自動售貨機是怎么知道你拿了什么東西？

在現代城市的街頭巷尾、地鐵站、寫字樓甚至醫院大廳，我們越來越習慣于使用自動售貨機購買商品。這些售貨機不僅能精準給出我們選的飲料或零食，還能“察覺”有人偷拿或操作異常。那么問題來了：自動售貨機是怎么知道你拿了什么東西？它是靠攝像頭、人臉識別、重量感應，還是更高端的AI識別系統呢？

（圖片來源：網絡）

自動售貨機的分類

與傳統投幣飲料機相比，現代的自動售貨機已經不再只是“按一下掉一罐”的簡單結構，而是變得越來越智能。有的機器配有透明玻璃櫥窗，陳列幾十種不同商品，有的像一臺自動小超市，你可以自由開門挑選，關門后它就“知道”你買了什么。

傳統投幣飲料機的結構（圖片來源：[2]）

從技術層面講，這些自動售貨機通常分為兩大類：彈出式自動售貨機和自由取貨型自動售貨柜（又稱視覺識別柜、稱重柜）。這兩種類型采用了不同的識別手段。

彈出式售貨機：機械精準控制

在我們最常見的彈出式自動售貨機中，比如售賣飲料的那種，你選擇完商品，機器內部會有一個彈簧軌道、電動推桿或旋轉裝置，將你選的商品“推”出來掉進取貨口。這個過程用戶無法直接接觸到商品架上的其他物品。

彈出式售貨機（圖片來源：網絡）

因此，對于這種售貨機，它并不需要“判斷你拿了什么”，因為它控制了整個取貨過程。用戶只能獲取機器按指定操作推出的商品，誤拿、偷拿的可能性被物理結構完全排除。這就是“封閉式自動售貨”最大的優勢：簡單、安全、可靠。

自由取貨型售貨柜：你拿我看著

當你面對一臺可以自由開門挑選商品的智能售貨柜，技術的挑戰就變得復雜得多。它需要在你開門、拿取、關門之后，自動判斷你到底拿了什么、拿了幾個，甚至有沒有放回商品。實現這個目標的手段主要有三種：

01

重量感應系統：你拿我就輕了

這是最早期的判斷方式之一。每一個商品或貨架下方都配有高精度稱重傳感器。當用戶拿走一瓶水，系統檢測到貨架重量減少了500克，于是判斷你取走了一瓶礦泉水。

自動售貨機中的重力傳感器（圖片來源：[1]）

優點是成本較低、實現簡單，但也存在問題：不同商品重量相近、用戶拿了又放回會造成誤判、多個用戶同時操作會混淆數據。

為了避免這些問題，現在的智能售貨柜多將稱重作為輔助手段，與其他識別方式組合使用。

02

視覺識別系統：攝像頭全程盯著你

近年來廣泛應用的是視覺識別技術。每個售貨柜頂部都安裝有一到多個攝像頭，配合深度學習算法，實時分析用戶的動作和手勢。系統會“看到”你把哪瓶飲料從哪個貨架上拿走，并根據商品陳列的位置信息識別是哪一件商品。

視覺識別系統（圖片來源：[1]）

這種方法在理論上可以實現較高的準確率，特別適合商品外形區別明顯、擺放位置固定的場景。但也有挑戰，比如：用戶遮擋攝像頭視角、多人同時開柜操作，混淆行為、同款商品擺在不同位置，可能增加誤判。

為了解決這些問題，系統通常結合商品位置編碼+圖像識別+動作軌跡等多重因素進行判斷。部分系統還會使用RGBD（可見光+深度）攝像頭來獲取更準確的三維動作軌跡。

03

RFID射頻識別：每個商品“會說話”

另一種方式是給每一個商品貼上RFID標簽。RFID即“射頻識別”，是一種非接觸式數據傳輸技術。每個標簽里都儲存有商品的身份信息，當用戶將物品拿出時，RFID讀寫器會感知該商品“離開了貨柜”。

RFID射頻識別技術（圖片來源：[1]）

這種方式識別速度快、準確率高，且不依賴用戶的操作行為。但缺點是：每個商品都需要加裝標簽，這會顯著增加成本，不適合低價商品的大規模銷售。

因此，RFID方案通常被用于售賣中高價商品（如鮮食、化妝品、電子產品等）或對識別精度要求極高的場景。

更聰明也更安全的手段：多模態融合識別

事實上，單一識別手段往往不能應對復雜場景。如今很多售貨機都采用多模態融合識別技術，即將攝像頭視覺識別、重量傳感、開關門狀態檢測、商品位置編碼、甚至環境光感應等信息綜合起來使用。

比如，你打開門，攝像頭記錄你的手從貨架B2取下某物，重力傳感器同步檢測B2位置重量減少300克，再結合這層放的是“巧克力棒”，系統就可以判斷你拿走了一根售價5元的巧克力棒。而當你放回商品時，重量和圖像識別同時校正，系統也能“撤銷”剛才的購買記錄。

多種技術結合（圖片來源：[3]）

這種“交叉驗證”的方式極大提高了識別準確率，減少誤判與糾紛。對于運營方來說，這也是保障利潤、防止損耗的重要手段。

由此看來，自動售貨機看起來只是一個“販賣零食飲料的鐵箱子”，但它背后藏著的是一整套高度智能化的感知與判斷機制。正是這些看不見的技術細節，讓無人售貨成為可能，也讓我們的生活越來越便利。

參考文獻

[1]https://mp.weixin.qq.com/s/hif-9n9UNRy3F2CIsVAxww

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[5]林淦斌. 一種智能零售方法和裝置[P]. 北京市：CN110321743A,2019-10-11.

[6]李曉武. 移動RFID系統標簽識別技術的研究[D].西南交通大學,2015.

圖片源自于網絡，僅供科普參考

來源：力學科普

編輯：小鹿

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