“拿上就走”技术的原理分析和应用前景展望

张宝玉

摘 要： 在Amazon Go零售店中，客户购物不用现场结算携带商品即可直接离开，亚马逊账户自动结账扣費，解决了排队结账的常见难题。从计算机技术的角度对其原理进行了分析，力求揭开“拿上就走”技术的神秘面纱。这种新型零售模式依托于人工智能技术的发展应用，结合使用了计算机视觉技术、传感器融合技术和深度学习技术，“虚拟购物车”能够实现购物清单动态计算和统计。这种新型科技给人们提供了方便，势必会得到广泛的应用。

关键词： “拿上就走”技术； 虚拟购物车；购物清单； 人工智能； 亚马逊； 新零售

中图分类号：TP399 文献标志码：A 文章编号：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，美国华盛顿州西雅图开业一家名为Amazon Go的实体食品零售店，消费者走进商店，打开手机App，扫描二维码就可以走进货架选购物品，拿取或放回的所有物品都能被感应追踪，传感器会将这些实时变化传递给手机App。完成物品选购，消费者可携带物品直接离开，亚马逊账户将自动结账[1]。在这种新型营销模式中，收银台被彻底抛弃，顾客无须提着购物篮排队结账，选完商品直接离开，新技术会自动识别并从亚马逊账户中扣除相应钱款，这就是美国电商巨头亚马逊推出的革新型实体零售店，这个新举措有可能给传统零售行业带来一场革命。

1 原理分析

在购物时，顾客拿起的所有物品都会自动添加到虚拟购物车里，如果不想要某件物品，直接放回去即可，Amazon GO的技术会自动更新虚拟购物车将相应物品移走。这种跟踪商品的科技被亚马逊称为“拿上就走”技术（Just Walk Out Technology），这项全新线下购物系统拥有强大的监控和算法体系，融入计算机视觉技术（Computer vision Technology）、传感器融合技术（Sensor Fusion Technology）和深度学习技术（Deep Learning Technology），其本质就是人工智能，原理与自动驾驶汽车相似。

Amazon Go采用计算机视觉技术，通过安置大量摄像头捕捉购物者在零售店的行为，然后从图像识别中获取购物者拿起的商品，再用人工智能中的深度学习去判断和识别购物者是否需要这件商品，从而决定是否加入购物车，通过多个传感器感应，在判定购物者离开购物店后，自动统计消费金额并从其亚马逊账户中扣除费用，传感器融合技术为最终结果的准确性提供保证。

1.1 计算机视觉技术

计算机视觉技术是通过众多的摄像头来实现的，主要有两方面的作用：一是进行人脸识别，判定账户的主人是否和系统记录的一致；二是能够检测到货物从货架上拿走或者放回的过程，统计汇总购物清单。其内容包含以下两项。

1.1.1 动作识别

采集客户的手进入货架平面前和离开货架平面后的图像，把两者作对比，就可以判断出是拿取物品还是放回物品。如果是拿取物品，进入前的手和进入后的手及手中物品的图片的特征是可区分的，简单来说，进入之前的手是空的，是没有商品的，离开后的手里是有物品的。如果是放回物品则相反。

1.1.2 物品识别

当客户从货架上拿下物品后，图片识别系统会保存该物品的图片，结合货架上的感应器识别出物品的名称、代码和数量，记录在其购物车中。当用户将某个物品放回货架上时，系统先确定用户与该物品的关联关系（判断该物品是否在购物清单中），通过检索图片，与被放入物品进行比较，识别物品，并更新（删除）物品清单。同时，系统还要识别被拿出的物品是否与所在位置表示的物品一致，例如，如果商品A被误放在B物品处，一定要判定出是商品A而不能记录成商品B。

1.2 传感器融合技术