多维测量物位雷达和方法技术

本发明专利技术涉及一种包括处理器、可编程逻辑门、一个或多个雷达芯片和电源的多维测量物位雷达。雷达。雷达。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多维测量物位雷达和方法


[0001]本专利技术涉及物位测量和填充材料表面拓扑测量。特别地，本专利技术涉及通过物位雷达检测物位或填料表面拓扑的方法、多维测量物位雷达、程序元件和计算机可读介质。

技术介绍

[0002]多维(即，二维或三维)测量雷达系统用于确定松散材料的物位或表面拓扑。这种测量装置也可用于工业环境或工厂自动化中的过程自动化领域。这里提到了用于测量松散材料堆的三维测量雷达系统(拓扑感测雷达系统)，也提到了多维测量微波屏障，这是示例性的而非全部。
[0003]在拓扑感测雷达系统作为过程自动化领域的传感器的示例的情况下，这种系统尤其需要从4
…
20mA接口获得其完全的能量供应，以便实现快速的市场渗透。然而，就目前已知的装置，只能通过使用相应大的储能器并且插入大量的停用传感器电子器件的时间段以再生储能器来实现相应设计的传感器的所需电功率方面的限制。
[0004]在多维测量微波屏障(Mikrowellenschranke)作为工厂自动化传感器的示例的情况下，当它能够从IO
‑
Link接口获得其操作所需的所有能量时，总是具有巨大的竞争优势，在监测区域内检测到物体时，还可以通过该接口向外部提供开关信号。

技术实现思路

[0005]在此背景下，本专利技术的目的是降低物位测量期间的能量消耗。
[0006]该目的通过独立权利要求的特征解决。本专利技术的其它实施例由从属权利要求和以下实施例的描述给出。
[0007]本专利技术的第一方面涉及一种通过例如用于工业环境中的过程自动化的物位雷达检测物位和/或填充材料或松散材料的表面拓扑的方法。
[0008]在这种情况下，首先启动物位雷达的处理器，随后必要时在物位雷达的内部储能器中收集能量。一旦在启动处理器之后在物位雷达的储能器中收集到足够的能量，就会执行测量周期。在测量周期开始时启动可编程逻辑门。特征“可编程逻辑门”应作广义解释。例如，它是现场可编程门阵列FPGA。
[0009]然后，启动物位雷达的雷达芯片以执行雷达测量序列。通常，物位雷达具有多个雷达芯片。然而，也可以仅提供单个雷达芯片。在测量周期结束时，关闭雷达芯片，例如进入休眠模式或完全断开与电源的连接。
[0010]此后，如果有足够的能量，则通过可编程逻辑门和/或处理器计算填充材料表面拓扑、物位或填充材料体积。否则，现在再次收集能量，直到储能器充分充电。在计算完成之后，关闭可编程逻辑门或使其进入休眠模式。然后，关闭处理器或使其进入休眠模式，以便能尽快对储能器充电。
[0011]根据一实施例，在通过可编程逻辑门计算拓扑或物位之前，如果还没有收集到足够的能量来计算物位的拓扑，则关闭可编程逻辑门。如果能量不足，这种关闭也可以发生在
计算过程期间。
[0012]根据一实施例，通过断开处理器和可编程逻辑门之间的控制线并将可编程逻辑门断电来关闭可编程逻辑门。
[0013]根据另一实施例，在储能器中收集的能量完全来自双线线路、三线线路或物位测量装置的电池。
[0014]根据另一实施例，在能量存储器中收集能量之前，将处理器置于节能模式或将其关闭。
[0015]根据另一实施例，可编程逻辑门是现场可编程门阵列FPGA。
[0016]本专利技术的另一方面涉及一种多维测量物位雷达，其被配置和编程为执行上文和下文描述的方法。
[0017]根据另一实施例，多维测量物位雷达包括处理器、可编程逻辑门、一个或多个用于执行雷达测量序列的雷达芯片和被配置为向处理器、可编程逻辑门和雷达芯片供电的电源。
[0018]根据另一实施例，物位雷达包括一个或多个供电开关，供电开关被配置为选择性地中断对处理器的供电、可编程逻辑门的供电和/或雷达芯片的供电。
[0019]根据另一实施例，物位雷达可被一个或多个控制线路开关，控制线路开关被配置为选择性地中断处理器和雷达芯片之间的控制线路。
[0020]根据另一实施例，物位雷达包括一个或多个数据线路开关，数据线路开关被配置为中断雷达芯片和可编程逻辑门之间的数据线路。
[0021]本专利技术的另一方面涉及一种程序元件，当其在多维测量物位雷达的处理器上执行时，该程序元件指示物位雷达执行上面和下面描述的步骤。
[0022]本专利技术的另一方面涉及一种存储有上述程序元件的计算机可读介质。
[0023]本专利技术的另一方面涉及上文和下文描述的多维测量雷达或上文和下文描述的方法的用于区域监测的用途。
[0024]本专利技术的另一方面涉及上文和下文描述的多维测量雷达或上文和下文描述的方法的作为或用于微波屏障的用途。
[0025]下面结合附图描述了本专利技术的实施例。如果在附图的以下描述中使用相同的附图标记，则这些附图标记表示相同或相似的元件。附图中的图示是示意性的而不是按比例绘制的。
[0026]在上述用途中，可以省略“计算拓扑或物位”的步骤。代替地，可以提供“确定开关信号”。相应的方法是本领域技术人员已知的。
附图说明
[0027]图1示出了多维测量物位雷达。
[0028]图2示出了另一多维测量物位雷达。
[0029]图3示出了另一多维测量物位雷达。
[0030]图4示出了方法的流程图。
具体实施方式
[0031]图1示出了多维测量物位雷达，其可以尤其被设计为用于工业环境中的过程自动化。
[0032]术语“工业环境中的过程自动化”可以理解为如下技术的一个子领域，这些技术包含无人工参与的操作机器和装置的所有措施。过程自动化的一个目标是在诸如化学、食品、制药、石油、造纸、水泥、航运或矿业之类的领域中使工厂的各个部件的交互自动化。为此，可以使用大量的传感器，这些传感器特别适用于过程工业的诸如机械稳定性、对于污染物的不敏感性、极端温度、极端压力之类的特定要求。通常将这些传感器的测量值传送到控制室，在控制室中可以监测诸如填充物位、极限物位、流量、压力或密度之类的过程参数，并且可以手动或自动更改整个工厂的设置。
[0033]工业环境中的过程自动化的一个子领域涉及工厂的物流自动化和供应链的物流自动化。在物流自动化领域中，通过距离传感器和角度传感器使建筑物内或单个物流装置内的过程自动化。典型的应用包括例如用于以下领域的物流自动化系统：机场的办理行李和货物托运处理领域、交通监控领域(收费系统)、贸易领域、包裹配送或还有建筑物安全(访问控制)领域。先前列出的示例的公共点在于，各个应用端都需要将存在检测与对象大小和位置的精确测量结合起来。为此，可以使用借助于激光、LED、2D相机或3D相机的基于光学测量方法的传感器，这些传感器根据渡越时间原理(ToF：time of flight)检测距离。
[0034]工业环境中的过程自动化的另一子领域涉及工厂/制造自动化。在诸如汽车制造业、食品制造业、制药业或一般包装行业之类的许多行业中，都可以见到这种应用示例。工厂自动化的目的是使通过机器、生产线和/或机器人执行的货物生产自动化，即，在没本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过物位雷达(300)检测物位或填充材料表面拓扑的方法，其包括以下步骤：启动处理器(302)；当收集到足够的能量时，通过以下方式执行测量周期：启动可编程逻辑门(303)；启动一个或多个雷达芯片(105、106、202)以执行雷达测量序列；关闭所述雷达芯片；当收集到足够的能量时，通过所述可编程逻辑门和/或所述处理器计算所述拓扑或所述物位；关闭所述可编程逻辑门；关闭所述处理器。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述可编程逻辑门计算所述拓扑或所述物位之前，如果目前没有收集到足够的能量来计算所述拓扑或所述物位，则关闭所述可编程逻辑门。3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过断开所述处理器(302)和所述可编程逻辑门之间的控制线路(319)并将所述可编程逻辑门(303)断电来关闭所述可编程逻辑门(303)。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述储能器中收集的能量全部来源于双线线路(320)、三线线路或所述物位测量装置(300)的电池。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述储能器中收集能量之前，将所述处理器(302)置于节能模式或将其关闭。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述可编程逻辑门(303)是现场可编程门阵列FPGA。7.一种多维测量物位雷达(300)，其被配置为执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法。8.根据权利要求7所述的多维测量物位雷达(300)，其包括：处理器(302)；可编程逻辑门(303)；一个或多个雷达芯片(105、106、202)，其被配置为执行雷达测量序列；电源(307)，其被配置为向所述处理器、所述可编程逻辑门和所述雷达芯片供电。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰，
申请(专利权)人：VEGA格里沙贝两合公司，
类型：发明
国别省市：