Kassen Kameramodul

Das Projekt

Für ein lokal ansässiges Industrieunternehmen haben wir ein spezialisiertes Kamerasystem entwickelt, das in moderne Kassensysteme integriert wird. Das Modul erkennt per KI-Inferenz, ob ein Einkaufswagen leer oder noch beladen ist — direkt am Checkout. Mit einer Latenz von unter 4 Millisekunden arbeitet das System vollständig in Echtzeit.

Herausforderung

An Selbstbedienungskassen muss zuverlässig erkannt werden, ob ein Einkaufswagen nach dem Scanvorgang tatsächlich leer ist. Die Lösung musste auf eingeschränkter POS-Hardware ohne GPU laufen, zwei verschiedene Industriekamera-Typen unterstützen und über einen Magnetfeldsensor automatisch auslösen, sobald ein Einkaufswagen in Position ist. Zudem durfte aus Lizenzgründen kein Qt verwendet werden.

Kernfunktionen

• Automatische Kameraerkennung: Das System erkennt über USB automatisch, ob eine TIS- (The Imaging Source) oder IDS-Kamera angeschlossen ist und lädt die passenden Treiber.
• Magnetfeldsensor-Integration: Ein industrieller Magnetfeldsensor erkennt Einkaufswagen automatisch über Feldänderungen und löst die Bildaufnahme aus.
• KI-Klassifikation: Ein leichtgewichtiges neuronales Netz klassifiziert aufgenommene Bilder in Echtzeit mit austauschbaren Inferenz-Backends.
• Produktions-GUI: State Machine mit vier Zuständen (INIT → MINI → WORKING → ALARM) — Live-Preview im Miniaturformat, Vollbild-Hinweis bei nicht-leerem Wagen, alles per Touch bedienbar.
• ML-Training-Pipeline: Kompletter Workflow von der Datenerfassung über 5-fache Augmentierung bis zum Export in Docker — ohne Abhängigkeiten auf dem Zielsystem.
• Debug & Diagnose: CLI-Tools für Kamerastatus, Sensor-Training, Live-Viewer und Inferenz-Tests — alles über ein Developer-Menü erreichbar.

Technische Highlights

• Unter 4ms Inferenz-Latenz auf eingebetteter POS-Hardware ohne dedizierte GPU
• Modulare Architektur mit sauber getrennten Schichten — austauschbare Kamera-Treiber, Sensor-Anbindung und Inferenz-Backends
• Direkte Hardware-Kommunikation mit dem Sensor über den Kamera-Datenkanal — keine zusätzliche Verkabelung nötig
• Flexible Konfiguration mit umfangreichen Parametern und Validierung für verschiedene Einsatzszenarien
• Service-Integration mit automatischem Neustart und Prozess-Management im Produktivbetrieb

Ergebnis

Das Kassen Kameramodul läuft produktiv auf POS-Terminals im Einzelhandel. Die Echtzeit-Erkennung arbeitet zuverlässig im Kassenbetrieb und lässt sich durch die modulare Architektur einfach um neue Kameratypen und ML-Modelle erweitern. Die umfassende Entwicklerdokumentation ermöglicht eine reibungslose Wartung und Weiterentwicklung.