The retail sector presents several open and challenging problems that could benefit from advanced pattern recognition and computer vision techniques. One such critical challenge is planogram compliance control. In this study, we propose a complete embedded system to tackle this issue. Our system consists of four key components as image acquisition and transfer via stand-alone embedded camera module, object detection via computer vision and deep learning methods working on single board computers, planogram compliance control method again working on single board computers, and energy harvesting and power management block to accompany the embedded camera modules. The image acquisition and transfer block is implemented on the ESP-EYE camera module. The object detection block is based on YOLOv5 as the deep learning method and local feature extraction. We implement these methods on Raspberry Pi 4, NVIDIA Jetson Orin Nano, and NVIDIA Jetson AGX Orin as single board computers. The planogram compliance control block utilizes sequence alignment through a modified Needleman-Wunsch algorithm. This block is also working along with the object detection block on the same single board computers. The energy harvesting and power management block consists of solar and RF energy harvesting modules with suitable battery pack for operation. We tested the proposed embedded planogram compliance control system on two different datasets to provide valuable insights on its strengths and weaknesses. The results show that our method achieves F1 scores of 0.997 and 1.0 in object detection and planogram compliance control blocks, respectively. Furthermore, we calculated that the complete embedded system can work in stand-alone form up to two years based on battery. This duration can be further extended with the integration of the proposed solar and RF energy harvesting options.


翻译:零售领域存在若干开放且有挑战性的问题,可受益于先进的模式识别与计算机视觉技术。其中一项关键挑战是货架陈列合规控制。本研究提出了一套完整的嵌入式系统以解决该问题。该系统包含四个核心组件:通过独立嵌入式摄像头模块进行图像采集与传输、基于单板计算机的物体检测(采用计算机视觉与深度学习方法)、同样运行于单板计算机的货架陈列合规控制方法,以及为嵌入式摄像头模块配套的能量采集与电源管理模块。图像采集与传输模块基于ESP-EYE摄像头模块实现。物体检测模块采用YOLOv5作为深度学习方法并结合局部特征提取。我们在树莓派4、英伟达Jetson Orin Nano和英伟达Jetson AGX Orin等单板计算机上实现了这些方法。货架陈列合规控制模块通过改进的Needleman-Wunsch算法进行序列比对,该模块与物体检测模块在相同单板计算机上协同工作。能量采集与电源管理模块包含太阳能和射频能量采集单元及配套电池组。我们使用两个不同数据集对所提出的嵌入式货架陈列合规控制系统进行测试,以深入解析其性能优劣。结果表明,该方法在物体检测和货架陈列合规控制模块中分别达到0.997和1.0的F1分数。此外,经计算,整个嵌入式系统可独立运行长达两年(基于电池供电),若集成所提出的太阳能和射频能量采集方案,该运行时长可进一步延长。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月26日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月24日
Arxiv
18+阅读 · 2022年11月21日
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月26日
Simplifying Graph Convolutional Networks
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月19日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
Arxiv
14+阅读 · 2018年5月15日
VIP会员
最新内容
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
0+阅读 · 9分钟前
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
0+阅读 · 15分钟前
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
0+阅读 · 26分钟前
CVPR 2026教程:统一多模态模型走向收敛之路
专知会员服务
4+阅读 · 6月8日
《人工智能在网络防御中的机遇》
专知会员服务
6+阅读 · 6月8日
认知战:定义与能力发展
专知会员服务
5+阅读 · 6月8日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月26日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月24日
Arxiv
18+阅读 · 2022年11月21日
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月26日
Simplifying Graph Convolutional Networks
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月19日
Arxiv
24+阅读 · 2018年10月24日
Arxiv
14+阅读 · 2018年5月15日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员