[发明专利]一种高效自助售货机商品智能推荐系统及方法

权利要求书

1.一种高效自助售货机商品智能推荐系统，其特征在于，包括：图像采集装置、商品展示区、眼动仪、眼动仪位姿调整机构、心电检测装置、中央信息处理及控制模块、语音提示组件、执行终端，图像采集装置采集购买区域图像信息，中央信息处理及控制模块通过人脸识别检测是否存在潜在用户并判断商品智能推荐系统是否继续运行，语音指示组件指引用户位于商品展示区正前方，并将手掌放于心电检测装置信息采集有效区域，中央信息处理及控制模块分析图像采集装置采集的用户人脸图像并标定瞳孔位置信息、计算用户瞳孔位置与眼动仪信息采集有效区域的偏差，眼动仪位姿调整机构根据所得偏差量自动调整眼动仪俯仰角和眼动仪与用户之间的水平距离、使瞳孔位于信息有效采集区域内，从而高效快速捕捉眼动信息，眼动仪、心电检测装置分别记录用户浏览各商品时的眼动轨迹信息和心率信息，中央信息处理及控制模块对所采集的眼动轨迹及心率信息进一步分析处理，计算用户浏览各商品时的心动指数并控制售货机执行终端展示推荐商品信息；

所述图像采集装置与售货机固定连接，实时采集购买区域内图像，当购买区域有用户经过时，中央信息处理及控制模块通过检测有无可识别人脸图像来判断有无潜在用户，从而控制商品智能推荐系统是否继续运行；存在潜在用户且用户无法确定目标商品时，图像采集装置捕捉用户人脸图像、标定瞳孔位置坐标，中央信息处理及控制模块分析计算用户瞳孔位置与眼动仪设定有效采集区域的偏差量，为眼动仪位姿调整机构的调整校准及后期眼动仪信息采集做准备；

所述商品展示区与眼动仪和中央信息处理及控制模块相连，商品展示区展示供用户选购的商品，中央信息处理及控制模块根据售货机商品展示区所展示商品位置划分兴趣区域并依次对每种商品进行编号；

所述眼动仪采集用户观看各种商品的眼动轨迹信息，将眼动轨迹信息传输于中央信息处理及控制模块；

所述眼动仪位姿调整机构具有两个可调整自由度，用户在浏览展示区商品时，眼动仪位姿调整机构通过绕x轴的旋转运动实现眼动仪俯仰角调节，主动调整眼动仪角度、使用户瞳孔位于眼动仪信息采集有效角度范围内，从而避免不同身高用户眼睛瞳孔高度差异的影响；眼动仪位姿调整机构通过沿y轴的平移运动实现眼动仪与用户之间水平距离的调整，主动补偿眼动仪与用户间水平距离的变化、使用户瞳孔位于眼动仪的信息采集有效水平距离范围内，从而避免因视力高低差异造成用户站位前后距离变化的影响，保证眼动仪位姿调整机构能实时根据标定的瞳孔位置信息与眼动仪信息采集有效区域的偏差量、主动调整俯仰角和水平距离，使瞳孔位于眼动仪的有效信息采集区域内且完成信息采集工作，其中y轴垂直于展示区且沿用户眼睛注视方向为正方向，x轴平行于地面并垂直于y轴，且用户右手方向为正方向，由右手定则可知，垂直地面向上为z轴正方向；

所述心电检测装置包括手掌触摸终端和心电信息采集组件，用户根据语音提示组件指示一只手与商品展示区进行交互浏览操作、另一只手位于手掌触摸终端，进一步地，手掌触摸终端可自动识别并转换左、右手模式，心电信息采集组件同步眼动仪的采集频率采集用户浏览商品时的心率；

所述中央信息处理及控制模块具体包括信息采集单元、信息计算处理单元、指令传输控制单元，信息采集单元在识别潜在用户环节接收图像采集装置采集的图像信息、在智能推荐环节以指定采样频率采集眼动仪和心电检测装置输出的信息，信息计算处理单元在识别潜在用户环节根据图像采集装置采集的图像进行处理划分，并进一步完成人脸识别、标定瞳孔位置坐标，将瞳孔位置坐标作为基准并计算用户瞳孔位置与眼动仪信息采集有效位置区域的偏差量、在智能推荐环节对采集的眼动轨迹信息和心率信息进行分析计算得到用户对各种商品的心动指数，并通过比较各个心动指数得到用户最喜爱的商品序号，指令传输控制单元在识别潜在用户环节控制系统中各个组成部分运行与否，驱动眼动仪位姿调整机构在调整周期内完成位移偏差量的主动补偿调整、在智能推荐环节根据用户心动计算结果输出相应控制指令至执行终端；

所述语音提示组件指引用户与售货机完成交互过程，帮助用户正确完成操作步骤；

所述执行终端可通过图像、语音等视听方式独立展示推荐商品信息，亦可以在商品展示区平台上通过图像、语音等视听方式展示。

2.一种高效自助售货机商品智能推荐系统方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100：图像采集装置实时采集购买区域内图像并由中央信息处理及控制模块通过人脸识别判断有无潜在用户，若存在潜在用户，则顺序执行步骤S200；否则重复执行步骤S100；

步骤S200：根据用户有无操作指令判断用户是否确定目标商品，若用户无法确定目标商品，则中央信息处理及控制模块控制智能推荐系统继续执行，顺序执行以下步骤；否则智能推荐系统停止执行，直接跳转结束；

步骤S300：眼动仪位姿调整机构根据用户瞳孔当前位置与眼动仪设定有效采集区域的偏差量，将眼动仪主动补偿调整至设定的有效采集区域，同时语音提示组件指示用户与心电检测装置进行交互操作；

步骤S400：信息采集周期内用户浏览商品展示区，眼动仪采集用户浏览各种商品时的眼动轨迹信息，同时心电检测装置采集相应的心率值；

步骤S500：中央信息处理及控制模块对采集的信息进行比较筛选得到用户喜爱商品序号；

步骤S600：中央信息处理及控制模块驱动执行终端展示推荐商品信息；

所述步骤S100包括：图像采集装置实时采集售货机购买区域内人体面部图像信息，若区域内无人经过或者有人经过但没有停留，图像采集装置输出信息中无可识别的人脸正面图像，中央信息处理及控制模块判断图像信息分析处理结果为无潜在用户，同时控制商品智能推荐系统重复执行此步骤；若有人位于购买区域内并且观看商品展示区展示商品，图像采集装置输出信息中存在可识别的人脸正面图像，中央信息处理及控制模块判断图像信息分析处理结果为有潜在用户，同时控制商品智能推荐系统执行下一步骤；

所述步骤S200包括：语音提示组件指示用户浏览商品展示区，若用户在系统设定时间内对商品无选择操作，则顺序执行步骤S300，若用户在系统设定时间内对商品进行浏览选择，则系统针对用户选择展示具体商品信息；

所述步骤S300包括：信息计算处理单元进一步处理划分人脸图像完成人脸识别并标定瞳孔位置坐标为基准，计算瞳孔位置坐标并分析用户与眼动仪信息采集有效区域的偏差量，使眼动仪位姿调整机构根据当前偏差量自动主动补偿调整，直至用户瞳孔位于眼动仪的有效采集区域；同时语音提示组件提示用户将手掌放于手掌触摸终端有效检测区域，当心电信息采集组件未能检测到用户心率信息时，语音提示组件提示用户纠正手掌放置位置，否则语音提示组件提示用户完成指定操作；

所述步骤S400包括：商品展示区展示售货机内陈列商品，当用户浏览商品时，眼动仪收集用户眼动轨迹数据，心电检测装置以指定频率收集用户的心率数据，并将相应数据传输至中央信息处理及控制模块；

所述步骤S500包括：中央信息处理及控制模块根据商品展示位置依次对商品进行感兴趣区域的划分并编号，利用眼动仪采集的眼动轨迹信息得到用户瞳孔停留每个感兴趣区域的位置点，通过统计各个感兴趣区域的位置点所对应时长T₁、T₂、T₃、…T_n，同时心电检测装置以相同的采样频率采集用户的心率信息，信息计算处理单元将各个商品的注视时长与设定阈值T进行比较，若商品序号r的注视时长T_r≤T，则用户对该商品的喜爱程度较低，中央信息处理及控制模块不统计注视商品序号r对应时间的心率；若商品序号r的注视时间T_rT，则用户对该商品兴趣度高，中央信息处理及控制模块统计注视商品序号r对应时间的心率值；心电检测装置采集用户注视时长大于设定阈值T的商品的心率值分别为X_u、X_v、…X_z，信息计算处理单元对所采集的心率值X_u、X_v、…X_z进行降序排列，心率值排序前三位次所对应的商品即为推荐商品，并传输推荐商品展示指令至执行终端。