物品在位识别方法、装置、系统及存储介质与流程

1.本发明涉及传感器识别技术领域，特别涉及一种物品在位识别方法、装置、系统及存储介质。


背景技术：

2.仓储管理核心目标是对货架上有无物品以及物品种类做精准的管理，由于仓储物品数量大、种类繁多给仓储精准管理带来很大挑战。随着信息技术的发展，条形码技术已经越来越多应用在仓储管理中，它可以通过扫描条形码自动识别目标对象的种类以及是否在正确的储放位置上，给仓储管理精准化提供了可能。
3.然而，条形码识别技术主要依赖物品上的条形码进行识别，一旦该条形码印制不清或损坏就无法识别物品是否在存储位置上，此时就需要人工进行查找和判断，增加了仓储精准管理的作业难度。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够精准识别物品是否在存储位置上的基于应变片的物品在位识别方法、装置、系统及存储介质。
5.为实现上述目的，本发明的第一方面提供一种物品在位识别系统，包括光纤光栅传感器、温度传感器以及监测装置，所述光纤光栅传感器和所述温度传感器分别设置在物品放置架的应力集中位置；其中，所述光纤光栅传感器用于采集包含应变数据和温度数据的第一波长信号，所述温度传感器用于采集仅包含温度数据的第二波长信号；所述监测装置用于根据所述第一波长信号对应的波长变化值和所述第二波长信号对应的波长变化值来判断物品是否在物品放置架上。
6.进一步，所述监测装置包括温度补偿模块、比较模块和判断模块；
7.所述温度补偿模块，用于将所述第一波长信号对应的波长变化值减去所述第二波长信号对应的波长变化值得到波长补偿值；
8.所述第一比较模块，用于将所述波长补偿值与第一预设阈值进行比较并将比较结果发送至第一判断模块；所述第一预设阈值对应物品是否在位；
9.所述第一判断模块，用于根据比较结果判断物品是否在物品放置架上。
10.进一步，所述监测装置包括温度补偿模块、第二比较模块和第二判断模块；
11.所述温度补偿模块，用于将所述第一波长信号对应的波长变化值减去所述第二波长信号对应的波长变化值得到波长补偿值；
12.所述第二比较模块，用于将所述波长补偿值与第二预设阈值进行比较并将比较结果发送至第二判断模块；所述第二预设阈值对应物品的种类；
13.所述第二判断模块，用于根据比较结果判断物品的种类。
14.进一步，还包括信号处理装置，所述信号处理装置用于将所述第一波长信号和所述第二波长信号进行信号处理发送至所述监测装置。
15.进一步，还包括显示装置和报警装置，所述显示装置用于显示所述监测装置监测到的结果，所述报警装置用于在物品不在物品放置架时进行报警。
16.本发明的第二方面提供一种物品在位识别方法，利用第一方面所述的物品在位识别系统，该方法包括如下步骤：
17.采集包含应变数据和温度数据的第一波长信号；
18.采集仅包含温度数据的第二波长信号；
19.根据所述第一波长信号对应的波长变化值和所述第二波长信号对应的波长变化值来判断物品是否在物品放置架上。
20.进一步，根据所述第一波长信号对应的波长变化值和所述第二波长信号对应的波长变化值来判断物品是否在物品放置架上包括：
21.将所述第一波长信号对应的波长变化值减去所述第二波长信号对应的波长变化值得到波长补偿值；
22.将所述波长补偿值与第一预设阈值进行比较；所述第一预设阈值对应物品是否在位；
23.根据比较结果判断物品是否在物品放置架上。
24.进一步，还包括：
25.将所述第一波长信号对应的波长变化值减去所述第二波长信号对应的波长变化值得到波长补偿值；
26.将所述波长补偿值与第二预设阈值进行比较；所述第二预设阈值对应物品的种类；
27.根据比较结果判断物品的种类。
28.本发明第三方面提供一种物品在位识别装置，包括一个或多个处理器；以及
29.存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行第二方面所述的物品在位识别方法。
30.本发明第四方面提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现第二方面所述的物品在位识别方法。
31.本发明采用光纤光栅传感器通过外界物理量对光纤波长的调制来获取传感信息，实现温度和应变的测量，并通过监测装置对采集的数据信息进行补偿处理，最终给出在位识别结果。本发明操作简单、稳定、灵敏度高、测量结果可靠，能满足长期监测需求。
32.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
34.图1为本发明一实施例物品在位识别系统的结构框图；
35.图2为本发明一实施例应变片焊点焊接顺序的示意图；
36.图3为本发明一实施例物品在位识别方法的流程图；
37.图4为本发明另一实施例物品在位识别方法的流程图；
38.图5为本发明另一实施例物品在位识别方法的流程图。
具体实施方式
39.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
40.此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本发明的各方面。
41.附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
42.附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
43.如图1所示，一种物品在位识别系统，包括1光纤光栅传感器、温度传感器2以及监测装置3，所述光纤光栅传感器1和所述温度传感器2分别设置在物品放置架的应力集中位置；其中，所述光纤光栅传感器1用于采集包含应变数据和温度数据的第一波长信号，所述温度传感器2用于采集仅包含温度数据的第二波长信号；所述监测装置3用于根据所述第一波长信号对应的波长变化值和所述第二波长信号对应的波长变化值来判断物品是否在物品放置架上。
44.光纤光栅传感器1基于光纤光栅的传感过程，通过外界物理参量对光纤波长的调制来获取传感信息。光纤光栅传感器测量应变，为了提高光纤光栅传感器的安全性和稳定性，采用带金属基底的光纤光栅传感器(即应变片)，金属基底起到良好的保护作用，该应变片具有良好的测量重复性和可靠性，优异的防水性能，适用于恶劣环境。
45.光纤光栅传感器1安装在监测点，在每个被测物品放置架的支撑梁受力集中点安装一个应变片，应变片需使用点焊机按照一定的焊接工艺流程操作焊接。焊接工艺主要步骤为：
46.a)待安装面表面处理
47.1)去除油脂；
48.2)研磨抛光：先用颗粒度220目的抛光纸抛光后，将表面清洁，再使用400目抛光纸进行抛光；
49.3)用干净的无尘布彻底清洁表面。
50.b)焊接
51.1)先用胶带将光纤光栅传感器在监测点进行定位；
52.2)按图2中1、2、3、4焊点顺序进行焊接。
53.被测物品放置架在放置物品后受到压力时会产生弯曲等形变，应变片的受拉面受到拉力，随着拉力的不断增加，光栅波长相应发生变化产生位移输出波长值。布置光纤光栅传感器时需要进行分组，对多个光纤光栅传感器进行同组串接，这样一路信号中可以监测到多个应变信号。对同一温度环境布设的光纤光栅传感器相应位置安装温度传感器。
54.光纤光栅传感器1的传感信号是波长信号，当外界的温度和应变同时发生改变时，其波长信号中会同时包含应变信息和温度信息。受物品自身的温度以及环境温度变化影响，物品放置在物品放置架的应变信息可能会受到干扰，进而影响最终物品是否在位的识别。因此为了消除温度对应变测量的影响，通过安装的温度传感器2对光纤光栅传感器1进行温度补偿，减少温度对测量带来的误差。
55.由于载荷、温度等因素变化，初始中心波长即应变零点发生变化，需要对光纤光栅传感器的应变零点进行标定，并取得每一个传感器的灵敏特性。当载荷安装就位后，选择无风、无振动、相对稳定静止且光栅周围温度保持不变时的应变值作为应变的零点。传感器的灵敏特性即通过试验取得每微应变或每一摄氏度温度变化对应的波长位移量，在监测数据处理时，以上传感器的灵敏特性值将作为标准值应用在监测软件数据处理过程。
56.监测装置3包含监测软件，主要将采集得到的应变数据和温度数据进行采集分析和软件算法补偿处理，最终给出在位识别结果并显示出来。
57.监测装置3中监测软件主要包括：
58.温度补偿模块用于将所述第一波长信号对应的波长变化值减去所述第二波长信号对应的波长变化值得到波长补偿值。第一比较模块，用于将所述波长补偿值与第一预设阈值进行比较并将比较结果发送至第一判断模块；所述第一预设阈值对应物品是否在位。第一判断模块，用于根据比较结果判断物品是否在物品放置架上。监测装置3可以根据采集到的物品放置架的应力变化实时判断物品是否在物品放置架上。监测装置3是根据物品放置架应力变化来判断物品是否在物品放置架上，其识别不受条形码的影响，物品在位识别准确度高。
59.所述监测装置3除了能够识别物品是否放置在物品放置架上之外，还可以识别不同重量的物品种类。由于物品放置架上放置物品的重量不同，其放置在物品放置架上对物品放置架的应力影响不同，因此通过不同物品放置时应力变化的区别可以通过监测装置3识别物品种类。监测装置3还包括第二比较模块和第二判断模块。在监测装置3监测物品种类时，温度补偿模块用于将所述第一波长信号对应的波长变化值减去所述第二波长信号对应的波长变化值得到波长补偿值。所述第二比较模块用于将所述波长补偿值与第二预设阈值进行比较并将比较结果发送至第二判断模块；所述第二预设阈值对应物品的种类。所述第二判断模块用于根据比较结果判断物品的种类。例如，在物品放置在物品放置架时计算到波长补偿值在第二预设阈值范围之内时，表示物品为第二预设阈值所对应的物品种类。
60.本实施例中还包括信号处理装置4，所述信号处理装置4用于将所述第一波长信号和所述第二波长信号进行信号处理发送至所述监测装置3。例如，将接收到的光波长数据转化为每个传感器的数字信号发送至监测装置3。
61.本实施例中还包括显示装置和报警装置，所述显示装置用于显示所述监测装置3监测到的结果，所述报警装置用于在物品不在物品放置架时进行报警。
62.如图3所示，本发明的第二方面提供一种物品在位识别方法，利用上述的物品在位识别系统，该方法包括如下步骤：
63.步骤s210：采集包含应变数据和温度数据的第一波长信号。
64.步骤s220：采集仅包含温度数据的第二波长信号。
65.步骤s230：根据所述第一波长信号对应的波长变化值和所述第二波长信号对应的波长变化值来判断物品是否在物品放置架上。
66.如图4所示，步骤s230还包括步骤s310-步骤s330。
67.步骤s310：将所述第一波长信号对应的波长变化值减去所述第二波长信号对应的波长变化值得到波长补偿值。
68.步骤s320：将所述波长补偿值与第一预设阈值进行比较；所述第一预设阈值对应物品是否在位。
69.步骤s330：根据比较结果判断物品是否在物品放置架上。
70.如图5所示，本发明还包括：
71.步骤s410：将所述第一波长信号对应的波长变化值减去所述第二波长信号对应的波长变化值得到波长补偿值。
72.步骤s420：将所述波长补偿值与第二预设阈值进行比较；所述第二预设阈值对应物品的种类。
73.步骤s430：根据比较结果判断物品的种类。
74.本发明第三方面提供一种物品在位识别装置，包括一个或多个处理器；以及
75.存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行第二方面所述的物品在位识别方法。
76.本发明第四方面提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现第二方面所述的物品在位识别方法。
77.综上，本发明可以基于光纤光栅传感器采集的应力变化来识别物品是否放置在物品放置架以及物品放置架上放置的物品种类。本发明不受物品上扫描条码的影响，识别结果更加精准。同时，本发明消除了温度对识别结果的影响，可以适应恶劣的使用环境下使用，使用范围更加广泛。
78.根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)执行时，执行本技术的系统中限定的上述功能。
79.需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程
序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
80.附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
81.描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的模块也可以设置在处理器中。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定。
82.应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
83.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本发明实施方式的方法。
84.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本技术旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
85.应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。