【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于三维检测，具体涉及一种超高分辨率三维扫描系统。
技术介绍
1、三维扫描雷达兼具安全、高效和环保等诸多优势，因而在物料的三维扫描检测过程中得到了广泛的推广与应用。现有三维扫描雷达实现容器内物料表面扫描的方式有三种：一是通过纯机械结构带动单个传感器偏转实现多个角度的信号收发；二是基于相控阵工作原理通过改变信号相位来调整雷达的扫描方向；三是机械结构与相控阵雷达的结合。
2、可以理解的是，受限于自身复杂构造，第一种方式所述的纯机械扫描雷达很难实现高分辨率的扫描工作但胜在价格便宜。第二种和第三种方式均采用相控阵雷达，其基本原理是利用大量可控的小型天线单元排列成天线阵面，每个小型天线单元均由独立的移相开关控制，通过控制各小型天线单元发射的相位来合成具有不同相位的波束，基于该原理的相控阵雷达能够从根本上解决纯机械扫描雷达分辨率偏低的技术问题，但昂贵的制作成本、超高的技术要求、超大的功率消耗和冷却需求令人望而却步。
3、由此可见，现有的三维扫描雷达至少存在难以兼顾扫描分辨率和造价成本的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超高分辨率三维扫描系统，以平衡三维扫描系统的扫描分辨率和造价成本。
2、第一方面，本专利技术提供了一种超高分辨率三维扫描系统，所述三维扫描系统安装至容器，所述三维扫描系统至少包括下沉运动结构、雷达主体及控制模块；所述下沉运动结构的一端与所述容器固定连接，所述下沉运动结构的另一端与所述雷达主体
3、所述下沉运动结构，至少用于调整所述雷达主体的下沉深度；以及，在自身运动过程中，带动所述雷达主体沿设定路径执行机械运动；
4、所述雷达主体，至少用于在沿所述设定路径执行机械运动的过程中，在至少一个预设点位处自至少一个维度的设定角度范围内，从多个扫描角度对所述容器内物料表面进行预设扫描工作，并将各个所述扫描角度及其对应的回波信号上传至所述控制模块；
5、所述控制模块，与所述下沉运动结构和所述雷达主体建立通讯连接，至少用于通过控制所述下沉运动结构的运动过程来改变所述设定路径和/或所述预设点位；以及，获取并根据每一所述预设点位下各个所述扫描角度、各个所述扫描角度所对应的回波信号和预设点位信息，至少解析出所述容器内物料表面的空间信息。
6、可选地，所述下沉运动结构至少包括下沉部、运动部和驱动部；
7、所述下沉部的一端与所述容器固定连接，所述下沉部的另一端通过所述驱动部与所述运动部可运动连接；所述雷达主体固定在所述运动部上；
8、所述下沉部，至少用于调整所述雷达主体的下沉深度；
9、所述驱动部，与所述控制模块连接，至少用于根据预设驱动指令驱动所述运动部，以使所述运动部在自身运动过程中，带动所述雷达主体沿所述设定路径执行机械运动。
10、可选地，所述多个扫描角度为多发射角度；
11、所述雷达主体包括至少两个雷达探头，所述至少两个雷达探头在至少一个方向上具有至少两个安装角度，以使雷达主体在至少一个维度的所述设定角度范围内从所述多个扫描角度发出出射波束，进而形成多发射角度的波束。
12、可选地，所述多个扫描角度为可变角度；
13、所述雷达主体包括角度调整结构和至少一个雷达探头，所述角度调整结构驱动所述至少一个雷达探头在至少一个维度上运动至所述多个扫描角度，以使所述雷达主体在所述至少一个维度的设定角度范围内从所述多个扫描角度发出出射波束，进而形成可变角度波束。
14、可选地，所述控制模块包括主机、显示单元和通讯单元；所述主机通过所述通讯单元分别与所述雷达主体和所述下沉运动结构建立通信连接；
15、所述主机，至少用于通过所述通讯单元将预设驱动指令下发至所述下沉运动结构，以使所述下沉运动结构根据所述预设驱动指令运动，进而带动所述雷达主体沿所述设定路径执行机械运动；以及，基于所述预设驱动指令解析出所述预设点位信息；以及，获取所述雷达主体传递的各个所述回波信号及其对应的各个所述扫描角度，以基于所述容器的结构参数建立三维坐标系，并根据各个所述回波信号、每一所述回波信号对应的扫描角度和所述预设点位信息，至少得到所述物料表面的空间信息，进而将所述物料表面的空间信息转换为三维点云坐标，以获得物料表面的三维形态；
16、所述显示单元，至少用于从主机获取并呈现所述容器内物料表面的三维形态，以便用户直接观察。
17、可选地，所述主机包括数据存储子单元；所述数据存储子单元至少用于存储预设时间段内物料表面的三维形态，以形成物料表面历史数据，并在显示模块上进行呈现。
18、可选地，在所述设定路径的机械运动过程中，所述雷达主体的运动区域至少不小于所述三维扫描系统的安装孔。
19、可选地，所述雷达主体至少还用于，在沿所述设定路径执行机械运动的过程中，自至少一个预设点位处发射至少一个出射波束，以使所述出射波束经容器内壁的至少一次反射后到达物料表面，并经所述物料表面反射形成回波信号，所述回波信号再经所述容器内壁至少一次反射后被所述雷达主体所接收并上传至所述控制模块；
20、所述控制模块至少还用于，获取并根据所述预设点位信息、所述容器内壁的位置信息和所述回波信号的特征参数，至少解析出所述容器内物料表面的空间信息。
21、可选地，所述下沉运动结构还包括配重部；
22、所述配重部，装设在所述运动部远离所述雷达主体的一侧，以至少平衡所述雷达主体对所述下沉运动结构产生的结构应力。
23、第二方面，本专利技术提供了一种物料扫描方法，采用第一方面所述的超高分辨率三维扫描系统执行所述方法，所述方法包括：
24、所述下沉运动结构调整所述雷达主体的下沉深度，并在自身运动过程中，带动所述雷达主体沿所述设定路径执行机械运动；
25、所述雷达主体在沿所述设定路径执行机械运动的过程中，在至少一个所述预设点位处自至少一个维度的所述设定角度范围内，从多个所述扫描角度对所述容器内物料表面进行所述预设扫描工作，并将各个所述扫描角度及其对应的回波信号上传至所述控制模块；
26、所述控制模块通过控制所述下沉运动结构的运动过程来改变所述设定路径和/或所述预设点位，获取并根据每一所述预设点位下各个所述扫描角度、各个所述扫描角度所对应的回波信号和所述预设点位信息，至少解析出所述容器内物料表面的空间信息。
27、本专利技术实施例所提供的技术方案，通过下沉运动结构调整雷达主体的下沉深度，并在自身运动过程中，带动雷达主体沿设定路径执行机械运动；雷达主体在沿设定路径执行机械运动的过程中，在至少一个预设点位处自至少一个维度的设定角度范围内，从多个扫描角度对容器内物料表面进行预设扫描工作，并将各个扫描角度及其对应的回波信号上传至控制模块；控制模块通过控制下沉运动结构的运动过程来改变设定路径和/或预设点位，获取并根据每一预设点位下各个扫描角度、各个扫描角度所对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超高分辨率三维扫描系统，其特征在于，所述三维扫描系统安装至容器，所述三维扫描系统至少包括下沉运动结构、雷达主体及控制模块；所述下沉运动结构的一端与所述容器固定连接，所述下沉运动结构的另一端与所述雷达主体连接；
2.根据权利要求1所述的超高分辨率三维扫描系统，其特征在于，所述下沉运动结构至少包括下沉部、运动部和驱动部；
3.根据权利要求1所述的超高分辨率三维扫描系统，其特征在于，所述多个扫描角度为多发射角度；
4.根据权利要求1所述的超高分辨率三维扫描系统，其特征在于，所述多个扫描角度为可变角度；
5.根据权利要求1所述的超高分辨率三维扫描系统，其特征在于，所述控制模块包括主机、显示单元和通讯单元；所述主机通过所述通讯单元分别与所述雷达主体和所述下沉运动结构建立通信连接；
6.根据权利要求5所述的超高分辨率三维扫描系统，其特征在于，所述主机包括数据存储子单元；所述数据存储子单元至少用于存储预设时间段内物料表面的三维形态，以形成物料表面历史数据，并在显示模块上进行呈现。
7.根据权利要求1所述的超高分辨率
8.根据权利要求1所述的超高分辨率三维扫描系统，其特征在于，所述雷达主体至少还用于，在沿所述设定路径执行机械运动的过程中，自至少一个预设点位处发射至少一个出射波束，以使所述出射波束经容器内壁的至少一次反射后到达物料表面，并经所述物料表面反射形成回波信号，所述回波信号再经所述容器内壁至少一次反射后被所述雷达主体所接收并上传至所述控制模块；
9.根据权利要求2所述的超高分辨率三维扫描系统，其特征在于，所述下沉运动结构还包括配重部；
10.一种物料扫描方法，其特征在于，采用权利要求1所述的超高分辨率三维扫描系统执行所述方法，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种超高分辨率三维扫描系统，其特征在于，所述三维扫描系统安装至容器，所述三维扫描系统至少包括下沉运动结构、雷达主体及控制模块；所述下沉运动结构的一端与所述容器固定连接，所述下沉运动结构的另一端与所述雷达主体连接；
2.根据权利要求1所述的超高分辨率三维扫描系统，其特征在于，所述下沉运动结构至少包括下沉部、运动部和驱动部；
3.根据权利要求1所述的超高分辨率三维扫描系统，其特征在于，所述多个扫描角度为多发射角度；
4.根据权利要求1所述的超高分辨率三维扫描系统，其特征在于，所述多个扫描角度为可变角度；
5.根据权利要求1所述的超高分辨率三维扫描系统，其特征在于，所述控制模块包括主机、显示单元和通讯单元；所述主机通过所述通讯单元分别与所述雷达主体和所述下沉运动结构建立通信连接；
6.根据权利要求5所述的超高分辨率三维扫描系统，其特征在于，所述主机包括数据存储子单元；所述数据...
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