自动售货机是怎么知道你拿了什么东西？

在现代城市的街头巷尾、地铁站、写字楼甚至医院大厅，我们越来越习惯于使用自动售货机购买商品。这些售货机不仅能精准给出我们选的饮料或零食，还能“察觉”有人偷拿或操作异常。那么问题来了：自动售货机是怎么知道你拿了什么东西？它是靠摄像头、人脸识别、重量感应，还是更高端的AI识别系统呢？

（图片来源：网络）

自动售货机的分类

与传统投币饮料机相比，现代的自动售货机已经不再只是“按一下掉一罐”的简单结构，而是变得越来越智能。有的机器配有透明玻璃橱窗，陈列几十种不同商品，有的像一台自动小超市，你可以自由开门挑选，关门后它就“知道”你买了什么。

传统投币饮料机的结构（图片来源：[2]）

从技术层面讲，这些自动售货机通常分为两大类：弹出式自动售货机和自由取货型自动售货柜（又称视觉识别柜、称重柜）。这两种类型采用了不同的识别手段。

弹出式售货机：机械精准控制

在我们最常见的弹出式自动售货机中，比如售卖饮料的那种，你选择完商品，机器内部会有一个弹簧轨道、电动推杆或旋转装置，将你选的商品“推”出来掉进取货口。这个过程用户无法直接接触到商品架上的其他物品。

弹出式售货机（图片来源：网络）

因此，对于这种售货机，它并不需要“判断你拿了什么”，因为它控制了整个取货过程。用户只能获取机器按指定操作推出的商品，误拿、偷拿的可能性被物理结构完全排除。这就是“封闭式自动售货”最大的优势：简单、安全、可靠。

自由取货型售货柜：你拿我看着

当你面对一台可以自由开门挑选商品的智能售货柜，技术的挑战就变得复杂得多。它需要在你开门、拿取、关门之后，自动判断你到底拿了什么、拿了几个，甚至有没有放回商品。实现这个目标的手段主要有三种：

01

重量感应系统：你拿我就轻了

这是最早期的判断方式之一。每一个商品或货架下方都配有高精度称重传感器。当用户拿走一瓶水，系统检测到货架重量减少了500克，于是判断你取走了一瓶矿泉水。

自动售货机中的重力传感器（图片来源：[1]）

优点是成本较低、实现简单，但也存在问题：不同商品重量相近、用户拿了又放回会造成误判、多个用户同时操作会混淆数据。

为了避免这些问题，现在的智能售货柜多将称重作为辅助手段，与其他识别方式组合使用。

02

视觉识别系统：摄像头全程盯着你

近年来广泛应用的是视觉识别技术。每个售货柜顶部都安装有一到多个摄像头，配合深度学习算法，实时分析用户的动作和手势。系统会“看到”你把哪瓶饮料从哪个货架上拿走，并根据商品陈列的位置信息识别是哪一件商品。

视觉识别系统（图片来源：[1]）

这种方法在理论上可以实现较高的准确率，特别适合商品外形区别明显、摆放位置固定的场景。但也有挑战，比如：用户遮挡摄像头视角、多人同时开柜操作，混淆行为、同款商品摆在不同位置，可能增加误判。

为了解决这些问题，系统通常结合商品位置编码+图像识别+动作轨迹等多重因素进行判断。部分系统还会使用RGBD（可见光+深度）摄像头来获取更准确的三维动作轨迹。

03

RFID射频识别：每个商品“会说话”

另一种方式是给每一个商品贴上RFID标签。RFID即“射频识别”，是一种非接触式数据传输技术。每个标签里都储存有商品的身份信息，当用户将物品拿出时，RFID读写器会感知该商品“离开了货柜”。

RFID射频识别技术（图片来源：[1]）

这种方式识别速度快、准确率高，且不依赖用户的操作行为。但缺点是：每个商品都需要加装标签，这会显著增加成本，不适合低价商品的大规模销售。

因此，RFID方案通常被用于售卖中高价商品（如鲜食、化妆品、电子产品等）或对识别精度要求极高的场景。

更聪明也更安全的手段：多模态融合识别

事实上，单一识别手段往往不能应对复杂场景。如今很多售货机都采用多模态融合识别技术，即将摄像头视觉识别、重量传感、开关门状态检测、商品位置编码、甚至环境光感应等信息综合起来使用。

比如，你打开门，摄像头记录你的手从货架B2取下某物，重力传感器同步检测B2位置重量减少300克，再结合这层放的是“巧克力棒”，系统就可以判断你拿走了一根售价5元的巧克力棒。而当你放回商品时，重量和图像识别同时校正，系统也能“撤销”刚才的购买记录。

多种技术结合（图片来源：[3]）

这种“交叉验证”的方式极大提高了识别准确率，减少误判与纠纷。对于运营方来说，这也是保障利润、防止损耗的重要手段。

由此看来，自动售货机看起来只是一个“贩卖零食饮料的铁箱子”，但它背后藏着的是一整套高度智能化的感知与判断机制。正是这些看不见的技术细节，让无人售货成为可能，也让我们的生活越来越便利。

参考文献

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

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/EjZgk-OBWJ0XpSpcuXIbhw

[3]https://mp.weixin.qq.com/s/gvyd8RNgRHDmQrNdoo07cA

[4]https://mp.weixin.qq.com/s/9Z0U3uQwrU52ynzV3UXThg

[5]林淦斌. 一种智能零售方法和装置[P]. 北京市：CN110321743A,2019-10-11.

[6]李晓武. 移动RFID系统标签识别技术的研究[D].西南交通大学,2015.

图片源自于网络，仅供科普参考

来源：力学科普

编辑：小鹿

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