大学生设计“载人智能购物车”可实时结账

　　随着生活水平的提高，去商品齐全、物美价廉的超级市场购物成为不少市民的选择。在超市购物，排队等待结账的时间过长、超市面积太大推车购物累是许多人头疼的问题。来自北京工业大学的学生设计出一款“智能购物车”，可以载着主人行驶在货架间，用随车携带的扫码枪读出价格，可以实时结账，从而解决上述两大难题。

　　记者了解到，该款“智能购物车”在国际电子设计大赛、日内瓦国际发明展等赛事和展出中获奖，目前准备在部分超市投入试用。

　　神器亮相

　　充电一小时可行3公里 自带扫码枪可结算价格

　　记者在北京工业大学软件学院的实验室里见到了这辆“智能购物车”。从尺寸上看，它与普通超市购物车无异。只不过车上安装的各种线缆和信号发射器显示出独特的高科技色彩。购物车的扶手上装着一个游戏机里常见的操纵摇杆，车筐的后端装着一个黑色的摄像头，摄像头后面是一个无线信号发射器，车筐里放的是超市里常见的价格扫码枪。车的前轮是普通超市购物车上的小轮，可以转向；安装在一个蓝色底盘上的后轮则加大到直径约15厘米，并加载了马达驱动器。

　　软件学院的研究生谢跃演示运行了这台购物车。启动马达后，人站在底盘上，轻轻向前拨动摇杆，购物车立刻向前行驶。“车速不快，大约每小时5公里，但用于超市购物已经足够了。”谢跃说，这台购物车用24伏特的电压驱动，充电一小时就可以载人行驶约3公里。用车上的扫码枪一刷商品包装上的二维码，商品的价格就显示在随车装载的显示屏上，接入超市的商品价格数据后还能实现现场结算，“在超市里试验过，很有用。”

　　发明缘起

　　超市购物“运货车” 源自上课“运书车”

　　张川是“智能购物车”的创意提出者之一。今年刚从北京工业大学研究生毕业的他告诉记者，2011年他和陈连升、曲黎明等同学参加在清华大学举行的“德致伦”杯国际电子设计大赛。确定参赛项目时，他们最早想到的是设计一辆上课“运书车”，“我们觉得工科专业的学生上课要带很多书，太辛苦，就想设计一个超市手推车能装着书，自动跟着我们去教室。”

　　在与导师沟通后，张川他们发现“运书车”的应用范围太小，无法体现比赛的实用性要求。“后来我们想到在超市购物时推着满载商品的购物车同样非常辛苦，不如就做成能装着商品自动跟着顾客走的智能购物车。”张川说，这一创意得到了导师的支持。

　　开发过程

　　200元钱的购物车 装上5000元智能设备

　　提出创意以后，张川和同学们立即投入了实物研发的阶段。他们花200多元钱在网上购买了一辆黑色的超市购物车，着手进行设计改装。

　　改装的第一步便是让车具备动力。购物车是在人群拥挤的超市里运行的，因此车速不能太快。他们决定采用动力输出相对温和的电力驱动，保留车前轮作为转向轮，马达驱动器安装在后轮附近。

　　让车具备了动力后，张川和同学开始尝试让车具备“跟踪”能力，“我们最早想用红外线感应设备，通过感知人体温度来跟随车主的行走路线。“但问题很快出现，红外感应器不能锁定用户，“跑着跑着就跟着别人走了。”经过反复思考和测试，他们发现通过加载视频跟踪算法的摄像头能够解决这一难题，“摄像头能够采集信息，我们只需要加载一个电子标签，购物车通过电子标签锁定跟踪对象，就不会走丢了。”

　　这台能自动跟着主人的购物车在2011年的“德致伦”杯电子设计大赛中获得第一名。张川他们也获得了去国外参加总决赛的机会。他们决定对智能购物车进行升级。首先是让购物车能载人，张川和同学在后轮装马达的位置加装了一个用高强度钢板做的底盘，人站在上面操控摇杆让车前行，从而让购物更轻松，“底盘足以承受一名成年男子的体重。”张川说，他们还加大了后轮的尺寸，以适应站人后更高强度的磨损。

　　完成到这一步，一台超市“自行”购物车已经成型。但它还是不够智能，因为购物者还需要排队结算。张川和同学给购物车装上了超市的结算扫码枪、价格计算器和无线信号发射器，扫码商品后获得的价格信息可以实时发送到超市的价格数据系统，“只需要超市提供价格数据，总消费金额就能立即算出来。”

　　到2011年10月，历经半年设计完善的“智能购物车”终于问世。200元的购物车上加载的各种电子设备和材料，成本价值超过了5000元。2012年，购物车参加第40届日内瓦国际发明展，获得国家特别奖和组委会银奖。今年11月，它又在北京文博会上亮相，受到观众的好评。

　　未来改进

　　走得更稳跟得更准 期待商家开放价格数据

　　张川、曲黎明等“智能购物车”的始创者已经毕业。他们的师弟师妹——软件学院的学生在维护购物车的同时，正不断想办法完善它的功能。

　　谢跃告诉记者，目前这款“智能购物车”还存在两大弊端：一是从跟踪摄像头采集信息到购物车马达响应有2至3秒钟的延时，这直接导致购物车在即将撞上其他人或者货架时，无法及时作出刹车响应；二是摄像头在采集电子标签跟踪主人时，信号很容易受到干扰。“我们希望能利用所学知识，完善摄像头算法的精度和速度，让购物车走得更稳，刹得住；跟得更准，不跑丢。”谢跃说，此外，他们还打算给购物车增加自主导航寻找商品的功能。

　　谢跃说，作为一款集合了超市自助结账，智能跟随及可驾驶的多功能新型超市购物车，它可以很好地解决超市结账时排队及老人、残疾人购物不便的需求，具有很大的实际推广价值。在张川看来，目前这款购物车要真正走向实用还有一些障碍需要跨越，比如车上的电子设备、线缆需要包裹，避免裸露；智能系统的可靠性运行需要进一步验证。“最重要的是我们需要超市开放共享价格数据，以发挥购物车无线结算的功能，加快顾客结算速度。大超市都是连锁的，开放几家就能连成一大片。”张川说，目前已经有大型超市同意试用这种“智能购物车”。