一种托盘置物检测装置及自主作业终端的制作方法

1.本实用新型涉及智能机器人技术领域，尤其涉及一种托盘置物检测装置及自主作业终端。


背景技术：

2.随着智能机器人的发展，在智能家居、智能配餐等场景下，智能机器人的应用越来越广。现有的用于配餐的智能机器人很难实现准确的检测托盘是否放置餐品。
3.现有的智能配餐机器人在配餐时，存在误识别的问题成为业内亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种托盘置物检测装置及自主作业终端，以解决智能配餐机器人在配餐时，存在误识别的问题。
5.根据本实用新型的一方面，提供了一种托盘置物检测装置，包括：
6.传感器，传感器用于采集置物空间的数据信息；
7.计算单元，所述计算单元与传感器连接，计算单元用于根据数据信息，确定托盘上的盛餐状态；
8.其中，置物空间形成的区域在托盘上的正投影覆盖预设面积比例的托盘。
9.可选的，传感器包括至少一个雷达；
10.托盘具有承载面和与承载面相对的第一底面，承载面用于盛放物品；
11.雷达设置于托盘的承载面且远离第一底面的一侧；
12.雷达用于采集雷达点云数据。
13.可选的，雷达包括第一雷达和第二雷达；第一雷达用于采集第一雷达点云数据，第二雷达用于采集第二雷达点云数据；
14.托盘划分为相邻设置的第一区域和第二区域；第一雷达设置于第一区域，第二雷达设置于第二区域；
15.计算单元，还用于根据第一雷达采集的第一雷达点云数据，计算托盘的第一区域的置物空间的盛餐状态；根据第二雷达采集的第二雷达点云数据，计算托盘的第二区域的置物空间的盛餐状态；其中，盛餐状态包括托盘上放置有物品的状态和托盘上物品被取出的状态。
16.可选的，托盘包括相对设置的第一长边缘和第二长边缘；
17.第一雷达和第二雷达设置于托盘的第一长边缘的中间位置；且第一雷达和第二雷达的视场范围至少部分覆盖第二长边缘。
18.可选的，第一长边缘包括位于第一区域的第一边和位于第二区域的第二边；第一边的第二端与第二边的第一端连接；
19.第一雷达设置于第一边的第二端，第二雷达设置于第二边的第一端。
20.可选的，第一雷达的视场角与第二雷达的视场角至少部分交叠；
21.第一雷达和第二雷达组成的总视场角大于或等于140
°
。
22.可选的，第一雷达的视场角的第一法线与第二雷达的视场角的第二法线的夹角范围为大于或等于60
°
，且小于或等于120
°
。
23.可选的，托盘还包括固定沿，固定沿设置于托盘的承载面远离第一底面的一侧，固定沿用于固定托盘；
24.传感器设置于托盘的邻近固定沿的一侧；
25.传感器距离承载面的高度大于或等于固定沿的高度。
26.可选的，托盘置物检测装置，还包括：支架和传感器罩；
27.传感器设置于传感器罩内，传感器罩与支架连接；支架用于固定传感器。
28.根据本实用新型的另一方面，提供了的自主作业终端，包括：第一方面提出的托盘置物检测装置，以及中柱结构和托盘；
29.托盘与中柱结构连接，托盘置物检测装置设置于中柱邻近托盘的一侧。
30.本实用新型实施例的技术方案通过传感器采集置物空间的数据信息，并通过计算单元根据数据信息，确定托盘上的盛餐状态，实现对托盘的盛餐状态进行准确检测，提高了智能配餐机器人在配餐时，识别托盘盛餐状态的准确度，改善了智能配餐机器人的配餐效率。
31.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。
33.图1是本实用新型实施例提供的一种托盘置物检测装置的结构示意图；
34.图2是本实用新型实施例提供的一种自主作业设备的结构示意图；
35.图3是本实用新型实施例提供的又一种托盘置物检测装置的结构示意图；
36.图4是本实用新型实施例提供的又一种托盘置物检测装置的结构示意图；
37.图5是本实用新型实施例提供的又一种托盘置物检测装置的结构示意图；
38.图6是本实用新型实施例提供的又一种托盘置物检测装置的结构示意图；
39.图7是本实用新型实施例提供的又一种托盘置物检测装置的结构示意图；
40.图8是本实用新型实施例提供的又一种托盘置物检测装置的结构示意图。
具体实施方式
41.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应
当属于本实用新型保护的范围。
42.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
43.图1是本实用新型实施例提供的一种托盘置物检测装置的结构示意图。图2是本实用新型实施例提供的一种自主作业设备的结构示意图。结合图1和图2，本实用新型实施例提供的托盘置物检测装置包括传感器1，传感器1用于采集置物空间的数据信息；计算单元2，计算单元2与传感器连接，计算单元2用于根据数据信息，确定托盘3上的盛餐状态；其中，置物空间形成的区域在托盘3上的正投影覆盖预设面积比例的托盘。
44.具体的，本实用新型实施例提供的托盘置物检测装置100可以应用于自主作业设备300。托盘3为其表面或上空可以放置物品的装置。托盘3的置物空间形成的区域在托盘3上的正投影覆盖预设面积比例的托盘3，预设面积比例的具体参数值可以根据需要设置，例如预设面积比例可以包括80％、90％或者95％等，在此不作限制。传感器1可以采集置物空间的数据信息，传感器1例如可以包括雷达、红外传感器、重力传感器以及压力传感器等中的一种或多种。计算单元2例如可以为处理器、单片机、fpga(field programmable gate array，现场可编程门阵列)或dsp(digital signal processing，数字信号处理)等，能实现与传感器1进行数据信息交互，并能根据数据信息确定托盘3上的盛餐状态即可。
45.计算单元2根据数据信息，确定托盘3上的盛餐状态。托盘3上的盛餐状态可以包括托盘3上盛放有物品、托盘3上盛放的物品被取出、托盘3上盛放的物品的位置和/或托盘3上盛放物品的体积等。计算单元2根据接收到的置物空间内的数据信息，确定托盘3上盛放有物品、托盘3上盛放的物品被取出、托盘3上盛放的物品的位置或者托盘3上盛放物品的体积等，实现对托盘置物空间内的物品是否被取出进行准确检测，提高了智能配餐机器人等自主作业设备识别托盘3上盛餐状态的准确度，可以改善智能配餐机器人等自主作业设备的配餐等作业效率。
46.本实用新型实施例提供的托盘置物检测装置通过传感器采集置物空间的数据信息，并通过计算单元根据数据信息，确定托盘上的盛餐状态，实现对托盘的盛餐状态进行准确检测，提高了智能配餐机器人等自主作业设备，识别托盘盛餐状态的准确度，改善了智能配餐机器人的配餐等作业效率。
47.可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图2，本实用新型实施例提供的托盘置物检测装置100的传感器1包括至少一个雷达11；托盘3具有承载面31和与承载面31相对的第一底面32，承载面31用于盛放物品；雷达11设置于托盘3的承载面31且远离第一底面32的一侧；雷达11用于采集雷达点云数据。
48.具体的，雷达11可以采集置物空间内的雷达点云数据。雷达11包括发射天线和和接收天线。雷达11的发射天线发出电磁波信号，并在电磁波信号触碰到物体时反射回波，雷达11的接收天线接收到反射回波并以此提取和处理该物体的相关信息。通过雷达11可以确
定置物空间内是否有目标物体、置物空间内的目标物体的具体位置、距离和运动速度，也可以测量置物空间内的物体的高度、长度等。
49.由于雷达11的视场角的限制，可以根据置物空间的角度需要，设置一个或多个雷达11，以满足对托盘3的置物空间内的盛餐状态信息的检测。托盘3的承载面31用于盛放物品，雷达11设置于托盘3的承载面31且远离第一底面32的一侧，便于雷达11检测托盘3的承载面31上是否盛放物品，提高传感器1对托盘3的盛餐状态进行检测的准确度，进一步提高托盘置物检测装置对托盘3的盛餐状态进行检测的准确度。
50.可选的，图3是本实用新型实施例提供的又一种托盘置物检测装置的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图3，本实用新型实施例提供的托盘置物检测装置100的雷达11包括第一雷达111和第二雷达112；第一雷达111用于采集第一雷达点云数据，第二雷达112用于采集第二雷达点云数据；托盘3划分为相邻设置的第一区域31和第二区域32；第一雷达111设置于第一区域31，第二雷达112设置于第二区域32；计算单元2，还用于根据第一雷达111采集的第一雷达点云数据，计算托盘3的第一区域31的置物空间的盛餐状态；根据第二雷达112采集的第二雷达点云数据，计算托盘3的第二区域32的置物空间的盛餐状态；其中，盛餐状态包括托盘3上放置有物品的状态和托盘3上物品被取出的状态。
51.具体的，这样设置使得第一区域31通过第一雷达111检测，第二区域32通过第二雷达112检测，计算单元2可以根据第一雷达111和第二雷达112检测到的数据信息，较好的对第一区域31的盛餐状态和第二区域32的盛餐状态进行检测，较好的减小对托盘3的置物空间检测的盲区，进一步实现对托盘3的第一区域31和第二区域32的盛餐状态进行准确检测，提高了智能配餐机器人在配餐时，识别托盘3的第一区域31和第二区域32的盛餐状态的准确度，进一步改善智能配餐机器人的配餐效率。
52.可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图3，本实用新型实施例提供的托盘置物检测装置的托盘3包括相对设置的第一长边缘33和第二长边缘34；第一雷达111和第二雷达112设置于托盘3的第一长边缘33的中间位置；且第一雷达111和第二雷达112的视场范围至少部分覆盖第二长边缘34。
53.具体的，托盘3的形状可以为矩形或椭圆形或其他形状。第一雷达111和第二雷达112设置于托盘3的第一长边缘33的中间位置，可以设置第一雷达111朝向托盘3的第一区域31，第二雷达112朝向托盘3的第二区域32，使得沿托盘3的长度方向，设置两个雷达11，以增加雷达11的检测范围。沿托盘3的宽度方向，第一雷达111和第二雷达112的视场范围至少部分覆盖第二长边缘34，从而进一步减小托盘3检测的盲区，进一步提高雷达11对托盘3的置物空间的检测精度。
54.需要说明的是，图3仅示例性的示出托盘3为矩形的情况，在此不作任何限定。
55.可选的，图4是本实用新型实施例提供的又一种托盘置物检测装置的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图4，第一长边缘33包括位于第一区域31的第一边331和位于第二区域32的第二边332；第一边331的第二端与第二边332的第一端连接；第一雷达111设置于第一边331的第二端，第二雷达112设置于第二边332的第一端。
56.具体的，这样设置便于将第一雷达111的走线与第二雷达112的走线进行统一布线，节省走线材料，便于安装，有利于提高托盘3置物检测装置的使用寿命。
57.可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图4，第一雷达111的视场角θ1与第二雷
达112的视场角θ2至少部分交叠；第一雷达111和第二雷达112组成的总视场角大于或等于140
°
。
58.具体的，这样设置便于减小第一雷达111的视场和第二雷达112的视场形成的交叉区域的盲区的面积，第一雷达111和第二雷达112组成的总视场角大于或等于140
°
，可以保证放置在托盘3的置物空间内的物品尽可能被检测到，从而进一步改善托盘3置物空间检测装置的检测精度。
59.可选的，图5是本实用新型实施例提供的又一种托盘置物检测装置的结构示意图。在上述实施例的基础上，参见图5，第一雷达111的视场角的第一法线l1与第二雷达112的视场角的第二法线l2的夹角β范围为大于或等于60
°
，且小于或等于120
°
。
60.具体的，雷达11的视场由法线平分，设置第一法线l1与第二法线l2的夹角β范围为大于或等于60
°
，且小于或等于120
°
，这样设置使得第一雷达111和第二雷达112的视场尽可能大，进一步改善托盘3置物空间检测装置的精度。
61.可选的，图6是本实用新型实施例提供的又一种托盘置物检测装置的结构示意图。在上述实施例的基础上，结合图2和图6，本实用新型实施例提供的托盘置物检测装置的托盘3还可以包括固定沿4，固定沿4设置于托盘3的承载面31远离第一底面32的一侧，固定沿4用于固定托盘3；传感器1设置于托盘3的邻近固定沿4的一侧；传感器1距离承载面31的高度h1大于或等于固定沿4的高度h2。
62.具体的，固定沿4可以与托盘3的承载面31一体成型，固定沿4用于固定托盘3，例如，可以通过固定沿4将托盘3固定在自主作业设备上。传感器1设置于托盘3的邻近固定沿4的一侧，例如可以将传感器1固定于固定沿4所在的自主作业设备的位置，便于将传感器1与固定沿4固定于自主作业设备的同侧。传感器1距离承载面31的高度h1大于或等于固定沿4的高度h2，可以使得传感器1的视场可以覆盖预设面积比例的托盘3，避免固定沿4遮挡传感器1的视场，进一步保证传感器1的检测准确度。
63.可选的，图7是本实用新型实施例提供的又一种托盘置物检测装置的结构示意图。图8是本实用新型实施例提供的又一种托盘置物检测装置的结构示意图。在上述实施例的基础上，结合图7和图8，本实用新型实施例提供的托盘置物检测装置的还包括支架5和传感器罩6；传感器1设置于传感器罩6内，传感器罩6与支架5连接；支架5用于固定传感器1。
64.具体的，传感器罩6可以保护传感器1，传感器罩6与支架5连接方便安装传感器1，便于将传感器1通过支架5固定于自主作业设备上。
65.本实用新型实施例提供一种自主作业终端。在上述实施例的基础上，继续参见图2，本实用新型实施例提供的自主作业终端300包括上述任意实施例提出的托盘置物检测装置100，以及中柱结构200和托盘3；托盘3与中柱结构200连接，托盘置物检测装置100设置于中柱邻近托盘3的一侧。
66.具体的，托盘3可以为矩形，托盘3与中柱结构200连接，例如托盘3的固定沿4与中柱结构200连接，托盘置物检测装置100设置于中柱邻近托盘3的一侧，使得托盘置物检测装置100可以较好地检测托盘3的盛餐状态，提高了自主作业设备的对托盘3上盛放有物品或物品被取出的状态的检测精度。本实用新型实施例提供的自主作业终端可以包括智能配餐机器人、智能配货机器人等。
67.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例
如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
68.上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。