CN112444312B - 检重秤 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种检重秤，包括一物体形状识别装置，用于检测识别检重秤的输送带上传输的物体与输送带接触面的形状信息和物体在输送带上位置信息；还包括一计算单元，通过所述形状信息和物体在输送带上位置信息查询或计算修正参数，并利用该修正参数修正检重秤获得的物体重量。本发明通过识别输送带上物体的尺寸以及其他输送带的位置，来对称重数据进行补偿和修正，去除被检测物体对动态称重影响，从而提高称重精度。

Description

检重秤
技术领域
本发明涉及一种检重秤，特别是具有物体形状识别功能的检重秤。
背景技术
目前为了提升检重秤在动态称重过程中的称重性能，一般从检重秤的皮带特性和皮带运动速率、震动频率角度对称重数据进行滤波或修正，进而提高称重性能。
但是检重秤的检重性能不仅受到自身特性的影响，还受到外部环境的影响。也就是说称重性能受被检物体的形状属性和被检物体在检重输送带上的位置属性等因素的影响。所以现有检重秤无法实现高精度的称重性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的检重秤的称重精度受到被检测物体影响的问题，提供了一种具有物体尺寸识别功能的检重秤，通过识别物体的形状尺寸以及在输送带上的位置，来补偿称重数据，进而提高称重精度。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供了一种检重秤，其特点还包括一物体形状识别装置，用于检测识别检重秤的输送带上传输的物体与输送带接触面的形状信息和物体在输送带上位置信息；
还包括一计算单元，通过所述形状信息和物体在输送带上位置信息查询或计算修正参数，并利用该修正参数修正检重秤获得的物体重量。
本发明利用物体形状识别装置识别包括物体与输送带接触面的形状，包括长度、宽度以及与输送带形成的夹角等信息以及位于输送带上物体在输送带上位置信息，并进行相应的修正，从而消除在动态称重中，物体位于输送带不同位置给称重精度带来的影响，提高了称重性能。
本发明的形状信息除了长度、宽度以及与输送带形成的夹角之外，还包括物体中心或重心位置信息。所述位置信息包括物体在输送带宽度方向和长度方向的坐标。
较佳地，所述物体形状识别装置检测识别输送带上物体与输送带接触面的形状的宽度和长度，或者识别形状的宽度和长度，以及形状的宽度方向和/或长度方向与输送带的运动方向或宽度方向的夹角；
所述物体形状识别装置还检测识别物体距离输送带各个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带各个边缘的距离信息；
通过形状的宽度和长度或者通过形状的宽度、长度和夹角，以及物体距离输送带各个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带各个边缘的距离信息，查询或计算修正参数，并利用该修正参数修正检重秤获得的物体重量；
或者，
所述物体形状识别装置检测识别输送带上物体与输送带接触面的形状的宽度和长度，或者识别形状的宽度和长度，以及形状的宽度方向和/或长度方向与输送带的运动方向或宽度方向的夹角；
所述物体形状识别装置还检测识别物体距离输送带宽度方向的两个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带宽度方向的两个边缘的距离信息；
通过形状的宽度和长度或者通过形状的宽度、长度和夹角，以及物体距离输送带宽度方向的两个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带宽度方向的两个边缘的距离信息，查询或计算修正参数，并利用该修正参数修正检重秤获得的物体重量；
或者，
所述物体形状识别装置检测识别输送带上物体与输送带接触面的形状，并计算形状的等效宽度和长度以及等效宽度和/或等效长度方向与输送带的运动方向或宽度方向的夹角，或者计算形状在输送带传输方向上的等效长度和在输送带宽度方向上的等效宽度；
所述物体形状识别装置还检测识别物体距离输送带各个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带各个边缘的距离信息；
通过形状的等效宽度、等效长度和夹角或者通过形状在输送带传输方向的等效长度和输送带宽度方向的等效宽度，以及物体距离输送带各个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带各个边缘的距离信息，查询或计算修正参数，并利用该修正参数修正检重秤获得的物体重量；
或者，
所述物体形状识别装置检测识别输送带上物体与输送带接触面的形状，并计算形状的等效宽度和长度以及等效宽度和/或等效长度方向与输送带的运动方向或宽度方向的夹角，或者计算形状在输送带传输方向上的等效长度和在输送带宽度方向上的等效宽度；
所述物体形状识别装置还检测识别物体距离输送带宽度方向的两个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带宽度方向的两个边缘的距离信息；
通过形状的等效宽度、等效长度和夹角或者通过形状在输送带传输方向的等效长度和输送带宽度方向的等效宽度，以及物体距离输送带宽度方向两个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带宽度方向的两个边缘的距离信息，查询或计算修正参数，并利用该修正参数修正检重秤获得的物体重量。
所述距离信息是物体位于输送带上时，在输送带宽度方向和长度方向，即垂直输送带运动方向和输送带运动方向上，物体与输送带各个边沿的距离。
所述等效长度和等效宽度，是利用现有算法计算将实际识别检测形状的抽象化后得到的能够表征形状的长度和宽度。
利用物体形状信息和物体在输送带上的位置信息中一部分进行称重重量的修正，降低了计算复杂度，从而降低了计算单元或系统的配置的要求。
较佳地，所述物体形状识别装置包括设置于输送带上方的至少一个摄像头和一图像识别单元；
所述摄像头采集输送带以及输送带传输物体的图像；所述图像识别单元从摄像头采集的图像中识别物体并计算物体与输送带接触面的形状信息和物体在输送带上位置信息。
优选地，所述物体形状识别装置包括拍摄方向面向输送带平面设置的一个摄像头，以及拍摄方向垂直于输送带运动方向设置的一个摄像头；
或者，
所述物体形状识别装置包括拍摄方向面向输送带平面设置的一个摄像头、拍摄方向垂直于输送带运动方向设置的一个摄像头、以及拍摄方向面向输送带运动方向设置的摄像头。
本发明除了计算获得物体形状等信息之外，通过设置更多的摄像头来获取物体其他特性信息。
较佳地，所述物体形状识别装置包括设置于输送带两侧的立杆，每个立杆上设置多个光电传感器，每个立杆的顶端设置一光源；
所述光源发出的光线经过输送带以及输送带传送的物体反射，并由所述光电传感器接收；
所述物体形状识别装置还包括一处理单元，基于所述光电传感器输出的信号计算物体与输送带接触面的形状信息和物体在输送带上位置信息。
本发明还可以利用现有的光线扫描输送带上物体的方式，获得物体的尺寸和位置信息。
较佳地，所述物体形状识别装置包括设置于输送带上方的线性图像传感器；采集物体随输送带运动经过所述线性图像传感器时的图像信息；
所述物体形状识别装置还包括一处理单元，基于所述线性图像传感器输出的图像信息计算物体与输送带接触面的形状信息和物体在输送带上位置信息。
本发明中利用物体随输送带的运动，扫描物体的图像，进而得到物体在输送带上的形状信息。
优选地，所述物体形状识别装置还包括一光电开关和一计数器；
所述光电开关设置于输送带的一侧，当检测到输送带运送的物体通过光电开关时，触发所述计数器计数，并在物体通过光电开关后，停止所述计数器的计数；
所述图像识别单元或处理单元，基于计数器和输送速度计算物体长度。
本发明中利用光电开关和计数器的组合来简化物体长度的计算。
本发明还提供一种检重系统，检重系统包括如上所述检重秤，为检重秤提供待称重物的供料装置，以及基于检重秤所获得的重量数据和物体形状信息执行对应的操作的处理装置。
本发明的检重秤应用至检重系统，能够为后续的处理装置提供准确称重值的基础上，结合物体形状等信息为后续拣选、计费、打印标签等处理提供丰富的输入。
本发明的积极进步效果在于：
本发明通过识别输送带上物体的形状以及其在输送带的位置，来对称重数据进行补偿和修正，去除被检测物体对动态称重影响，从而提高称重精度。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1为本发明的一个实施例的检重秤的示意图。
图2为本发明的另一个实施例的检重秤的示意图。
图3为本发明的又一个实施例的检重秤的示意图。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。
此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。
此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
本发明的检重秤，在输送带上方或者两侧等空间中安装物体形状识别装置，一方面识别物体与输送带接触面的形状，例如接触面的长度、宽度，另一方面，在输送带上建立坐标系，识别物体在输送带的坐标或者仅获得垂直于输送带运动方向的横向位置信息。通过接触面形状和在输送带上的坐标或横向位置信息来对称重数据进行修正和补偿。从而提高输出的物体重量数据的精度，实现更高的称重性能。
下面通过如下所述的实施例，举例说明本发明的实现方式。
如图1所示，本实施例中的检重秤的输送带1正上方设置有一个摄像头2，摄像头2面向输送带1，并能够拍摄输送带1皮带表面的状态的图片。
本实施例中摄像头1拍摄包裹在皮带上传输的图片如图2所示，其中图片中包括完整的包裹图像，而且图片显示的皮带的图像涵盖了整个皮带宽度X。
本实施例中，在输送带1运转时，如果没有物体通过输送带运动，摄像头2获得图片内容没有变化，不执行任何操作，当如图1所示的长度为L，宽为W的包裹随输送带运动时，摄像头2获得图片内容发生变化，此时计算单元利用现有的图像识别算法，计算得到图片中物体的实际长度L和宽度W，以及物体的面向输送带两侧的两个边距离输送带边缘的距离(x1，x2)，从而获得包裹在输送带上的位置。
本实施例中利用图像监控功能，当摄像头2通过图片中内容的变化，唤醒摄像头2拍摄包裹在输送带1上传输的照片。
在另一个实施例中，利用光电开关检测物体在输送带上的运动，当物体通过光电开关的检测区域时，触发摄像头的拍摄功能，从而获得包裹在输送带上传输的照片。本实施例通过触发拍摄的方式，减少硬件的成本。
然后计算机获得拍摄的图片，并利用预设的修正参数和物体长度、宽度和在输送带位置上的映射关系，获得修正参数。并修正包裹通过检重秤时获得的称重重量CW，从而得到修正后包裹称重重量FW。
在一个变形例中，计算机获得拍摄的图片，识别物体与输送带接触面的形状，以及物体在输送带的位置，即距离输送带的宽度和长度方向的各个边缘的距离。并基于形状计算物体的长度、宽度以及物体的边与输送带传输方向的夹角，进而利用预设的修正算法，将物体形状的数据和在输送带位置作为参数和物体通过检重秤时获得的称重重量输入算法，并计算得到修正后的物体称重重量。
在又一个变形例中，物体形状不规则，物体与输送带接触面的形状也是不规则的，此时图片识别出不规则形状利用现有图像处理算法，计算物体等效的长度和宽度，以及长度方向或宽度方向与输送带传输方向的夹角。甚至直接计算不规则形状在输送带传输方向和输送带宽度方向的等效长度和等效宽度。然后利用上述实施例的修正算法，修正物体称重重量。
在又一个实施例中，检重秤的输送带上设置有2个摄像头，在输送带上建立坐标系统，其中沿输送带运动方向作为Y轴，输送带的宽度方向为X轴，垂直于输送带的方向作为Z轴。一个摄像机拍摄方向沿X轴，拍摄输送带上物体的侧面，进而识别处物体的长度和高度。另一个摄像机拍摄方向沿Z轴面并面向输送带，通过拍摄输送带上物体的顶面，进而识别物体的宽度以及物体两个边距离输送带边缘的距离。然后利用图1所示实施例中修正系数的计算方式，来修正物体称重重量。
在一个变形例中，各个坐标轴方向上均设置有一个摄像头，此时不但能够获得物体形状和位置，还可以获得物体具体尺寸等信息。本实施例不但可以利用图1所示实施例的修正系数的计算方式，来修正物体称重重量。本实施例中在物品质量分布均匀时，还可以利用物体形状信息估算重心位置或中心位置，然后利用预设的修正参数和物体长度、宽度和中心或重心在输送带位置上的映射关系，获得修正参数，并修正物体称重重量。
在又一个变形例中，在估算物体的重心位置或中心位置之后，获得重心位置或中心位置距离两个输送带边缘的距离，利用预设修正函数，将物体长度、宽度和重心位置或中心位置在输送带的宽度上的位置输入，计算得到相应的修正参数，并修正物体称重重量。
在另一个变形例中，在估算物体的重心位置或中心位置之后，获得物体的重心位置或中心位置在输送带上沿宽度方向和长度方向，距离边缘的位置信息，利用预设修正函数，将物体长度、宽度和重心位置或中心位置在输送带位置输入，计算得到相应的修正参数，并修正物体称重重量。
图2所示的另一个实施例中，检重秤的输送带1a两侧设置2个立杆3a，每个立杆3a上均设置有光电传感器和相应的光源4a。
本实施例中，当包裹通过立杆3a形成的平面时，通过接收的反射光判断物体的两个边距离输送带边缘的距离(xa1，xa2)以及物体宽度Wa。而且本实施例中结合脉冲计数器、输送带1a的速度以及立杆3a检测是否有物体通过的信号共同计算物体的长度La。
然后，计算机利用预设的修正函数或曲线，将物体长度、宽度和在输送带位置输入，计算得到相应的修正参数。然后修正包裹通过检重秤时获得的称重重量CWa，从而得到修正后包裹称重重量FWa。
在又一个实施例中，如图3所示，立杆3a上分别设置摄像头4b，并利用摄像头4b识别经过的物体的图像信息，进而获得物体的两个边距离输送带边缘的距离以及物体宽度。然后结合图2所示实施例的物体尺寸计算方式计算长度。
在另一个实施例中，输送带上方设置与输送带平行的杆，杆上沿着输送带宽度方向设置线性图像传感器。线性图像传感器面向输送带，在物体随输送带通过杆的下方时，获取图像信息，进而获得物体的两个边距离输送带边缘的距离以及物体宽度。然后结合图2所示实施例的物体尺寸计算方式计算长度。
然后，单片机利用其中存储的修正算法，将物体长度、宽度和在输送带位置作为参数和物体通过检重秤时获得的称重重量输入算法，并计算得到修正后的物体称重重量。
本领域技术人员在上述例子中物体与输送带接触面形状和位置的检测装置的基础上，可以进一步扩展利用现有的其他的物体尺寸识别设备来实现相同的物体与输送带接触面形状和位置的检测和计算，上述实施例所列举的内容并不限制物体与输送带接触面形状和位置的检测装置的形式。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种检重秤，其特征在于，包括：一物体形状识别装置，用于检测识别检重秤的输送带上传输的物体与输送带接触面的形状信息和物体在输送带上位置信息；
还包括一计算单元，通过所述形状信息和物体在输送带上位置信息查询或计算修正参数，并利用该修正参数修正检重秤获得的物体重量；
所述物体形状识别装置检测识别输送带上物体与输送带接触面的形状的宽度和长度，或者识别形状的宽度和长度，以及形状的宽度方向和/或长度方向与输送带的运动方向或宽度方向的夹角；
所述物体形状识别装置还检测识别物体距离输送带各个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带各个边缘的距离信息；
通过形状的宽度和长度或者通过形状的宽度、长度和夹角，以及物体距离输送带各个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带各个边缘的距离信息，查询或计算修正参数，并利用该修正参数修正检重秤获得的物体重量；
或者，
所述物体形状识别装置检测识别输送带上物体与输送带接触面的形状的宽度和长度，或者识别形状的宽度和长度，以及形状的宽度方向和/或长度方向与输送带的运动方向或宽度方向的夹角；
所述物体形状识别装置还检测识别物体距离输送带宽度方向的两个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带宽度方向的两个边缘的距离信息；
通过形状的宽度和长度或者通过形状的宽度、长度和夹角，以及物体距离输送带宽度方向的两个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带宽度方向的两个边缘的距离信息，查询或计算修正参数，并利用该修正参数修正检重秤获得的物体重量；
或者，
所述物体形状识别装置检测识别输送带上物体与输送带接触面的形状，并计算形状的等效宽度和长度以及等效宽度和/或等效长度方向与输送带的运动方向或宽度方向的夹角，或者计算形状在输送带传输方向上的等效长度和在输送带宽度方向上的等效宽度；
所述物体形状识别装置还检测识别物体距离输送带各个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带各个边缘的距离信息；
通过形状的等效宽度、等效长度和夹角或者通过形状在输送带传输方向的等效长度和输送带宽度方向的等效宽度，以及物体距离输送带各个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带各个边缘的距离信息，查询或计算修正参数，并利用该修正参数修正检重秤获得的物体重量；
或者，
所述物体形状识别装置检测识别输送带上物体与输送带接触面的形状，并计算形状的等效宽度和长度以及等效宽度和/或等效长度方向与输送带的运动方向或宽度方向的夹角，或者计算形状在输送带传输方向上的等效长度和在输送带宽度方向上的等效宽度；
所述物体形状识别装置还检测识别物体距离输送带宽度方向的两个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带宽度方向的两个边缘的距离信息；
通过形状的等效宽度、等效长度和夹角或者通过形状在输送带传输方向的等效长度和输送带宽度方向的等效宽度，以及物体距离输送带宽度方向两个边缘的距离信息或者物体中心或重心位置距离输送带宽度方向的两个边缘的距离信息，查询或计算修正参数，并利用该修正参数修正检重秤获得的物体重量。
2.如权利要求1所述的检重秤，其特征在于，所述物体形状识别装置包括设置于输送带上方的至少一个摄像头和一图像识别单元；
所述摄像头采集输送带以及输送带传输物体的图像；所述图像识别单元从摄像头采集的图像中识别物体并计算物体与输送带接触面的形状信息和物体在输送带上位置信息。
3.如权利要求2所述的检重秤，其特征在于，所述检重秤中，
所述物体形状识别装置包括拍摄方向面向输送带平面设置的一个摄像头，以及拍摄方向垂直于输送带运动方向设置的一个摄像头；
或者，
所述物体形状识别装置包括拍摄方向面向输送带平面设置的一个摄像头、拍摄方向垂直于输送带运动方向设置的一个摄像头、以及拍摄方向面向输送带运动方向设置的摄像头。
4.如权利要求2所述的检重秤，其特征在于，所述物体形状识别装置包括设置于输送带两侧的立杆，每个立杆上设置多个光电传感器，每个立杆的顶端设置一光源；
所述光源发出的光线经过输送带以及输送带传送的物体反射，并由所述光电传感器接收；
所述物体形状识别装置还包括一处理单元，基于所述光电传感器输出的信号计算物体与输送带接触面的形状信息和物体在输送带上位置信息。
5.如权利要求2所述的检重秤，其特征在于，所述物体形状识别装置包括设置于输送带上方的线性图像传感器；采集物体随输送带运动经过所述线性图像传感器时的图像信息；
所述物体形状识别装置还包括一处理单元，基于所述线性图像传感器输出的图像信息计算物体与输送带接触面的形状信息和物体在输送带上位置信息。
6.如权利要求2～5中任一项所述的检重秤，其特征在于，所述物体形状识别装置还包括一光电开关和一计数器；
所述光电开关设置于输送带的一侧，当检测到输送带运送的物体通过光电开关时，触发所述计数器计数，并在物体通过光电开关后，停止所述计数器的计数；
所述图像识别单元或处理单元，基于计数器和输送速度计算物体长度。
7.一种检重系统，其特征在于，所述检重系统包括如权利要求1～6中任一项所述检重秤，为检重秤提供待称重物的供料装置，以及基于检重秤所获得的重量数据和物体形状信息执行对应的操作的处理装置。
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