“拿上就走”技術(shù)的原理分析和應(yīng)用前景展望

張寶玉

摘 要： 在Amazon Go零售店中，客戶(hù)購(gòu)物不用現(xiàn)場(chǎng)結(jié)算攜帶商品即可直接離開(kāi)，亞馬遜賬戶(hù)自動(dòng)結(jié)賬扣費(fèi)，解決了排隊(duì)結(jié)賬的常見(jiàn)難題。從計(jì)算機(jī)技術(shù)的角度對(duì)其原理進(jìn)行了分析，力求揭開(kāi)“拿上就走”技術(shù)的神秘面紗。這種新型零售模式依托于人工智能技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，結(jié)合使用了計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)、傳感器融合技術(shù)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，“虛擬購(gòu)物車(chē)”能夠?qū)崿F(xiàn)購(gòu)物清單動(dòng)態(tài)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)。這種新型科技給人們提供了方便，勢(shì)必會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： “拿上就走”技術(shù)； 虛擬購(gòu)物車(chē)；購(gòu)物清單； 人工智能； 亞馬遜； 新零售

中圖分類(lèi)號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2017）04-32-03

Abstract： Amazon Go food retail stores open， customer shopping， without on-site settlement， goods can be directly carried away. Amazon， automatic closing fee， solves the common problem of the supermarket checkout line， which can save a lot of manpower cost， but also can make consumers more satisfied with the checkout experience. The development and application of a new retail model based on the core technologies such as artificial intelligence technology， computer vision technology， sensor fusion technology and deep learning technology and so on， the virtual shopping cart can realize the dynamic calculation and statistics of the shopping list. The technology of "just walk out" providing people with convenient， is bound to be widely used.

Key words： "just walk out" technology； virtual shopping cart； shopping list； artificial intelligence； Amason； new retail

0 引言

2016年12月5日，美國(guó)華盛頓州西雅圖開(kāi)業(yè)一家名為Amazon Go的實(shí)體食品零售店，消費(fèi)者走進(jìn)商店，打開(kāi)手機(jī)App，掃描二維碼就可以走進(jìn)貨架選購(gòu)物品，拿取或放回的所有物品都能被感應(yīng)追蹤，傳感器會(huì)將這些實(shí)時(shí)變化傳遞給手機(jī)App。完成物品選購(gòu)，消費(fèi)者可攜帶物品直接離開(kāi)，亞馬遜賬戶(hù)將自動(dòng)結(jié)賬[1]。在這種新型營(yíng)銷(xiāo)模式中，收銀臺(tái)被徹底拋棄，顧客無(wú)須提著購(gòu)物籃排隊(duì)結(jié)賬，選完商品直接離開(kāi)，新技術(shù)會(huì)自動(dòng)識(shí)別并從亞馬遜賬戶(hù)中扣除相應(yīng)錢(qián)款，這就是美國(guó)電商巨頭亞馬遜推出的革新型實(shí)體零售店，這個(gè)新舉措有可能給傳統(tǒng)零售行業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)革命。

1 原理分析

在購(gòu)物時(shí)，顧客拿起的所有物品都會(huì)自動(dòng)添加到虛擬購(gòu)物車(chē)?yán)铮绻幌胍臣锲罚苯臃呕厝ゼ纯桑珹mazon GO的技術(shù)會(huì)自動(dòng)更新虛擬購(gòu)物車(chē)將相應(yīng)物品移走。這種跟蹤商品的科技被亞馬遜稱(chēng)為“拿上就走”技術(shù)（Just Walk Out Technology），這項(xiàng)全新線(xiàn)下購(gòu)物系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的監(jiān)控和算法體系，融入計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)（Computer vision Technology）、傳感器融合技術(shù)（Sensor Fusion Technology）和深度學(xué)習(xí)技術(shù)（Deep Learning Technology），其本質(zhì)就是人工智能，原理與自動(dòng)駕駛汽車(chē)相似。

Amazon Go采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，通過(guò)安置大量攝像頭捕捉購(gòu)物者在零售店的行為，然后從圖像識(shí)別中獲取購(gòu)物者拿起的商品，再用人工智能中的深度學(xué)習(xí)去判斷和識(shí)別購(gòu)物者是否需要這件商品，從而決定是否加入購(gòu)物車(chē)，通過(guò)多個(gè)傳感器感應(yīng)，在判定購(gòu)物者離開(kāi)購(gòu)物店后，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)消費(fèi)金額并從其亞馬遜賬戶(hù)中扣除費(fèi)用，傳感器融合技術(shù)為最終結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保證。

1.1 計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)是通過(guò)眾多的攝像頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的，主要有兩方面的作用：一是進(jìn)行人臉識(shí)別，判定賬戶(hù)的主人是否和系統(tǒng)記錄的一致；二是能夠檢測(cè)到貨物從貨架上拿走或者放回的過(guò)程，統(tǒng)計(jì)匯總購(gòu)物清單。其內(nèi)容包含以下兩項(xiàng)。

1.1.1 動(dòng)作識(shí)別

采集客戶(hù)的手進(jìn)入貨架平面前和離開(kāi)貨架平面后的圖像，把兩者作對(duì)比，就可以判斷出是拿取物品還是放回物品。如果是拿取物品，進(jìn)入前的手和進(jìn)入后的手及手中物品的圖片的特征是可區(qū)分的，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，進(jìn)入之前的手是空的，是沒(méi)有商品的，離開(kāi)后的手里是有物品的。如果是放回物品則相反。

1.1.2 物品識(shí)別

當(dāng)客戶(hù)從貨架上拿下物品后，圖片識(shí)別系統(tǒng)會(huì)保存該物品的圖片，結(jié)合貨架上的感應(yīng)器識(shí)別出物品的名稱(chēng)、代碼和數(shù)量，記錄在其購(gòu)物車(chē)中。當(dāng)用戶(hù)將某個(gè)物品放回貨架上時(shí)，系統(tǒng)先確定用戶(hù)與該物品的關(guān)聯(lián)關(guān)系（判斷該物品是否在購(gòu)物清單中），通過(guò)檢索圖片，與被放入物品進(jìn)行比較，識(shí)別物品，并更新（刪除）物品清單。同時(shí)，系統(tǒng)還要識(shí)別被拿出的物品是否與所在位置表示的物品一致，例如，如果商品A被誤放在B物品處，一定要判定出是商品A而不能記錄成商品B。

1.2 傳感器融合技術(shù)