CN112816051B - 传感器标定方法、称重方法、装置及搬运设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种传感器标定方法、称重方法、装置及搬运设备，涉及人工智能技术领域。该方案通过在搬运设备中设置多个重量传感器，这样在搬运设备进行载重时，即使在载重较大的情况下，分摊给每个重量传感器的受力也比较小，如此可避免重量传感器在受力较大时传感器信号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M个重量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信号与标定物重量进行拟合，从而获得拟合函数中的参数，该参数作为重量传感器的称重系数，如此可实现对重量传感器的准确标定，使得每个重量传感器的称重准确性较高，以进一步减少称重误差。

Description

传感器标定方法、称重方法、装置及搬运设备
技术领域
本申请涉及人工智能技术领域，具体而言，涉及一种传感器标定方法、称重方法、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，为了防止超重过载以及业务需要，经常需要实时对AGV所搬运的货物进行实时称重。
为了测量货物重量，一般采用加装重量传感器的方式，如根据受力大小来反馈传感器电压值。传感器反馈的电压和受力一般成线性关系，但是实际上传感器在受力较大时其电压和受力就会变成非线性的关系，从而在载重较大的情况下，导致称重误差很大。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种传感器标定方法、称重方法、装置及搬运设备，用以改善现有技术中称重误差较大的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种传感器标定方法，用于对搬运设备中设置的M个重量传感器进行标定，所述方法包括：
获取N组称重数据，其中，每组称重数据包括第j次称重时所述M个重量传感器的传感器信号及第j次称重时所述搬运设备承载的标定物重量，j的取值范围为1到N，M、N为大于等于2的整数；
根据所述N组称重数据和拟合函数，对所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量进行拟合，获得所述拟合函数的参数，所述参数表征所述M个重量传感器的称重系数。
在上述实现过程中，通过在搬运设备中设置多个重量传感器，这样在搬运设备进行载重时，即使在载重较大的情况下，分摊给每个重量传感器的受力也比较小，如此可避免重量传感器在受力较大时传感器信号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M个重量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信号与标定物重量进行拟合，从而获得拟合函数中的参数，该参数作为重量传感器的称重系数，如此可实现对重量传感器的准确标定，使得每个重量传感器的称重准确性较高，以进一步减少称重误差。
可选地，所述根据所述N组称重数据和拟合函数，对所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量进行拟合，获得所述拟合函数的参数，包括：
根据所述N组称重数据，通过最小二乘法对所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量进行拟合，获得所述拟合函数的参数。
在上述实现过程中，通过最小二乘法进行拟合，能够找到数据的最佳函数匹配，从而可获得最合理的参数。
可选地，所述获得所述拟合函数的参数，包括：
确定所述N组称重数据中每个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量之间的对应关系；
根据每个对应关系和所述拟合函数，确定每个重量传感器对应的拟合函数中的参数。
在上述实现过程中，针对每个重量传感器均获得一个对应的称重系数，使得每个重量传感器在进行称重时，可以利用各自对应的称重系数进行称重，这样称重更准确。
可选地，若所述M个重量传感器均匀分布在所述搬运设备中，则通过以下拟合函数的计算公式计算获得每个重量传感器对应的拟合函数中的参数：
其中，Wj表示第j次称重时所述搬运设备承载的标定物重量，pi，qi表示第i个重量传感器对应的拟合函数中的参数，sji表示第j次称重时第i个重量传感器的传感器信号。
可选地，所述获得所述拟合函数的参数，包括：
确定所述N组称重数据中所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量之间的对应关系；
根据所述对应关系和所述拟合函数，确定所述M个重量传感器对应的拟合函数中的参数。
在上述实现过程中，通过获取M个重量传感器对应的称重系数，这样可减小标定过程的复杂度，节省了标定时间。
可选地，通过以下拟合函数的计算公式计算获得所述M个重量传感器对应的拟合函数中的参数：
Wj＝psj+q；
其中，Wj表示的是第j次称重时的标定物重量，p，q表示M个重量传感器对应的拟合函数中的参数，sj表示第j次称重时M个重量传感器的传感器信号之和。
可选地，所述方法还包括：
在检测到所述搬运设备上未有载重时，将每个重量传感器的传感器信号值清零。以便于重量传感器在下次进行称重时的初始值相同。
可选地，所述将每个重量传感器的传感器信号值清零，包括：
在预设时间段后向每个重量传感器发送清零指令，以使每个重量传感器根据所述清零指令将传感器信号值清零。从而可确保重量传感器的信号稳定。
可选地，所述方法还包括：
在检测到所述搬运设备上有载重时，在预设时间段后向每个重量传感器发送称重指令，以使每个重量传感器对标定物进行称重并获得每个重量传感器对应的传感器信号。以便于重量传感器能够在标定物稳定之后才进行称重，以避免标定物由于不稳定而造成称重不准确的问题。
可选地，所述获取N组称重数据，包括：
通过均匀标定获得所述N组称重数据。使得对重量传感器的标定更准确。
可选地，所述M个重量传感器均匀分布在所述搬运设备中。这样可使得每个重量传感器的受力均匀，可有效提高后续对货物进行称重的准确性。
可选地，所述均匀分布的M个重量传感器包括多个重量传感器对，在以所述搬运设备的中心为原点建立的坐标系中，每个重量传感器对中的两个重量传感器相对于坐标轴对称设置。这样可确保每个重量传感器的受力更加均匀。
可选地，所述均匀分布的M个重量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M个重量传感器的分布中心与所述搬运设备的中心重合。通过灵活分布各个重量传感器，可确保每个重量传感器的受力更加均匀，称重更准确。
第二方面，本申请实施例提供了一种称重方法，所述方法包括：
在所述搬运设备上承载有货物时，获取安装在搬运设备上的M个重量传感器的传感器信号，M个重量传感器通过第一方面提供的方法进行标定；
根据所述传感器信号以及所述M个重量传感器对应的称重系数，获取所述货物的重量。
在上述实现过程中，通过利用安装在搬运设备上的预先标定的M个重量传感器进行称重，分摊给每个重量传感器的受力均较小，如此避免了重量传感器在受力较大时传感器信号与重量之间变成非线性关系而使得称重误差较大的问题。
可选地，所述获取安装在搬运设备上的M个重量传感器的传感器信号，包括：
在检测到所述搬运设备的运动状态满足预设条件时，获取每个重量传感器的传感器信号。
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，获取每个重量传感器对应的传感器信号，包括：
在检测到所述搬运设备匀速运动或静止时，向每个重量传感器发送称重指令，以获取每个重量传感器基于所述称重指令进行称重时的传感器信号。以便于重量传感器能在货物稳定处于稳定状态才进行称重，使得称重更准确。
可选地，所述方法还包括：
在检测到所述搬运设备加速或减速运动时，不对所述货物进行称重。以避免在加速或减速运动中由于重量传感器的受力改变而导致称重不准确的问题。
可选地，所述方法还包括：
在检测到所述搬运设备上未承载有货物时，将所述M个重量传感器的传感器信号值清零。以便于重量传感器在下次进行称重的初始值一致。
可选地，所述方法还包括：
在确定所述货物的重量超过预设重量时，输出告警信息。以便于管理人员及时发现货物超重的问题。
第三方面，本申请实施例提供一种传感器标定装置，用于对搬运设备中设置的M个重量传感器进行称重标定，所述装置包括：
称重数据获取模块，用于获取N组称重数据，其中，每组称重数据包括第j次称重时所述M个重量传感器的传感器信号及第j次称重时所述搬运设备承载的标定物重量，j的取值范围为1到N，M、N为大于等于2的整数；
称重标定模块，用于根据所述N组称重数据和拟合函数，对所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量进行拟合，获得所述拟合函数的参数，所述参数表征所述M个重量传感器的称重系数。
第四方面，本申请实施例提供一种称重装置，所述装置包括：
传感器信号获取模块，用于获取安装在搬运设备上的M个重量传感器对所述搬运设备上承载的货物进行称重时的传感器信号，M个重量传感器通过第一方面提供的方法进行标定；
称重模块，用于根据所述传感器信号以及所述M个重量传感器对应的称重系数，获取所述货物的重量。
第五方面，本申请实施例提供一种搬运设备，所述搬运设备包括设置于载货台的M个重量传感器，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，运行如第一方面或第二方面提供的方法。
可选地，所述M个重量传感器均匀分布在所述搬运设备中。
可选地，所述M个重量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，每个重量传感器对中的两个重量传感器相对于坐标轴对称设置。
可选地，所述M个重量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M个重量传感器的分布中心与所述搬运设备的中心重合。
第六方面，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运行如上述第一方面或第二方面提供的所述方法中的步骤。
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重量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传感器标定方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的一种称重方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的一种传感器标定装置的结构框图；
图6为本申请实施例提供的一种称重装置的结构框图。
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传感器标定方法，通过获取多次对搬运设备中的M个重量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信号与标定物重量进行拟合，从而获得拟合函数中的参数，该参数作为重量传感器的称重系数，如此可实现对重量传感器的准确标定，使得每个重量传感器的称重准确性较高，以进一步减少称重误差。
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还包括设置于载货台的M个重量传感器120，搬运设备100还包括有处理器130和存储器140，M个重量传感器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，搬运设备执行下述图3或图4所示方法过程。
其中，每个重量传感器120可以通过通信总线与处理器130连接，重量传感器120获得的传感器信号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重量传感器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。M个重量传感器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，具体位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，M个重量传感器可检测获得对应的传感器信号，这样可通过M个重量传感器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，重量传感器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重量传感器120，本申请实施例中对重量传感器120的类型不做限定，其只要可以用于进行称重即可。
为了便于每个重量传感器120可以分摊较小的受力，重量传感器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重量传感器120的个数。
在一些实施方式中，为了便于准确地对货物进行称重，M个重量传感器可均匀分布在搬运设备中，即可均匀分布在载货台中，这样可使得每个重量传感器的受力更加均匀，可有效提高后续对货物进行称重的准确性。
在一些实施方式中，为了实现重量传感器的均匀分布，多个重量传感器可以包括多个传感器对，在以搬运设备的中心为原点建立的坐标系中，每个重量传感器对中的两个重量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个重量传感器的分布示意图，4个重量传感器以中心线对称设置，如根据AGV的车身尺寸，重量传感器安装在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B1两个重量传感器之间的距离要小于A1和B2之间的距离，原则上若4个重量传感器均匀设置则4个重量传感器应成正方形。但是在实际应用中，4个重量传感器可以成长方形、等腰梯形设置等，只需要使得在货物或标定物放置在载货台中心位置处时，4个重量传感器的传感器信号值相差在一定范围内即可。
当然，若是有3个重量传感器，均匀设置这3个重量传感器，3个重量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个或更多个重量传感器，则重量传感器可以以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，多个重量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，多个重量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，分布中心可以理解为是多个重量传感器所围成的几何图形的中心，如四个重量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，重量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个重量传感器时，其可以呈三角形设置，每个重量传感器设置在三角形的一个端点上，而呈圆形时，这些重量传感器均匀设置在圆形的边上。
需要说明的是，重量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个重量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个重量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，在重量传感器为2个时，其可以相对于载货台的中心位置对称设置即可。通过灵活分布各个重量传感器，可确保每个重量传感器的受力更加均匀，称重更准确。
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。
为了使得在实际应用过程中，重量传感器可以对货物实现准确的称重，还需预先对重量传感器进行标定。
请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种传感器标定方法的流程图，该方法包括如下步骤：
步骤S110：获取N组称重数据，每组称重数据包括第j次称重时M个重量传感器的传感器信号及第j次称重时搬运设备承载的标定物重量。
其中，每个重量传感器对应N组传感器信号，如其中的第j组称重数据包括M个重量传感器对搬完设备上承载的标定物进行第j次称重时的传感器信号和标定物重量，j的取值范围为1到N，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：
序号 传感器1 传感器2 传感器3 传感器4 重量(W)
1 0 0 0 0 0
2 S11 S12 S13 S14 100kg
3 S21 S22 S23 S24 200kg
4 S31 S32 S33 S34 300kg
5 S41 S42 S43 S44 400kg
6 S51 S52 S53 S54 500kg
7 S61 S62 S63 S64 600kg
8 S71 S72 S73 S74 700kg
9 S81 S82 S83 S84 800kg
其中，序号标识称重次数以及称重数据，上表中有9组称重数据，如在第1次称重是，标定物重量为0，此时标识搬运设备上未称重有标定物，在第2次称重时，标定物重量为100kg，此时各个重量传感器的传感器信号值为各自为S11、S12、S13、S14。即每次称重时标定物重量以及各个重量传感器的传感器信号值作为一组称重数据。
其中，在重量传感器为压力传感器时，传感器信号为压力信号，则上述在进行称重时，其传感器信号值即为压力值。为了便于理解，下述实施例中均以传感器信号为压力信号为例进行描述，可以理解地，在传感器信号为其他信号时，也可以按照本申请实施例提供的方法获得传感器信号与标定物重量之间的关联关系，从而获得重量传感器对应的称重系数。
步骤S120：根据所述N组称重数据和拟合函数，对M个重量传感器的传感器信号与标定物重量进行拟合，获得所述拟合函数的参数，所述参数表征M个重量传感器的称重系数。
在获得N组称重数据后，可利用N组称重数据以及拟合函数对传感器信号和标定物重量进行拟合。
其中，拟合函数可采用线性方程，如y＝ax+b，其中，a和b即为拟合函数的参数，也即为重量传感器的称重系数，y为标定物重量，x为传感器信号值。
在进行拟合时，则可将上述获得的N组称重数据代入到上述的拟合函数中，从而可求得对应的拟合函数的参数。
在上述实现过程中，通过在搬运设备中设置多个重量传感器，这样在搬运设备进行载重时，即使在载重较大的情况下，分摊给每个重量传感器的受力也比较小，如此可避免重量传感器在受力较大时传感器信号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M个重量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信号与标定物重量进行拟合，从而获得拟合函数中的参数，该参数作为重量传感器的称重系数，如此可实现对重量传感器的准确标定，使得每个重量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进行标定，即可根据N组称重数据，通过最小二乘法对M个重量传感器的传感器信号与标定物重量进行拟合，获得拟合函数的参数。
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，通过最小二乘法进行拟合，能够找到数据的最佳函数匹配，从而可获得最合理的参数。
在一些实施方式中，为了实现更准确的称重，在进行拟合时，可获得每个重量传感器对应的称重系数，具体过程为：确定N组称重数据中每个重量传感器的传感器信号与标定物重量之间的对应关系，根据每个对应关系和拟合函数，确定每个重量传感器对应的拟合函数中的参数，即每个重量传感器对应的称重系数。
若M个重量传感器是均匀分布在搬运设备中，则每个重量传感器的受力均匀，也就是说每次在进行称重时，其M个重量传感器可分摊标定物重量的1/M。其中，可以通过以下拟合函数的计算公式计算获得每个重量传感器对应的拟合函数中的参数：
其中，Wj表示第j次称重时所述搬运设备承载的标定物重量，pi，qi表示第i个重量传感器对应的拟合函数中的参数，sji表示第j次称重时第i个重量传感器的传感器信号。通过N组称重数据，计算得到pi，qi值，即可得到第i个重量传感器对应的称重系数，也即pi，qi表征第i个重量传感器对应的拟合函数中的参数且表征第i个重量传感器对应的称重系数。在一实施例中，N为大于或等于M的正整数。
以4个重量传感器均匀分布在搬运设备中为例，则每个重量传感器的传感器信号与标定物重量之间的拟合函数可以为0.25Wj＝pi*Sji+qi，其中，Wj为第j次称重时标定物重量，pi和qi为第i个重量传感器对应的称重系数，即拟合函数的参数，Sji为第j次称重时第i个重量传感器的传感器信号值。
然后可将获得的N组称重数据中每个重量传感器对应的传感器信号值与标定物重量带入上述的拟合函数中，再利用最小二乘法进行拟合，即可获得每个重量传感器对应的称重系数。若有4个重量传感器，则可获得4组称重系数，然后可将每个重量传感器对应的称重系数记录到存储器中进行存储，以便于后续进行称重计算。
需要说明的是，理论上若多个重量传感器的受力均匀，则每次称重时每个重量传感器的传感器信号值应该相同，这样拟合后获得的称重系数应该也相同。但是在实际应用中，每个重量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，各个重量传感器的传感器信号值并不一定完全相同，可能有一些偏差，而拟合后获得称重系数也可能不同。所以，需要针对每个重量传感器均计算出一组pi和qi，后续在进行称重时，可利用拟合函数计算出每个重量传感器对应的重量值，然后将各个重量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，则可通过上述的拟合函数来计算获得每个重量传感器对应的重量值。例如，若其中一个重量传感器对应的称重系数pi,qi分别为0.9和1.3，其传感器信号值若为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，针对每个重量传感器均获得一个对应的称重系数，使得每个重量传感器在进行称重时，可以利用各自对应的称重系数进行称重，这样称重更准确。
在一些实施方式中，为了节省标定时间，还可以针对M各重量传感器拟合出一个称重系数，其实现过程为：确定N组称重数据中M个重量传感器的传感器信号与标定物重量之间的对应关系，根据对应关系和拟合函数，确定M个重量传感器对应的拟合函数中的参数。
具体地，其拟合函数为Wj＝psj+q，其中，Wj表示的是第j次称重时的标定物重量，p,q表示M个重量传感器对应的拟合函数中的参数，sj表示第j次称重时M个重量传感器的传感器信号之和。通过N组称重数据，计算得到p,q值，即可得到M个重量传感器对应的称重系数，也即p,q表征M个重量传感器对应的拟合函数中的参数且表征M个重量传感器对应的称重系数。在一实施例中，N为大于或等于M的正整数。
也就是说，在获得N组称重数据后，将每组称重数据中各个重量传感器的传感器信号值之和以及标定物重量带入该拟合函数中，如上表中第2次称重时，带入拟合函数中即为：100kg＝(S11+S12+S13+S14)*p+q。这样对于每组称重数据均可按照该方式带入到拟合函数中，最后可通过上述的最小二乘法获得最终的称重系数p和q。
在这种实施方式中，在进行实际称重时，则可先计算获得各个重量传感器的传感器信号值之和，然后将其称重系数以及和值带入预设函数中即可计算出对应的称重重量。
在上述实现过程中，通过获取M个重量传感器对应的称重系数，这样可减小标定过程的复杂度，节省了标定时间。
在一些实施方式中，为了确保搬运设备空载时重量传感器的传感器信号值相同，便于下次进行称重时可以准确获得传感器信号值，可以在检测到搬运设备上未有载重时，将每个重量传感器的传感器信号值清零。
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重量传感器的传感器信号，在传感器信号值小于预设值时，如预设值为0.5(实际应用中可以根据需求灵活取值)，则向各个重量传感器发送清零指令，以控制各个重量传感器将自身的传感器信号值清零，可以理解地，若传感器信号为压力信号时，在每次称重时，每个重量传感器会获得一个压力信号读数，然后将压力信号读数发送给处理器，则其清零可以是指对压力信号读数进行清零。
或者，每个重量传感器在确定自身的传感器信号值小于预设值时，自动对传感器信号值进行清零。以便于重量传感器在下次进行称重时的初始值相同。
在一些实施方式中，为了确保重量传感器的传感器信号稳定，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重量传感器发送清零指令，以使每个重量传感器根据清零指令将传感器信号值清零。
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后向各个重量传感器发送清零指令，以将传感器信号值进行清零。从而可确保重量传感器的信号稳定。
在一些实施方式中，为了在称重时重量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重量传感器发送称重指令，以使每个重量传感器对标定物进行称重并获得每个重量传感器对应的传感器信号。
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重量传感器的压力变化，在各个重量传感器的压力突然增大时，则确定搬运设备上承载有标定物，此时，可等待预设时间段后，向各个重量传感器发送称重指令。各个重量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信号值发送给处理器。
在一些实施方式中，在上述进行称重标定的过程中，可以通过均匀标定获得N组称重数据，即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，这种方式中相邻两次称重时标定物重量相差的重量相同。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，这种方式中相邻两次称重时标定物重量相差的重量不相同，或某些相同某些不相同。
而在本申请实施例中，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称重方法的流程图，该方法包括如下步骤：
步骤S210：在所述搬运设备上承载有货物时，获取安装在搬运设备上的M个重量传感器的传感器信号。
其中，处理器可在检测到搬运设备上承载有货物时，向各个重量传感器发送称重指令，以获得各个重量传感器进行称重后的传感器信号。其中，各个重量传感器通过上述实施例提供的传感器标定方法进行标定的。
步骤S220：根据所述传感器信号以及所述M个重量传感器对应的称重系数，获取所述货物的重量。
在传感器标定过程中，获得各个重量传感器对应的称重系数，而在上述实施方式中，若每个重量传感器各自对应一组称重系数时，则其货物的重量的计算方式为：其中，W即为货物的重量，表示每个重量传感器所称取的重量值之和，pi,qi表示第i个重量传感器对应的称重系数，Si表示第i个重量传感器的传感器信号值。
例如，M个重量传感器包括图2所示的4个重量传感器，获取这4个重量传感器的传感器信号，然后计算对应的重量值如A1＝p1*S1+q1、A2＝p2*S2+q2、B1＝p3*S3+q3、B2＝p4*S4+q4，则W＝A1+A2+B1+B2。
若是针对M个重量传感器对应一组称重系数时，则货物的重量的计算方式为：W＝p×S+q，其中，p和q是这M个重量传感器对应的称重系数，S为M个重量传感器的传感器信号值之和。
所以，按照上述两种方式均可计算出货物的重量，而在具体进行计算时，可以根据需求选择对应的计算方式即可。
在上述实现过程中，通过利用安装在搬运设备上的预先标定的M个重量传感器进行称重，分摊给每个重量传感器的受力均较小，如此避免了重量传感器在受力较大时传感器信号与重量之间变成非线性关系而使得称重误差较大的问题。
在一些实施方式中，由于搬运设备在载重的情况系啊，在加速运行或减速停车时，重量传感器的受力可能会发生变化，此时进行称重获得的货物的
重量可能不准确。所以，可以在检测到搬运设备的运动状态满足预设条件时，5获取每个重量传感器的传感器信号。
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。所以，可以在检测
到搬运设备匀速运动或静止时，向每个重量传感器发送称重指令，得每个重0量传感器在获得称重指令后，对货物进行称重，从而可以获取每个重量传感器进行称重的传感器信号。以便于重量传感器能够在货物处于稳定状态下进行称重，使得称重更准确。
而在检测到搬运设备在加速或减速运动时，不对货物进行称重，从而可避免在加速或减速运动中由于重量传感器的受力改变而导致称重不准确的5问题。
例如，在搬运设备加速启动或减速停车的过程中，处理器不读取重量传感器的传感器信号，而是在搬运设备静止顶举货物或在匀速运动时读取重量传感器的传感器信号，然后再进行称重计算。
在一些实施方式中，为了对货物进行准确称重，还可以在搬运设备每次0卸载货物后，将传感器信号值清零。即在检测到搬运设备上未承载有货物时，
将M个重量传感器的传感器信号值清零，以便于重量传感器在下次进行称重的初始值一致。
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，在确定所述货物的重量超过预设重量5时，输出告警信息，以便于管理人员及时发现货物超重的问题。或者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。
请参照图5，图5为本申请实施例提供的一种传感器标定装置200的结构框图，该装置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：
称重数据获取模块210，用于获取N组称重数据，其中，每组称重数据包括第j次称重时所述M个重量传感器的传感器信号及第j次称重时所述搬运设备承载的标定物重量，i的取值范围为1到N，M、N为大于等于2的整数；
称重标定模块220，用于根据所述N组称重数据和拟合函数，对所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量进行拟合，获得所述拟合函数的参数，所述参数表征所述M个重量传感器的称重系数。
可选地，所述称重标定模块220，用于根据所述N组称重数据，通过最小二乘法对所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量进行拟合，获得所述拟合函数的参数。
可选地，所述称重标定模块220，用于确定所述N组称重数据中每个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量之间的对应关系；根据每个对应关系和所述拟合函数，确定每个重量传感器对应的拟合函数中的参数。
可选地，若所述M个重量传感器均匀分布在所述搬运设备中，通过以下拟合函数的计算公式计算获得每个重量传感器对应的拟合函数中的参数：
其中，Wj表示第j次称重时所述搬运设备承载的标定物重量，pi，qi表示第i个重量传感器对应的拟合函数中的参数，sji表示第j次称重时第i个重量传感器的传感器信号。
可选地，所述称重标定模块220，用于确定所述N组称重数据中所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量之间的对应关系；根据所述对应关系和所述拟合函数，确定所述M个重量传感器对应的拟合函数中的参数。
可选地，通过以下拟合函数的计算公式计算获得所述M个重量传感器对应的拟合函数中的参数：
Wj＝psj+q；
其中，Wj表示的是第j次称重时的标定物重量，p,q表示M个重量传感器对应的拟合函数中的参数，sj表示第j次称重时M个重量传感器的传感器信号之和。
可选地，所述装置200还包括：
清零模块，用于在检测到所述搬运设备上未有载重时，将每个重量传感器的传感器信号值清零。
可选地，所述清零模块，用于在预设时间段后向每个重量传感器发送清零指令，以使每个重量传感器根据所述清零指令将传感器信号值清零。
可选地，所述装置200还包括：
指令发送模块，用于在检测到所述搬运设备上有载重时，在预设时间段后向每个重量传感器发送称重指令，以使每个重量传感器对标定物进行称重并获得每个重量传感器对应的传感器信号。
可选地，所述称重数据获取模块210，用于通过均匀标定获得所述N组称重数据。
可选地，所述M个重量传感器均匀分布在所述搬运设备中。
可选地，所述均匀分布的M个重量传感器包括多个重量传感器对，在以所述搬运设备的中心为原点建立的坐标系中，每个重量传感器对中的两个重量传感器相对于坐标轴对称设置。
可选地，所述均匀分布的M个重量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M个重量传感器的分布中心与所述搬运设备的中心重合。
请参照图6，图6为本申请实施例提供的一种称重装置300的结构框图，该装置300可以是搬运设备上的模块、程序段或代码。应理解，该装置300与上述图4方法实施例对应，能够执行图4方法实施例涉及的各个步骤，该装置300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300包括：
传感器信号获取模块310，用于获取安装在搬运设备上的M个重量传感器对所述搬运设备上承载的货物进行称重时的传感器信号，M个重量传感器通过上述实施例提供的传感器标定方法进行标定；
称重模块320，用于根据所述传感器信号以及所述M个重量传感器对应的称重系数，获取所述货物的重量。
可选地，所述称重模块320，还用于在检测到所述搬运设备的运动状态满足预设条件时，获取每个重量传感器的传感器信号。
可选地，所述称重模块320，用于在检测到所述搬运设备匀速运动或静止时，向每个重量传感器发送称重指令，以获取每个重量传感器基于所述称重指令进行称重时的传感器信号。
可选地，所述称重模块320，还用于在检测到所述搬运设备加速或减速运动时，不对所述货物进行称重。
可选地，所述称重模块320，还用于在检测到所述搬运设备上未承载有货物时，将所述M个重量传感器的传感器信号值清零。
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或图4所示方法实施例中搬运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N组称重数据，其中，每组称重数据包括第j次称重时所述M个重量传感器的传感器信号及第j次称重时所述搬运设备承载的标定物重量，j的取值范围为1到N，M、N为大于等于2的整数；根据所述N组称重数据和拟合函数，对所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量进行拟合，获得所述拟合函数的参数，所述参数表征所述M个重量传感器的称重系数。
综上所述，本申请实施例提供一种传感器标定方法、称重方法、装置及搬运设备，通过在搬运设备中设置多个重量传感器，这样在搬运设备进行载重时，即使在载重较大的情况下，分摊给每个重量传感器的受力也比较小，如此可避免重量传感器在受力较大时传感器信号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M个重量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信号与标定物重量进行拟合，从而获得拟合函数中的参数，该参数作为重量传感器的称重系数，如此可实现对重量传感器的准确标定，使得每个重量传感器的称重准确性较高，以进一步减少称重误差。
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系统，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)

1.一种传感器标定方法，其特征在于，用于对搬运设备中设置的M个重量传感器进行标定，所述方法包括：
通过均匀标定获取N组称重数据，其中，每组称重数据包括第j次称重时所述M个重量传感器的传感器信号及第j次称重时所述搬运设备承载的标定物重量，j的取值范围为1到N，M、N为大于等于2的整数；
根据所述N组称重数据和拟合函数，对所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量进行拟合，获得所述拟合函数的参数，所述参数表征所述M个重量传感器的称重系数；
所述获得所述拟合函数的参数包括：
确定所述N组称重数据中每个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量之间的对应关系；在所述M个重量传感器均匀分布在所述搬运设备中时，根据每个对应关系和拟合函数确定每个重量传感器对应的拟合函数中的参数；其中，Wj表示第j次称重时所述搬运设备承载的标定物重量，pi,qi表示第i个重量传感器对应的拟合函数中的参数，sji表示第j次称重时第i个重量传感器的传感器信号；
或者，
确定所述N组称重数据中所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量之间的对应关系；根据所述对应关系和拟合函数Wj＝psj+q，确定所述M个重量传感器对应的拟合函数中的参数；其中，Wj表示的是第j次称重时的标定物重量，p,q表示M个重量传感器对应的拟合函数中的参数，sj表示第j次称重时M个重量传感器的传感器信号之和。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述N组称重数据和拟合函数，对所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量进行拟合，获得所述拟合函数的参数，包括：
根据所述N组称重数据，通过最小二乘法对所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量进行拟合，获得所述拟合函数的参数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在检测到所述搬运设备上未有载重时，将每个重量传感器的传感器信号值清零。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将每个重量传感器的传感器信号值清零，包括：
在预设时间段后向每个重量传感器发送清零指令，以使每个重量传感器根据所述清零指令将传感器信号值清零。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在检测到所述搬运设备上有载重时，在预设时间段后向每个重量传感器发送称重指令，以使每个重量传感器对标定物进行称重并获得每个重量传感器对应的传感器信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述M个重量传感器均匀分布在所述搬运设备中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述均匀分布的M个重量传感器包括多个重量传感器对，在以所述搬运设备的中心为原点建立的坐标系中，每个重量传感器对中的两个重量传感器相对于坐标轴对称设置。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述均匀分布的M个重量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M个重量传感器的分布中心与所述搬运设备的中心重合。
9.一种称重方法，其特征在于，所述方法包括：
在所述搬运设备上承载有货物时，获取安装在搬运设备上的M个重量传感器的传感器信号，M个重量传感器通过权利要求1-8任一所述的方法进行标定；
根据所述传感器信号以及所述M个重量传感器对应的称重系数，获取所述货物的重量；
所述获取安装在搬运设备上的M个重量传感器的传感器信号，包括：
在检测到所述搬运设备匀速运动或静止时，向每个重量传感器发送称重指令，以获取每个重量传感器基于所述称重指令进行称重时的传感器信号；
所述方法还包括：
在检测到所述搬运设备加速或减速运动时，不对所述货物进行称重。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在检测到所述搬运设备上未承载有货物时，将所述M个重量传感器的传感器信号值清零。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在确定所述货物的重量超过预设重量时，输出告警信息。
12.一种传感器标定装置，其特征在于，用于对搬运设备中设置的M个重量传感器进行称重标定，所述装置包括：
称重数据获取模块，用于通过均匀标定获取N组称重数据，其中，每组称重数据包括第j次称重时所述M个重量传感器的传感器信号及第j次称重时所述搬运设备承载的标定物重量，j的取值范围为1到N，M、N为大于等于2的整数；
称重标定模块，用于根据所述N组称重数据和拟合函数，对所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量进行拟合，获得所述拟合函数的参数，所述参数表征所述M个重量传感器的称重系数；
所述称重标定模块用于：
确定所述N组称重数据中每个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量之间的对应关系；在所述M个重量传感器均匀分布在所述搬运设备中时，根据每个对应关系和拟合函数确定每个重量传感器对应的拟合函数中的参数；其中，Wj表示第j次称重时所述搬运设备承载的标定物重量，pi,qi表示第i个重量传感器对应的拟合函数中的参数，sji表示第j次称重时第i个重量传感器的传感器信号；
或者，
确定所述N组称重数据中所述M个重量传感器的传感器信号与所述标定物重量之间的对应关系；根据所述对应关系和拟合函数Wj＝psj+q，确定所述M个重量传感器对应的拟合函数中的参数；其中，Wj表示的是第j次称重时的标定物重量，p,q表示M个重量传感器对应的拟合函数中的参数，sj表示第j次称重时M个重量传感器的传感器信号之和。
13.一种称重装置，其特征在于，所述装置包括：
传感器信号获取模块，用于获取安装在搬运设备上的M个重量传感器对所述搬运设备上承载的货物进行称重时的传感器信号，M个重量传感器通过权利要求1-8任一所述的方法进行标定；
称重模块，用于根据所述传感器信号以及所述M个重量传感器对应的称重系数，获取所述货物的重量；
所述称重模块用于在检测到所述搬运设备匀速运动或静止时，向每个重量传感器发送称重指令，以获取每个重量传感器基于所述称重指令进行称重时的传感器信号；
所述称重模块还用于在检测到所述搬运设备加速或减速运动时，不对所述货物进行称重。
14.一种搬运设备，其特征在于，所述搬运设备包括设置于载货台的M个重量传感器，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1-11任一所述的方法。
15.根据权利要求14所述的搬运设备，其特征在于，所述M个重量传感器均匀分布在所述搬运设备中。
16.根据权利要求15所述的搬运设备，其特征在于，所述M个重量传感器包括多个重量传感器对，在以所述搬运设备的中心为原点建立的坐标系中，每个重量传感器对中的两个重量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M个重量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M个重量传感器的分布中心与所述搬运设备的中心重合。
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