无人外卖送餐车的研究分析

无人外卖送餐车的研究分析

唐浩东,周圣杰,王鉴鸿,姚小颖

北京科技大学天津学院 天津宝坻 301830

摘要

随着移动互联网技术的发展，外卖业务在近年来迅速发展，成为城市快节奏生活中不可或缺的服务之一。相对于传统的外卖配送方式，外卖送餐车具有更快的配送速度和更高的配送效率，尤其适用于高密度居住区域和办公区域。然而，在城市中，道路的交通情况复杂多变，外卖送餐车需要具备避挡障碍物的能力。为了提高外卖配送效率和质量，外卖送餐车越来越受到人们的关注。本文将探讨如何在外卖送餐车上运用SLAM技术、面部识别解锁功能等现代技术，实现自主导航、避障以及自动识别等功能。

1研究背景

外卖业务在不断扩大和人们生活方式的改变的影响下，其市场规模逐年增长，同时也带动了外卖配送行业的快速发展。外卖送餐车成为外卖配送的一种新形式，它可以节省配送时间和成本，提高配送效率和质量。然而，外卖送餐车在城市中面临着复杂的交通环境和路况条件，常常需要进行路径规划和避障以确保安全和高效的配送服务。因此，如何实现外卖送餐车的自主导航、避障以及智能识别等功能，成为了外卖送餐车设计的重点研究方向。

2设计理念

外卖送餐车的设计理念是将现代技术与外卖配送相结合，为用户提供更加便捷、快速、安全的服务。该外卖送餐车在设计上注重以下几个方面：

（1）实现自主导航

采用SLAM技术实现车辆的自主导航，节省了人力资源和时间成本。

（2）提高配送效率

通过现代技术、面部识别解锁功能等创新设计，提高配送效率和配送准确性。

（3）突出安全可靠性

设计中注重车辆的运动稳定和路径精准，确保车辆在运行中的安全和稳定。

3导航技术

智能外卖送餐车的导航技术通常采用基于GPS/北斗定位系统和SLAM技术。GPS/北斗定位系统是一种卫星导航系统，通过接收卫星信号获取车辆位置信息，从而实现车辆的精确定位。在智能外卖送餐车中，GPS/北斗定位系统可以作为车辆的主要定位技术，通过不断地读取车辆位置信息，计算出最优路线，并指导车辆按照最优路线进行行驶。同时，GPS/北斗定位系统还可以随时监控车辆行驶情况，确保车辆安全到达目的地。

SLAM技术可以通过激光雷达等传感器来获取周围环境的信息，建立地图，同时实现自主定位和导航。相对于传统技术，SLAM技术更加灵活，适用于各种不同的场景和环境，能够更好地实现车辆的位置精确定位和路径规划。

SLAM技术从基本原理上就可以分为前端和后端两个部分。前端指的是传感器采集数据后经过预处理和特征提取等步骤形成的地图特征，后端指的是根据地图特征对车辆位姿进行优化的过程。使用SLAM技术的外卖送餐车需要搭载激光雷达等多种传感器，实时获取周围环境的信息，建立车辆周围地图，并根据地图规划出最优的路径和行驶方向，实现自主导航。此外，还需要通过特定的算法和模型对车辆在运行中的姿态进行实时监测和纠正，以保证运动稳定和路径精准。通过SLAM技术的应用，智能外卖送餐车可以在缺乏GPS信号的环境下，仍然实现高精度的自主导航和避障功能。

4避障技术

智能外卖送餐车需要具备避障技术以应对复杂的城市环境。其中，超声波避障技术和视觉避障技术是比较常见的两种方法。

超声波避障技术通过发射一定频率的声波，利用声波对物体进行测距，并根据测距结果判断车辆前方是否存在障碍物，从而实现避障。具体来说，智能外卖送餐车会搭载多个超声波传感器，在行驶过程中不断向前方扫描，获取前方障碍物的位置和距离信息。如果检测到前方有障碍物，则车辆会自动停下或调整路径绕开障碍物。

视觉避障技术则通过摄像头等设备获取周围环境图像，采用计算机视觉技术对图像进行处理分析，识别出车辆前方的障碍物，并对障碍物的位置、大小、形状等信息进行判断，最终通过算法生成避障路径规划。

实际应用中，为了提高避障准确性和可靠性，通常会将超声波避障技术和视觉避障技术结合使用。例如，智能外卖送餐车会同时搭载超声波传感器和视觉摄像头，通过双重检测避免误判，从而实现更加安全的避障效果。

5自主控制技术

智能外卖送餐车作为一种自动化的配送方式，需要具备自主控制的能力。其自主控制技术包括多个方面：

智能外卖送餐车需要具备定位和导航能力，以实现车辆自主行驶。通过激光雷达、GPS等传感器可以获取车辆周围环境的信息，并构建地图，通过路径规划算法得出最优路径和行驶方向，使车辆实现自主导航控制。

智能外卖送餐车需要通过多种传感器实时监测车辆的运动姿态，包括速度、加速度、角度等，并对车辆的姿态进行实时纠正和控制，确保车辆的运动稳定和路径精准。在车辆行驶过程中，可能会出现路况复杂、障碍物出现等情况，需要采用特定算法对异常信息进行检测，并根据实际情况进行处理，例如调整车辆路径或停车等。

智能外卖送餐车需要具备避免障碍物和防止碰撞的能力，通过3D视觉传感器、激光雷达等多种传感器获得周围环境信息，利用机器学习算法对障碍物进行识别，实现车辆自主避开障碍物。需要根据实时路况和工作负载变化情况，调整车辆运行参数，如速度、转弯半径等，实现对外界环境的自适应控制。需要通过多种传感器实时监测车辆状态，例如电池电量、温度等，并通过预警系统对异常情况进行预警和报警处理，确保车辆的安全性和稳定性。

这些技术的综合应用，使得智能外卖送餐车可以在复杂的城市环境中实现自主导航、避免碰撞等功能，为外卖配送提供了更加快捷、安全、高效的服务。

6总结

综上所述，本论文就外卖送餐车的设计研究进行了详细介绍。外卖送餐车是现代技术在外卖行业的应用，其自主导航、避障、自主控制等技术的应用，为外卖配送的效率和准确性提供了强有力的支持。而面部识别解锁功能、语音交互等技术的应用，则为外卖配送的用户体验和服务质量提供了重要保障。未来，随着技术的发展和应用，外卖送餐车将会进一步智能化和智能化，更好地为人们的生活提供便利和服务。

资金赞助：“北京科技大学天津学院大学生创新创业训练计划”项目《新零售-无人贩卖车的设计与实现》，编号：202213898047。

参考文献

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[3]王小强. 智能外卖送货移动机器人系统研究[D].中国计量大学,2019.