一种用于称重式无人售货机的无线称重装置及方法

1.本发明涉及无人售货机设计技术领域，特别是涉及一种用于称重式无人售货机的无线称重装置及方法。


背景技术：

2.随着移动移动支付的普及，结合新技术的无人售货机再次兴起。不同于使用视觉识别的无人售货机，称重式无人售货机具有能够售卖散装商品的优点，但目前的称重式无人售货机具有部署过程复杂和称重精度不高的问题。部署过程复杂主要是因为无人售货机内的每种商品都需要一台称重装置，而多台称重装置会导致复杂累赘的布线，给称重式无人售货机的部署带来困难。同时，称重精度不高主要是因为拥有较大量程的称重模块难以识别较低质量商品的增减，以及用户拿取商品过程中对称重装置产生的非周期性外力的影响。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种用于称重式无人售货机的无线称重装置及方法。用以至少部分解决现有称重式无人售货机部署过程复杂或称重精度不高的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种用于称重式无人售货机的无线称重装置，包括：称重部件、显示部件、能量供应部件以及通信部件；
6.所述称重部件设置于称重式无人售货机的托盘下方，用以实时感知所述托盘上的商品重量；所述称重部件有多个，每个称重部件对应一种商品；
7.所述能量供应部件设置于称重式无人售货机的柜体内部，所述能量供应部件用于利用无线能量传输技术为所述称重部件供能；
8.所述通信部件安装于称重式无人售货机内部，用于利用无线通信技术实现所述称重部件与服务器之间的信息传递；所述服务器用于根据商品重量信息和商品种类信息计算商品价格；
9.所述显示部件安装于称重部件表面，所述显示部件用于数据显示。
10.可选的，所述称重部件包括：称重传感模块、信号调理模块、模数转换模块、控制模块、网络传输模块；
11.所述称重传感模块与所述信号调理模块连接，所述称重传感模块用于实时感知称重式无人售货机托盘上的商品重量，得到商品重量感知信号；
12.所述信号调理模块与所述模数转换模块连接，所述信号调理模块用于对所述商品重量感知信号进行信号放大处理和信号滤波处理，得到商品重量调理信号；
13.所述模数转换模块连接与所述控制模块，所述模数转换模块用于对所述商品重量调理信号进行模数转换，得到商品重量数字信号；
14.所述控制模块与所述网络传输模块连接，所述控制模块用于对所述商品重量数字
信号进行处理，得到商品称重信号；
15.所述商品称重信号通过所述显示部件进行显示；所述商品称重信号通过所述网络传输模块上传至所述服务器。
16.可选的，所述能量供应部件包括：无线供能控制模块、无线能量发射模块和无线能量接收模块；
17.所述无线供能控制模块与所述无线能量发射模块连接；所述无线供能控制模块用于控制无线能量发射模块的工作；
18.所述无线能量发射模块安装于称重式无人售货机内部背板上，所述无线能量发射模块用于发射电磁能量；
19.所述无线能量接收模块安装于所述称重部件上，所述无线能量接收模块用于接收所述无线能量发射模块发射的电磁能量。
20.可选的，所述无线能量发射模块包括磁耦合谐振发射线圈和导磁条；所述磁耦合谐振发射线圈用于发射电磁能量；所述导磁条用于控制电磁能量的发射方向；
21.所述无线能量接收模块包括磁耦合谐振接收线圈、整流单元、滤波单元和稳压单元；
22.所述磁耦合谐振接收线圈与所述整流单元连接，所述磁耦合谐振接收线圈用于接收电磁能量，得到交流电；
23.所述整流单元与所述滤波单元连接，所述滤波单元与所述稳压单元连接，通过对所述交流电依次进行整流处理、滤波处理和稳压处理，得到稳压直流电。
24.可选的，所述控制模块包括任务调度单元、初始化设置单元、称重信号处理单元、数据显示单元和数据网络收发单元；
25.所述初始化设置单元、称重信号处理单元、数据显示单元和数据网络收发单元分别与所述任务调度单元连接；所述任务调度单元用于调度所述初始化设置单元、称重信号处理单元、数据显示单元和数据网络收发单元；
26.所述初始化设置单元用于进行初始化设置；所述称重信号处理单元用于对模数转换模块传来的数字信号进行处理，得到商品重量信息；所述数据显示单元用于控制所述显示部件进行数据显示；所述数据网络收发单元用于发射数据信息至所述网络传输模块和接收网络传输模块发送的数据信息。
27.可选的，所述称重传感模块利用电阻应变式压力传感器实时感知称重式无人售货机托盘上的商品重量。
28.可选的，所述通信部件包括无线路由器和集线器。
29.可选的，所述信号调理模块利用差动放大器对所述商品重量信号进行信号放大处理。
30.一种用于称重式无人售货机的无线称重装置的称重方法，包括：
31.实时感知称重式无人售货机托盘上的商品重量，得到商品重量感知信号；
32.对所述商品重量感知信号进行预处理，得到商品重量数字信号；
33.对所述商品重量数字信号进行希尔伯特变换处理，得到信号包络；
34.获取所述信号包络中最后一个极大值点处到信号平稳处的波形数据；
35.对所述波行数据进行经验模态分解，提取分解结果中代表静态载荷的残余信号；
36.计算所述残余信号的均值，根据所述残余信号的均值与拟合曲线得到商品称重信号；所述拟合曲线由所述残余信号的均值与称重传感器标定数据做总体最小二乘处理得到。
37.可选的，在对所述商品重量数字信号进行希尔伯特变换处理之前还包括对所述商品重量数字信号进行数字滤波处理。
38.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
39.本发明用于称重式无人售货机的无线称重装置包括称重部件、显示部件、能量供应部件以及通信部件；所述称重部件设置于称重式无人售货机的托盘下方，用以实时感知所述托盘上的商品重量；所述称重部件有多个，每个称重部件对应一种商品；所述能量供应部件设置于称重式无人售货机的柜体内部，所述能量供应部件用于利用无线能量传输技术为所述称重部件供能；所述通信部件安装于称重式无人售货机内部，用于利用无线通信技术实现所述称重部件与服务器之间的信息传递；所述服务器用于根据商品重量信息和商品种类信息计算商品价格；所述显示部件安装于称重部件表面，所述显示部件用于数据显示。本发明利用无线通信技术和无线技术的全无线特点，使无人售货机内可以自由部置称重部件的位置、数量，方便称重式无人售货机的内部空间的规划；本发明提供的全无线称重装置，使得无人售货机内部可以自由部置称重部件的位置与数量，同时使用的精度提高算法可减少称重误差造成的损失。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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。
41.图1为本发明用于称重式无人售货机的称重装置结构示意图；
42.图2为本发明用于称重式无人售货机的称重装置示意原理图；
43.图3为本发明用于称重式无人售货机的称重方法流程示意图。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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的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。
45.目前的称重式无人售货机具有部署过程复杂和称重精度不高的问题。为了解决现有称重式无人售货机部署过程复杂以及称重精度不高的问题，本发明提供一种用于称重式无人售货机的无线称重装置及方法，通过无线通信与无线的特点，使无人售货机内可以自由部置称重部件的位置、数量，方便称重式无人售货机的内部空间的规划；同时对称重信号经过精度提升算法处理，解决现有称重式无人售货机称重精度不高的问题。
46.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
47.如图1所示，本实施例公开一种用于称重式无人售货机的无线称重装置，具体包括：称重部件、显示部件、能量供应部件以及通信部件；
48.所述称重部件设置于称重式无人售货机的托盘下方，用以实时感知所述托盘上的商品重量；所述称重部件有多个，每个称重部件对应一种商品；
49.所述能量供应部件设置于称重式无人售货机的柜体内部，所述能量供应部件用于利用无线能量传输技术为所述称重部件供能；
50.所述通信部件安装于称重式无人售货机内部，用于利用无线通信技术实现所述称重部件与服务器之间的信息传递；所述服务器用于根据商品重量信息和商品种类信息计算商品价格；
51.所述显示部件安装于称重部件表面，所述显示部件用于数据显示。
52.上述称重装置利用无线通信技术以及无线能量传输技术可以实现称重装置在无人售货机内部的自由部署，解决了现有称重式无人售货机部署复杂的问题
53.在具体实施时，所述称重部件包括：称重传感模块、信号调理模块、模数转换模块、控制模块、网络传输模块；
54.所述称重传感模块与所述信号调理模块连接，所述称重传感模块用于实时感知称重式无人售货机托盘上的商品重量，得到商品重量感知信号；
55.所述信号调理模块与所述模数转换模块连接，所述信号调理模块用于对所述商品重量感知信号进行信号放大处理和信号滤波处理，得到商品重量调理信号；
56.所述模数转换模块连接与所述控制模块，所述模数转换模块用于对所述商品重量调理信号进行模数转换，得到商品重量数字信号；
57.所述控制模块与所述网络传输模块连接，所述控制模块用于对所述商品重量数字信号进行处理，得到商品称重信号；
58.所述商品称重信号通过所述显示部件进行显示；所述商品称重信号通过所述网络传输模块上传至所述服务器。
59.在具体实施时，称重部件设置于无人售货机中的托盘下方，实时感知托盘上商品重量的变化。信号调理模块和模数转换模块接收来自称重传感模块的电信号，进行放大调制、模拟滤波、模数转换等处理后输出到控制模块，即soc嵌入式系统中。soc嵌入式系统将读取到的重量信息经过数字滤波和误差和温度补偿后，显示在显示部件上，并通过网络传输模块与天线传输到服务器端，使得服务器能够根据对应的商品重量变化进行总价计算等操作。本发明的控制模块接收经过信号调理电路和模数转换单元处理的商品重量信息，用数字滤波消除干扰后，将信息显示在显示屏上并通过网络传输单元上传至服务器。在需要更新商品信息时，soc嵌入式系统从服务器下载数据并更新显示器上的商品信息。嵌入式系统可以选用51系列的89c51单片机构成，也可以选用以arm芯片为核心的stm32模块等构成。本发明对此不做具体限制。
60.称重传感器用于将压力信号转化为模拟电信号，广泛使用的有电阻应变式压力传感器、压电式压力传感器、电容式压力传感器。电阻应变式压力传感器一般由电阻应变片组成的惠斯通电桥构成，其稳定性好，灵敏度较高，精度高。压电式压力传感器是基于压电效应的传感器，其稳定性好，精度和灵敏度较高，但大量程传感器尚待研究。电容式压力传感器是利用电容变化测量压力的传感器，其精度和灵敏度较高，但寿命较短，而且对环境要求
严苛。优选的，本发明的称重传感模块可以利用电阻应变式压力传感器实时感知称重式无人售货机托盘上的商品重量。需要注意的是，利用电阻应变式压力传感器实时感知称重式无人售货机托盘上的商品重量只是本实施例提供的一种优选的实施方式，本领域技术人员也可以根据实际需求自行选择不同种类的压力传感器。
61.信号调理模块用于将电阻应变式压力传感器的毫伏级电信号进行放大，在实际应用中，一般利用同相放大器、反相放大器或差动放大器对电信号进行放大，其中差动放大器只对差模信号放大，而抑制了共模信号，这个特性对于电阻应变式传感器的电桥输出信号十分有利。所以在具体实施时，本发明的信号调理模块利用差动放大器对商品重量信号进行信号放大处理。调理电路中带通滤波器用于抑制尖峰脉冲和各类干扰信号，常用的rc有源滤波器、lc滤波器、陶瓷滤波器以及机械滤波器。其中rc有源滤波器由rc元件和运放构成。其体积小，重量轻，品质因数高。因此，在具体实施时，本发明的信号调理模块利用rc有源滤波器对商品重量信号进行信号滤波处理。
62.模数转换器用于将模拟电信号转换为可稳定输出的数字信号，主要有积分型、逐次比较性、并行比较型/串并行比较型、电容阵列逐次比较型、压频变化型。在具体实施时，本发明采用cs5532芯片，该芯片支持24位的模数转换。
63.在实际部署应用时，其中的能量供应部件包括：无线供能控制模块、无线能量发射模块和无线能量接收模块；
64.所述无线供能控制模块与所述无线能量发射模块连接；所述无线供能控制模块用于控制无线能量发射模块的工作；
65.所述无线能量发射模块安装于称重式无人售货机内部背板上，所述无线能量发射模块用于发射电磁能量；
66.所述无线能量接收模块安装于所述称重部件上，所述无线能量接收模块用于接收所述无线能量发射模块发射的电磁能量。
67.无线装置一般有电磁感应式、磁共振式、无线电波式、电场耦合式等。本发明称重装置上的磁耦合谐振接收线圈与无人售货机上的磁耦合谐振发射线圈谐振耦合，以达到最高的能量传输效率。然后将耦合线圈上获得的交流电经过整流、滤波和稳压后转化为直流电供给称重装置使用。另外，考虑到一个售货机内会有多个称重装置，售货机上的无线发射装置与称重装置上的无线接收装置将采用一对多的方式。此外，无线能量接收模块和售货机上的无线发射，模块应尽可能的接近，用以提高能量的传输效率。在实际应用时，无线供能控制模块可以根据是否有用户接近称重式无人售货机来判断是否控制无线能量发射模块进行工作，即当有用户接近称重式无人售货机一定的阈值距离后控制无线能量发射模块进行工作，否则控制无线能量发射模块不进行工作，用以节省能量。
68.如图2所示，无线能量发射模块包括磁耦合谐振发射线圈和导磁条；所述磁耦合谐振发射线圈用于发射电磁能量；所述导磁条用于控制电磁能量的发射方向；
69.所述无线能量接收模块包括磁耦合谐振接收线圈、整流单元、滤波单元和稳压单元；
70.所述磁耦合谐振接收线圈与所述整流单元连接，所述磁耦合谐振接收线圈用于接收电磁能量，得到交流电；
71.所述整流单元与所述滤波单元连接，所述滤波单元与所述稳压单元连接，通过对
所述交流电依次进行整流处理、滤波处理和稳压处理，得到稳压直流电。
72.其中控制模块包括任务调度单元、初始化设置单元、称重信号处理单元、数据显示单元和数据网络收发单元；
73.所述初始化设置单元、称重信号处理单元、数据显示单元和数据网络收发单元分别与所述任务调度单元连接；所述任务调度单元用于调度所述初始化设置单元、称重信号处理单元、数据显示单元和数据网络收发单元；
74.所述初始化设置单元用于进行初始化设置；所述称重信号处理单元用于对模数转换模块传来的数字信号进行处理，得到商品重量信息；所述数据显示单元用于控制所述显示部件进行数据显示；所述数据网络收发单元用于发射数据信息至所述网络传输模块和接收网络传输模块发送的数据信息。
75.本发明软件的主程序主要负责任务调度，即任务调度单元调度其他的各模块有序运行。主程序开始运行时，先进行初始化设置，包括时钟、gpio口、模数转换器等模块的初始化。模数转换器将称重传感器输出的模拟电压信号转换为数值形式。然后任务调度单元调度称重信号处理单元进行数据计算，得称重结果，最后调用数据显示单元进行结果展示和数据网络收发单元上传重量数据。
76.在实际应用中，通信部件包括无线路由器和集线器。在某些具体场景下，也可采用zigbee或蓝牙等无线通讯方式。
77.在利用无人售货机购物时，用户先扫描二维码或进行生物特征采集以提供身份信息。服务器验证通过后，打开售货机柜门，并通过网络通知称重装置开始称重。然后待用户一次拿取商品完毕并关闭柜门后，每个称重单元检测到对应商品重量变化，并将重量变化数据通过网络传输单元发送至无人售货机上的无线路由，然后通过互联网上传至服务器。服务器识别用户取走的商品种类和重量，然后自动计算价格并根据用户身份信息从对应账户扣款。给无人售货机补充更换商品时，服务器通过互联网和无线路由发送数据到每个称重单元。每个称重单元的控制单元获取数据后，将其交由显示部件以更新显示的商品种类与价格信息。由于每个无人售货机里有多个称重装置，所以为了实现称重装置与服务器的多对一通信，通信部件所发出的每一条信息都有唯一的标识用以识别数据的来源和去向。对于服务器向称重装置发送的信息，为了节省系统资源，称重装置采用外部触发的方式接收信息。当称重装置终端收到消息后，程序进入中断服务程序并进行相应的响应。
78.在具体实施时，本发明利用称重部件中的控制模块来实现商品称重信号的高精度计算，本领域技术人员为了提高计算速度，也可以使用服务器进行商品称重信号的高精度计算。如图3所示，具体的商品称重信号的获取方法包括：
79.s1：实时感知称重式无人售货机托盘上的商品重量，得到商品重量感知信号。
80.s2：对所述商品重量感知信号进行预处理，得到商品重量数字信号。
81.预处理包括信号放大，信号滤波以及模数转换，其中商品重量感知信号是电信号，对商品重量感知信号进行信号放大，信号滤波以及模数转换处理可得商品重量数字信号。此外，还包括对商品重量数字信号进行数字滤波，数字滤波可对各种干扰信号进行滤波，常用的几种适合称重系统使用的技术有：限幅滤波、限速滤波、中值滤波、算术平均滤波、去极值平均滤波和滑动平均滤波。优选的，本发明可使用滑动平均滤波。需要注意的，使用滑动平均滤波只是本实施例提供的一种优选的实施方式，本领域技术人员可根据实际需求对其
进行修改。
82.s3：对所述商品重量数字信号进行希尔伯特变换处理，得到信号包络。
83.用户在购物拿取商品过程中可能会对商品重量进行多次增减，不可避免的造成称重装置的振动，而且是一个具有连续非周期激励的受迫振动。所以，称重传感器的数据波形仅在用户最后一次拿取后才可用于计算，所以需要找出信号包络的最后一个极大值点，以识别出用户最后一次拿取带来的脉冲波形，并取最后一个极大值点之后一直到波形基本稳定为止的波形数据用于后续的计算。
84.在具体实施时，商品重量数字信号表示为实值函数x(t)，其希尔伯特变换记作
[0085][0086]
其中，t表示时间，x(t)表示商品重量数字信号的实值函数，表示商品重量数字信号的希尔伯特变换。
[0087]
根据商品重量数字信号的实值函数x(t)和商品重量数字信号的希尔伯特变换可得到解析信号：
[0088][0089]
其中，ai(t)为幅值函数，(t)为幅值函数，为相位函数，为相位函数，其中幅值函数ai(t)就是需要求解的信号包络。
[0090]
s4：获取所述信号包络中最后一个极大值点处到信号平稳处的波形数据。
[0091]
求所述信号包络的最后一个极值的目的在于避免信号上局部波动的影响。在具体实施时，设置一个基于经验的极值窗口δ。当信号上的某个值大于或小于该窗口内所有值时，即认为该值是一个极值。那么只需要从信号包络末端向前比较，找到的第一个极值x(tn)即可作为包络的最后一个极值，tn为最后一个极值所在位置。
[0092]
在获取信号包络的最后一个极值所在位置后提取目标信号序列。为了避免用户拿取商品时带来的冲击的影响，本发明提取从包络最后一个极值处tn到信号基本稳定时的部分作为目标信号序列y(t)。信号基本稳定在用户关闭无人售货机的柜门后的一定时间t处，t是一个基于经验的常数。所获取的目标信号序列y(t)即为所述信号包络中最后一个极大值点处到信号平稳处的波形数据。
[0093]
s5：对所述波行数据进行经验模态分解，提取分解结果中代表静态载荷的残余信号。
[0094]
经验模态分解(empirical mode decomposition，emd)是一种基于信号局部特征的分解方法，能将一个复杂的信号分解为一系列固有模态函数(imf)和一个残余量。其中固有模态函数(imf)反映了信号的动态特性，残余量反映信号的趋势或均值。固有模态函数(imf)需要满足两个条件：极值点的个数与过零点的个数相同或至多相差一个；在任意点处，由所有局部极大值点确定的上包络线和所有局部极小值点所确定的下包络线的均值为
零。固有模态函数(imf)需要满足的条件也是经验模态分解(emd)分解的终止条件。在此条件的基础上，可采用经验模态分解(emd)方法通过下列步骤对波形数据y(t)进行分解：
[0095]
s51：获取波形数据y(t)的平均值m(t)，具体获取方法如下：
[0096]
找出波形数据y(t)中所有的极大值点并用三次样条插值求出上包络线y
max
(t)；再找出波形数据y(t)所有的极小值点并用三次样条插值求出下包络线y
min
(t)。然后求出所述上包络线y
max
(t)和下包络线y
min
(t)的平均值m(t)：
[0097][0098]
其中，m(t)为波形数据y(t)的平均值，y
max
(t)为波形数据y(t)的上包络线，y
min
(t)为波形数据y(t)的下包络线。
[0099]
s52：根据波形数据y(t)与所述平均值m(t)得到中间函数h(t)，具体获取方法如下：
[0100]
h(t)＝y(t)-m(t)
[0101]
其中，h(t)为中间函数，y(t)为波形数据，m(t)为平均值。
[0102]
s53：判断中间函数h(t)是否为固有模态函数(imf)函数，若不满足固有模态函数(imf)的条件，则将h(t)看作新的y(t)，重复步骤s51和s52，直到h(t)满足固有模态函数(imf)的条件。在间函数h(t)满足固有模态函数(imf)的条件时，将其记为固有模态函数(imf)分量c(t)：
[0103]
c(t)＝h(t)
[0104]
其中，h(t)为中间函数，c(t)为固有模态函数(imf)分量。
[0105]
s54：根据固有模态函数(imf)分量c(t)对波形数据y(t)进行分解，具体分解方法如下：
[0106]
r(t)＝y(t)-c(t)
[0107]
其中，r(t)为分解函数，y(t)为波形数据，c(t)为固有模态函数(imf)分量。
[0108]
s55：将分解函数r(t)记为波形数据y(t)，重复上述步骤s51～s54，直至所述分解函数r(t)小于预设阈值时停止。
[0109]
在具体实施时，还可以根据判断所述分解函数r(t)是否为单调函数来判断是否停止步骤s51～s54的重复，即所述分解函数r(t)为单调函数时停止步骤s51～s54的重复。
[0110]
原始的数据序列可由计算出的imf分量和最后的残余量表示：
[0111][0112]
对于本发明来说，emd分解出的最后的残余信号r(te)可以代表商品的静态载荷，因此此残余量均值可以用来代表商品的重量。
[0113]
s6：计算所述残余信号的均值，根据所述残余信号的均值与拟合曲线得到商品称重信号；所述拟合曲线由所述残余信号的均值与称重传感器标定数据做总体最小二乘处理得到。
[0114]
将残余量均值输入到利用总体最小二乘拟合得到的曲线中，即可获得商品
重量m。利用总体最小二乘法计算拟合曲线的方法如下：
[0115]
以多次实验得到的残余量均值为数据矩阵a，并以对应的商品真实重量为数据向量b，目标是求解参数矩阵x。总体最小二乘的基本思想是：不仅数据向量b中有干扰e，而且数据矩阵a中也有干扰e。总体最小二乘法目的是校正这两者的干扰。换句话说，总体最小二乘考虑的是矩阵方程：
[0116]
(a+e)x＝b+e
[0117]
的求解。显然，上式也可以改写作：
[0118][0119]
或等价为：
[0120]
(b+d)z＝0
[0121]
式中，增广矩阵b＝[-b,a]和扰动矩阵d＝[-e,e]均为m
×
(n+1)维矩阵，而为(n+1)
×
1向量。
[0122]
令m
×
(n+1)增广矩阵b的奇异值分解为
[0123]
b＝uσvh[0124]
并且奇异值按照顺序σ1≥σ2≥
…
≥σ
n+1
排列，与这些奇异值对应的右奇异向量记为v1,v2,
…
,v
n+1
。
[0125]
在超定方程的总体最小二乘解中，有两种可能的情况。
[0126]
第一张情况为σn明显大于σ
n+1
，即最小的奇异值只有一个。
[0127]
经过分析计算，原矩阵方程ax＝b的最小二乘解由下式给出：
[0128][0129]
其中，v(i,n+1)是右奇异向量v的第n+1列的第i个元素。
[0130]
第二种情况，最小奇异值多重。
[0131]
可以找出在某种意义下唯一的总体最小二乘解。可能的唯一解有两种：
[0132]
一种为最小范数解，解向量由n个参数组成。
[0133]
决定增广矩阵b的奇异值分解的主奇异值个数为p，即利用σ
p
》σ
n+1
+∈≥σ
p+1
≥
…
≥σ
n+1
确定p，其中，∈是正数。
[0134]
令v1＝[v
p+k
,v
p+2
,
…
,v
n+1
]是右奇异向量v的列分块形式，对v1作如下分块：
[0135][0136]
那么tls解最终记作：
[0137][0138]
另一种为最优最小二乘近似解，解向量仅包含p个参数。
[0139]
获得酉矩阵v的第k列向量的一个加窗段
[0140][0141]
式中，v(i,k)是酉矩阵v的第i行第k列上的元素，v(i+1,k)是酉矩阵v的第i+1行第k列上的元素，v(i+p,k)是酉矩阵v的第i+p行第k列上的元素，t表示转置。
[0142]
计算增广矩阵b的有效秩p，然后求：
[0143][0144]
求s
(p)
的逆矩阵s-(p)
，那么欲求的tls解x
(p)
＝[x
tls
(1),x
tls
(2),
…
x
tls
(p)]
t
为：
[0145]
x
tls
(i)＝s-(p)
(i+1,1)/s-(p)
(1,1),i＝1,2,
…
,p
[0146]
在上述两种情况的x
tls
计算完毕之后，总体最小二乘的拟合曲线即为ax
tls
。其中，a为常数。将之前获得的残余量均值输入该曲线中即可获得商品重量m。
[0147]
用本次称重之前的商品重量m0减去得到的商品重量m，得到用户取走的商品重量。
[0148]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0149]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。