本發明主要涉及稱重信號處理，具體地涉及一種稱重信號處理方法、系統及計算機可讀介質。

背景技術：

1、在產品重量復核過程中，通常使用稱重模塊來對產品進行重量稱量，稱重模塊中包括可以輸出模擬信號的模擬傳感器模塊，稱重模塊需要搭配變送器等設備進行后續的信號處理。產品的生產線上包括包裝機械和稱重模塊等，各個機械組件同時工作會引起較大震動，從而可能影響稱重數據，稱重信號中會包括部分噪聲。

2、在處理稱重信號的過程中，通常直接使用深度較深的濾波器來濾波處理重量信號中的部分噪聲從而獲得過濾后的重量信號，后續對過濾后的重量信號進行轉換后可以獲得產品重量值。產品的生產廠家可以將獲得的產品重量值與產品的目標重量值進行差值判斷，從而相應選擇是否需要對產品進行補料操作。

3、在產品重量復核過程中，需要較高的工作節拍，例如當包裝產線的速度運行至60pcs/min(60件產品每分鐘)時，用于稱量的時間可能只有400ms(毫秒)左右。深度較深的濾波器所包括的階數較多，濾波器的響應時間較長。在稱重速度較快的場景下，考慮到機械裝置和震動等干擾，目前直接使用深度較深的濾波器進行濾波的方法會降低稱重精度、增加濾波時長、需要較多的稱重時間、降低了稱重過程的整體速度，從而影響后續信號處理的時間和產品重量值輸出的時間，一般只能滿足包裝產線的運行速度為30pcs/min(30件產品每分鐘)，無法適配較高的工作節拍，因此存在稱重效率較低的問題，無法滿足短時間產品重量復核的需求。

技術實現思路

1、本申請所要解決的技術問題是提供一種稱重信號處理方法、系統及計算機可讀介質，可以提高稱重效率和稱重精度，能夠滿足短時間產品重量復核的需求。

2、本申請為解決上述技術問題而采用的技術方案是一種稱重信號處理方法，包括：獲得稱重時長內的初始重量信號；根據第一濾波器對初始重量信號進行第一濾波處理，獲得第一濾波重量信號；根據預設篩選規則從第一濾波重量信號中篩選得到有效上秤信號；根據預設濾除規則濾除有效上秤信號中的超差信號，獲得有效截取上秤信號；根據第二濾波器對有效截取上秤信號進行第二濾波處理，獲得第二濾波重量信號；以及根據預設重量計算模型和第二濾波重量信號進行擬合計算，獲得模型參數，根據模型參數和第二濾波重量信號計算重量統計值。

3、在本申請的一實施例中，第一濾波處理包括對工頻進行濾波處理。

4、在本申請的一實施例中，根據預設篩選規則從第一濾波重量信號中篩選得到有效上秤信號的步驟包括：判斷第一濾波重量信號是否大于等于零點迭加目標重量對應的信號閾值；若判斷為是，則篩選出大于等于預設時長所對應的第一濾波重量信號，將篩選出的第一濾波重量信號作為有效上秤信號。

5、在本申請的一實施例中，根據預設濾除規則濾除有效上秤信號中的超差信號的步驟包括：從有效上秤信號中選取中間段的有效上秤信號；計算中間段的有效上秤信號的平均值m和方差σ；根據平均值m和方差σ，濾除有效上秤信號中大于等于m+pσ和小于等于m-pσ的超差信號，將剩余的有效上秤信號作為有效截取上秤信號，其中p表示調整系數，p為常數。

6、在本申請的一實施例中，從有效上秤信號中選取中間段的有效上秤信號的步驟包括：將有效上秤信號順序分為三個數組段，截取第二個數組段的有效上秤信號作為中間段的有效上秤信號。

7、在本申請的一實施例中，根據第二濾波器對有效截取上秤信號進行第二濾波處理的步驟包括：根據稱重對象和稱重秤的運轉速度配置第二濾波器的截止頻率和階數；根據截止頻率和階數對有效截取上秤信號進行第二濾波處理。

8、在本申請的一實施例中，預設重量計算模型用下面的公式表示：

9、g(t)＝a1+a2*sin(a3*t+a4)

10、其中，g(t)表示t時刻預估的產品重量值，a1表示產品包裝袋的重量值，a2表示三角函數的振幅，a3表示三角函數的頻率，a4表示三角函數的相位，t表示當前信號對應的時刻。

11、在本申請的一實施例中，根據預設重量計算模型和第二濾波重量信號進行擬合計算，獲得模型參數，根據模型參數和第二濾波重量信號計算重量統計值的步驟包括：根據最小二乘解方法對預設重量計算模型和第二濾波重量信號進行擬合計算，并解算得到模型參數a1、a2、a3和a4；使用下面的公式計算重量統計值ok：

12、ok＝f(wj+k)-a2*sin(a3*tk+a4)

13、其中，ok表示第k個重量統計值，f(wj+k)表示第二濾波重量信號，k＝1，…，n3，n3表示第二濾波重量信號的數量，j表示第二濾波重量信號的起始編號值。

14、在本申請的一實施例中，在獲得重量統計值的步驟之后，還包括：根據加權方法和重量統計值ok使用下面的公式計算產品重量真值output：

15、

16、其中，αk表示第k個重量統計值的加權系數，αk的取值根據平均加權方法或者三角波加權方法獲得。

17、在本申請的一實施例中，第一濾波器包括滑動平均濾波器。

18、本申請為解決上述技術問題還提出一種稱重信號處理系統，包括：存儲器，用于存儲可由處理器執行的指令；處理器，用于執行指令以實現如上的稱重信號處理方法。

19、本申請為解決上述技術問題還提出一種存儲有計算機程序代碼的計算機可讀介質，計算機程序代碼在由處理器執行時實現如上的稱重信號處理方法。

20、本申請的技術方案根據第一濾波器對初始重量信號進行第一濾波處理，可以濾除明顯的雜波信號；根據預設篩選規則對第一濾波重量信號進行模式識別處理，可以從第一濾波重量信號中篩選得到有效上秤信號，從而確認稱重產品已上秤；根據預設濾除規則濾除有效上秤信號中的超差信號，可以從時域上判斷并濾除部分強干擾信號；根據第二濾波器對有效截取上秤信號進行第二濾波處理，可以過濾掉噪聲信號，盡可能減少稱重機械震動而帶來的噪聲干擾；根據預設重量計算模型和第二濾波重量信號進行擬合處理并相應計算重量統計值，可以獲得質量較高的產品重量信息。本申請的技術方案可以縮短整個信號處理的時間，從而讓產品重量復核過程滿足較高的工作節拍，可以提高稱重秤和其他包裝機械運行速度的兼容性，提高了稱重過程的響應速度、稱重精度和稱重效率，能夠滿足短時間產品重量復核的需求。

技術特征：

1.一種稱重信號處理方法，其特征在于，包括：

2.如權利要求1所述的稱重信號處理方法，其特征在于，所述第一濾波處理包括對工頻進行濾波處理。

3.如權利要求1所述的稱重信號處理方法，其特征在于，根據預設篩選規則從所述第一濾波重量信號中篩選得到有效上秤信號的步驟包括：

4.如權利要求1所述的稱重信號處理方法，其特征在于，根據預設濾除規則濾除所述有效上秤信號中的超差信號的步驟包括：

5.如權利要求4所述的稱重信號處理方法，其特征在于，從所述有效上秤信號中選取中間段的有效上秤信號的步驟包括：將所述有效上秤信號順序分為三個數組段，截取第二個數組段的有效上秤信號作為所述中間段的有效上秤信號。

6.如權利要求1所述的稱重信號處理方法，其特征在于，根據第二濾波器對所述有效截取上秤信號進行第二濾波處理的步驟包括：

7.如權利要求1所述的稱重信號處理方法，其特征在于，所述預設重量計算模型用下面的公式表示：

8.如權利要求7所述的稱重信號處理方法，其特征在于，根據預設重量計算模型和所述第二濾波重量信號進行擬合計算，獲得模型參數，根據所述模型參數和所述第二濾波重量信號計算重量統計值的步驟包括：

9.如權利要求8所述的稱重信號處理方法，其特征在于，在所述獲得重量統計值的步驟之后，還包括：根據加權方法和所述重量統計值ok使用下面的公式計算產品重量真值output：

10.如權利要求1所述的稱重信號處理方法，其特征在于，所述第一濾波器包括滑動平均濾波器。

11.一種稱重信號處理系統，其特征在于，包括：

12.一種存儲有計算機程序代碼的計算機可讀介質，其特征在于，所述計算機程序代碼在由處理器執行時實現如權利要求1-10任一項所述的稱重信號處理方法。

技術總結
本發明涉及一種稱重信號處理方法、系統及計算機可讀介質，該方法包括：獲得稱重時長內的初始重量信號；根據第一濾波器對初始重量信號進行第一濾波處理，獲得第一濾波重量信號；根據預設篩選規則從第一濾波重量信號中篩選得到有效上秤信號；根據預設濾除規則濾除有效上秤信號中的超差信號，獲得有效截取上秤信號；根據第二濾波器對有效截取上秤信號進行第二濾波處理，獲得第二濾波重量信號；以及根據預設重量計算模型和第二濾波重量信號進行擬合計算，獲得模型參數，根據模型參數和第二濾波重量信號計算重量統計值。本發明可以提高稱重效率和稱重精度，能夠滿足短時間產品重量復核的需求。

技術研發人員：丁虎,陳康,謝國俊,張穎,史國裕
受保護的技術使用者：梅特勒-托利多(常州)精密儀器有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28