CN112816049A - 偏载检测方法、装置及搬运设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种偏载检测方法、装置及搬运设备，涉及人工智能技术领域。该方法通过搬运设备自身根据称重传感器的重量值以及位置信息来确定货物是否偏移，无需人工进行检测，从而可及时发现货物是否偏移，避免由于货物偏移而造成货物倾倒造成安全事故并影响搬运设备运行的问题。
Description
技术领域
本申请涉及人工智能技术领域，具体而言，涉及一种偏载检测方法、装置及搬运设备。
背景技术
在国家加大智能制造产业政策推动下，随着人工智能技术与智能物流技术的不断进步，物流机器人被越来越多地应用于物流领域进行仓储搬运工作。当前应用于物流领域的搬运设备一般采用自动导引车(Automated Guided Vehicle，AGV)，在利用AGV进行搬运货物时，如果货物出现偏移，在运输过程中货物容易错位掉落，造成货物损坏等安全事故。而目前一般是由现场工作人员对AGV上货物的偏移情况进行人工监测，而人工难免有疏忽的时候，不能及时有效地对货物的偏移情况进行检测。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种偏载检测方法、装置及搬运设备，用以改善现有技术中不能及时有效地对货物的偏移情况进行检测的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种偏载检测方法，应用于搬运设备中，所述搬运设备设置有均匀分布的多个称重传感器，所述方法包括：
获取所述多个称重传感器中每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息；
根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移。
在上述实现过程中，通过搬运设备自身根据称重传感器的重量值以及位置信息来确定货物是否偏移，无需人工进行检测，从而可及时发现货物是否偏移，避免由于货物偏移而造成货物倾倒造成安全事故并影响搬运设备运行的问题。
可选地，所述根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移，包括：
根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物的重心位置；
根据所述重心位置与参考位置之间的关系，确定所述货物是否偏移。
在上述实现过程中，通过以参考位置为基准，从而可准确判断货物是否偏移。
可选地，所述根据所述重心位置与参考位置之间的关系，确定所述货物是否偏移，包括：
判断所述重心位置与所述参考位置之间的位置偏移是否在预设范围内；
当所述重心位置与所述参考位置之间的位置偏移在所述预设范围内时，确定所述货物偏移。通过设置预设坐标范围，从而可更合理地判断货物是否偏移。
可选地，所述确定所述搬运设备上承载的货物的重心位置，包括：
通过以下公式确定所述重心位置：
x＝(a1×x1+a2×x2+...+aj×xj)/G；
y＝(a1×y1+a2×y2+...+aj×yj)/G；
其中，(x,y)表示所述重心位置的坐标，j取1到M，aj表示第j个称重传感器对应的重量值，(xj,yj)表示第j个称重传感器对应的位置坐标，G表示所述货物的重量。
可选地，所述方法还包括：
根据所述搬运设备的载重，确定所述预设范围。这样针对不同载重判断货物偏移的方式更灵活。
可选地，所述获取所述多个称重传感器中每个称重传感器对应的重量值，包括：
获取每个称重传感器对应的称重系数和对应的读数，所述称重系数为预先对每个称重传感器进行标定获得的；
根据每个称重传感器对应的称重系数和对应的读数，计算获得每个称重传感器对应的重量值。
在上述实现过程中，按照每个称重传感器对应的称重系数和对应的读数可以更加准确地获得每个称重传感器的重量值。
可选地，所述获取每个称重传感器对应的称重系数，包括：
获取N组称重数据，其中，每组称重数据包括当前称重时所述多个称重传感器的读数及当前称重时所述搬运设备承载的标定物重量，N为大于等于2的整数；
根据所述N组称重数据和预设拟合函数，对所述多个称重传感器的读数与所述标定物重量进行拟合，获得预设拟合函数中的参数，所述参数表征所述多个称重传感器的称重系数。
在上述实现过程中，通过对传感器读数与标定物重量进行拟合来获得传感器对应的称重系数，从而可以对传感器进行准确标定，以便于后续再进行称重时可以准确称重。
可选地，通过以下的预设拟合函数计算获得每个称重传感器对应的重量值：
Wi＝pi*si+qi；
其中，Wi表示第i个称重传感器对应的重量值，pi,qi表示第i个称重传感器对应的称重系数，si表示第i个称重传感器对应的读数。
可选地，所述确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移之前，所述方法还包括：
在检测到所述搬运设备的运动状态满足预设条件时，根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移。
这样可以得到更准确地获得偏载检测结果。
可选地，所述在检测到所述搬运设备的运动状态满足预设条件时，根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移，包括：
在检测到所述搬运设备匀速运动或静止时，向所述搬运设备发送偏载检测指令，以根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移。以便于称重传感器能在货物稳定处于稳定状态才进行偏载检测，使得偏载检测的结果更准确。
可选地，所述均匀分布的多个称重传感器包括多个传感器对，在以所述搬运设备的中心为原点建立的坐标系中，每个传感器对中的两个传感器相对于坐标轴对称设置。如此可便于准确确定货物是否出现偏移的情况。
可选地，所述均匀分布的多个称重传感器在所述搬运设备上呈等腰梯形、正方形、长方形或圆形分布，所述均匀分布的多个称重传感器的分布中心与所述搬运设备的中心重合。通过灵活分布各个称重传感器，以使得可以便于利用各个称重传感器的位置关系即可对货物是否偏移进行检测。
可选地，所述方法还包括：
在确定所述货物偏移时，输出告警信息。以便于管理人员及时发现货物偏移，从而能够及时采取措施对货物的位置进行调整，以避免货物掉落发生安全事故。
第三方面，本申请实施例提供一种偏载检测装置，运行于搬运设备中，所述搬运设备设置有均匀分布的多个称重传感器，所述装置包括：
信息获取模块，用于获取所述多个称重传感器中每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息；
偏载检测模块，用于根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移。
第四方面，本申请实施例提供一种搬运设备，所述搬运设备包括均匀设置于载货台的多个称重传感器，所述搬运设备还包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如第一方面提供的方法。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种搬运设备的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种多个称重传感器在搬运设备中的分布示意图；
图3为本申请实施例提供的一种偏载检测方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的一种偏载检测装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本申请实施例提供一种偏载检测方法，通过搬运设备自身根据称重传感器的重量值以及位置信息来确定货物是否偏移，无需人工进行检测，从而可及时发现货物是否偏移，避免由于货物偏移而造成货物倾倒造成安全事故并影响搬运设备运行的问题。
请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种搬运设备100的结构示意图，搬运设备100上设置有载货台110，该载货台110用于承载搬运物体，如标定物(如砝码)或货物等，搬运设备100还包括均匀设置于载货台的多个称重传感器120，搬运设备100还包括有处理器130和存储器140，多个称重传感器120与处理器130连接。存储器140可以是高速RAM存储器，也可以是非易失性的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器140可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器130的存储装置。存储器140中存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器130执行时，电子设备执行下述图3所示方法过程。
其中，每个称重传感器120可以通过通信总线与处理器130连接，称重传感器120获得的传感器读数可通过通信总线传输给处理器130，处理器130也可以通过通信总线向称重传感器120发送相应的指令。
本申请实施例的搬运设备100可以是(举升、滚筒、皮带式、潜伏式的)AGV、叉车、甚至是四向穿梭车也可以，只要是能搬运货物的设备即可。图1中示出的搬运设备100为潜伏式AGV，该潜伏式AGV在搬运设备100时，货物放置在载货台上。该载货台可以是指内部有腔体的长方体或正方体，可以设置于搬运设备的顶面，用于承载货物，货物可以是指货架、货箱或商品等。多个称重传感器120即可设置于载货台的内部腔体内，或者也可以设置于载货台的表面等位置处，其设置位置为能够进行称重即可，具***置可以根据实际情况灵活设置。搬运设备在搬运货物时，货物可以放置于载货台上，多个称重传感器可检测获得对应的读数，这样可通过多个称重传感器120对货物进行称重。称取的重量可传输给处理器130，处理器130可与后台终端进行无线通信，以将称取的重量发送给后台终端，这样后台工作人员可实时监控AGV所搬运的货物重量。
另外，称重传感器120的类型有多种，例如，压电式压力传感器、陶瓷压力传感器、扩散硅压力传感器、蓝宝石压力传感器、压阻式压力传感器等，不同类型的传感器其测量原理不同。在实际应用中，可根据实际需求安装相应的称重传感器120，本申请实施例中对称重传感器120的类型不做限定，其只要可以用于进行称重即可。
为了便于每个称重传感器120可以分摊较小的受力，称重传感器120的个数可以为大于或等于2个，在实际情况中，可以根据实际需求灵活设置称重传感器120的个数。
可以理解地，为了实现称重传感器的均匀分布，多个称重传感器包括多个传感器对，在以搬运设备的中心为原点建立的坐标系中，每个传感器对中的两个称重传感器相对于坐标轴对称设置。如图2所示。图2中示出了4个称重传感器的分布示意图，4个称重传感器以中心线对称设置，如根据AGV的车身尺寸，称重传感器安装在AGV的载货台上的四个对角的指定位置处。
当然，上述的均匀设置也不是指绝对的均匀设置，如图2中A2和B1两个称重传感器之间的距离要小于A1和B2之间的距离，原则上若4个称重传感器均匀设置则4个称重传感器应成正方形。但是在实际应用中，4个称重传感器可以成长方形、等腰梯形设置等，只需要使得在货物放置在载货台中心位置处时，4个称重传感器的传感器读数相差在一定范围内即可。
当然，若是有3个称重传感器，均匀设置这3个称重传感器，3个称重传感器在载货台上的分布可以为等腰三角形或等边三角形等，若为5个或更多个称重传感器，则称重传感器可以以搬运设备或载货台上的中心点为中心，以正多边形或近似正多边形进行布设即可。
也就是说，多个称重传感器在载货台上可以呈等腰梯形、正方形、长方形或圆形分布，多个称重传感器的分布中心与搬运设备的中心重合，如与载货台的中心位置重合。示例地，分布中心例如可以为是多个称重传感器所围成的几何图形的中心，如四个称重传感器所围成的图形为长方形，则其分布中心为其长方形的中心点。可以理解的是，称重传感器的设置位置可以正好设置在这些几何形状的端点位置，如有3个称重传感器时，其可以呈三角形设置，每个称重传感器设置在三角形的一个端点上，而呈圆形时，这些称重传感器设置在圆形的边上。
需要说明的是，称重传感器也不一定是设置于几何形状的端点上，其也可以设置于边上，如6个称重传感器也可以呈三角形设置，其中3个称重传感分别设置于三角形的端点上，其他3个称重传感器可以设置于三角形的三边的中点上。也就是说，不管何种设置方式，只要使得其所形成的分布中心与载货台的中心位置重合，其重合也不一定是完全重合，也可以是位置相差在一定范围内即可。
当然，在称重传感器为2个时，其可以相对于载货台的中心位置对称设置即可。通过灵活分布各个称重传感器，以使得可以便于利用各个称重传感器的位置关系即可对货物是否偏移进行检测。
为了便于理解，下述实施例中均以搬运设备100为图1所示的潜伏式AGV为例进行描述。
可以理解，图1所示的结构仅为示意，所述搬运设备100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置，如还可以包括滚动轮等。
请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种偏载检测方法的流程图，该方法包括如下步骤：
步骤S110：获取所述多个称重传感器中每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息。
首先需要说明的是，本申请实施例中的偏载检测方法可以由上述的搬运设备中的处理器来执行，也可以由搬运设备之外的终端设备来执行，如搬运设备可将每个称重传感器的重量值和其位置信息发送给终端设备，由终端设备来检测货物是否偏移。
搬运设备在运输货物的过程中，可以实时对货物的重量进行称重，在称重过程中，获得每个称重传感器对应的重量值。由于多个称重传感器是均匀分布的，所以，每个称重传感器对应的重量值应该相差不大，其重量值总和即可作为货物的总重量。
为了判断货物是否偏移还需要获取每个称重传感器的位置信息，其每个称重传感器的位置信息可以是在安装称重传感器后将每个称重传感器的位置信息存储在存储器中的，在判断货物是否偏移时，可以直接从存储器中获取每个称重传感器的位置信息即可。
步骤S120：根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移。
在获得每个称重传感器对应的重量值和位置信息后，为了判断货物是否偏移，在一些实施方式中，若多个称重传感器的位置信息是围绕搬运设备的中心均匀设置的，所以，可以通过判断每个称重传感器对应的重量值之间的偏差是否在预设范围内来判断货物是否偏移，如若偏差未在预设范围内，则确定货物偏移，反之，则确定货物未偏移。
例如，获取每两个称重传感器对应的重量值之间的偏差，共获得多个偏差，然后判断每个偏差是否都在预设范围内，若是，则确定货物未偏移，若否，则确定货物偏移。
其中，预设范围可以根据实际需求灵活即可。
需要说明的是，上述的货物可以是指搬运设备实际搬运过程中所搬运的货物，也可以是指在称重标定过程中的砝码，或者是指其他承载物等。
在上述实现过程中，通过搬运设备自身根据称重传感器的重量值以及位置信息来确定货物是否偏移，无需人工进行检测，从而可及时发现货物是否偏移，避免由于货物偏移而造成货物倾倒造成安全事故并影响搬运设备运行的问题。
在一些其他实施方式中，判断货物是否偏移的方式还可以为：根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定搬运设备上承载的货物的重心位置，然后根据重心位置与参考位置之间的关系，确定货物是否偏移。
其中，可以通过以下公式确定重心位置：
x＝(a1×x1+a2×x2+...+aj×xj)/G；
y＝(a1×y1+a2×y2+...+aj×yj)/G；
其中，(x,y)表示所述重心位置的坐标，j取1到M，aj表示第j个称重传感器对应的重量值，(xj,yj)表示第j个称重传感器对应的位置坐标，G表示所述货物的重量。
以上述图2所示的称重传感器的分布为例，可获得四个称重传感器的位置坐标，货物的重量为四个称重传感器对应的重量值之和G＝A1+A2+B1+B2。
如此可按照上述计算公式计算获得重心位置，然后判断货物是否偏移的方式可以为：判断重心位置与参考位置是否重合，若重合，则确定货物未偏移，反之，则确定货物偏移。
或者判断货物是否偏移的方式还可以为：判断重心位置与参考位置之间的位置偏移是否在预设范围内，当重心位置与参考位置之间的位置偏移在预设范围内时，确定货物偏移。
其中，预设范围可以根据搬运设备的载重能力和经验值灵活设定，如预设范围为x∈[-80,80],y∈[-100,100]。
在一些实施方式中，还可以根据搬运设备的载重，确定对应的预设范围。
在这里，载重可以是指搬运上的货物的重量，也可以是指称重标定时砝码的重量等。也就是说可以针对不同的载重设置不同的预设范围，如在载重小于200kg时，预设范围为x∈[-100,100],y∈[-120,120]，在载重大于或等于200kg时，对应的预设范围为x∈[-70,70],y∈[-90,90]。
搬运设备在实际搬运过程中，可以实时对所搬运的货物进行称重，获得搬运设备的载重，然后根据其载重查找获得对应的预设范围，从而可基于预设范围来判断货物是否偏移。
在一些实施方式中，为了确保搬运设备的运行安全，在获得货物的重量后，还可以判断货物的重量是否超重，若超重，则控制搬运设备停止对货物的搬运，以避免搬运设备超载运行的问题。
在一些实施方式中，为了对货物进行准确称重，可以在搬运设备每次卸载货物后，将各个称重传感器对应的重量值清零，以便于下次再对货物进行称重时避免上次称重的干扰。而在进行称重时，可以在检测到搬运设备上承载有货物时，预设时间段后向每个称重传感器发送称重指令，以使每个称重传感器对货物进行称重，从而获得每个称重传感器对应的重量值。
其中，预设时间段也可以根据实际需求灵活设置，如10s，即处理器可在10s后再向称重传感器发送称重指令，然后称重传感器在接收到称重指令后进行称重，将获得的重量值发送给处理器。
在一些实施方式中，由于搬运设备在载重情况下，在启动加速运行或减速停车时，称重传感器的受力一般会发生变化，这样按照上述方式计算出来的重心位置可能不准确。所以，在一些实施例中，可以在检测到搬运设备的运动状态满足预设条件时，执行上述偏侧检测方法。具体地，在检测到搬运设备的运动状态满足预设条件时，根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移。
其中，运动状态可以包括匀速运动或静止等状态，当然在实际应用中，若搬运设备在加速度不是很大的情况下，其处于比较稳定状态时，该运动状态也可以包括加速度或减速度小于预设值时的运动状态。该匀速运动或静止等状态例如可以为搬运设备收到顶举货物的指令时，顶举货物并静止的状态，或者顶举货物至目的地的过程中匀速运动的状态，或者还可以为到达目的地并放置货物前的静止状态等，本发明实施例对此不作限定。在一些实施例中，在检测到搬运设备匀速运动或静止时，向所述搬运设备发送偏载检测指令，以根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定该搬运设备上承载的货物是否偏移。
例如，在搬运设备加速启动或减速停车的过程中，处理器不读取称重传感器的重量值，而是在搬运设备静止顶举货物或在匀速运动或静止时读取称重传感器的重量值，然后再进行重心位置的计算，以避免得到不准确的重心位置和偏载检测结果。
在一些实施方式中，为了便于管理人员及时了解货物的偏载情况，还可以在确定货物偏移时，输出告警信息。
如处理器在基于上述方式判断货物偏移时，可向后台终端发送告警信息，以使后台终端的监控人员可及时了解AGV上的货物存在偏移，货物可能会发生倾倒而影响AGV的运行的情况，这样监控人员可及时采用相应的措施对货物的偏移情况进行处理，如通过人工对货物在AGV上的位置进行调整。
或者AGV在确定货物偏移时，可以通过自身设定的一些调整机制来调整AGV的位置，如若AGV上安装有机械手，可通过机械手调整货物的位置，使得货物的中心点与AGV的中心点对齐即可。
另外，为了便于发生货物倾倒的情况，在确定货物偏移时，可以控制AGV停止前进，等待人工对货物进行处理后再继续搬运货物。
在一些实施方式中，在获得每个称重传感器对应的重量值的方式中，还可以先获取每个称重传感器对应的称重系数和对应的读数，然后根据每个称重传感器对应的称重系数和对应的读数，计算获得每个称重传感器对应的重量值。
其中，称重系数可以是指预先对每个称重传感器进行标定获得的，读数可以理解为在称重传感器为压力传感器时，进行称重时的压力值，其称重系数可以是指预先设置的将压力值转换为重量值的系数，如将每个称重传感器对应的称重系数与对应的读数相乘，即可获得每个称重传感器对应的重量值。
在一些实施方式中，称重系数可以是在对搬运设备进行称重标定过程中获得的，其具体实现过程为：确定每个称重传感器的读数与搬运设备的载重之间的对应关系，然后根据每个对应关系和预设拟合函数，确定每个称重传感器对应的称重系数。在一些实施例中，获取N组称重数据，其中，每组称重数据包括当前称重时多个称重传感器的读数和每次称重时搬运设备承载的标定物重量，N为大于或等于2的整数，然后根据N组称重数据和预设拟合函数，对多个称重传感器的读数与标定物重量进行拟合，获得预设拟合函数中的参数，该参数即表征多个称重传感器的称重系数。
其中，标定物以砝码为例，在标定过程中，可以获取多个称重传感器的N组称重数据，每组称重数据包括每次称重时称重传感器对应的读数和砝码重量，每个称重传感器对应N组称重数据，如其中的第i组称重数据包括M个称重传感器中第j个称重传感器对搬运设备上承载的砝码进行第i次称重时的读数和砝码重量，其中，i为1到N，j为1到M，M、N为大于等于2的整数。
例如，N若取9，M取4，其称重数据如下表格所示：
其中，序号表示称重次数，如在第1次称重时，砝码的重量为0，此时表示搬运设备上未承载砝码，在第2次称重时，砝码的重量为100kg，此时各个称重传感器的读数各自为S11、S12、S13、S14。对于称重传感器1对应的9组称重数据中每组称重数据包括该称重传感器在每次称重时的读数和该次称重的砝码的重量，如在第2次称重时，称重传感器1对应的第2组称重数据包括S11和100kg。
按照上述方式，即可获取每个称重传感器对应的N组称重数据。
在获得N组称重数据后，可利用N组称重数据对传感器的读数和砝码的重量之间进行线性拟合，获得每个称重传感器对应的称重系数。
其中，线性拟合所采用的预设拟合函数为Wi＝pi*si+qi，其中，其中，Wi表示第i个称重传感器对应的重量值，pi,qi表示第i个称重传感器对应的称重系数，si表示第i个称重传感器对应的读数。
由于每个称重传感器均匀分布在搬运设备中，则每个称重传感器分摊的重量可能差不多相同，所以在进行线性拟合时，设定每个称重传感器分摊砝码的重量的1/4，则每个称重传感器的读数与砝码的重量之间的预设拟合函数可以为0.25W＝p*Si+q，其中，W为砝码的重量。
然后将每个称重传感器对应的N组称重数据代入到该预设拟合函数中，即可求得称重参数p和q，若有4个称重传感器，则获得4组称重参数p和q，将每个称重传感器对应的称重参数记录到存储器中，以便于后续进行称重计算。
需要说明的是，理论上若多个称重传感器的受力均匀，则每个称重传感器的读数应该相同，这样拟合后获得的称重参数应该也相同，但是在实际应用中，每个称重传感器的受力并不是绝对的均匀，可能只是受力相差较小，这样每次称重时，各个称重传感器的读数并不一定完全相同，可能有一些偏差，而拟合后获得称重参数也可能不同。所以，需要针对每个称重传感器均计算出一组p和q，后续在进行称重时，可利用预设拟合函数计算出每个称重传感器对应的重量值，然后将各个称重传感器对应的重量值相加即可获得货物的重量。
例如，在进行重量计算时，则可通过上述的预设拟合函数来计算获得每个称重传感器对应的重量值。例如，若其中一个称重传感器对应的称重系数为0.9和1.3，其读数若为50，则其对应的重量值为50*0.9+1.3＝46.3。
在上述实现过程中，通过在搬运设备中设置多个传感器，这样在搬运设备进行载重时，即使在载重较大的情况下，分摊给每个称重传感器的受力也比较小，如此可避免称重传感器在受力较大时传感器的读数与重量之间变成非线性关系而使得称重误差较大的问题。并且，本申请中通过获取多次对搬运设备中的多个称重传感器进行称重标定时的N组称重数据，利用N组称重数据对传感器的读数与砝码的重量之间进行线性拟合，从而获得预设拟合函数中的称重参数，可实现对称重传感器的准确标定，使得每个称重传感器的称重准确性较高，以进一步减少称重误差。
在一些实施方式中，可以通过最小二乘法对上述的预设拟合函数进行线性拟合，从而可获得各个称重传感器对应的称重参数。
其中，最小二乘法是一种数学优化技术，它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。其具体实现过程可参照现有技术中的相关实现，在此不详细描述。
另外，进行线性拟合的方式还可以有其他方式，如用解析表达式逼近离散数据的方法、插值法、磨光法等，对于其他方式的具体实现过程也可参照现有技术中的相关实现，在此不详细描述。
在上述实现过程中，通过最小二乘法能找到数据的最佳函数匹配，从而可获得最合理的称重参数。
上述获得各个称重传感器对应的称重参数后，为了避免称重传感器在使用时间久后可能会产生一些称重误差，还可以在一段时间后，对每个称重传感器对应的称重参数进行更新，即重新对每个称重传感器进行称重标定，以重新获得每个称重传感器对应的称重参数。
在一些实施方式中，为了确保搬运设备空载时称重传感器的读数一致，便于下次进行称重时可以准确获得传感器读数，可以在检测到搬运设备上未有载重时，将每个称重传感器的传感器读数清零。
具体实现过程中，可以通过搬运设备中的处理器实时获取各个称重传感器的读数，在称重传感器的读数小于预设值时，如预设值为0.5(实际应用中可以根据需求灵活取值)，则向各个称重传感器发送清零指令，以控制各个称重传感器将自身的传感器读数清零。
或者，每个称重传感器在确定自身的传感器读数小于预设值时，自动对传感器读数进行清零。
在一些实施方式中，为了确保称重传感器的读数稳定，处理器还可以在检测到搬运设备上未有载重时，在预设时间段后向每个称重传感器发送清零指令，以使每个称重传感器根据清零指令将传感器读数清零。
其中，预设时间段可以根据实际需求灵活设置，如10s等，在具体实现过程中，处理器可以实时检测搬运设备是否有载重，若检测到未有载重时，启动定时器，在10s后向各个称重传感器发送清零指令，以使传感器读数进行清零。
在一些实施方式中，为了在称重时，称重传感器能准确地称重，还可以在检测到搬运设备上有载重时，在预设时间段后向每个称重传感器发送称重指令，以使每个称重传感器进行称重。
其中，预设时间段也可以根据实际需求灵活设置，如为10s或20s等，即搬运设备中的处理器可实时监测各个称重传感器的压力变化，在各个称重传感器的压力突然增大时，则确定搬运设备上承载有货物，此时，可等待预设时间段后，向各个称重传感器发送称重指令。各个称重传感器接收到称重指令后，即可进行工作，读取相应的压力值，将压力值作为传感器读数发送给处理器。
在一些实施方式中，在上述进行称重标定的过程中，每次称重时标定物的重量可以按照一定重量间隔递增，如上述表格中按照100kg进行递增，也可以按照一定重量间隔递减。当然也可以无需按照一定的重量间隔递增或递减，如第一次称重与第二称重时标定物重量相差100kg，而第二次和第三次称重时标定物重量相差200kg。
本申请实施例中，为了减小标定误差，每两次称重对应的标定物的标定物重量之差相同。即标定物重量按照一定重量间隔递减或递减，即标定过程中进行等分标定。
请参照图4，图4为本申请实施例提供的一种偏载检测装置200的结构框图，该装置200可以是搬运设备上的模块、程序段或代码。应理解，该装置200与上述图3方法实施例对应，能够执行图3方法实施例涉及的各个步骤，该装置200具体的功能可以参见上文中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。
可选地，所述装置200包括：
信息获取模块210，用于获取所述多个称重传感器中每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息；
偏载检测模块220，用于根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移。
可选地，所述偏载检测模块220，用于根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物的重心位置；根据所述重心位置与参考位置之间的关系，确定所述货物是否偏移。
可选地，所述偏载检测模块220，用于判断所述重心位置与所述参考位置之间的位置偏移是否在预设范围内；当所述重心位置与所述参考位置之间的位置偏移在所述预设范围内时，确定所述货物偏移。
可选地，所述偏载检测模块220，用于：
通过以下公式确定所述重心位置：
x＝(a1×x1+a2×x2+...+aj×xj)/G；
y＝(a1×y1+a2×y2+...+aj×yj)/G；
其中，(x,y)表示所述重心位置的坐标，j取1到M，aj表示第j个称重传感器对应的重量值，(xj,yj)表示第j个称重传感器对应的位置坐标，G表示所述货物的重量。
可选地，所述偏载检测模块220，用于根据所述搬运设备的载重，确定所述预设范围。
可选地，所述信息获取模块210，用于获取每个称重传感器对应的称重系数和对应的读数；根据每个称重传感器对应的称重系数和对应的读数，计算获得每个称重传感器对应的重量值。
可选地，所述信息获取模块210，用于获取N组称重数据，其中，每组称重数据包括当前称重时所述多个称重传感器的读数及当前称重时所述搬运设备承载的标定物重量，N为大于等于2的整数；根据所述N组称重数据和预设拟合函数，对所述多个称重传感器的读数与所述标定物重量进行拟合，获得预设拟合函数中的参数，所述参数表征所述多个称重传感器的称重系数。
可选地，通过以下的预设拟合函数计算获得每个称重传感器对应的重量值：
Wi＝pi*si+qi；
其中，Wi表示第i个称重传感器对应的重量值，pi,qi表示第i个称重传感器对应的称重系数，si表示第i个称重传感器对应的读数。
可选地，所述信息获取模块210，用于在检测到所述搬运设备的运动状态满足预设条件时，根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移。
可选地，所述信息获取模块210，用于在检测到所述搬运设备匀速运动或静止时，向所述搬运设备发送偏载检测指令，以根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移。
可选地，所述均匀分布的多个称重传感器包括多个传感器对，在以所述搬运设备的中心为原点建立的坐标系中，每个传感器对中的两个传感器相对于坐标轴对称设置。
可选地，所述均匀分布的多个称重传感器在所述搬运设备上呈等腰梯形、正方形、长方形或圆形分布，所述均匀分布的多个称重传感器的分布中心与所述搬运设备的中心重合。
可选地，所述装置200，还包括：
告警模块，用于在确定所述货物偏移时，输出告警信息。
需要说明的是，本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再重复描述。
本申请实施例提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，执行如图3所示方法实施例中电子设备所执行的方法过程。
本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如，包括：获取所述多个称重传感器中每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息；根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移。
综上所述，本申请实施例提供一种偏载检测方法、装置及搬运设备，通过搬运设备自身根据称重传感器的重量值以及位置信息来确定货物是否偏移，无需人工进行检测，从而可及时发现货物是否偏移，避免由于货物偏移而造成货物倾倒造成安全事故并影响搬运设备运行的问题。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种偏载检测方法，其特征在于，应用于搬运设备中，所述搬运设备设置有均匀分布的多个称重传感器，所述方法包括：
获取所述多个称重传感器中每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息；
根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移，包括：
根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物的重心位置；
根据所述重心位置与参考位置之间的关系，确定所述货物是否偏移。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述重心位置与参考位置之间的关系，确定所述货物是否偏移，包括：
判断所述重心位置与所述参考位置之间的位置偏移是否在预设范围内；
当所述重心位置与所述参考位置之间的位置偏移在所述预设范围内时，确定所述货物偏移。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述确定所述搬运设备上承载的货物的重心位置，包括：
通过以下公式确定所述重心位置：
x＝(a1×x1+a2×x2+...+aj×xj)/G；
y＝(a1×y1+a2×y2+...+aj×yj)/G；
其中，(x,y)表示所述重心位置的坐标，j取1到M，aj表示第j个称重传感器对应的重量值，(xj,yj)表示第j个称重传感器对应的位置坐标，G表示所述货物的重量。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述搬运设备的载重，确定所述预设范围。
6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，所述获取所述多个称重传感器中每个称重传感器对应的重量值，包括：
获取每个称重传感器对应的称重系数和对应的读数，所述称重系数为预先对每个称重传感器进行标定获得的；
根据每个称重传感器对应的称重系数和对应的读数，计算获得每个称重传感器对应的重量值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取每个称重传感器对应的称重系数，包括：
获取N组称重数据，其中，每组称重数据包括当前称重时所述多个称重传感器的读数及当前称重时所述搬运设备承载的标定物重量，N为大于等于2的整数；
根据所述N组称重数据和预设拟合函数，对所述多个称重传感器的读数与所述标定物重量进行拟合，获得预设拟合函数中的参数，所述参数表征所述多个称重传感器的称重系数。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过以下的预设拟合函数计算获得每个称重传感器对应的重量值：
Wi＝pi*si+qi；
其中，Wi表示第i个称重传感器对应的重量值，pi,qi表示第i个称重传感器对应的称重系数，si表示第i个称重传感器对应的读数。
9.根据权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，所述确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移之前，所述方法还包括：
在检测到所述搬运设备的运动状态满足预设条件时，根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在检测到所述搬运设备的运动状态满足预设条件时，根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移，包括：
在检测到所述搬运设备匀速运动或静止时，向所述搬运设备发送偏载检测指令，以根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移。
11.根据权利要求1-10任一所述的方法，其特征在于，所述均匀分布的多个称重传感器包括多个传感器对，在以所述搬运设备的中心为原点建立的坐标系中，每个传感器对中的两个传感器相对于坐标轴对称设置。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述均匀分布的多个称重传感器在所述搬运设备上呈等腰梯形、正方形、长方形或圆形分布，所述均匀分布的多个称重传感器的分布中心与所述搬运设备的中心重合。
13.根据权利要求1-12任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在确定所述货物偏移时，输出告警信息。
14.一种偏载检测装置，其特征在于，运行于搬运设备中，所述搬运设备设置有均匀分布的多个称重传感器，所述装置包括：
信息获取模块，用于获取所述多个称重传感器中每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息；
偏载检测模块，用于根据每个称重传感器对应的重量值以及每个称重传感器的位置信息，确定所述搬运设备上承载的货物是否偏移。
15.一种搬运设备，其特征在于，所述搬运设备包括均匀设置于载货台的多个称重传感器，所述搬运设备还包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-13任一所述的方法。
16.根据权利要求15所述的搬运设备，其特征在于，所述多个称重传感器包括多个传感器对，在以所述搬运设备的中心为原点建立的坐标系中，每个传感器对中的两个称重传感器相对于坐标轴对称设置。
17.根据权利要求16所述的搬运设备，其特征在于，所述多个称重传感器在所述载货台呈等腰梯形、正方形、长方形或圆形分布，所述多个称重传感器的分布中心与所述搬运设备的中心重合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210518 |