加散热片，效率高，外围电路简单，只需外接电源滤波电容就可以直接驱动电机，利于减小系统尺寸㊂具体的电路如图６所示㊂１．３．３㊀惯性测量单元ＭＰＵ６０５０是惯性测量单元的一种，在内部整合了三轴陀螺仪和三轴加速度的传感器，并且具有一个数字运动处理引擎，方便姿态的解算，并且可以降低主处理器的运行负荷，三轴加速度可以测量３个方向的直线加速度，三轴陀螺仪可以测量３个轴的旋转角速度，通过姿态解算算法实现姿态的解算［１１］㊂具体的设计电路如图７所示㊂７２第８期王春平，等：基于ＲＯＳ的超市自助购物机器人系统设计C o n t r o l L o g i c AC o n t r o l L o g i c B242322212019181716151413123456789101112V 1P WM A A I N 2A I N 1V c c S T B Y G N D B 1N 1B 1N 2P W M BV 3V 2S T B YT S DU Y L 0H -S MA H -S MBA 01A 01P G N D 1P G N D 1A 02A 02B 02B 02P G N D 2P G N D 2B 01B 01图５㊀ＴＢ６６１２原理图Ｆｉｇ．５㊀ＴｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆＴＢ６６１２A 01A 01G N D G N D A 02A 02B 02B 02G N D G N D B 01B 01V M 1P WM A A I N 2A I N 1V C C S T B Y G N D B I N 1B I N 2P WM B V M 3V M 2T B 6612F N GM o t o r D r i v e rA 01A 02B 02B 01G N DG N D123456789101112242322212019181716151413C 2100n F 10u FC 35VG N D10u F /25VC 6C 5100n FU 1V I NP WM A A I N 2A I N 1B I N 1B I N 2P WM BV I N图６㊀电机驱动电路图Ｆｉｇ．６㊀Ｔｈｅｍｏｔｏｒｄｒｉｖｅｃｉｒｃｕｉｔｄｉａｇｒａｍ12345I M UP 2R 154.7K R 164.7KVC C 5V G N DS C L S D AV C C图７㊀ＭＰＵ６０５０电路图Ｆｉｇ．７㊀ＴｈｅｃｉｒｃｕｉｔｄｉａｇｒａｍｏｆＭＰＵ６０５０㊀㊀有关电机㊁底层控制模块㊁ＴＢ６６１２驱动模块㊁ＭＰＵ６０５０的正确连接方式见表１㊂此处ＴＢ６６１２的ＶＭ１端口接１２Ｖ，ＳＴＢＹ端口接５Ｖ，ＶＣＣ端口接５Ｖ，ＰＷＭ连接２组电机，ＰＷＭＡ接Ａ组，ＰＷＭＢ接Ｂ组㊂表１㊀各模块的引脚分配Ｔａｂ．１㊀Ｐｉｎａｓｓｉｇｎｍｅｎｔｏｆｅａｃｈｍｏｄｕｌｅ电机ＴＢ６６１２ＳＴＭ３２ＭＰＵ６０５０含义＋Ａ０１／／控制电机正转ＧＮＤＧＮＤＧＮＤＧＮＤ接地Ｂ／ＰＢ６／编码器计数减Ａ／ＰＡ０／编码器计数增５Ｖ５Ｖ／ＶＣＣ５Ｖ接５Ｖ电源－Ａ０２／／控制电机反转／／ＰＢ８ＳＣＬ控制线／／ＰＢ９ＳＤＡ数据线１．３．４㊀电源模块本系统设计了２个电源模块，分别为购物层和运动层提供可靠的工作电压㊂不仅需考虑电压范围和电流容量等基本参数，还要在电源转换效率㊁降低噪声㊁防止干扰等方面进行优化㊂购物层采用１２Ｖ㊁８．４Ａ锂电池，通过降压模块，将其转换成５Ｖ固定电压驱动树莓派３Ｂ＋开发板；运动层采用１２ ４８Ｖ㊁２２Ａ的锂电池，通过１２Ｖ电源稳压模块给ｉ７处理器的ｍｉｎｉ工控机供电㊂然而在底层控制模块里，不是所有的子模块都是１２Ｖ供电的㊂比如ＭＰＵ６０５０的标准供电电压是５Ｖ，因此需要一个电压转换模块将１２Ｖ电压转换成５Ｖ稳定电压㊂具体的电压转换电路如图８所示㊂D C D C L D O V I NV C C 5V C C 3.3L 1D C D C -5V1K ΩV I N A D C J 3J 212341212J 16~13V 输入输入电压检测10K ΩL D O -3.3V图８㊀电压转换电路图Ｆｉｇ．８㊀Ｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｄｉａｇｒａｍ２㊀自助购物机器人导航算法设计机器人运动层端的算法设计主要包括Ｇｍａｐｐｉｎｇ建图算法㊁语音导航算法㊁ｋｉｎｅｃｔ一代深度摄像头人体跟随算法㊂整个系统的程序运行流程如图９所示㊂２．１㊀Ｇｍａｐｐｉｎｇ建图算法Ｇｍａｐｐｉｎｇ是一种常用的同时定位与地图构建（ＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＭａｐｐｉｎｇ，ＳＬＡＭ）算法，通过激光雷达等传感器收集环境信息，实现对机器人所在环境的建图和定位㊂Ｇｍａｐｐｉｎｇ算法的核心思想是将地图构建问题转化为一个最优化问题，通过优化机器人在环境中的运动轨迹和地图中的障８２智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第１３卷㊀碍物分布，得到一个最优的地图模型㊂Ｇｍａｐｐｉｎｇ算法的实现分为２个步骤：机器人定位和地图构建㊂智能扫码自主结账语音导航回仓购物结束人体跟随语音导航就位构建全局地图购物开始图９㊀系统程序流程图Ｆｉｇ．９㊀Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｓｙｓｔｅｍｐｒｏｇｒａｍ㊀㊀Ｇｍａｐｐｉｎｇ算法通过对机器人位置的精确估计，来纠正激光雷达传感器测量中存在的误差㊂具体采用基于粒子滤波器的定位算法，在概率分布上进行多次采样和更新，得到机器人位置的最优估计㊂Ｇｍａｐｐｉｎｇ算法地图构建通过对激光雷达测量数据进行处理，提取环境中的障碍物信息㊂具体将激光雷达测量数据转换为栅格地图，并利用贝叶斯滤波算法来更新栅格地图中的障碍物分布㊂同时，Ｇｍａｐｐｉｎｇ算法还会对地图进行优化，使得机器人的轨迹更加顺畅，并提高地图的准确性和稳定性㊂２．２㊀语音导航算法语音导航算法用来完成地图构建之后的就位和智能扫码结账之后的回仓，语音交互模块带声源定位功能，每次对着语音交互模块说话时，会出现一个最亮的灯，代表此时最亮灯方位声源最强㊂语音导航算法将Ａ∗全局路径规划和ＤＷＡ局部路径规划导航算法与语音控制算法相结合㊂机器人语音导航包含以下步骤：语音识别㊁自然语言理解和语音合成㊂机器人利用麦克风等传感器感知用户的语音指令，通过语音识别技术将语音信号转换为文本形式，以方便后续的处理和分析㊂在自然语言理解步骤中，机器人会对用户输入的文本进行分析和理解，实现对用户需求的识别和分类㊂将文本转换成信号发送给运动控制器㊂机器人需要考虑到用户可能存在的多义性或歧义性，确保识别的准确性和稳定性㊂最后，机器人将处理好的文本信息转换为语音信号，并通过扬声器等设备输出给用户，实现与用户的自然语音交互㊂２．３㊀运动跟随算法人体运动跟随算法通过机器人对人体姿态㊁移动速度和距离等信息的感知和分析，实现对人体运动的预测和响应，达成机器人的跟随功能㊂本文的设计运用了开源的ｔｕｒｔｌｅｂｏｔ＿ｆｏｌｌｏｗｅｒ功能包㊂该功能包利用深度摄像头反馈的点云图，计算一定区域内的点云中心坐标作为目标跟随点，并通过深度学习技术识别出人体的位置和大小，还考虑了存在的干扰物或障碍，根据坐标和设置的安全距离控制底盘实现移动跟随㊂机器人对人体的姿态㊁运动速度等信息进行分析，预测人体的下一步运动方向，从而决定机器人的跟随策略㊂在此过程中，机器人需要利用计算机视觉等技术进行数据处理和分析，实现对人体运动的实时跟踪㊂实验证明Ｇｍａｐｐｉｎｇ建图效果与人体跟随测试都很成功，实际测试结果如图１０所示，图１１为基于ＲＯＳ的超市购物机器人实际系统侧视图㊂图１０㊀Ｇｍａｐｐｉｎｇ建图效果与人体跟随测试Ｆｉｇ．１０㊀ＴｈｅＧｍａｐｐｉｎｇｂｕｉｌｔｆｉｇｕｒｅｅｆｆｅｃｔａｎｄｈｕｍａｎｂｏｄｙｆｏｌｌｏｗｉｎｇｔｅｓｔｄｉａｇｒａｍ图１１㊀基于ＲＯＳ的超市购物机器人系统侧视图Ｆｉｇ．１１㊀Ｔｈｅｓｉｄｅｖｉｅｗｄｉａｇｒａｍｏｆｓｕｐｅｒｍａｒｋｅｔｓｅｌｆ－ｓｈｏｐｐｉｎｇｒｏｂｏｔｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＲＯＳ３㊀结束语本文设计了一款基于ＲＯＳ的超市自助购物机器人，双层结构设计既可以让购物层和运动层各负其责㊁互不干扰，又能大大节约布局空间㊂经过实际测试，该机器人能够较好㊁较快地完成地图构建㊁语音导航㊁人体跟随㊁智能扫码结账等功能㊂最大的不足就在于缺乏构建基于ＲＯＳ的多机器人系统标准方法，今后的研究可着重聚焦在基于ＲＯＳ的多机器人协同控制算法与实际测试㊂（下转第３６页）９２第８期王春平，等：基于ＲＯＳ的超市自助购物机器人系统设计［２］ＲＥＮＳｈａｏｑｉｎｇ，ＨＥＫａｉｍｉｎｇ，ＧＩＲＳＨＩＣＫＲ，ｅｔａｌ．ＦａｓｔｅｒＲ－ＣＮＮ：Ｔｏｗａｒｄｓｒｅａｌ－ｔｉｍｅｏｂｊｅｃｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｒｅｇｉｏｎｐｒｏｐｏｓａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓＯｎＰａｔｔｅｒｎＡｎａｌｙｓｉｓＡｎｄＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ，２０１７，３９：１１３７－１１４９．［３］ＭＡＪｉａｎｑｉ，ＳＨＡＯＷｅｉｙｕａｎ，ＹＥＨａｏ，ｅｔａｌ．Ａｒｂｉｔｒａｒｙ－ｏｒｉｅｎｔｅｄｓｃｅｎｅｔｅｘｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｖｉａｒｏｔａｔｉｏｎｐｒｏｐｏｓａｌｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＭｕｌｔｉｍｅｄｉａ，２０１８，２０：３１１１－３１２２．［４］ＳＨＩＢａｏｇｕａｎｇ，ＢＡＩＸｉａｎｇ，ＢＥＬＯＮＧＩＥＳ．Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇｏｒｉｅｎｔｅｄｔｅｘｔｉｎｎａｔｕｒａｌｉｍａｇｅｓｂｙｌｉｎｋｉｎｇｓｅｇｍｅｎｔｓ［Ｃ］／／２０１７ＩＥＥＥ／ＣＶＦＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎａｎｄＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．Ｈｏｎｏｌｕｌｕ，ＨＩ，ＵＳＡ：ＩＥＥＥ，２０１７：３４８２－３４９０．［５］ＤＥＮＧＤａｎ，ＬＩＵＨａｉｆｅｎｇ，ＬＩＸｕｅｌｏｎｇ，ｅｔａｌ．ＰｉｘｅｌＬｉｎｋ：Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇｓｃｅｎｅｔｅｘｔｖｉａｉｎｓｔａｎｃｅｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ［Ｃ］／／２０１８ＡＡＡＩＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ／３０ｔｈＩｎｎｏｖａｔｉｖｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ／８ｔｈＡＡＡＩＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＥｄｕｃａｔｉｏｎａｌＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ．Ｌｏｕｉｓｉａｎａ，ＵＳＡ：ＡＡＡＩ，２０１８：６７７３－６７８０．［６］ＢＡＥＫＹ，ＬＥＥＢ，ＨＡＮＤ，ｅｔａｌ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｒｅｇｉｏｎａｗａｒｅｎｅｓｓｆｏｒｔｅｘｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ［Ｃ］／／２０１９ＩＥＥＥ／ＣＶＦＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎａｎｄＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．ＬｏｎｇＢｅａｃｈ，ＣＡ，ＵＳＡ：ＩＥＥＥ，２０１９：９３５７－９３６６．［７］ＬＩＸｉａｎｇ，ＷＡＮＧＷｅｎｈａｉ，ＨＯＵＷｅｎｂｏ，ｅｔａｌ．Ｓｈａｐｅｒｏｂｕｓｔｔｅｘｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｓｃａｌｅｅｘｐａｎｓｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ［Ｃ］／／２０１９ＩＥＥＥ／ＣＶＦＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎａｎｄＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．ＬｏｎｇＢｅａｃｈ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ：ＩＥＥＥ，２０１９：９３２８－９３３７．［８］ＺＨＯＵＸｉｎｙｕ，ＹＡＯＣｏｎｇ，ＷＥＮＨｅ．ＥＡＳＴ：ａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｓｃｅｎｅｔｅｘｔｄｅｔｅｃｔｏｒ［Ｃ］／／２０１７ＩＥＥＥ／ＣＶＦＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎａｎｄＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．ＳａｌｔＬａｋｅＣｉｔｙ，ＵＳＡ：ＩＥＥＥ，２０１７：２６４２－２６５１．［９］ＬＯＮＧＪ，ＳＨＥＬＨＡＭＥＲＥ，ＤＡＲＲＥＬＬＴ．Ｆｕｌｌｙｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌｎｅｔｗｏｒｋｓｆｏｒｓｅｍａｎｔｉｃｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰａｔｔｅｒｎＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ，２０１７，３９：６４０－６５１．［１０］ＨＯＵＱｉｂｉｎ，ＺＨＡＮＧＬｉ，ＣＨＥＮＧＭｉｎｇｍｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｓｔｒｉｐｐｏｏｌｉｎｇ：Ｒｅｔｈｉｎｋｉｎｇｓｐａｔｉａｌｐｏｏｌｉｎｇｆｏｒｓｃｅｎｅｐａｒｓｉｎｇ［Ｃ］／／２０２０ＩＥＥＥ／ＣＶＦＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎａｎｄＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．ＩＥＥＥ，２０２０：４００２－４０１１．［１１］ＨＯＵＱｉｂｉｎ，ＺＨＯＵＤｅｑｕａｎ，ＦＥＮＧＪｉａｓｈｉ．Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｆｏｒｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｏｂｉｌｅｎｅｔｗｏｒｋｄｅｓｉｇｎ［Ｃ］／／２０２１ＩＥＥＥ／ＣＶＦＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎａｎｄＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．ＩＥＥＥ，２０２１：１３７０８－１３７１７．［１２］ＭＩＬＬＥＴＡＲＩＦ，ＮＡＶＡＢＮ，ＡＨＭＡＤＩＳ．Ｖ－Ｎｅｔ：Ｆｕｌｌｙｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｓｆｏｒｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃｍｅｄｉｃａｌｉｍａｇｅｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ［Ｃ］／／２０１６ＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎ３ＤＶｉｓｉｏｎ．Ｓｔａｎｆｏｒｄ，ＣＡ，ＵＳＡ：ＩＥＥＥ，２０１６：５６５－５７１．［１３］ＬＵＯＷｅｎｊｉｅ，ＬＩＹｕｊｉａ，ＵＲＴＡＳＵＮＲ，ｅｔａｌ．Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｒｅｃｅｐｔｉｖｅｆｉｅｌｄｉｎｄｅｅｐｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｃ］／／２０１６ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＮｅｕｒａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ．Ｂａｒｃｅｌｏｎｅ，Ｓｐａｉｎ：ＮＩＰＳＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ，２０１６（２９）：１－９．［１４］ＺＨＡＮＧＺｈｏｎｇ，ＷＡＮＧＨｏｎｇ，ＬＩＵＳｈｕａｎｇ，ｅｔａｌ．Ｆｅａｔｕｒｅｐｏｏｌｉｎｇｉｎｓｃｅｎｅｃｈａｒａｃｔｅｒｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ：Ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｓｔｕｄｙ［Ｃ］／／２０１７ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｎｄＳｙｓｔｅｍｓ．Ｘｉａｍｅｎ，Ｃｈｉｎａ：ＩＣＣＳＰＳ，２０１９：２１５０－２１５７．［１５］ＺＨＡＯＨｅｎｇｓｈｕａｎｇ，ＳＨＩＪｉａｎｐｉｎｇ，ＱＩＸｉａｏｊｕａｎ，ｅｔａｌ．Ｐｙｒａｍｉｄｓｃｅｎｅｐａｒｓｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋ［Ｃ］／／２０１７ＩＥＥＥ／ＣＶＦＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｍｐｕｔｅｒＶｉｓｉｏｎａｎｄＰａｔｔｅｒｎＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ．Ｈｏｎｏｌｕｌｕ，ＨＩ，ＵＳＡ：ＩＥＥＥ，２０１７：６２３０－６２３９．［１６］ＨＵＪｉｅ，ＳＨＥＮＬｉ，ＳＵＮＧａｎｇ．Ｓｑｕｅｅｚｅ－ａｎｄ－ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＰａｔｔｅｒｎＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ，２０２０，４２：２０１１－２０２３．（上接第２９页）参考文献［１］蔡自兴．机器人学的发展趋势和发展战略［Ｊ］．高技术通讯，２００１（０４）：１１－１６．［２］戈新良．基于多种传感器信息融合的移动机器人的环境辨识［Ｄ］．天津：河北工业大学，２００３．［３］汪宝珠．基于ＳＬＡＭ的移动机器人地图构建与路径规划研究［Ｄ］．银川：宁夏大学，２０２０．［４］安石莉．防疫消杀巡检机器人定位导航系统设计［Ｄ］．银川：宁夏大学，２０２２．［５］赵伟卓．基于视觉与激光雷达的ＲＯＳ机器人自主导航研究［Ｄ］．沈阳：沈阳理工大学，２０２２．［６］李建勇，赵静，刘雪梅，等．基于ＲＯＳ的自主家庭陪伴机器人设计［Ｊ］．电子技术应用，２０２１，４７（０２）：５８－６２．［７］何琦．一种超市购物机器人的结构设计及控制方法［Ｊ］．内燃机与配件，２０１８（０９）：２１－２３．［８］张彦俊．机器人模块化体系与关键技术研究［Ｄ］．上海：上海交通大学，２０１８．［９］陈鑫，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超市自动跟随购物小车
超市自动跟随购物小车摘要：针对超市顾客购物智能化问题，研发一辆能够跟随顾客和避障的智能购物车。
该智能车采用超声波模块双耳定位来对障碍与智能车的距离进行测量；通过超声波模块和人体传感器模块的相互配合以达到识别并判断前方障碍物是否为人并完成跟踪。
关键词：双耳定位，超声波，人体传感器1、系统设计方案及原理1.1整体设计方案本智能随购物小车主要有单片机控制模块、电机及驱动模块、超声波传感器模块、人体传感器模块、电源模块组成，采用LM2596降压芯片的供电电路。
RT1064为核心控制器，障碍物距离信息采集由超声波传感器采集，与人体传感器采集的信息一起发送给单片机，单片机接收到数据后，经过算法将数据进行处理，判断小车与障碍物或人体的距离及方向关系，定位完成后，根据目标物的位置信息，单片机控制电机驱动模块，通过差速的方式控制电机调整车轮转向和转速使小车跟随目标物，实现跟随和避障的功能。
以下是系统框图：图1 小车系统结构框图1.2硬件设计1.2.1智能购物小车运动控制方案的论证与选择方案一：采用四轮车模为主体结构，两个电机驱动后轮作为动力系统，通过舵机控制前轮打角转向。
由于超市过道主体元素为十字路口，且过道较窄，即使前轮转向至最大值，依然会压线撞到货架。
方案四：采用两轮平衡车的车模结构，通过两个电机控制两个车轮差速转向，并且控制平衡，该方案较为灵活，但是该方案最大的问题是具有平衡失效的风险。
方案五：采用两履带式车模结构，通过两个电机驱动两条履带控制车辆运动，该方案结合了方案四的灵活的优点，同时也解决了平衡问题，车模系统自身具有稳定性。
综合上述比较，考虑系统的快速工作以及精确控制，本系统采用方案五。
1.2.2 DRV8701全桥驱动电路电路外围设计中，DRV8701可以工作在6-45V的宽电压范围，而且无需外部升压，一块QFN24封装的DRV8701芯片就可以驱动整个全桥， BTN方案则是体积太大了，DRV8701驱动则更为优越，无需升压电路，避免BOOST电路产生的电磁干扰；。
c语言课程设计超市购物系统
c语言课程设计超市购物系统一、教学目标本课程的目标是使学生掌握C语言编程的基本知识，能够运用C语言设计并实现一个简单的超市购物系统。
在知识目标方面，要求学生掌握C语言的基本语法、数据类型、运算符、控制结构等。
在技能目标方面，要求学生能够熟练使用C语言进行程序设计，具备解决实际问题的能力。
在情感态度价值观目标方面，要求学生培养对编程的兴趣和热情，培养团队合作意识和自主学习能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括C语言的基本语法、数据类型、运算符、控制结构等。
具体安排如下：1.第一章：C语言概述，介绍C语言的发展历程、特点及应用领域。
2.第二章：基本数据类型和运算符，介绍整型、浮点型、字符型数据及其运算符。
3.第三章：控制结构，介绍顺序结构、选择结构、循环结构。
4.第四章：函数，介绍函数的定义、声明、调用及返回值。
5.第五章：数组和字符串，介绍一维数组、多维数组、字符串的基本操作。
6.第六章：指针，介绍指针的概念、运算及应用。
7.第七章：结构体和联合体，介绍结构体、联合体的定义和应用。
8.第八章：文件操作，介绍文件的基本操作及其应用。
三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法、实验法等多种教学方法。
在讲授法中，教师通过讲解、示范等方式传授知识；在案例分析法中，教师通过分析实际案例，引导学生运用所学知识解决问题；在实验法中，学生通过动手实践，加深对知识的理解和运用。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、多媒体资料和实验设备。
教材选用《C程序设计原理与应用》，多媒体资料包括教学PPT、视频教程等，实验设备包括计算机、网络设备等。
这些资源将有助于学生更好地学习C语言，提高编程能力。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问回答、团队合作等情况，占总评的30%。
作业主要评估学生的编程能力和理解力，占总评的30%。
考试分为期中考试和期末考试，期中考试占40%，期末考试占60%，考试内容主要包括理论知识及编程实践。
天天超市购物系统测试计划
天天超市购物系统测试计划一．总论 (2)1.1 项目背景 (2)1.2 项目目标 (2)1.3 文档目的 (2)1.4 文档摘要 (2)二．测试策略 (3)整体策略 (3)测试范围 (4)风险分析 (5)三．测试方法 (6)a) 里程碑技术 (6)b) 测试用例设计 (6)c) 测试实施过程 (6)d) 测试方法综述 (7)e) 测试用例 (7)四．测试组织 (9)a) 测试团队结构 (9)b) 功能划分 (9)c) 联系方式 (10)五．资源需求 (10)a) 培训需求 (10)b) 硬件需求 (10)c) 软件需求 (10)六．时间进度安排 (11)七．测试过程管理 (11)a) 测试文档 (11)测试文档管理 (11)编号规则 (11)b) 缺陷处理过程 (12)c) 测试报告 (13)1一.总论1.1 项目背景天天超市购物管理系统是XX科技有限公司为天天超市开发的一套购物系统，是目前天天超市实施的购物系统中比较有代表性的一套系统。
目前，天天超市已经开始使用，在使用之中，发现了系统存在的一些问题，为了更加系统和有效地发现系统中的其它问题，XX科技有限公司和XX软件科技有限公司合作，启动本项目来对系统进行测试。
1.2 项目目标天天超市购物管理系统已经开始运行，但是系统本身还存在一些问题，我们希望通过本项目的测试，除了在发现更多的系统缺陷外，同时建立起一套较完整的测试过程规范和一套较完整的测试用例库。
1.3文档目的本测试计划主要有两类受众：测试管理人员（项目经理、客户指派人员）和测试人员。
◆项目经理根据该测试计划制定进一步的计划、安排（工作任务分配、时间进度安排）和控制测试过程；◆客户指派人员通过该测试计划了解测试过程和相关信息。
◆测试人员根据该测试计划中制定的范围、方法确定测试需求、设计测试用例、执行和记录测试过程并记录和报告缺陷。
●确定项目测试的策略、范围和方法；●使项目测试工作的所有参与人员（客户方参与人员、测试管理者、测试人员）对本项目测试的目标、范围、策略、方法、组织、资源等有一个清晰的认识；●使项目测试工作的所有参与人员理解测试控制过程；●从策略角度说明本项目测试的组织和管理，指导测试进展，并作为项目测试工作实施的依据；●本文档是本项目测试整个过程进行的依据、规范和标准；在测试过程中严格按照本文档的制定的规范去执行。
网上超市购物系统用户需求
网上超市购物系统用户需求本系统可以实现用户在网上超市进行选择购物，包括用户管理、商品管理、超市购物、盘存管理4个功能。
网上超市购物系统用户管理盘存管理超市购物商品管理1、用户管理：（1）功能与要求：用户注册和修改个人信息用户注册：点击“注册”后，进行用户信息输入，如果已有该“用户名”，则提示已有此用户，请重新输入；如果没有该“用户名”，则“确定”后，保存该用户信息。
基本流程：注册→输入用户名→验证是否存在→不存在→输入用户信息→确定→保存更新数据库；存在，给出提示信息用户信息修改：输入“用户名”和“密码”，点击“登录”后，如果验证正确，则显示个人信息，可以进行修改密码、姓名、性别、电话，不能修改用户名；修改后“确认”保存。
基本流程：输入“用户名”和“密码”→登录→验证用户→验证通过后显示该用户信息→修改→确认→保存更新数据库；验证不通过，给出提示信息。
（2）基本资料：用户（类别，用户名，密码，姓名，性别，电话）说明：类别分为管理员、普通用户两类；对管理员类别的用户，在后台增删改；用户注册默认为普通用户。
用户名和密码，长度不超过6个字符；用户名是唯一识别用户的身份。
姓名不允许为空。
2、商品管理：（1）功能与要求：对超市商品进行增加、修改、删除功能。
只有具有管理员类别的用户，才能进行。
基本流程：登录→验证当前用户类别→验证通过后显示超市商品→增删改→保存更新数据库；验证不通过，给出提示信息。
（2）基本资料：超市商品（商品编号，商品名，单价，数量，总价）说明：商品编号是唯一识别商品的；由4位组成，第1位用大写字母，表示商品大类（如服装A、食品B等），第2位用大写字母，表示商品小类（如服装中的鞋AA、帽AB；食品中的肉BA、蛋BB等小类），第3、4位用数字，表示商品小类下的商品编号（如皮鞋AA01，布鞋AA02；猪肉BA01,牛肉BA02等）商品名，不能为空，长度不多于10个汉字；单价，为2位整数，单位为元；数量，为2位整数，单位为件；总价，为4位整数，单位为元；总价=单价*数量；3、超市购物：（1）功能与要求：用户先输入用户名和密码登录，验证通过后，显示超市商品列表，商品按类别排序（即商品编号排序），包括商品编号、名称、单价、数量；每种商品有一“选购”按钮，当用户“选购”后，要求输入“数量”，确定后，超市商品列表中该商品数量减少；在用户的购物车中增加该商品；购物车中显示该用户选购的所有商品，包括用户名、商品名、单价、数量、总价；购物车中每种商品有一“退货”按钮，当用户将该商品“退货”后，商品从购物车中删除，同时超市商品中该商品数量增加。
无人区--校园自助购物超市应用与实践研究
无人区--校园自助购物超市应用与实践研究摘要：本文探讨了在充分融合高新技术，尤其是人工智能等前沿技术的前提下，校园内智能无人自助购物超市的建设对现代化校园的重要性。
这些智能化超市的兴起颠覆了传统的购物方式，为校园内的学生和教职工提供了极为便捷的购物体验。
该项目采用“RFID+小程序”模式的结账解决方案为学生提供了更高效的购物方式，大幅减少了结账等待时间，从而提升了购物效率。
此外，这种创新模式还带来了诸多益处，包括为商家节省了运营成本，提高了商品陈列和管理的效率。
关键词：人工智能；自助购物；RFID+小程序无人自助购物超市属于无人零售的其中之一的新兴模式，正因如此，这样的无人理念很快在今后为拓展技术的发展奠定了其应得到更多的关注和更广泛的运用的采用和拓展基础[1]。
然而，无人自助购物超市真正的使用目的不是“无人”的体验，而是为了更好的满足人们的需求、更好的生活，运用更高端的服务让消费者们在新时代的购物中能够体验到其中的新奇感、便捷感和对现代科学技术进步的赞叹感，而这一无人智能超市的推广也更为消费者带来更好的现代化购物体验。
1.校园自助购物超市必要性校园自助购物超市的价值显而易见。
首先，它们提供了极大的便利性，为校园内的学生和教职工提供了更加方便的购物方式，无需费时费力前往传统超市。
其次，这些超市强化了食品供应，满足了大学校园中学生对食品和日常用品的迫切需求，解决了供应短缺问题。
第三，校园自助购物超市提供了多样性的商品选择，覆盖了不同口味和需求，满足了广泛的学生群体[2]。
此外，它们促进了校园社交，常常位于学生宿舍或学术楼附近，为学生提供了社交互动的机会，增强了校园社区感。
最后，一些校园自助购物超市还为学生提供了实践零售管理和运营的机会，为他们提供了宝贵的实践经验和技能培养平台[3]。
此外，自助购物超市通常采用现代技术，如RFID和自动结算系统，可以减少购物所需的时间和精力。
这有助于学生更好地平衡学术和生活，提高了整体的生活质量。
网上超市购物系统介绍
网上超市购物系统功能介绍1.引言1.1 编写目的该手册是为了方便用户在使用网上购物系统，阐明如何使用网上购物系统，向用户解释该系统的作用在必要时作为参考。
1.2背景网上购物系统软件是一个功能比较完善的管理软件，它具有数据操作方便高效迅速等优点。
是为了方便广大消费者以及生产者，而在他们中间架起了一座桥梁。
随着全球经济一体化的逐步深入，购物超市网站已是现代传统超市必不可少的经营策略。
目前，购物超市网站在国际互联网上可以实现的功能已经多样化，该软件采用强大的php语言开发而成，具有良好的可移植性，可在应用范围较广的windws系列等操作系统上使用。
除此之外，该系统可通过访问权限控制以及数据备份功能，确保数据的安全性。
1.3定义该系统是以数据库为后台核心应用，以服务为目的的信息平台，对资源进行科学的加工整序和管理维护，为众多的用户提供更好的服务为宗旨，对其进行更好的管理。
1.4目标及使用范围主要目的是：方便用户可以足不出户，只需一台PC机，便可在网上随意选购自己喜欢的商品，并且网上的商品种类很多，用户可以综合选择自己喜欢的。
2.功能2.1后台首页（1）后台首页后台首页指用户登录进去首先看到的页面，首页包含系统更新消息，系统基本信息，快捷操作，还有官方公告，官方新闻和信息统计。
同时，后台用户可以修改密码，修改资料，清空缓存等操作（2）快捷操作快捷操作包括管理商品，添加商品，管理订单，用户管理，修改参数等（3）修改密码（4）清空缓存（5）修改资料2.2商品管理商品管理包含商品列表，商品添加，商品分类，分类添加，品牌管理，淘宝分类，淘宝分类添加，商品批量导入，商品供应导入等模块（1）商品列表商品列表是包含所有的商品，管理员可以浏览商品，对商品进行新增，编辑，删除，上架，下架，查询等操作（2）商品添加商品添加，可以添加商品信息，包括条码，标题，分类，出售价格，积分等。
其中还可以添加商品图片，对商品进行描述(3)商品分类商品分类指的是，对整个商品的分类进行新增，编辑，删除，查询，添加子类的操作（4）分类添加分类添加指的是，可以添加新的分类，您可以根据您的需要选择开启状态（5）品牌管理，品牌管理，指的是可以对商品的品牌进行新增，编辑，查询，删除等操作（6）品牌添加品牌添加，指的是可以对已有的分类进行品牌添加，还可以根据自己的需要选择是否开启。
基于人脸识别技术的智能超市购物系统设计
基于人脸识别技术的智能超市购物系统设计智能超市购物系统设计：基于人脸识别技术的前沿解决方案引言随着科技的不断进步，人脸识别技术作为一种快速、准确的生物特征识别方式，正逐渐应用到各个领域。
智能超市是其中之一，它结合人脸识别技术与传统超市，打造一个智能、高效、便捷的购物环境。
本文将详细探讨基于人脸识别技术的智能超市购物系统的设计方案。
一、系统架构设计1. 硬件组成智能超市购物系统的硬件部分主要包括人脸识别摄像头、收银系统、商品识别设备、便利支付终端和背后的服务器。
人脸识别摄像头是系统的核心组件，通过摄像头捕捉购物者的面部图像，并与已注册的人脸数据进行比对识别。
商品识别设备通过RFID等技术实现对商品的自动识别和计数。
便利支付终端提供自主支付的便利，使顾客能够随时结账。
2. 软件开发智能超市购物系统的软件开发包括人脸识别算法、商品识别算法以及购物平台的开发。
人脸识别算法通过比对顾客的面部特征与数据库中的人脸数据，快速准确地认证顾客身份。
商品识别算法通过对商品上的标签信息进行扫描和解析，实现商品的自动识别。
购物平台的开发包括前端和后端。
前端通过界面设计和用户交互，向顾客展示商品信息、促销活动以及个人购物车等功能。
后端负责数据管理、支付结算以及与各硬件设备的数据交互。
二、系统功能设计1. 人脸识别功能基于人脸识别技术的智能超市购物系统中，人脸识别功能是核心功能之一。
该功能可以实现从入口开始的顾客身份认证和统计，为顾客提供个性化的购物体验。
顾客在进入超市时，系统能够自动识别顾客身份，并将其记录在数据库中。
通过人脸识别技术，系统能自动分析顾客的购买记录和偏好，为顾客提供个性化的商品推荐，提高购物体验。
2. 商品识别功能在智能超市购物系统中，商品识别功能能够自动对购物篮中的商品进行识别和计数。
这不仅提高了购物速度，也减少了人为错误。
系统通过RFID等技术，对商品上的标签信息进行扫描和解析，将商品名称、价格等信息与顾客的购物车进行匹配。
无人超市系统的设计与实现
无人超市系统的设计与实现近年来，随着科技的不断发展，无人超市这一新型购物方式逐渐走进人们的生活中。
与传统超市相比，无人超市不仅可以节省人力成本，还能提供更加便捷、高效的购物体验。
本文将介绍无人超市系统的设计与实现，探讨其应用和未来发展。
一、无人超市系统的设计无人超市系统的设计，主要包括三个方面：硬件设备、软件系统和安全措施。
1. 硬件设备无人超市需要安装一些关键的硬件设备，如自助购物挑选器、自动支付终端、自助称重器、人脸识别系统、智能摄像头等。
其中，自助购物挑选器可以通过物联网技术与客户端相连，实现商品信息的互联互通；自动支付终端可以与支付平台连接，提供便捷的支付方式；自助称重器可以准确测量商品重量，为价格计算提供基础数据；人脸识别系统可以保障售货机的安全性，有效防止非法入侵；智能摄像头则可以监测售货机内外的安全状况。
2. 软件系统无人超市的软件系统是售货机的核心技术之一，包括前台销售系统和后台管理系统。
前台销售系统主要是为顾客提供商品展示、购买和支付等服务；后台管理系统则可以实现智能化管理，包括现存商品管理、库存管理、销售分析、用户行为分析等多方面功能。
此外，针对企业级无人超市，可以进行系统定制开发，使售货机体现更多的个性化和专业化的服务。
3. 安全措施售货机的安全是无人超市的重中之重。
鉴于无人售货机需要长时间运营，并且处于公开场合，因此对于安全的保护至关重要。
首先，安装人脸识别系统和智能摄像头可以有效监测售货机内外状况，第一时间警觉异常情况；其次，应该加强售货机运营维护，并配备专人负责售货机的监管和维护。
二、无人超市系统的实现无人超市系统的实现，主要依赖于物联网技术、人工智能技术和支付技术的不断发展。
1. 物联网技术无人超市的普及离不开物联网技术的应用，该技术可以实现售货机与客户端之间的互动。
物联网使得售货机与其他物体实现互联，把数据传送到云端，实现售货机智能化管理。
2. 人工智能技术人工智能技术在售货机中扮演着重要角色。
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超市自主购物系统项目设计方案
一、项目设计思路
设计自主手持扫描仪，扫描仪在通过无线网络与中心计算机连接，中心计算机在与安装在超市出口处的磁卡读卡器和小票打印机连接。
顾客在购物后可自行用自主手持扫描仪扫描，扫描仪将物品扫描后将物品信息通过无线网络发送到超市中心计算机，计算机将数据记录和处理。
在顾客将所需要的所有物品放入购物车并且购完物后，在走到超市门口处，顾客通过设在门口处小票打印机打印出来的“购物清单”确认无误后，顾客可通过设在门口处的磁卡读卡器刷卡输入密码自助结账！
二、项目所需准备
1、无线扫描仪（手持）
2、中心计算机(安装在主控机房内，并且安装超市进销存软件)
3、小票打印机（安装在超市门口处）
4、磁卡读卡器（安装在超市门口处）
5、密码小键盘（安装在超市门口处）
三、项目报价
1 无线扫描仪
2 超市进销存软件
3 小票打印机
4 磁卡读卡器
5 密码键盘
项目实施阶段预付所需材料费，项目制作费在项目提交时给付。
四、项目实施步骤
第一步设计自主无线条形码扫描仪
第二步将读卡器、密码键盘、小票打印机，安装在超市出口处。
第三步将软件安装在计算机内，并且通过无线网络信号与扫面仪连接，通有线连接与在安装在超市出口处的读卡器、密码键盘、小票单打印机连接
第四步进行软件调试，保证各个系统运行正常。
中心计算机
无线连接有线连接
自主无线扫描超市出口处
读卡器打印机密码键盘。