WeVibe：通过音频诱导的货架振动估计重量变化用于自主商店
信号处理
2025-02-18 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
重量变化估计在各种应用中至关重要，特别是用于检测人们在自主商店中与货架交互时的提货和放回动作。此外，准确的重量变化估计允许自主商店自动识别被提起或放回的物品，确保精确的成本估计。然而，传统方法需要 specialized weight-sensing shelves，即密集部署的称重尺，导致传感器消耗大且成本高昂。先前的工作探索了基于振动的重量感知方法，但在货架上重量变化位置变化时效果不佳。针对这些限制，我们的贡献如下：（1）我们提出WeVibe，一种通过主动货架振动感知实现物品重量变化估计的首个系统。该系统的主要直觉是，放置在货架上的重量会影响货架的动态振动响应，从而改变货架振动模式。（2）我们基于结构动力学理论，构建了一个关于货架振动响应与物品重量之间物理信息关系的模型，该关系在货架上的多个位置是线性的，允许在新位置轻松训练重量估计模型而无需大量数据采集。（3）我们在组织为真实商店设置的货架上评估了我们的系统。WeVibe在使用一个传感器和来自三个重量等级的10%样本的情况下，实现了对 0g 到 450g 重量变化的估计，平均绝对误差降至38.07克，标准差为31.2克，这可以用于区分超过100克差异的物品。
引用
@article{arxiv.2502.12093,
title = {WeVibe: Weight Change Estimation Through Audio-Induced Shelf Vibrations In Autonomous Stores},
author = {Jiale Zhang and Yuyan Wu and Jesse R Codling and Yen Cheng Chang and Julia Gersey and Pei Zhang and Hae Young Noh and Yiwen Dong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.12093},
year = {2025}
}