本发明属于目标定位技术领域，具体地说，是涉及酒柜内酒品定位的实现方法和实现装置。
背景技术：
随着人们生活水准的提高，酒柜逐渐被应用。一般的，酒柜内设置有多层酒架，每层酒架上设置有多个放置酒品的酒位。当用户想从酒柜中取出想喝的酒品时，如果从酒柜的多个酒位中逐一寻找，浪费时间，影响用户的品酒兴致。而且，酒柜门长时间处于打开状态，会影响酒品的品质。因此，准确地实现酒柜内酒品定位，明确酒柜内部存有何种酒，每种酒具体在哪个位置，就显得尤为重要。
为解决上述问题，现有技术出现了一种智能酒柜，能够将酒柜内酒品的位置进行定位，并将酒品的酒位信息通过显示终端呈现给用户。因此，用户可以在开酒柜之前了解要取出的酒品在酒柜中的酒位，从而快速、准确地取出所需酒品。
现有智能酒柜为实现酒品定位，存在有多种方法，常见的有图像识别方法和射频识别方法。图像识别方法是通过摄像头对放入酒柜的酒品进行拍照获取图像，后经过图像识别，分析图像中的酒品在酒架的位置及酒品信息。该方法的缺点是：如果酒标图像尺寸小、有遮挡等情况存在，则无法准确分析出酒品的酒标扫码，且数据建模复杂，匹配算法复杂度高，实时性差，不适合现阶段的应用。射频识别方法是在每层酒架的每个位置设置一个位置唯一的射频接收器，利用射频接收器接收其所对应的酒位上的酒品发出的射频信号，然后，根据射频接收器接收的射频信号获取酒品信息，再结合射频接收器唯一的位置信息，即可确定出酒品信息与酒位信息的匹配，实现酒品定位。但是，该方法的缺点是：需要设置的射频接收器数量多，射频接收器暴露在酒柜空间内，且是对静止放置在酒位上的酒品进行射频识别，不仅射频接收器之间会相互干扰，且还会受到酒柜金属内壁的干扰，因此，识别率低，定位不够准确。
技术实现要素：
本发明的是提供一种酒柜内酒品定位的实现方法和实现装置，以提高定位准确性。
为实现上述发明目的，本发明提供的实现方法采用下述技术方案予以实现：
一种酒柜内酒品定位的实现方法，所述方法包括：
控制与酒架一一对应的超声波发生器发出设定超声波并传输至所述酒架上、与所述超声波发生器对应的第一反射组件；
获取与所述超声波发生器配合的超声波接收器输出的接收超声波；所述接收超声波为所述设定超声波经所述第一反射组件反射到所述酒架的酒位上、沿所述酒位的酒品放置方向传输至所述酒架上与所述超声波接收器对应的第二反射组件、再由所述第二反射组件反射至所述超声波接收器的超声波；
根据所述接收超声波确定所述酒架上是否放置有酒品以及放置有酒品时酒品的酒位信息，实现对所述酒架上的酒品定位；所述酒品的酒位信息为酒品所在酒位的位置信息。
为实现前述发明目的，本发明提供的实现装置采用下述技术方案予以实现：
一种酒柜内酒品定位的实现装置，用于实现对酒柜内酒架上的酒品的定位，所述装置包括：
超声波发生器，用于发出设定超声波并传输至设置在所对应的酒架上、与所述超声波发生器对应的第一反射组件；
第一反射组件和第二反射组件，分别形成在所述酒架沿所述酒架上的酒品放置方向的两端；所述第一反射组件和所述第二反射组件分别包括有与所述酒架上的酒位对应的多个反射元件；所述第一反射组件用于将所述超声波发生器发出的所述设定超声波反射到所述酒架的酒位上、并使得反射后的超声波沿所述酒位的酒品放置方向传输至第二反射组件；所述第二反射组件用于将沿所述酒位的酒品放置方向传输来的超声波反射到对应的超声波接收器内；
超声波接收器，用于接收所述第二反射组件反射后的接收超声波并输出；
酒品定位处理单元，用于接收所述超声波接收器输出的所述接收超声波，根据所述接收超声波确定所述酒架上是否放置有酒品以及放置有酒品时酒品的酒位信息，实现对所述酒架上的酒品定位；所述酒品的酒位信息为酒品所在酒位的位置信息。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：
本发明提供的酒柜内酒品定位的实现方法和实现装置中，在酒架沿酒品放置方向的两端上分别设置第一反射组件和第二反射组件、并为酒架设置与第一反射组件对应的超声波发生器和与第二反射组件对应的超声波接收器，通过超声波发生器发出设定超声波，该设定超声波经第一反射组件反射到酒架的酒位上并沿酒品放置方向传输到第二反射组件，最后经第二反射组件传输至超声波接收器，在该超声波传播路径中，酒位上放置有酒品或不放置酒品，会对超声波接收器接收的接收超声波的功率产生明显地影响，而且，每个酒架上的酒位信息与接收超声波的接收时间相对应，因而，通过对超声波接收器接收的接收超声波进行分析，即可确定酒架上是否放置有酒品以及放置有酒品时酒品的酒位信息，从而，实现了对酒架上的酒品的定位。本发明提供的装置结构简单，方法容易实现，且不易受干扰，识别准确度高，从而提高了酒品定位的准确性。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是基于本发明酒柜内酒品定位的实现装置一个实施例的结构原理示意图；
图2是基于本发明酒柜内酒品定位的实现方法一个实施例的流程图；
图3是基于图1的结构原理示意图和图2的方法流程图所获得的接收超声波的波形示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
请参见图1，该图所示为基于本发明酒柜内酒品定位的实现装置一个实施例的结构原理示意图。
如图1所示意，在酒柜内包括有酒架1，酒架1上具有多个酒位，如图1示出的①号至⑥号酒位。为了判断酒架1上的酒位处是否放置有酒品，该实施例提供的酒品定位的实现装置的具体结构如下：
在酒架1上设置有第一反射组件11、第二反射组件12、超声波发生器14和超声波接收器15，超声波发射器14和超声波接收器15还分别与酒品定位处理单元16连接。其中，第一反射组件11和第二反射组件12分别设置在酒架1沿酒架上酒品放置方向的两端。具体来说，如图1所示意，酒架1上的酒位沿酒架1左右方向依次排列，对于每个酒位而言，酒品放置方向为纵向，也即图1中的上下方向，第一反射组件11形成在酒架1的下端，第二反射组件12形成在酒架1的上端。并且，第一反射组件11包括有多个反射元件（图中用倾斜的线条表示），每个酒位对应着一个或者多个。同样的，第二反射组件12也包括有多个反射元件（图中用倾斜的线条表示），每个酒位对应着一个或者多个。超声波发生器14设置在酒架1上、靠近第一反射组件11位置处。超声波接收器15设置在酒架1上、靠近第二反射组件12位置处。
作为优选的实施方式，第一反射组件11中的多个反射元件和第二反射组件12中的多个反射元件的反射面均以与酒品放置方向成45°角的倾斜方向设置，且两个反射组件中的倾斜方向相反。控制超声波发生器14中的超声波发射换能器发出的超声波水平向左，以45°的入射角传输至第一反射组件11中的多个反射元件。超声波在向左传输的同时，还被第一反射组件11中的多个反射元件以45°的反射角向上反射，并以垂直向上的方向经过各酒位，然后以45°的入射角反射到第二反射组件12中的多个反射元件。最后，第二反射组件12中的多个反射元件将第一反射组件11中的多个反射元件反射的、经过酒位后的超声波以45°的反射角、也即水平向左的方向被超声波接收器15接收。
在超声波的上述传输过程中，如果酒位上放置有酒品13，受到酒品13的阻挡，能量衰减较大，与未放置酒品时相比，超声波接收器15接收的超声波的功率会产生明显地变化。那么，酒品定位处理单元16通过分析超声波接收器15所接收到的接收超声波，即可判定酒架1的酒位上是否放置有酒品。再结合其他的手段，进一步还可以判定出放置有酒品时酒品的酒位信息，也即酒品在酒架1上的哪个酒位上的酒位的位置信息。具体判断方法请参考下面方法实施例的详细描述。
应当理解的是，对于第一反射组件11和第二反射组件12中反射元件的设置，并不局限于上述的45°倾斜角度。只要通过配置第一反射组件11、第二反射组件12、超声波发生器14及超声波接收器15的相对位置，能够达到超声波发生器14发出的超声波传输到第一反射组件11，第一反射组件11将该超声波沿酒位上酒品放置方向传输至第二反射组件12，第二反射组件12将沿酒位上酒品放置方向传输来的超声波再反射到超声波接收器15中即可。
上述实施例是以一层酒架1为例描述了实现酒品定位的装置的结构原理图，如果具有多层酒架，则其余层的酒架的结构参照图1酒架1的结构进行配置即可。
在其他实施例中，实现酒柜内酒品定位的装置还可以包括：
门体开关检测单元，用于检测并判断酒柜门体是否被打开；以及
无线射频模块，设置在指定位置，用于获取指定扫描区域内的酒品的酒品信息；指定扫描区域为离开酒柜内酒架上的酒位的区域。
具有这种结构的装置的具体工作过程，也请参考下面方法实施例的具体描述。
请参见图2，该图所示为基于本发明酒柜内酒品定位的实现方法一个实施例的流程图，具体来说，是基于图1酒柜内酒品定位的实现装置实现对酒品定位的方法的实施例。
如图2所示意，同时结合图1的实现装置，该实施例实现酒品定位的方法包括如下过程：
步骤21：控制与酒架一一对应的超声波发生器发出设定超声波并传输至酒架上、与超声波发生器对应的第一反射组件。
由于超声波的传输距离与其发射功率相关，为保证酒架上每个酒位均能够有超声波通过，因此，需要控制酒架上的超声波发生器所发出的设定超声波。
具体来说，一个优选但不限定的实现方式为：根据酒架上所有酒位的总宽度确定超声波发生器的发射功率，将发射功率确定的超声波作为超声波发生器的设定超声波而发出。该设定超声波发出后将传输至酒架上的第一反射组件。
步骤22：获取与超声波发生器配合的超声波接收器输出的接收超声波。
如图1实现装置实施例所描述，接收超声波为超声波发生器发出的设定超声波经第一反射组件反射到酒架的酒位上、沿酒位的酒品放置方向传输至第二反射组件、再有第二反射组件反射至超声波接收器的超声波。
步骤23：根据接收超声波确定酒架上是否放置有酒品以及放置有酒品时酒品的酒位信息，实现对酒架上的酒品定位。
如前所描述，超声波在经过酒位时，酒位上放置有酒品或不放置酒品，会对接收超声波的功率产生明显地影响。通过分析接收超声波，即可判定出酒架上是否放置有酒品。
譬如，如图1示出的在③号酒位处放置有酒品的情况下，接收超声波的波形示意图如图3所示，图3中，横坐标为时间，纵坐标为功率。在波形a中，存在一个明显的、频率降低（图）的缺口b。该缺口b的存在，正式由于③号酒位处的酒品的存在而使得超声波能量衰减所造成的。
具体来说，根据接收超声波确定酒架上是否放置有酒品以及放置有酒品时酒品的酒位信息，实现对所述酒架上的酒品定位，具体包括：
判断接收超声波中是否存在功率小于设定接收功率的波形信号；设定接收功率根据超声波发生器发出的设定超声波的功率确定。一般的，除了酒位上酒品所造成的超声波功率下降之外，超声波发生器发出的设定超声波经设定的传输路径变成超声波接收器输出的接收超声波后，功率会略有损失，这种功率损失与酒品的存在所造成的功率损失相比，非常小，因此可以忽略，或者可以进行估算。通过根据设定超声波的功率确定合适的设定接收功率，能够使得对于接收超声波中存在功率小于设定接收功率的波形信号的情况下均是由于酒品的存在而造成的功率下降。由此，即可根据接收超声波中是否存在功率小于设定接收功率的波形信号即可判定出酒架上是否放置有酒品。
若存在，则判定酒架上放置有酒品。然后，再进一步判定酒品的酒位信息。具体来说，首先获取小于设定接收功率的波形信号的产生时间。
然后，根据接收超声波波形信号产生时间与酒位信息的对应关系确定小于设定接收功率的波形信号的产生时间所对应的酒位信息，该酒位信息即为该酒架上放置有酒品时酒品的酒位信息。
由超声波的传输特性所决定，超声波接收器所接收到的接收超声波波形信号的产生时间与传输距离相对应，那么，对于图1中的结构而言，经过最右侧的①号酒位的超声波为接收超声波中产生时间最早的波形，而经过最左侧⑥号酒位的超声波为接收超声波中产生时间最晚的波形。结合酒架的左右宽度及前后深度以及超声波的速度，能够确定出图3接收超声波波形a中，对应横坐标接收时间小于t1的为经过①号酒位的接收超声波，对应横坐标接收时间介于t1和t2的为经过②号酒位的接收超声波，对应横坐标接收时间介于t2和t3的为经过③号酒位的接收超声波，对应横坐标接收时间介于t3和t4的为经过④号酒位的接收超声波，对应横坐标接收时间介于t4和t5的为经过⑤号酒位的接收超声波，对应横坐标接收时间介于t5和t6的为经过⑥号酒位的接收超声波，从而，形成了接收超声波波形信号产生时间与酒位信息的对应关系。通过分析图3的波形可知，功率小于设定功率的波形缺口b的产生时间介于t2和t3之间，从接收超声波波形信号产生时间与酒位信息的对应关系中可知，该产生时间所对应的酒位信息为③号酒位，那么，可以确定酒架的③号酒位处放置有酒品。也即，酒品的酒位信息为该酒架上的③号酒位。
除了采用上述以接收超声波波形信号产生时间与酒位信息的关系确定酒品的酒位信息之外，本领域技术人员在该实施例提供的采用超声波进行定位的技术基础上，还可以考虑到采用其他的技术手段来实现，该实施例对此并不做限定。
上述实施例是以一层酒架为例，描述了如何判断酒架上是否放置有酒品以及酒品的酒位信息。对于具体多层酒架的酒柜来说，还可以通过确定出接收超声波所对应的酒架的位置信息，根据酒架的位置信息和放置有酒品时酒品的酒位信息，实现对酒柜内所有酒架上的酒品定位。而确定接收超声波所对应的酒架的位置信息，可以采用多种不同的方式来实现。譬如，通过硬件方式来实现。具体而言，每层酒架所对应的超声波接收器通过指定的硬件接口与酒品定位处理单元（譬如，采用mcu作为酒品定位处理单元）连接。那么，通过预置指定硬件接口与酒架位置的对应关系，通过判断是哪个硬件接口传输的接收超声波，即可判定出该接收超声波所对应的酒架的位置信息。或者，也可以通过软件方式来实现。具体来说，预置超声波波形标识与酒架位置的对应关系，超声波发生器发出设定超声波时，携带有与酒架位置一一对应的标识，该标识也会反映在接收超声波中。那么，通过解析接收超声波中的标识，结合超声波波形标识与酒架位置的对应关系，即可判定出接收超声波所对应的酒架的位置信息。
在其他实施例中，还可以根据前后两次的酒架上放置有酒品时酒品的酒位信息判断酒架上的酒品是否发生了变化，以及在酒品发生变化时判断是新放置酒品还是新取走酒品。
具体而言，是将当前确定的所述酒架上放置有酒品时酒品的酒位信息与前一次该酒架上放置有酒品时酒品的酒位信息作比较，根据比较结果判断酒架上酒品的变化。具体包括：
若比较结果为当前确定的酒架上放置有酒品时酒品的酒位信息与前一次该酒架上放置有酒品时酒品的酒位信息相比未发生变化，判定该酒架上的酒品未发生变化。
若比较结果为当前确定的酒架上放置有酒品时酒品的酒位信息与前一次该酒架上放置有酒品时酒品的酒位信息相比增加了新的酒位信息，判定该酒架上新放置酒品，且新放置酒品的酒位信息为该新的酒位信息。
若比较结果为当前确定的酒架上放置有酒品时酒品的酒位信息与前一次该酒架上放置有酒品时酒品的酒位信息相比缺少了酒位信息，判定该酒架上新取走酒品，且新取走酒品的酒位信息为缺少的酒位信息。
在其他实施例中，还可以实现酒柜内酒品的酒位信息与酒品信息的关联。
作为一种优选实施例，实现酒柜内酒品的酒位信息与酒品信息的关联，具体包括：
首先，利用无线射频模块获取指定扫描区域内的酒品的酒品信息。其中，指定扫描区域为离开酒柜内酒架上的酒位的区域。也即，无线射频模块仅用于扫描离开酒柜内酒架上的酒位的指定扫描区域内的酒品的酒品信息。因此，无需在每个酒位上均设置无线射频模块，避免了多个无线射频模块之间相互干扰而造成识别率低的问题。并且，由于无线射频模块用来扫描离开酒位的一个固定的扫描区域，因此，便于将无线射频模块进行隐藏布设，避免了因无线射频模块外露时受到外界干扰而造成识别率低的问题。譬如，指定扫描区域为酒架外边缘与酒柜门体之间的区域，那么，通过在门体上设置无线射频模块，能够覆盖该区域。而在门体上设置无线射频模块，就可以将无线射频模块隐藏在门体内，譬如将无线射频模块设置在门体发泡层内，既能实现对该扫描范围内酒品的扫描，获取到酒品信息，且避免了外界干扰对识别率的影响。另外，由于无线射频模块的扫描区域为离开酒位的区域，因此，不是对静止的酒品进行扫描，而能够实现酒品在放入或取出过程中的酒品信息扫描，进一步避免了因静态下的干扰影响识别率的问题。通过合理选择扫描区域，使得该区域为放入或取出酒品的必经区域，能够确保扫描到每一瓶酒品的酒品信息，保证定位的完整性和准确性。优选的，指定扫描区域为酒架外边缘与酒柜门体之间的区域。而利用无线射频模块获取酒品的酒品信息的过程，可以采用现有技术来实现。简单来说，是利用包括有射频天线和射频读写器的无线射频器扫描酒品上的射频标签，获取到存储于射频标签中的酒品信息。
然后，若判定酒架上新放置酒品发生在获取到指定扫描区域内的酒品的酒品信息之后的设定时间内，则判定获取的指定扫描区域内的酒品的酒品信息为新放置酒品的酒品信息，将新放置酒品的酒品信息与新放置酒品的酒位信息进行对应匹配，形成酒柜内酒品信息与酒位信息的对应关系。其中，设定时间为预设的一个时间，一般为取酒或放酒的一个动作时间，用来限定获取酒品信息的时间与判定出酒架上新放置有酒品的时间的前后连续性。在从指定扫描区域内读取到酒品信息之后，表明存在有放入酒品或取出酒品的动作。随后又判定酒架上新放置酒品，由此，能够确定新放置酒品为刚放入的酒品。
如果判定酒架上新取走酒品发生在获取到指定扫描区域内的酒品的酒品信息之后的设定时间内，则判定获取的指定扫描区域内的酒品的酒品信息为新取走酒品的酒品信息，则从酒柜内酒品信息与酒位信息的对应关系中删除新取走酒品的酒品信息与新取走酒品的酒位信息。其中，设定时间的选择和含义同上。在从指定扫描区域内读取到酒品信息之后，表明存在有放入酒品或取出酒品的动作。随后又判定酒架上新取走酒品，由此，能够确定新取走酒品为即为刚取走的酒品。而且，因为在该酒品放入酒柜时，已经存储有该酒品信息与酒位信息的对应关系，那么，在酒品取出之后，需要从酒柜内酒品信息与酒位信息的对应关系中删掉取出的酒品的酒品信息与酒位信息，确保所存储的对应关系为酒柜内实际存放的酒品的酒品信息和所在酒位位置的酒位信息。
除了采用上述方式实现酒柜内酒品的酒品信息与酒位信息的对应之外，还可以采用现有技术中其他方式获取到酒品信息，实现与酒位信息的对应。譬如，采用在每个酒位位置设置射频扫描模块或条形码扫描模块的方式获取到酒品信息，结合该已知酒位位置的酒位信息来实现。
在其他实施例中，为减少不必要元器件动作所带来的不利因素，作为优选的实施方式，首先判断酒柜门体是否被打开；在判定酒柜门体被打开时，再启动超声波发生器和超声波接收器，并控制与酒架一一对应的超声波发生器发出设定超声波。而判断酒柜门体是否被打开，可以通过在门体上或柜口附近的内胆上设置传感器模块来实现。
前述各实施例提供的酒柜内酒品定位的实现方法和实现装置中，在酒架沿酒品放置方向的两端上分别设置第一反射组件和第二反射组件、并为酒架设置与第一反射组件对应的超声波发生器和与第二反射组件对应的超声波接收器，通过超声波发生器发出设定超声波，该设定超声波经第一反射组件反射到酒架的酒位上并沿酒品放置方向传输到第二反射组件，最后经第二反射组件传输至超声波接收器，在该超声波传播路径中，酒位上放置有酒品或不放置酒品，会对超声波接收器接收的接收超声波的功率产生明显地影响，而且，每个酒架上的酒位信息与接收超声波的接收时间相对应，因而，通过对超声波接收器接收的接收超声波进行分析，即可确定酒架上是否放置有酒品以及放置有酒品时酒品的酒位信息，从而，实现了对酒架上的酒品的定位。本发明提供的装置结构简单，方法容易实现，且不易受干扰，识别准确度高，从而提高了酒品定位的准确性。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。