购物车/购物篮读取器系统和方法与流程 专利技术说明

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术购物车/购物篮读取器系统和方法1.相关专利申请的交叉引用2.本技术要求2019年12月28日提交的第62/954,461号美国临时专利申请的权益，所述第62/954,461号美国临时专利申请通过本发明的整体引用，成为本发明的一部分。技术领域3.本发明涉及购物车和购物篮结账系统及其制造和使用方法。更具体地，本发明涉及可自动读取购物车或购物篮中一个或多个零售商品上的射频识别标签(“rfid”)的腔室。背景技术：4.杂货店的购物体验基于重复步骤。购物人员在杂货店的过道或其他零售位置走来走去，从展示架中选择商品，将商品放入购物车或购物篮中，并将其购物车或购物篮带到商店前面进行结账和付款。5.结帐柜台通常配备条形码扫描硬件。必须将购物人员选择并放入购物车或购物篮中的商品卸在柜台或输送机上，由收银员或购物人员自己在自助结账系统处再次拿起每个商品进行条形码扫描。单个商品被传送到传输机的末端，在此处，再次拿起商品并放入购物袋或购物车中，从而运送到购物人员的车辆中。这一过程需要多次拿起由购买者和/或员工购买的商品。这种方式效率很低，完成这一过程需要相当长的时间。此外，需要拿起/抬起较重的商品，可能导致受伤，或重复拿起商品可能导致员工出现重复应激损伤。最后，条形码扫描可能造成问题。例如，在自助结账环境中，如果包装是柔性的，并存在折痕或褶皱，则在首次尝试时，条形码扫描仪可能无法扫描到条形码。此外，如果未将商品立即放在输送带上，而是直接运送到装袋区，则输送机无法检测到商品，较重的商品通常会存在这种情况，如果较重的商品沿传送带向下移动，并撞击更易碎的商品，则可能损坏易碎商品。这时，需要员工来纠正错误。6.因此，需要一种改进型购物系统及其制造和使用方法来克服上述问题。但是，任何解决方案均必须切实可行并可在经济上合理实现。零售商(尤其是杂货商)的利润往往很微薄。因此，重复使用尽可能多的现有基础设施的任何新解决方案将很有利。7.一个可行的改变是用射频识别技术来代替条形码扫描技术。使用射频识别技术时，可消除需要多次触碰杂货店商品的冗余过程，因为射频识别标签不需要条形码扫描设备的视线限制。的确，使用射频识别技术时，射频识别读取器产生射频场，所述射频场会激发发射天线范围内的射频识别标签。所述激发射频识别标签使用其单个产品数据来回应来自天线的信号，所述单个产品数据可包括(除了其他数据)商品价格。由于不会为了检测而特殊放置零售商品，因此可消除重复拿起商品的冗余性。8.为了控制实现从条形码到射频识别技术转变的成本，可重新配置现有销售点终端机，以采用能够同时进行条形码和射频识别扫描的两用或双功能装置。因为所有商品(例如，可变权数价格商品，如农产品、肉类、海鲜、奶酪等)均带有射频识别标签是不切实际的，所以此类两用装置的灵活性会很有利。进一步地，当扫描技术失败或不起作用时，两用装置提供冗余性。9.虽然改造商店内现有基础设施来纳入射频识别读取器可能有助于控制实现射频识别技术的成本，但是，这并不是一个完整的解决方案。例如，必须从购物车中取出所有商品，并放在所述硬件附近，然后才能再次放回购物车中，从商店拿走。因此，提供一种充分利用射频识别技术的解决方案将很有利，优选无需更换现有购物车和购物篮，否则对杂货店来说，将是一笔相当大的费用。技术实现要素：10.下面描述并要求保护本发明的几个方面，这些方面可单独或一起包含在所述装置和系统中。可单独使用或与本发明所述标的物的其他方面结合使用这些方面，这些方面的说明并不旨在排除单独使用这些方面或声明单独或以本发明所附权利要求中列出的不同组合形式使用这些方面。11.本发明对用于读取购物车或购物篮中一个或多个商品上的射频识别标签的系统进行了说明。在一个实施例中，所述系统包括腔室，其具有适当的尺寸和配置，可容纳购物车和/或购物篮。在某些实施例中，所述腔室包括入口，其具有适当的尺寸和配置，可将购物车和/或购物篮引入所述腔室中和/或将购物车或购物篮从所述腔室中移出，还包括相连关闭装置。所述关闭装置可在打开(允许通过所述入口将购物车或购物篮引入所述腔室中和/或通过所述入口将购物车或购物篮从所述腔室中移出)和关闭状态(覆盖所述入口，可防止通过所述入口将购物车或购物篮引入所述腔室中和/或通过所述入口将购物车或购物篮从所述腔室中移出)之间切换。12.在某些实施例中，所述系统如上所述，至少一根天线与射频识别读取器耦合，其中，所述读取器与所述腔室的内部连接，并用于向所述腔室内购物车和/或购物篮中一个或多个商品上的射频识别标签发送信号并从中接收信号。在某些实施例中，所述腔室和关闭装置可防止向所述腔室内购物车或购物篮中商品上的射频识别标签发送并从中接收的信号从所述腔室传出。13.在某些实施例中，通过传送机构将所述购物车和/或购物篮引入腔室中。示例性传送机构包括但不限于轨道系统、皮带系统或可移动购物车和/或购物篮的其他系统。在某些实施例中，所述传送系统将购物车和/或购物篮引入腔室中，并在预定点使购物车和/或购物篮停止移动。在其他实施例中，所述传送系统以预定速度将购物车和/或购物篮连续移过所述腔室，以有效读取带射频识别标签的商品。为了确保检测到所有商品，让购物车和/或购物篮移过所述腔室，从而可在不同位置和/或角度读取带射频识别标签的商品。当带射频识别标签的商品相互堆叠并部分遮挡射频识别标签时，这可能很有帮助。14.在某些实施例中，所述系统进一步包括一个或多个可检测或读取非射频识别标签商品的组件。示例性非射频识别标签商品包括农产品(例如，整个或切开的新鲜水果和蔬菜)、奶酪、肉类、海鲜等。在某些实施例中，所述一个或多个组件为或包括检测或读取非射频识别标签商品的条形码扫描仪或qr码扫描仪。在其他实施例中，所述一个或多个组件为或包括基于视觉的系统，如一台或多台检测此类商品的摄像头。15.在某些实施例中，本发明对读取购物车或购物篮中一个或多个商品上的射频识别标签的方法进行了说明。如上所述，所述方法包括通过入口将购物车和/或购物篮引入腔室中，然后关闭所述入口。向购物车和/或购物篮中商品上的射频识别标签发送信号并从中接收信号，应防止所述信号从腔室传出。然后，将所述购物车和/或购物篮从腔室中移出。16.在某些实施例中，所述腔室使用传送机构，可启动所述传送机构，通过一个入口将购物车或购物篮移入所述腔室中，随后通过另一个入口将购物车或购物篮移出。17.为了达到上述目的及相关目的，本发明描述了所公开发明的某些说明性方面，并提供了以下说明和附图。但是，这些方面仅说明了可采用本发明所公开原理的各种方式中的几种，并旨在包括所有这些方面及其等效内容。通过以下具体实施方式，并结合附图，其他优势和新颖特点将显而易见。附图说明18.图1为本发明的一个方面中用于读取购物车或购物篮中一个或多个商品上的射频识别标签的系统的透视图；以及19.图2为图1所示系统的侧视剖面图。具体实施方式20.应理解，所公开的实施例仅用作本发明的示例，可采用各种形式来体现本发明。因此，本发明所公开的具体细节并不解释为限制，而是仅作为发明要求保护范围的基础，并作为一种代表性基础，用于教导本领域的技术人员以几乎任何适当的方式使用本发明。21.图1和图2显示了用于读取购物车12或购物篮中商品上的射频识别标签的示例性系统10。虽然图1和图2显示了其尺寸和配置适用于购物车12中商品的系统10，但是，应理解，可重新配置系统10，以容纳购物篮，而非购物车，或容纳购物车和/或购物篮。的确，虽然为了控制实现此类系统的成本，系统可容纳常规容器(例如，购物车或购物篮)而非需要专用容器可能很有利，但是本发明所述的系统并不限于任何特殊配置的商品容器。22.系统10包括腔室14，其具有适当的尺寸和配置，可容纳购物车12和/或购物篮。如下文详述，在腔室14的内部产生射频场，因此，腔室14优选可防止腔室14内的信号从腔室14传出。更优选地(以及如下文详述)，腔室14可反射腔室14内的信号，而不是简单地防止信号从腔室14传出。23.腔室14包括至少一个入口、开口或通道16a，可将购物车或购物篮引入腔室14的内部和/或将其从中移出。图1和图2中的腔室14包括第二入口16b，其对于改进通过系统10的商品流可能很有利，但单一入口16可能就已足够。如果配备多个入口，则一个入口可用于将装上的购物车或购物篮引入腔室14中，而另一个则可用于将装上的购物车或购物篮从腔室14中移出。另一方面，如果仅配备一个入口，则使用此入口将购物车或购物篮装入腔室14中，随后将购物车或购物篮从腔室14中移出。24.如图所示，入口16a、16b放置在腔室14相对的侧壁上，但是，应理解，可将入口包含在腔室14的任何适当表面中。例如，如果腔室14经特殊配置，可容纳购物篮(而非购物车)，则可将入口与腔室14的上表面连接，使购买者能够通过所述入口将购物篮降至腔室14中。25.每个入口16各包括相连关闭装置18。例如，第一入口16a可与第一关闭装置18连接，第二入口16b可与第二装置18b连接。在不脱离本发明范围的情况下，可对关闭装置18进行各种配置，但前提是其可在打开(允许通过相连入口16将购物车12或购物篮引入腔室14中和/或通过相连入口16将购物车12或购物篮从腔室14中移出)和关闭状态(关闭装置18覆盖相连入口16，可防止通过入口16将购物车12或购物篮引入腔室14中和/或通过相连入口16将购物车12或购物篮从腔室14中移出)之间移动。在所示实施例中，关闭装置18可作为门或翻门，通过铰链或枢轴与腔室14连接，使关闭装置18无需与腔室14分离，即可在打开和关闭状态之间转换。在其他实施例中，关闭装置可采用不同配置，如配置为与入口16可移动连接的盖子。如果配备多个入口和关闭装置，则所有关闭装置均应采用相似配置，或至少两个关闭装置采用不同配置。26.无论关闭装置18采用何种特殊配置，其均可防止腔室14内的信号从腔室14传出。与腔室14一样，不仅防止射频信号从腔室14传出，而且将所述信号反射回腔室14以在腔室14内产生更完整的射频场可能很有利。27.关闭装置18可与至少一个传感器20连接。如配备，则在不脱离本发明范围的情况下，可对传感器20进行各种配置。在所示实施例中，传感器20可确定何时将购物车12或购物篮移至腔室14内的目标位置。例如，通过配置为摄影眼(如图2所示)的传感器20，可实现这一点，其中，其红外光束被目标位置处的购物车12或购物篮破坏或拦截。在另一个实施例中，所述传感器可配置为称量秤，登记目标位置处的购物车12或购物篮的重量。在其他实施例中，传感器20可确定何时将购物车12或购物篮移至腔室14外的目标位置，如入口附近。当确定购物车12或购物篮位于所述目标位置时，可实现适当的自动响应。例如，如果目标位置在腔室14外，则关闭装置18可自动打开，通过与关闭装置18连接的入口16将购物车12或购物篮移入腔室14中。如果所述目标位置在腔室14内，则关闭装置18可自动关闭。如下文详述，如果配备一个或多个传感器，则系统10可在确定购物车12或购物篮在目标位置后实现任何自动响应，如在腔室14内产生射频场。28.如图2所示，系统10进一步包括至少一根天线22a，天线22a与射频识别读取器24耦合。天线22a与腔室14的内部连接，并旨在向腔室14内的购物车12或购物篮中商品上的射频识别标签发送射频信号并从中接收射频信号。图2显示了与射频识别读取器24耦合的一对天线22a、22b(例如，通过电缆)，多根天线与腔室14的内部连接可能很有利，以在腔室14内产生一个更完整的射频场并更好的确保腔室14内的购物车12或购物篮中商品上的所有射频识别标签均被扫描。无法预测射频识别标签在购物车12或购物篮中的方向，因此，至少配备两根朝向不同角度的天线可能很有利，以更好的确保腔室14内的购物车12或购物篮中商品上的所有射频识别标签均被扫描。此外，由于不同的射频识别标签可能最容易被不同的信号(例如，不同频率下的信号)读取，因此，至少两根天线采用不同配置(例如，发射不同频率的信号)可能很有利。其中可包括放在腔室14的地面或底面上或其附近的一根或多根天线，以确保购物车12下层架子上的商品(例如，一箱饮料或其他散装商品)暴露于射频信号。29.在将购物车12或购物篮正确放在腔室14内(例如，由传感器20确定)，并且所有关闭装置18均处于其关闭状态时，可启动射频识别读取器24，使相连天线22在腔室14内产生射频场。如果配备传感器20，则可包括自动启动射频识别读取器24；否则，手动启动(例如，由购物人员或商店员工按下按钮，启动射频识别读取器24)射频识别读取器24也在本发明的范围内。系统10可包括一个或多个与每个入口16或关闭装置18连接的开关等，以确保在开始读取事件前，所有关闭装置18均处于其关闭状态。30.天线22发射的一些信号将由购物车12或购物篮中商品上的射频识别标签接收，这会激发射频识别标签。所述激发射频识别标签使用其单个产品数据来回应来自天线22的信号，所述单个产品数据可包括(除了其他数据)商品价格。由于天线22和射频识别标签的方向，天线22发射的其他信号将不会直接由射频识别标签接收。如果腔室14和关闭装置18可反射天线22发射的信号，未直接由射频识别标签接收的信号被腔室14本身和关闭装置18反射回腔室14的内部，再次使信号有机会由射频识别标签接收。由于射频场完全包含在腔室14内，射频识别读取器24可在相对较高的功率(可包括其最大功率)下运行，以更好的确保所有射频识别标签均被扫描。31.天线22接收来自射频识别标签的信号，所述信号将传递至与射频识别读取器24连接的处理器26(图2)。在不脱离本发明范围的情况下，可对处理器26进行各种配置。在一个实施例中，处理器26可包括微处理器(事实上，可包括多个物理和/或虚拟处理器)。根据其他实施例，处理器26可包括一个或多个旨在执行本发明所述操作的电路。事实上，处理器26可包括微处理器和其他电路。此外，处理器26可包括一个或多个存储器。处理器26的编程指令可存储在与处理器26连接的存储器中，所述存储器可包括一个或多个有形非瞬时计算机可读存储器，其上存储计算机可执行指令，当处理器26执行这些指令时，可使处理器26执行本发明所述的一个或多个操作。32.无论处理器26的结构如何，其均可至少部分根据从腔室14内的购物车12或购物篮中商品上的射频识别标签中由天线22接收的信号执行多个收银机功能。其中可包括通常由收银机执行的一些或所有收银机功能(例如，将购物车12或购物篮中商品的总成本制成表格、打折、处理商品付款等)。33.在处理器26完成其各种收银机功能后(或在替代实施例中，在处理器26开始执行任何收银机功能或当处理器26正在执行一个或多个收银机功能时)，一个或多个关闭装置18可移至其打开状态，并可通过相连入口16从腔室14中将购物车12或购物篮移出。在一个实施例中，系统10可包括显示器28(如图2所示)，可提供有关系统10操作的信息。例如，其中可包括一个或多个指示灯和/或一个触摸屏，用于显示系统10已接通电源且随时可用、读取事件正在进行中以及结账完成。34.可以看出，本发明所述的系统大大改进了常规销售点系统，无需从购物车12或购物篮中取出所有商品，即可扫描所有商品。对于购物车12中的商品，这种解放双手的结账过程可能尤其有利，因为常规销售点硬件(即使经改造，包括射频识别技术)不能容纳购物车12。为了进一步增强购物体验，购物人员可将商品从货架或展示架中转移到购物车12或购物篮内的袋子或箱子中，从而无需专门的装袋站或步骤，即可使商品处于可从购物车12或购物篮转移(例如，至其车中)的状态。袋子或箱子可由商店提供，或购物人员可使用其自己的可重复使用容器，以消除与一次性容器有关的废物。购物人员在购物车12或购物篮塞放商品的方式(包括购物车12或购物篮超载)并不重要，因为腔室14内产生的射频场能够扫描商品上的所有射频识别标签。35.虽然在读取事件期间购物车12或购物篮及相关商品保持静止在本发明的范围内，但是，它们在至少部分读取事件期间处于运动状态可能很有利。这是因为在读取事件期间移动购物车12或购物篮可将商品上的射频识别标签暴露于来自不同天线的信号和/或不同方向的信号，从而实现更高的读取速率，对于一致信号路径，这是不可能的(即，当购物车12或购物篮在读取事件期间固定不动时)。但是，尝试手动将购物车12或购物篮移过射频场可能并不实际或有效。当暴露于聚焦射频场时，购物人员可能犹豫是否将购物车推过密封腔室。此外，每个人走路的速度往往不同，而优化读取速率最容易由在受控速率下移过射频场的购物车12或购物篮实现。36.因此，如图1和图2所示，系统10可配备传送机构30。传送机构30可与配备单一入口16的腔室14一起使用(传送机构30通过入口16将购物车12或购物篮移入腔室14中，然后，通过同一入口16将购物车12或购物篮从腔室14中移出)，但对于配备至少两个入口16的腔室14来说，可能是优选的。在此类实施例中，可启动传送机构30(例如，通过处理器26或一些其他控制器)，以通过第一入口16a将购物车12或购物篮移入腔室14中，随后通过第二入口16b将购物车12或购物篮从腔室14中移出。37.在不脱离本发明范围的情况下，可对传送机构30进行各种配置，但传送机构30可容纳杂货店已在使用的购物车和/或购物篮可能很有利，这样就不需要新的购物车和/或购物篮了。例如，腔室14的地面或底面上(可选延伸到腔室14之外)配备的皮带、手推车或轨道系统可与购物车12的一部分(例如，其车轮，如所示实施例所示)啮合，以临时将购物车12固定在传送机构30上，并以受控的方式移动购物车12。在其他示例性实施例中，传送机构包括链条突刺，用于卡住购物车12框架的前下横向构件，以控制购物车12移过腔室14。38.如配备，则当射频场正在运行时，传送机构30可将购物车12或购物篮移过腔室14的至少一部分。其中可包括传感器20确定购物车12或购物篮是否在目标位置，然后是产生射频场，传送机构30以受控的方式在受控速率下将购物车12或购物篮移过射频场。所述受控速率可为匀速或变速，并且可在一个方向或不同方向上，具体取决于优化读取速率所需的移动。如上所述，除传送机构30将购物车12或购物篮移过腔室14的至少一部分之外，传送机构30将购物车12或购物篮移入、移过或移出腔室14也在本发明的范围内(如所示实施例所示)。39.将理解，本发明所述的系统仅可扫描带有相连射频识别标签的商品。对于某些商品(如按磅出售农产品，价格取决于购买量)，包括射频识别标签可能是不切实际的。经系统10计算，此类商品需要单独添加到购物人员的订单中。将此类商品从购物车12或购物篮中取出(在购物车12或购物篮通过腔室14之前或之后)并单独处理它们(例如，使用条形码读取器)，即可实现这一目的。可在购物车12或购物篮通过腔室14之前或之后或正在腔室14中处理购物车12或购物篮时(例如，使用包含在腔室14中并与处理器26耦合的条形码读取器)处理这些其他商品。在一个实施例中，购物车12或购物篮可配备可拆卸容器，用于放置无相连射频识别标签的商品，将取下所述容器，以便在腔室14外单独处理此类商品。40.在其他实施例中，所述系统进一步包括一个或多个可检测或读取非射频识别标签商品的组件。示例性非射频识别标签商品包括农产品(例如，整个或切开的新鲜水果和蔬菜)、奶酪、肉类、海鲜等。在某些实施例中，所述一个或多个组件为或包括检测或读取非射频识别标签商品的条形码扫描仪或qr码扫描仪。在其他实施例中，所述一个或多个组件为或包括基于视觉的系统，如一台或多台检测此类商品的摄像头。41.在其他实施例中，杂货店等零售点可在销售新鲜农产品、散装商品等可变权数价格商品的位置附近提供系统，使消费者可在销售点附近称量商品，并生成可由系统组件(如条形码扫描仪等)检测到的标签。42.将理解，上述实施例对本发明原则的一些应用进行了说明。在不脱离要求保护的主题(包括本发明单独公开或要求保护的特征组合)的精神或范围的情况下，本领域的技术人员可进行各种修改。出于这些原因，本发明的范围并不限于上述说明，而是如以下发明要求保护范围所述，并且应理解，发明要求保护范围可针对本发明的特征，包括本发明单独公开或要求保护的特征组合。









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