本发明涉及光波检测技术领域，尤其是涉及光波通信定位固定物体检测装置及方法。
背景技术
现有应用于检测固定货品的有称重传感器测量装置、rfid(radiofrequencyidentification，射频识别)射频标签检测技术。
称重传感器由敏感元件、变换元件、测量元件、辅助电源等部分组成，其中敏感元件、变换元件是核心的部件，是直接感受被测量(质量)并输出与被测量有确定关系的其他量的元件。但是器件的物理形变受到环境影响较大，尤其是精度越高的传感器敏感元件对环境要求越高，而且由于物理形变产生的累积误差需要定期人为的为称重传感器进行归零较准，否则随着运行时间的加长，测量误差会越来越大。称重传感器的原理是被称重的物品在重力作用下，通过承载器将重力传递至称重传感器，使称重传感器弹性体产生变形，再将形变信号转换为可测量的电信号得出的结果。因此由于其力学特征，被称重物要在一个平行于地面的平台上才能获得标准的重量数据，如果被测量物体处于一个与地面有倾角的斜面上，其测量结果会产生很大误差。称重传感器测量的数据结果只有物体的重量数据，因此无法判断物体位于传感器上的的具体位置以及形状轮廓。
rfid射频标签属于无线电通信定位技术，可以测量无线电信号覆盖范围内的物品数量和位置，但是需要在每一个被检测物体上贴附一个射频标签，还需要在检测范围内安装多个无线电读写器装置，在例如零售店使用时，射频标签会伴随产品的销售而消耗，造成运营成本的增加，为了满足无线电信号覆盖的要求，还需要部署大量的读写器，增加了应用场景的设备投入以及后期运行维护成本。而且前期需要投入人力向被检测物品上贴附射频标签，造成劳动力的消耗。rfid技术与其它无线电技术一样在密集部署的场景内会产生相互之间的频率干扰，而由此会带来通信失效产生测量误差。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供光波通信定位固定物体检测装置及方法，具有较高的检测精准，工作过程不易受到复杂无线电或磁场干扰，整体运行更稳定，部署方式灵活适应更多复杂的检测环境，而且可以同时检测物体的位置、数量和形状。
第一方面，本发明实施例提供了一种光波通信定位固定物体检测装置，其中，包括：依次相连的定位发送装置、led发光源和传感器阵列装置；
所述定位发送装置，用于对目标物体的层级进行标识，获取层级定位标识信号，并将所述层级定位标识信号调制到所述led发光源上；
所述led发光源，用于根据所述层级定位标识信号发出带有编码的标识光波信号，并将所述标识光波信号发射至所述传感器阵列装置；
所述传感器阵列装置，用于对所述标识光波信号进行处理，获取所述目标物体的属性信息。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述传感器阵列装置包括：依次相连的传感器阵列模块、传感器连接装置、信号分析对比模块和mcu核心数据单元；
所述传感器阵列模块，用于将探测到的所述标识光波信号转换为第一标识电信号，并将所述第一标识电信号发送至所述传感器连接装置；
所述传感器连接装置，用于将多个所述第一标识电信号进行汇总后发送至所述信号分析对比模块；
所述信号分析对比模块，用于将所述第一标识电信号进行对比与放大处理，生成第二标识电信号，并将所述第二标识电信号发送至所述mcu核心数据单元；
所述mcu核心数据单元，用于对所述第二标识电信号进行计算分析，获取所述属性信息，其中，所述属性信息包括所述目标物体的位置、数量和形状。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述信号分析对比模块包括相连接的升压电路和比较放大电路；
所述升压电路，用于将所述第一标识电信号进行升压后向所述比较放大电路输送模拟信号；
所述比较放大电路，用于将所述模拟信号与基准电压信号进行比较并放大，输出所述第二标识电信号。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述定位发送装置包括：芯片u1、开关元件q1和发光源接口；
芯片u1的引脚10与开关元件q1的引脚1相连，开关元件q1的引脚2与发光源接口的引脚1相连，开关元件q1的引脚3接地，光源接口的引脚2接电源电压。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述传感器连接装置包括：
芯片u4的引脚1与所述信号分析对比模块相连，芯片u4的引脚2至引脚9分别与传感器d8至传感器d1的阴极相连，芯片u4的引脚12接地，芯片u4的引脚15与电阻r13相连后接地，芯片u4的引脚16至引脚23分别与传感器d16至传感器d9的阴极相连，传感器d8至传感器d1的阳极与传感器d16至传感器d9的阳极相连，芯片u4的引脚24分别与电源电压和电容c26的一端相连，电容c26的另一端接地。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述信号分析对比模块包括：
电阻r23的一端、电容c16的一端和电容c19的一端分别与芯片u4的引脚1相连，电阻r23的另一端与电阻r26的一端相连并接升压电压，电容c16和电容c19的连接点依次与电阻r29、电阻r28、电阻r27和电容c17的一端相连并接地，电阻r29的另一端分别与所述传感器连接装置和电容c21的一端相连，电容c21的另一端与电阻r28的另一端、场效应管q1的栅极相连，场效应管q1的漏极与电阻r27、电容c17的另一端相连，场效应管q1的源极与电阻r26的另一端、电容c20的一端相连，电容c20的另一端通过电阻r30与电阻r34的一端、比较器u3的引脚2相连，电阻r34的另一端分别与比较器u3的引脚6、电容c22的一端相连，电容c22的另一端通过电阻r33与所述mcu核心数据单元相连，比较器u3的引脚4与引脚3之间连接有电阻r35并接地，比较器u3的引脚3还与电阻r36相连并接5v电压，比较器u3的引脚7与电容c23、电容c24、电容c25和电感l2的一端相连，电容c23、电容c24和电容c25并联并接地，电感l2的另一端接5v电压。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述传感器阵列模块为多个，并均采用阶段插接式设计方式与所述传感器连接装置相连。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述传感器阵列模块包括阵列排布的多个光电传感器。
第二方面，本发明实施例还提供一种光波通信定位固定物体检测方法，其中，包括：
调制步骤：定位发送装置对目标物体的层级进行标识，获取层级定位标识信号，并将所述层级定位标识信号调制到led发光源上；
发射步骤：所述led发光源根据所述层级定位标识信号发出带有编码的标识光波信号，并将所述标识光波信号发射至传感器阵列装置；
处理步骤：所述传感器阵列装置对所述标识光波信号进行处理，获取所述目标物体的属性信息。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述处理步骤，包括：
传感器阵列模块将探测到的所述标识光波信号转换为第一标识电信号，并将所述第一标识电信号发送至传感器连接装置；
所述传感器连接装置将多个所述第一标识电信号进行汇总后发送至信号分析对比模块；
所述信号分析对比模块将所述第一标识电信号进行对比与放大处理，生成第二标识电信号，并将所述第二标识电信号发送至mcu核心数据单元；
所述mcu核心数据单元对所述第二标识电信号进行计算分析，获取所述属性信息，其中，所述属性信息包括所述目标物体的位置、数量和形状。
本发明实施例带来了以下有益效果：本发明提供的光波通信定位固定物体检测装置及方法，包括依次相连的定位发送装置、led发光源和传感器阵列装置；定位发送装置对目标物体的层级进行标识，获取层级定位标识信号，并将层级定位标识信号调制到led发光源上；led发光源根据层级定位标识信号发出带有编码的标识光波信号，并将标识光波信号发射至传感器阵列装置；传感器阵列装置对标识光波信号进行处理，获取目标物体的属性信息。本发明具有较高的检测精准，工作过程不易受到复杂无线电或磁场干扰，整体运行更稳定，部署方式灵活适应更多复杂的检测环境，而且可以同时检测物体的位置、数量和形状。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
图1为本发明实施例一提供的光波通信定位固定物体检测装置示意图；
图2为本发明实施例一提供的定位发送装置电路图；
图3为本发明实施例一提供的传感器连接装置及信号分析对比模块电路图；
图4为本发明实施例一提供的示波器显示图；
图5为本发明实施例一提供的mcu核心数据单元电路图；
图6为本发明实施例二提供的光波通信定位固定物体检测方法流程图。
图标：
100-定位发送装置；200-led发光源；300-传感器阵列装置；310-传感器阵列模块；320-传感器连接装置；330-信号分析对比模块；340-mcu核心数据单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有应用于检测固定货品的有称重传感器测量装置、rfid(radiofrequencyidentification，射频识别)射频标签检测技术。称重传感器的物理形变受到环境影响较大，尤其是精度越高的传感器敏感元件对环境要求越高，而且由于物理形变产生的累积误差需要定期人为的为称重传感器进行归零较准，否则随着运行时间的加长，测量误差会越来越大。称重传感器，如果被测量物体处于一个与地面有倾角的斜面上，其测量结果会产生很大误差。称重传感器测量的数据结果只有物体的重量数据，因此无法判断物体位于传感器上的的具体位置以及形状轮廓。rfid射频标签需要在每一个被检测物体上贴附一个射频标签，还需要在检测范围内安装多个无线电读写器装置，造成运营成本的增加，为了满足无线电信号覆盖的要求，还需要部署大量的读写器，增加了应用场景的设备投入以及后期运行维护成本。而且前期需要投入人力向被检测物品上贴附射频标签，造成劳动力的消耗。rfid技术与其它无线电技术一样在密集部署的场景内会产生相互之间的频率干扰，而由此会带来通信失效产生测量误差。
基于此，本发明实施例提供的光波通信定位固定物体检测装置及方法，具有较高的检测精准，工作过程不易受到复杂无线电或磁场干扰，整体运行更稳定，部署方式灵活适应更多复杂的检测环境，而且可以同时检测物体的位置、数量和形状。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的光波通信定位固定物体检测装置进行详细介绍。
实施例一：
图1为本发明实施例一提供的光波通信定位固定物体检测装置示意图。
光波通信定位固定物体检测装置是利用空间光波通信定位技术实现固定物品数量、位置和形状检测的装置。参照图1，光波通信定位固定物体检测装置包括：依次相连的定位发送装置100、led(lightemittingdiode，发光二极管)发光源200和传感器阵列装置300。其中，独立的一个传感器阵列装置300包括：依次相连的传感器阵列模块310、传感器连接装置320、信号分析对比模块330和mcu(microcontrollerunit，微控制单元)核心数据单元340。
传感器阵列模块310和传感器连接装置320均至少为一个，而且，多个传感器阵列模块310均采用阶段插接式设计方式与传感器连接装置320相连；这样的设计方式可以实现传感器阵列模块310与传感器连接装置320的灵活组合，适应更多复杂的检测环境。传感器阵列模块310包括密集的阵列排布的多个光电传感器。
光波通信定位固定物体检测装置对目标物体进行检测时，各部分的工作过程如下：
定位发送装置100为信号调制源，用于对目标物体的层级进行标识，获取层级定位标识信号，并将层级定位标识信号调制到led发光源200上。led发光源200，用于根据层级定位标识信号发出带有编码的标识光波信号，并将标识光波信号发射至传感器阵列装置300。传感器阵列装置300，用于对标识光波信号进行处理，获取目标物体的属性信息。这里，属性信息为目标物体的位置、数量和形状。
传感器阵列装置300在具体实现其工作过程时，传感器阵列模块310通过密集排布的传感器快速探测到led发光源200发射的标识光波信号，将探测到的标识光波信号转换为第一标识电信号，并将第一标识电信号发送至传感器连接装置320。传感器连接装置320接收多个传感器阵列模块310发送来的第一标识电信号，并将多个第一标识电信号进行汇总后发送至信号分析对比模块330。信号分析对比模块330将第一标识电信号进行对比与放大处理，生成第二标识电信号，并将第二标识电信号发送至mcu核心数据单元340。mcu核心数据单元340借助计算机软件对第二标识电信号进行计算分析，获取目标物体的位置、数量和形状。
进一步的，信号分析对比模块330相连接的升压电路和比较放大电路。信号分析对比模块330在实现其对比与放大的工作时，通过升压电路将第一标识电信号进行升压后向比较放大电路输送抬高5v后的模拟信号；比较放大电路将该模拟信号与基准电压信号(2.5v)进行比较和放大处理，输出第二标识电信号。
进一步的，参照图2，定位发送装置100包括：芯片u1、开关元件q1和发光源接口；芯片u1的引脚10与开关元件q1的引脚1相连，开关元件q1的引脚2与发光源接口的引脚1相连，开关元件q1的引脚3接地，光源接口的引脚2接电源电压。使用芯片u1以编码方式控制开关元件q1，使开关元件q1以编码方式通断，从而控制led发光源200发射带编码的标识光波信号。
进一步的，参照图3，传感器连接装置320包括：芯片u4的引脚1分别与信号分析对比模块330中的电阻r23、电容c16的和电容c19相连，芯片u4的引脚2至引脚9分别与传感器d8至传感器d1的阴极相连，芯片u4的引脚12接地，芯片u4的引脚15与电阻r13相连后接地，芯片u4的引脚16至引脚23分别与传感器d16至传感器d9的阴极相连，传感器d8至传感器d1的阳极与传感器d16至传感器d9的阳极相连，芯片u4的引脚24分别与电源电压和电容c26的一端相连，电容c26的另一端接地。
以及，信号分析对比模块330包括：电阻r23的一端、电容c16的一端和电容c19的一端分别与芯片u4的引脚1相连，电阻r23的另一端与电阻r26的一端相连并接升压电压，电容c16和电容c19的连接点依次与电阻r29、电阻r28、电阻r27和电容c17的一端相连并接地，电阻r29的另一端分别与传感器连接装置320和电容c21的一端相连，电容c21的另一端与电阻r28的另一端、场效应管q1的栅极相连，场效应管q1的漏极与电阻r27、电容c17的另一端相连，场效应管q1的源极与电阻r26的另一端、电容c20的一端相连，电容c20的另一端通过电阻r30与电阻r34的一端、比较器u3的引脚2相连，电阻r34的另一端分别与比较器u3的引脚6、电容c22的一端相连，电容c22的另一端通过电阻r33与mcu核心数据单元340中芯片的引脚27相连，比较器u3的引脚4与引脚3之间连接有电阻r35并接地，比较器u3的引脚3还与电阻r36相连并接5v电压，比较器u3的引脚7与电容c23、电容c24、电容c25和电感l2的一端相连，电容c23、电容c24和电容c25并联并接地，电感l2的另一端接5v电压。
这里，传感器连接装置320所连接的单个传感器或者传感器阵列(阵列不只限于图中数量)对可见光(调制或非调制)进行采集，光波传感器接收到可见光新包编码为模拟信号(即带有编码的标识光波信号为模拟信号)，经过场效应管q1将采集到的信号整体抬高，再对信号进行放大，放大后的信号传输到mcu核心数据单元340，显示在示波器上如图4所示。
进一步的，参照图5，mcu核心数据单元340中的adc_in1引脚(即引脚27)与信号分析对比模块330输出端相连。由信号分析对比模块330处理后的第二标识电信号，接入mcu核心数据单元340，mcu核心数据单元340再对该信号进行处理、分析，得到目标物体的位置、数量和形状，并将位置、数量和形状发送到上位机。
实施例二：
基于上述实施例提供的光波通信定位固定物体检测装置，本实施提供了一种光波通信定位固定物体检测方法，参照图6，该方法包括如下内容：
调制步骤s01，定位发送装置对目标物体的层级进行标识，获取层级定位标识信号，并将层级定位标识信号调制到led发光源上。
发射步骤s02，led发光源根据层级定位标识信号发出带有编码的标识光波信号，并将标识光波信号发射至传感器阵列装置。
处理步骤s03，传感器阵列装置对标识光波信号进行处理，获取目标物体的属性信息。
其中，在处理步骤s03具体实现时，包括如下内容：
传感器阵列模块将探测到的标识光波信号转换为第一标识电信号，并将第一标识电信号发送至传感器连接装置；
传感器连接装置将多个第一标识电信号进行汇总后发送至信号分析对比模块；
信号分析对比模块将第一标识电信号进行对比与放大处理，生成第二标识电信号，并将第二标识电信号发送至mcu核心数据单元；
mcu核心数据单元对第二标识电信号进行计算分析，获取目标物体的位置、数量和形状。
本发明实施例带来了以下有益效果：
上述多个实施例提供的光波通信定位固定物体检测装置及方法，包括依次相连的定位发送装置、led发光源和传感器阵列装置；定位发送装置对目标物体的层级进行标识，获取层级定位标识信号，并将层级定位标识信号调制到led发光源上；led发光源根据层级定位标识信号发出带有编码的标识光波信号，并将标识光波信号发射至传感器阵列装置；传感器阵列装置对标识光波信号进行处理，获取目标物体的属性信息。本发明利用光波通信具有较高的检测精准，工作过程不易受到复杂无线电或磁场干扰，整体运行更稳定；传感器阵列装置的部署方式更灵活，可以适应更多复杂的检测环境；与mcu核心数据单元进行配合，而且可以同时检测物体的位置、数量和形状。另外，光波通信定位固定物体检测装置可以连续工作，过程中无需进行人为较准工作；与称重装置相比，本装置不受测量平台角度和形态的限制；与rfid射频装置相比，本装置无需在检测物体上贴附额外的电子标签。
本发明实施例所提供的方法，其实现原理及产生的技术效果和前述装置实施例相同，为简要描述，方法实施例部分未提及之处，可参考前述装置实施例中相应内容。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的光波通信定位固定物体检测方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例的光波通信定位固定物体检测方法的步骤。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、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。
所述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。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。