CN104884911B - 测量仓储装置内的物料量的可移动系统 - Google Patents

Abstract

一种用于评估仓储装置内的物料量的方法和系统，该方法可以包括：(a)当声波收发器定位在不同的位置上时，通过多个声波收发器阵列向物料上表面的不同区域发射多个声波脉冲；其中，多个声波收发器阵列连接至一个装置，该装置根据移动模式在不同位置之间移动；通过多个声波收发器阵列接收多个声波脉冲的多个回声；通过多个声波收发器阵列处理多个回声以提供不同区域的多个估计；将不同区域的时间测定信息的多个估计关联到计算机，该时间测定信息指示多个回声的接收的时间测定；并且通过基于声波的定位装置获得涉及多个时间点的装置位置的位置信息读数。

Description

测量仓储装置内的物料量的可移动系统

技术领域

本发明涉及测量仓储装置内的物料量的可移动系统。

背景技术

一般来说，对液体库存的监测是直观的。相反地，对包含堆积在仓储装置(例如筒仓)内的颗粒的散装固体库存进行监测常常是很困难的。这类散装固体库存的例子包括用于建筑的水泥、沙子或谷物和肥料等。对仓储装置内散装材料的物位(level)的测量是一直没有得到很好解决的问题。仓储装置内的条件通常不理想(充满灰尘、极端温度等)，并且存放在仓储装置中的这类散装材料的物料(content)的表面通常不够平坦且不总是各向同性的。其他困难来源于所使用的仓储装置的形状种类众多以及来源于某些仓储装置内含有的爆炸性气体。

如本文使用的术语“仓储装置”的范围包括用于散装颗粒固体的任何存储容器，该存储容器的结构限定接收和存储固体的内容积。这种仓储装置可以是上下面及所有侧面都是封闭的，如在仓储装置是筒仓、货仓、储物箱或水箱时就是这样的，或者可以从上面或一个或多个侧面打开。在下面的本发明的具体实施方式中所用的“仓储装置”的实例是筒仓，但是如何将本发明的原理应用到任何类型的仓储装置对于本领域技术人员来说是明显的。

已知有对例如筒仓的仓储装置中物料量进行持续测量的五种主要方法。

机电物位传感器(yo-yo)主要是在一卷带子的一端系一个重物。允许该重物在筒仓内下降到物料上表面所在的深度。当重物置于物料的顶部时，带子所受的张力会减小。然后将重物收回顶部设置点。物料的高度可通过收回重物所需的时间或通过测量的带子的长度进行推算。

诸如yo-yo传感器的机械装置的可靠性较低。它们容易被筒仓里的灰尘阻塞，或者被筒仓内的例如泵和杆的障碍物卡住。

超声波物位传感器是基于超声波的发射和接收原理而工作的。来自发射器的高频声波被筒仓内物料的上表面反射到接收器。物料的高度可通过往返传播时间来推算。这类传感器具有有限的测量范围，且在灰尘存在时工作效果较差。除此之外，这种装置需要根据不同类型的筒仓进行定制设计。

雷达物位传感器是基于电磁波的发射和接收原理而工作的。来自发射器的电磁波被物料的上表面反射到接收器。物料的高度可通过往返传播时间来推算。这种传感器具有非常小的测量点，因此不适于散装固体。

电容传感器测量两金属杆之间或金属杆与地之间的电容。由于筒仓内的物料具有与空气不同的介电常数，因此两个金属杆之间或金属杆与地之间的电容会随物料上表面的物位而变化。这类传感器往往是不准确的，且对筒仓内的湿度和筒仓内存储的材料的类型较敏感。

如上所述的所有现有技术的传感器对物料的形状均不敏感，所以在称为“锥形化”的常见现象存在时，会导致测量结果的不准确，称为“锥形化”的常见现象的发生是由于散装颗粒固体经由仓储装置的底座取出：易于在散装颗粒固体中形成倒锥形孔(invertedconical hole)，该倒锥形孔的顶点位于取出点的正上方。当从仓储装置顶部添加散装颗粒固体时，会发生类似的现象：固体物质易于堆积成圆锥形，且圆锥形的顶点在固体物质的添加点的正下方。这些传感器在具有复杂几何形状的仓储装置中或者当仓储装置内存在障碍物时也会效果不佳。

重量计通过测量支撑筒仓的杆的张力来测量移动筒仓及其物料的重量。这种重量计的安装复杂，且仅适合测量带有金属支架的移动筒仓。

一些仓储装置非常大，且上表面和仓储装置的顶板之间的距离太近，因此需要非常多的设备，以便监测物料量。

因此，广泛认为需要一种测量仓储装置内物料量的方法，尤其是当仓储装置非常大并且上表面和仓储装置的顶板之间的距离较近时，广泛认为有这样一种方法可以是极为有益的，且可克服如上所述的当前已知方法的缺点。

发明内容

本发明提供了用于评估仓储装置内的物料量的系统和方法。

根据本发明的实施方案，可以提供一种用于评估仓储装置内的物料量的方法，该方法可包括由第一声波检测装置(该第一声波检测装置可包括第一声波收发器阵列)且通过计算机接收物料的上表面的不同第一区的多个第一估计，第一估计由第一声波检测装置通过处理声波脉冲的第一回声进行计算；其中每个第一声波脉冲的形状为大于40度宽的波瓣形状；其中，在第一声波收发器定位在不同第一位置时，由第一声波收发器阵列接收所述第一回声；由计算机且从基于声波的定位装置接收指示不同的第一位置的位置的第一位置信息；以及响应于多个第一估计和第一位置信息，由该计算机产生与物料量有关的估计。

相邻第一位置之间的距离可以为第一声波收发器阵列的换能器之间的距离的至少十倍。

每个第一估计与第一声波收发器阵列的时间戳相关联；其中，第一位置信息可包括第一声波收发器阵列的位置和主时钟时间戳之间的映射；且其中，该方法可包括响应于第一声波时间戳、映射和第一声波检测装置的时钟与主时钟之间的时间测定关系来计算第一位置。

该方法可包括补偿第一声波检测装置的时钟和主时钟之间的时钟差。

该补偿可包括：接收多个主时钟时间戳；响应于多个主时钟时间戳的值和接收多个主时钟时间戳的时间测定来确定第一声波检测装置的时钟时间戳的补偿值；以及将第一声波检测装置的时钟设定为补偿值。

该补偿方法可包括响应于多个主时钟时间戳以及响应于接收多个主时钟时间戳的时间测定，由第一声波检测装置计算第一声波检测装置的时钟速率和主时钟速率之间的差值。

基于声波的定位装置可包括彼此面对的第一测距声波收发器阵列和第二测距声波收发器阵列，其中，第一测距声波收发器阵列是静止的，并且第二测距声波收发器阵列随第一声波收发器阵列的移动而移动。

基于声波的定位装置可包括三个彼此面对的测距声波收发器阵列，其中，三个测距声波收发器阵列中的至少一个是静止的，并且其中，三个测距声波收发器阵列中的至少另一个随第一声波收发器阵列的移动而移动。

预计物料的上表面位于声波收发器阵列中的每一个声波收发器阵列的远场中。

该方法可包括：由第一声波收发器阵列发射声波脉冲；由第一声波收发器阵列接收声波脉冲的回声；以及由第一声波检测装置处理声波脉冲的回声，以提供第一估计。

所述处理第一声波脉冲的回声可包括利用模糊逻辑引擎。

第一声波收发器阵列以恒定速度沿直线路径移动，从而经过不同的第一位置。

该方法可包括：从可包括第二声波收发器阵列的第二声波检测装置接收物料的上表面的不同第二区域的多个第二估计，在第二声波收发器定位在不同第二位置时进行第二估计；其中第二声波检测装置通过处理声波脉冲的第二回声来计算每个第二估计；其中每个第二声波脉冲的形状为大于40度宽的波瓣形状；从基于声波的定位装置接收指示不同的第二位置的位置的第二位置信息；以及响应于多个第一估计、多个第二估计、第一位置信息和第二位置信息，由计算机产生与物料量有关的估计。

至少一个第一区域部分地重叠至少一个第二区域。

该方法可包括：由第一声波收发器阵列和第二声波收发器阵列发射声波脉冲；由第一声波收发器阵列和第二声波收发器阵列接收声波脉冲的第一回声和第二回声；其中，第一声波收发器阵列和第二声波收发器阵列中的至少一个声波收发器阵列接收由第一声波收发器阵列和第二声波收发器阵列中的另一个声波收发器阵列发射的声波脉冲的回声；由第一声波检测装置和第二声波检测装置处理声波脉冲的第一回声和第二回声，以提供第一估计和第二估计。

该方法可包括：由第一声波收发器阵列和第二声波收发器阵列以至少部分重叠的方式向重叠区域发射多个声波脉冲，以产生可包括多个干涉条纹的声波干涉图样；由第一声波收发器阵列和第二声波收发器阵列中的至少一个检测声波干涉图样的干涉条纹，并提供干涉条纹检测信号；以及处理干涉条纹检测信号以帮助提供与物料量有关的估计。

根据本发明的实施方案，可以提供一种用于评估仓储装置内的物料量的方法，该方法可包括：在声波收发器定位在不同位置时，由多个声波检测装置的多个声波收发器阵列向物料的上表面的不同区域发射多个声波脉冲；其中多个声波收发器阵列连接至根据移动模式在不同位置之间移动的装置；由多个声波收发器阵列接收多个声波脉冲的多个回声；由多个声波检测装置处理多个回声，以提供不同区域的多个估计；将指示接收多个回声的时间测定的不同区域的时间测定信息的多个估计关联到计算机；以及由基于声波的定位装置获取与多个时间点的装置位置相关的位置信息读数。

该方法可包括：响应于不同区域的多个估计、时间测定信息和与在多个时间点的装置位置相关的位置信息读数，由计算机产生与物料量有关的估计。

该方法可包括：通过时间测定信息和位置信息之间的关联来确定多个声波收发器阵列在发射多个回声时的位置。

在相邻位置之间的距离是任何声波收发器阵列的换能器之间的距离的至少十倍。

该方法可包括：补偿声波检测装置的时钟和主时钟之间的时钟差。

所述的补偿可包括：接收多个主时钟时间戳；响应于多个主时钟时间戳的值和由多个声波检测装置接收多个主时钟时间戳的时间测定，确定声波检测装置的时钟时间戳的补偿值；以及将声波检测装置的时钟设置为补偿值。

所述补偿可包括：响应于多个主时钟时间戳且响应于接收多个主时钟时间戳的时间测定，由使用声波检测装置的时钟的每个声波检测装置计算声波检测装置的时钟速率和主时钟速率之间的差值。

基于声波的定位装置可包括：彼此面对的第一测距声波收发器阵列和第二测距声波收发器阵列，其中第一测距声波收发器阵列是静止的，且第二测距声波收发器阵列随第一声波收发器阵列的移动而移动。

基于声波的定位装置可包括：三个彼此面对的测距声波收发器阵列，其中三个测距声波收发器阵列中的至少一个是静止的，且其中三个测距声波收发器阵列中的至少另一个随第一声波收发器阵列的移动而移动。

预计物料的上表面位于声波收发器阵列中的每一个声波收发器阵列的远场中。

处理多个回声可包括利用模糊逻辑引擎。

装置可以以恒定速度沿直线路径移动，从而通过不同位置。

声波脉冲照射的上表面的至少两个区域部分重叠，该声波脉冲由不同声波收发器阵列发射。

多个声波收发器阵列中的至少一个声波收发器阵列接收由多个声波收发器阵列中的另一个声波收发器阵列发射的声波脉冲的回声。

该方法可包括：由多个声波收发器阵列中的至少两个以至少部分重叠的方式向重叠区域发射多个声波脉冲，以产生可包括多个干涉条纹的声波干涉图样；以及由声波收发器阵列中的至少一个检测声波干涉图样的干涉条纹；提供干涉条纹检测信号；以及处理干涉条纹检测信号以帮助提供与物料量有关的估计。

根据本发明的实施方案，可以提供一种系统，该系统可包括存储器和计算机；所述存储器被设置成存储物料的上表面的不同第一区域的多个第一估计和指示不同第一位置的位置的第一位置信息，其中，由可包括第一声波收发器阵列的第一声波检测装置通过处理声波脉冲的第一回声来计算第一估计；其中每个第一声波脉冲的形状为大于40度宽的波瓣形状；其中在第一声波收发器定位在不同第一位置时，由第一声波收发器阵列接收第一回声；而所述计算机可以设置成响应于多个第一估计和第一位置信息产生与物料量有关的估计。

相邻的第一位置之间的距离是第一声波收发器阵列的换能器之间的距离的至少十倍。

根据本发明的实施方案，可以提供一种系统，所述系统可包括多个声波检测装置和基于声波的定位装置；其中多个声波检测装置可包括多个声波收发器阵列，其中多个声波检测装置可以设置成：在声波收发器定位在不同位置时，向物料的上表面的不同区域发射多个声波脉冲；其中多个声波收发器阵列连接至根据移动模式在不同位置之间移动的装置；接收多个声波脉冲的多个回声；处理多个回声，以提供不同区域的多个估计；将指示接收多个回声的时间测定的不同区域的时间测定信息关联到计算机；并且其中，基于声波的定位装置可布置成获取与多个时间点的装置位置相关的位置信息读数。

该系统可包括计算机，其可布置成响应于不同区域的多个估计、时间测定信息以及与多个时间点的装置位置相关的位置信息读数来产生与物料量有关的估计。

附图说明

在说明书的结论部分特别指出了作为本发明的主题，并明确要求了这些主题。然而，本发明，就操作的组织和方法两者，连同其目的、特征及优点而言，在结合附图一起阅读本发明时，通过参考以下具体实施方式可得到最好地理解，其中在这些附图中：

图1是根据本发明的实施方案的、具有安装在可移动设备上的多个声波检测装置的筒仓的俯视图；

图2是根据本发明的实施方案的、具有安装在可移动设备上的多个声波检测装置的筒仓的俯视图；

图3示出了由根据本发明的实施方案的、包括四个声波检测装置的系统在不同的时间点照射的仓储装置内的物料的多个照射区域；

图4示出了由根据本发明的实施方案的、包括五个声波检测装置的系统在不同的时间点照射的仓储装置内的物料的多个照射区域；

图5是根据本发明的实施方案的、具有安装在可移动设备上的多个声波检测装置的筒仓的横截面图；

图6是根据本发明的实施方案的、具有安装在可移动设备上的多个声波检测装置的筒仓的横截面图；

图7示出了根据本发明的实施方案的通信线路、五个声波检测装置和与计算机的无线通信链路；

图8是根据本发明的实施方案的、具有安装在可移动设备上的多个声波检测装置的筒仓的俯视图；

图9示出了现有技术的声波收发器；以及

图10示出了根据本发明的实施方案的方法。

应当理解，为了简单和清楚地说明，图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大。此外，在认为适当之处，附图标记可能在附图中重复以指示对应或类似的元件。

具体实施方式

在接下来的具体实施方式中，将阐述大量的具体细节，以便提供对本发明的透彻的理解。但本领领域技术人员应理解，没有这些具体细节也可实践本发明。在其它情况下，则没有详细说明公知的方法、过程和部件，以便不使本发明难于理解。

在说明书的结论部分特别指出了作为本发明的主题，并明确要求了这些主题。然而，本发明就操作的组织和方法两者，连同其目的、特征及优点而言，在结合附图阅读本发明时，通过参考以下具体实施方式可被最好地理解。

应当理解，为了使说明简单和清楚，图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大。此外，在认为适当之处，附图标记可以在附图中重复以指示对应或类似的元件。

说明书中对系统的任何提及都应当加以必要的变通地应用到可以由系统执行的方法。

因为本发明的所示实施方案可在很大程度上使用本领域中的技术人员已知的电子部件和电路来实现，所以为了理解和认识本发明的基本概念，并且为了不混淆或脱离本发明的教导，将不会以任何比如上描述认为必要的更深程度来详细地解释。

说明书中对方法的任何提及都应当加以必要变通地应用到能够执行该方法的系统，并且应当加以必要变通地应用到非暂时性计算机可读介质，该计算机可读介质存储指令，一旦计算机执行这些指令，就会导致执行该方法。

说明书中对系统的任何提及都应当加以必要变通地应用到可由该系统执行的方法，并且应当加以必要变通地应用到非暂时性计算机可读介质，该计算机可读介质存储指令，一旦计算机执行这些指令，就会导致执行该方法。

本发明是用于提供与存储在仓储装置中的物料量的估计相关的系统。该估计可以与物料的数量、仓储装置内物料的分布等有关。

参照附图及所附的说明书可以更好地理解根据本发明的物料量测量的原理和操作。

声波脉冲可以直接指向一个位置，可以预计在该位置有至少处于仓储装置的某个充满物位(fullness level)的物料。充满物位的改变不改变可以固定的照射方向。因此，在物料物位改变时，发射方向不会改变。在各图中，可以假定以特定方向引导声波脉冲，该特定方向使声波脉冲被朝向筒仓的物料的上表面引导。

该系统包括一个或多个声波检测装置的一个或多个声波收发器阵列。声波收发器阵列可以由例如拖车的设备或任何其它可移动设备来移动。该装置可沿直线轨道移动或可由可包括轨道或不包括轨道的任何其它机构来移动。移动可以以恒定速度进行，该移动可涉及加速、减速、停止等。该设备可以沿直线路径移动或非直线路径移动。为说明的简化起见，下面的实例将指的是以恒定速度沿平行于筒仓的纵轴的直线轨道的移动。

下面的附图示出了具有四个或五个数量的声波检测装置的系统，但声波检测装置的数量可为大于二的任何数量。此外，附图示出了沿垂直于筒仓的纵向轴线的线路进行布置的声波检测装置，但是可以提供任何其它形式的声波检测装置。例如，声波检测装置可以以交错的方式布置、以对称或非对称的二维或三维阵列布置等。

根据本发明的实施方案，声波检测装置的声波收发器阵列是隔开的，在这种意义上讲，相邻声波收发器阵列之间的距离是同一收发器阵列的换能器之间的距离的至少十倍。

不能将间隔开的声波换能器阵列的阵列认为是形成了单一相控阵列，因为它们彼此间隔开太远。

预计仓储装置的物料量位于声波换能器阵列中的每一个的近场内。

声波脉冲可以直接指向一个位置，可以预计在该位置有至少处于仓储装置的某个充满物位的物料。充满物位的改变不改变可以固定的照射方向。因此，在物料的物位改变时，发射方向不会改变。在各图中，可以假定以特定方向引导声波脉冲，该特定方向使声波脉冲被朝向筒仓的物料的上表面引导。

此外，尽管图1、图2和图8示出了每个声波收发器包括三个声波换能器，要指出的是，一个或多个声波收发器可包括另一数量的声波收发器。不同的声波收发器阵列可具有相同数量的声波收发器，或声波收发器的数量可以彼此不同。这种声波收发器阵列的非限制性实例在美国专利US 8091421中示出，该专利通过引用并入本文。

此外或可选地，一个或多个声波收发器可包括相同的声波换能器，或声波换能器的尺寸和/或形状可以彼此不同。

此外或可选地，一个或多个声波收发器可具有相同的辐射图，或它们的辐射图彼此不同。

不同的间隔开的声波换能器的视场可以不重叠、或者可以重叠。图5分别示出了只稍微重叠的五个声波检测系统的五个视场。重叠区域的尺寸可随物料80的上表面的位置和形状上的改变而改变。较低物位的物料减小重叠区域的尺寸。图5还示出了视场(接收视场的宽和声波脉冲的宽)很大，可能超过四十度、五十度、六十度、七十度甚至更大的角度，如由视场72的角度72'所示。这样宽的视场相比于例如雷达或超声波装置的窄得多的视场装置，显著地减少了声波检测装置的数量。

应当指出的是，由于重叠区域，声波收发器阵列可以接收由自身发射的声波脉冲的回声和由其它声波收发器阵列发射的声波脉冲的回声。

图6用箭头56表示声波脉冲(尽管这些声波脉冲要宽得多)，且用箭头58表示回声(其中一些由声波收发器阵列接收了，而一些没有被接收)。由声波检测装置的声波收发器阵列所发射的声波脉冲56的回声58示出为是由发射它们的相同声波收发器阵列接收的。另外，重叠区域允许声波检测装置的声波收发器阵列接收由声波检测装置12和13的声波收发器阵列所发射的声波脉冲56的回声58。

图1和图2是根据本发明的实施方案的具有安装在定位在两个不同位置的可移动设备30上的多个声波检测装置的筒仓100的俯视图。

四个声波检测装置在第一时间点的视场(图1)分别被表示为91(c)、92(c)、93(c)和92(c)。四个声波检测装置在第二时间点的视场(图2)分别被表示为91(e)、92(e)、93(e)和92(e)。

设备30包括沿轨道移动的轮31和32(或其它轨道接口元件)以及诸如杆33(或车)的结构元件。四个声波检测装置连接到该设备并随其移动而移动，并且由此可以扫描物料的上表面的多个区域(图3中表示为90，图4中表示为92)。这些区域分别由四个声波检测装置的视场以及由物料80的上表面的形状和位置来限定。在仓储装置内有较少的物料时可以覆盖更大的区域。

图1和图2还示出了基于声波的定位装置，其包括第一测距声波收发器阵列和第二测距声波收发器阵列以及处理器。第一测距声波收发器阵列和第二测距声波收发器阵列彼此面对，其中第一测距声波收发器阵列是静止的。第二测距声波收发器阵列随多个声波收发器阵列的移动而移动。距离可通过测量第一测距声波收发器阵列和第二测距声波收发器阵列之间的声波脉冲的传播时间长度来计算。每个测距声波收发器阵列可以使用不同于检测装置的声波收发器阵列所使用的那些发送频率的发送频率。另外地或可选地，可以在检测装置的声波收发器阵列不发射的时间窗口中完成测距声波收发器阵列的发射。

图8示出了包括第一、第二和第三测距声波收发器阵列以及连接到这些阵列的第一、第二和第三处理器的基于声波的定位装置。第一、第二和第三测距声波收发器阵列彼此面对。第一和第三测距声波收发器阵列彼此隔开，并且是静止的。第二测距声波收发器阵列随多个声波收发器阵列的移动而移动。

返回参考图1和图2，每个检测系统都具有处理器和声波换能器阵列。检测系统11包括处理器11’和包括三个声波换能器11”的声波换能器阵列。

检测系统12包括处理器12’和包括三个声波换能器12”的声波换能器阵列。检测系统13包括处理器13’和包括三个声波换能器13”的声波换能器阵列。检测系统包括处理器和包括三个声波换能器的声波换能器阵列。

处理器可以通过有线或通过无线的方式电连接到其相应的声波换能器阵列，以及/或者连接到彼此。与彼此有关的处理器位置可以视为不如间隔开的声波换能器阵列的空间关系那么重要。因此，以及为了简化解释，下文可以是指声波换能器阵列的位置，而不是指检测系统的位置。

不同的处理器可以以有线或无线方式耦合到彼此。它们可以通过有线的方式或无线的方式耦合到另一实体，例如耦合到计算机(服务器)60。图1、图2和图8示出了无线通信装置81和82，无线通信装置81和82彼此进行无线通信。无线通信装置82耦合到计算机60，且无线通信装置81连接到处理器。图8示出了通信线缆80，该通信线缆80将声波检测装置11-15彼此串联连接，并且串联连接到无线通信装置81。

计算机20可控制不同声波收发器阵列的发射窗口和/或接收窗口。此外或可选地，一个或多个声波检测装置可控制发射和/或接收窗口的定时。

每个阵列的每个声波收发器都包括发射器和接收器。图8将声波收发器11示出为包括接收器和发射器。

发射器可布置成发射声波能量脉冲，相对于可以由窄截面无线电频率或窄截面(孔径约为10度)超声波覆盖的窄得多的区域而言，其可能可以宽到足以覆盖，而无需扫描物料的上表面的相对较大的区域。

声波能量脉冲的频率可以在2至7千赫兹之间。

要注意的是，收发器阵列的数量可以不是三个，且可以使用无线电频率和超声辐射。

每一声波收发器阵列可以包括发射路径和接收路径。发射路径可以包括脉冲成形器、调制器和换能器(扬声器)，而接收路径可包括换能器(扩音器)51、解调器52、脉冲压缩器53和后置处理器54，例如在标题为“Variable length ranging and direction-findingsignals constructed from beamlimited kernals and sparse spreading sequences”的美国专利申请中所示的那些，该专利申请的序列号为13/041461，提交日期为3/7/2011，其通过引用并入本文。每个收发器的后置处理器的输出可以提供给处理器，以用于进一步的处理，例如，用于更准确的接收角度的分析、更准确的估计等。

脉冲成形器由内核产生基带脉冲。调制器利用基带脉冲调制载波。换能器将调制载波发送到支持载波传播的介质，例如朝向物料的上表面所发射的声波脉冲56。

来自不重叠的照射区域的回声，或在部分重叠发射的情况下、在重叠区形成的干涉图样的干涉条纹(或回声)，可以通过每一个声波收发器阵列检测。

解调器52解调回声和/或干涉条纹以提供接收到的基带脉冲的表示。

脉冲压缩器53通过去卷积来压缩基带脉冲的表示。脉冲压缩提供压缩的脉冲，该压缩的脉冲是原始内核的时移表示。后置处理器54对压缩的脉冲施加后置处理，并推断上表面的多个点的距离为声波脉冲56和回声58的往返传播时间乘积的二分之一。

根据本发明的另一个实施方案，处理仅仅部分地由声波检测装置完成，并且至少部分地由计算机60完成。计算机60可合并由不同声波检测装置接收的信息以提供对仓储装置内物料量的更好的估计。

通过使用声波收发器阵列的不同组合来获取方向信息，以发射声波脉冲并接收回声和/或干涉条纹。

下面的方法描述了包括通过一个或多个声波收发器阵列发射声波脉冲，以及接收(或至少尝试接收)声波脉冲的回声的顺序。预计接收多个回声。回声的处理可提供关于仓储装置内物料量的估计。此估计可以是仓储装置内物料的上表面的某个区域或某个点的估计、可以是障碍物存在的估计、可以是仓储装置上表面的多个区域和/或多个点的估计、仓储装置的上表面的映射、甚至物料体积。仓储装置内物料量的估计通常要求随时间推移的多个声波脉冲的多个发射。估计可由每一声波检测装置通过以下方式提供：通过多个声波检测装置之间的合作、通过控制器或任何其他实体(它们从一个或多个声波检测装置接收初始估计)、通过这样的控制器和一个或多个声波检测装置之间的合作。

下文涉及多个估计。这些估计可单独、合并或以其他方式作进一步的处理以提供最终估计。处理回声的阶段可以包括：(a)确定回声的特性(例如，到达度数、信噪比、幅度)；(b)确定反射回声的表面的反射区域或反射点的位置；(c)评估反射点或反射区域的位置的估计的可靠性水平；(d)估计物料的形状。确定(a)-(d)中的每一个或任何其他类型的确定都可视为涉及物料量的估计。

可基于几何关系确定属于物料的上表面的反射点的位置，反射点反射从第一声波收发器阵列发射的并通过第二声波收发器阵列接收的声波脉冲，并且所述确定响应于(a)第一和第二声波收发器阵列之间的空间关系；(ii)在第一声波脉冲的发射和第一声波收发器阵列的回声的接收之间的时间差；以及(iii)回声到达第二声波收发器阵列的方向(ALPHA)。假定第一及第二声波收发器阵列和反射点通过虚构的三角虚拟连接，对比在第一及第二声波收发器阵列之间虚拟连接的第一边E1，将第一和第二声波收发器阵列虚拟连接反射点的第二和第三边E2和E2的长度的总和(Es)通过时间差(时间差＝(E2+E3)/V)表示，其中V是声波信号在空气中传播的速度，E1和E2之间的角度提供回声的到达方向。

基于虚拟三角形的角和边之间的关系，E1、E2、E3和ALPHA之间的关系可以用以下等式表示：E3²＝E2²-E1²+2*E1*E2*Cos(ALPHA)。

已知Es、ALPHA和E1，可以得出E3(第二收发器阵列和反射点之间的距离)：

E3²＝(Es-E3)²-E1²+2*E1*(Es-E3)*Cos(ALPHA)

图10示出了根据本发明实施方案的方法200。

方法200由阶段210和220开始。

阶段210可以包括(a)当声波收发器定位在不同位置的时候，通过多个声波检测装置的多个声波收发器阵列向物料的上表面的不同区域发射多个声波脉冲。多个声波收发器阵列连接到根据移动模式在不同位置之间移动的装置，(b)通过多个声波收发器阵列接收多个声波脉冲的多个回声；(c)通过多个声波检测装置处理多个回声，以便提供不同区域的多个估计；和(d)将指示接收多个回声的时间测定的不同区域的时间测定的信息的多个估计与计算机关联。

阶段210可以包括应用模糊逻辑。

阶段220可以包括：通过基于声波的定位装置，获得涉及多个时间点的装置位置的位置信息读数。

阶段210和220可以在阶段230之后，阶段230响应不同区域的多个估计、时间测定信息、以及涉及多个时间点的装置位置的位置信息读数，通过计算机产生关于物料量的估计。

阶段230可以包括：通过时间测定信息和位置信息之间的关联，确定多个声波收发器阵列在发射多个回声时的位置。

相邻位置之间的距离可以是任何声波收发器阵列的换能器之间的距离的至少10倍。

基于声波的定位装置可以包括彼此面对的第一和第二测距声波收发器阵列，其中第一测距声波收发器阵列是静止的，且第二测距声波收发器阵列跟随多个声波收发器阵列移动。距离可以通过测量在第一和第二测距声波收发器阵列之间的声波脉冲的传播时间长度来计算。

阶段230可以包括在第一和第二测距声波收发器阵列的时钟之间同步，且声波脉冲的发射时间(通过第一测距声波收发器阵列)可以为第二测距声波收发器阵列所知。发射时间可包含在嵌入声波脉冲的时间戳中，它可以被预先确定等等。

可选地，可向第三实体馈送发射和接收时间，并计算传播时间，因此计算第一及第二测距声波收发器阵列之间的距离。

除此之外或者作为替代，假定有一已知延迟(DELAY)在(i)第一声波脉冲(通过第一测距声波收发器阵列发射)的接收(通过第二测距声波收发器阵列)和(ii)通过第二测距声波收发器阵列和响应于第一声波脉冲接收的第二声波脉冲的发射之间。在这种情况下，可按照以下方法计算出第一和第二测距声波收发器阵列之间的差之间的距离(DISTANCE)的两倍(在阶段230期间)：

a.计算通过第一测距和第二测距声波收发器阵列接收第二声波脉冲的时间(T2)和第一声波脉冲的发射时间(T1)之间的时间差值(TGAP)。

b.从TGAP中减去DELAY以提供传播时间长度(PP)。

c.声波脉冲的传播速度(V)的一半乘以传播时间长度(PP)得出距离。

换言之，DISTANCE＝(T2-T1-DELAY)/2V。

此计算可由第一或第二测距声波收发器阵列或通过另一实体(例如计算机)完成。

DISTANCE的计算可由以下步骤完成：将声波脉冲从第二测距声波收发器阵列发射到第一测距声波收发器阵列，并将响应声波脉冲从第一测距声波收发器阵列发送至第二测距声波收发器阵列。

在阶段230的执行期间，可以使用相对较大波束的第一和第二测距声波收发器阵列，即使当这些第一和第二测距声波收发器阵列确实不完全地彼此面对的时候，也允许执行距离计算。

可选地，基于声波的定位装置可以包括彼此面对的三个或多于三个的测距声波收发器阵列。三个声波收发器阵列中的至少一个是静止的，其中三个声波收发器阵列中的至少另一个跟随第一声波收发器阵列的移动。这样的系统通过三角测量可定位多个声波收发器阵列的位置。

物料的上表面有望定位在每一个声波收发器阵列的远场内。

在阶段210的执行期间，被由不同声波收发器阵列发射的声波脉冲辐射的上表面的至少其两个区域可以部分重叠。

在阶段210的执行期间，多个声波收发器阵列中的至少一个声波收发器阵列接收声波脉冲的回声，所述声波脉冲通过多个声波收发器阵列中的另一声波收发器阵列发射。可选地，每一个声波收发器阵列只接收自身发射的声波脉冲的回声。

阶段210可以包括：通过多个声波收发器阵列中的至少两个以至少部分重叠的方式向覆盖区域发射多个声波脉冲，以产生包括多个干涉条纹的声波干涉图样；并通过至少一个声波收发器阵列来检测声波干涉图样的干涉条纹；提供干涉条纹检测信号；并处理干涉条纹检测信号以协助提供与物料量有关的估计。

一旦用于阶段210、220和230的一个或多个迭代，该方法可执行同步阶段260所表示的定时校准过程。目的是当其发射声波脉冲的时候(或当它们接收回声的时候)准确地映射不同声波检测装置的位置。同步也能有助于在通过不同的声波检测装置的声波脉冲的发射之间进行更好的协调。

同步阶段260可包括使一个或多个声波检测装置的一个或多个时钟同步到主时钟。主时钟可以是声波检测装置中的一个的时钟或另一实体(例如，控制声波检测装置的计算机)的时钟。

执行阶段260的从属声波收发器阵列可以执行下面的阶段：

a.通过从属声波收发器阵列来接收多个主时钟时间戳(261)。

b.响应于多个主时钟时间戳的值和通过从属声波收发器阵列接收多个主时钟时间戳的时间测定，确定从属时钟时间戳(从属声波收发器阵列的从属时钟)的补偿值(262)；以及

c.将从属时钟设定为补偿值(263)。

补偿可以包括：响应多个主时钟时间戳和响应多个主时钟戳的接收的时间测定，通过特定声波收发器阵列计算在从属时钟的速率和主时钟的速率之间的差值。

对于非限制性实例，在不同声波收发器阵列的时钟之间允许的时间差值可是大约五微秒，并且每一个声波收发器阵列的时钟精确度可以是大约100ppm，即高达每秒100微秒漂移。每几分钟一次，时间标志器可以向所有的声波收发器阵列广播主时间戳。可通过有线或无线装置完成发射。例如，可以采用连接所有的声波检测装置的RS485多站协议来完成。

定义：

CM(t[n])-在时间t[n](n＝0,1,2,…)的主时钟

CS(t[n])-在时间t[n]的从属时钟

在时间t[n]的相对主时钟的从属校正通过下式表示：

C1＝CM(t[n])-CS(t[n])

其相对主时钟的时钟漂移的从属估计是：

C2＝((CM(t[n])-CS(t[n]))-(CM(t[n-1])-CS(t[n-1])))/(t[n]-t[n-1])

从属时钟补偿值(在从属时钟时间戳t’>t[n]时执行，假定t[n]是t[n]之前最后接收的来自主时钟的发射)由下式给出：

CM(t’)～CS(t)+C1+C2*(t’-t[n])

在上述说明书中，参考本发明的实施方案的特定示例对本发明作了说明。然而，显然的是，在其中可以进行各种修改和改变，而不脱离如在所附权利要求中所述的本发明的更宽的精神和范围。

此外，在说明书和权利要求中的术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“在……之上”、“在……之下”等，若有的话，是用于说明的目的而不一定用于描述永久的相对位置。应当理解，如此使用的术语在适当的环境下是可交换的，使得在此所描述的本发明的实施方案，例如，能够工作于除了本文所说明的那些方向或者以其他方式所描述的那些方向之外的其他方向。

本领域的技术人员明白，逻辑块之间的边界仅仅是示例性的，而且替换实施方案可合并逻辑块或电路元件或者在各个逻辑块或电路元件上施加功能的替代分解。因此，应了解，本文描述的体系结构只是示例性，并且事实上可以实施获得同样功能的许多其它体系结构。

实现相同功能的任何的部件布置都有效地“相关”，使得所需的功能得以实现。因此，本文结合实现特定功能的任意两个部件可以看作彼此“相关”，以实现所需的功能，而不考虑体系结构或中间部件。同样，如此相关的任意两个部件也能被看作是彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”以便实现期望的功能。

此外，本领域的那些技术人员将明白，以上所述的操作之间的边界仅仅说明性的。多个操作可组合成为单一操作，单一操作可分散到额外的操作，并且可以在时间上至少部分重叠地执行操作。此外，替换实施方案可包括特定操作的多个实例，并且可以在多个其它实施方案中改变操作次序。

同样例如，在一个实施方案中，示出的实例可以实现为位于单个集成电路或在同一装置之内的电路。可选地，这些例子可以实现为任意数量的独立的集成电路或独立装置，所述装置彼此以适合的方式相互连接。

同样例如，所述例子或其中一部分可以实现为物理电路的或者可转变为物理电路的逻辑表示的软件或代码表示，例如以任何适当类型的硬件描述语言的形式进行。

然而，其他修改、变化和替换也是可能的。因此，说明书和附图应当认为是说明性的而非限制性的。

在权利要求中，括号中的任何参考标记均不应被理解为对权利要求书的限制。措辞“包括”不排除存在权利要求中列出的那些元件或步骤之外的其他元件或步骤。此外，如本文所用的术语“一(a)”或“一(an)”被定义为一个或多于一个。另外，在权利要求中的例如“至少一个”和“一个或多个”的引导性短语的使用不应该被解释为暗示通过不定冠词“一”或“一”引导的另一个权利要求要素将含有这种引导的权利要求要素的任何具体的权利要求限制为只包含一个这种要素的发明，即使相同的权利要求包括引导性短语“一个或多个”或者“至少一个”和不定冠词(例如“一”或者“一”)也是如此。这对定冠词的使用同样成立。除非另有说明，否则例如“第一”和“第二”的术语被用于在这样的术语所描述的元件之间任意地区分。因而，这些术语不一定意图表示这些元件的时间或其它优先次序。该事实仅在于，互相不同的权利要求记载的特定测量并不表示不能有利地使用这些测量的组合。

涉及本专利申请的任何系统、设备或装置包括至少一个硬件部件。

虽然本文已经说明和描述了本发明的几个特定的特征，本领域的普通技术人员可以想到许多改进、替代、变型和等同形式。因此，要理解所附的权利要求书意图包括所有落入本发明真实精神内的这样的改进和变型。

Claims (34)

1.一种用于评估仓储装置中的物料量的方法，所述方法包括：

从包括第一声波收发器阵列的第一声波检测装置且通过计算机接收物料的上表面的多个不同的第一区的、指示所述上表面的所述多个不同的第一区的多个位置的多个第一估计，指示所述上表面的所述多个不同的第一区的多个位置的所述多个第一估计由所述第一声波检测装置通过处理声波脉冲的多个第一回声进行计算；其中，每个声波脉冲为比40度更宽的波瓣形状；其中，所述多个第一回声在所述第一声波收发器阵列定位在多个不同的第一位置时由所述第一声波收发器阵列接收；

通过所述计算机并从基于声波的定位装置接收指示所述多个不同的第一位置的第一位置信息；以及

在接收到所述第一位置信息并且接收到所述多个不同的第一区的所述多个第一估计之后，响应于所述多个第一估计和所述第一位置信息，通过所述计算机产生与所述物料量有关的估计。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，相邻第一位置之间的距离是所述第一声波收发器阵列的换能器之间的距离至少十倍。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，每个第一估计都与第一声波检测装置时间戳关联；其中，所述第一位置信息包括所述第一声波收发器阵列的所述多个不同的第一位置和主时钟时间戳之间的映射；并且其中，所述方法包括：响应于所述第一声波检测装置时间戳、所述映射以及所述第一声波检测装置的时钟与所述主时钟时间戳之间的时间测定关系，计算所述多个不同的第一位置。

4.根据权利要求3所述的方法，包括补偿所述第一声波检测装置的时钟和主时钟之间的时钟差。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述补偿包括：接收多个主时钟时间戳；响应于所述多个主时钟时间戳的值和通过第一声波检测装置接收所述多个主时钟时间戳的时间测定，确定所述第一声波检测装置的时钟时间戳的补偿值；以及将所述第一声波检测装置的时钟设定为所述补偿值。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述补偿包括通过所述第一声波检测装置计算所述第一声波检测装置的时钟的速率和所述主时钟的速率之间的差值，其中所述差值的计算是响应于所述多个主时钟时间戳及响应于通过所述第一声波检测装置接收所述多个主时钟时间戳的时间测定来进行的。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于声波的定位装置包括彼此面对的第一测距声波收发器阵列和第二测距声波收发器阵列，其中所述第一测距声波收发器阵列是静止的，并且所述第二测距声波收发器阵列跟随所述第一声波收发器阵列移动。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于声波的定位装置包括彼此面对的三个测距声波收发器阵列，其中所述三个测距声波收发器阵列中的至少一个测距声波收发器阵列是静止的，并且其中，所述三个测距声波收发器阵列中的至少另一个测距声波收发器阵列跟随所述第一声波收发器阵列移动。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述物料的上表面被认为位于所述第一测距声波收发器阵列和所述第二测距声波收发器阵列中的每一个测距声波收发器阵列的远场中。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述物料的上表面被认为位于所三个测距声波收发器阵列中的每一个测距声波收发器阵列的远场中。

11.根据权利要求1所述的方法，包括：

通过所述第一声波收发器阵列发射所述声波脉冲；

通过所述第一声波收发器阵列接收所述声波脉冲的所述多个第一回声；以及

通过所述第一声波检测装置处理所述声波脉冲的所述多个第一回声以提供所述多个第一估计。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述处理所述声波脉冲的多个第一回声包括使用模糊逻辑引擎。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一声波收发器阵列以恒定速度沿着直线路径移动从而经过所述多个不同的第一位置。

14.根据权利要求1所述的方法，包括：

从包括第二声波收发器阵列的第二声波检测装置接收所述物料的上表面的多个不同的第二区的多个第二估计，所述多个第二估计指示所述上表面的所述多个不同的第二区的多个位置，当所述第二声波收发器阵列定位在多个不同的第二位置处时，进行所述多个不同的第二区的所述多个第二估计；其中，所述多个不同的第二区的所述多个第二估计由所述第二声波检测装置通过处理声波脉冲的多个第二回声进行计算；

从所述基于声波的定位装置接收指示所述多个不同的第二位置的第二位置信息；以及

在接收到所述第二位置信息并且接收到所述多个不同的第二区的所述多个第二估计之后，响应于所述多个不同的第一区的所述多个第一估计、所述多个不同的第二区的所述多个第二估计、所述第一位置信息和所述第二位置信息，通过所述计算机产生与所述物料量有关的估计。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，至少一个第一区部分地重叠至少一个第二区。

16.根据权利要求14所述的方法，包括：

通过所述第一声波收发器阵列并通过所述第二声波收发器阵列发射所述声波脉冲；

通过所述第一声波收发器阵列和所述第二声波收发器阵列分别接收所述声波脉冲的所述多个第一回声和所述多个第二回声；其中，所述声波脉冲的所述多个第一回声和所述多个第二回声由不同于所述第一声波收发器阵列和所述第二声波收发器阵列的另一声波收发器阵列发射；

通过所述第一声波检测装置和所述第二声波检测装置处理所述声波脉冲的所述多个第一回声和所述多个第二回声，以提供所述多个第一估计和所述多个第二估计。

17.根据权利要求16所述的方法，包括：通过所述第一声波收发器阵列和所述第二声波收发器阵列以至少部分重叠的方式向重叠的区域发射多个声波脉冲，从而产生包括多个干涉条纹的声波干涉图样；通过所述第一声波收发器阵列和所述第二声波收发器阵列中的至少一个声波收发器阵列检测所述声波干涉图样的干涉条纹，并且提供干涉条纹检测信号；并处理所述干涉条纹检测信号以帮助提供与所述物料量有关的估计。

18.一种用于评估仓储装置内物料量的方法，所述方法包括：

在多个声波收发器阵列在多个时间点定位在多个不同的位置时，通过多个声波检测装置的所述多个声波收发器阵列，向物料的上表面的多个不同区发射多个声波脉冲；其中，所述多个声波收发器阵列连接至根据移动模式在所述多个不同的位置之间移动的装置；

通过所述多个声波收发器阵列接收所述多个声波脉冲的多个回声；

通过所述多个声波收发器阵列处理所述多个回声以提供对所述多个不同区的指示所述多个不同区的多个位置的多个估计；

将所述多个不同区的所述多个估计与指示通过所述多个声波收发器阵列接收所述多个回声的时间测定的时间测定信息相关联；

通过基于声波的定位装置获得位置信息读数，所述位置信息读数与所述基于声波的定位装置在多个时间点的多个位置有关；以及

响应于所述多个不同区的多个估计、所述时间测定信息以及与所述基于声波的定位装置在多个时间点的所述多个位置有关的所述位置信息读数，由计算机产生与所述物料量有关的估计。

19.根据权利要求18所述的方法，包括：通过所述时间测定信息和所述位置信息读数之间的关联，确定发射所述多个回声时的所述多个声波收发器阵列的位置。

20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述多个不同的位置中相邻的位置之间的距离是任意声波收发器阵列的换能器之间的距离的至少十倍。

21.根据权利要求18所述的方法，包括补偿所述多个声波检测装置的时钟和主时钟之间的时钟差。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述补偿包括：接收多个主时钟时间戳；响应于所述多个主时钟时间戳的值和由所述多个声波检测装置接收所述多个主时钟时间戳的时间测定，确定声波检测装置时钟时间戳的补偿值；并将所述多个声波检测装置的时钟设定为所述补偿值。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述补偿包括响应于所述多个主时钟时间戳并响应于通过所述多个声波检测装置接收所述多个主时钟时间戳的时间测定，由使用声波检测装置时钟的每个声波检测装置计算所述声波检测装置时钟的速率和所述主时钟的速率之间的差值。

24.根据权利要求18所述的方法，其中，所述基于声波的定位装置包括彼此面对的第一测距声波收发器阵列和第二测距声波收发器阵列，其中所述第一测距声波收发器阵列是静止的，并且其中所述第二测距声波收发器阵列跟随所述多个声波收发器阵列移动。

25.根据权利要求18所述的方法，其中，所述基于声波的定位装置包括彼此面对的三个测距声波收发器阵列，其中所述三个测距声波收发器阵列中的至少一个测距声波收发器阵列是静止的，并且其中，所述三个测距声波收发器阵列中的至少另一个测距声波收发器阵列跟随所述多个声波收发器阵列移动。

26.根据权利要求18所述的方法，其中，所述物料的上表面被认为位于所述多个声波收发器阵列中的每一个声波收发器阵列的远场中。

27.根据权利要求18所述的方法，其中，所述处理所述多个回声包括利用模糊逻辑引擎。

28.根据权利要求18所述的方法，其中，根据移动模式在所述多个不同的位置之间移动的所述装置以恒定速度沿着直线路径移动从而经过所述多个不同的位置。

29.根据权利要求18所述的方法，其中，声波脉冲照射的上表面的至少两个区域部分重叠，所述声波脉冲由不同声波收发器阵列发射。

30.根据权利要求18所述的方法，其中，多个声波收发器阵列中的至少一个声波收发器阵列接收由所述多个声波收发器阵列中的另一个声波收发器阵列发射的声波脉冲的回声。

31.根据权利要求18所述的方法，包括：通过所述多个声波收发器阵列中的至少两个声波收发器阵列，以至少部分重叠的方式向重叠的区域发射多个声波脉冲，从而产生包括多个干涉条纹的声波干涉图样；并且通过所述多个声波收发器阵列中的至少一个声波收发器阵列检测所述声波干涉图样的干涉条纹；提供干涉条纹检测信号；以及处理所述干涉条纹检测信号以帮助提供与所述物料量有关的估计。

32.一种用于评估仓储装置中的物料量的系统，包括：

存储器，其设置成存储：

物料上表面的多个不同的第一区的多个第一估计，所述多个第一估计指示所述上表面的所述多个不同的第一区的位置，所述多个第一估计由第一声波检测装置通过处理声波脉冲的多个第一回声计算，所述第一声波检测装置包括第一声波收发器阵列；其中，每个声波脉冲为比40度更宽的波瓣形状；其中，所述多个第一回声在所述第一声波收发器阵列定位在多个不同的第一位置时，由所述第一声波收发器阵列接收；

第一位置信息，所述第一位置信息指示所述多个不同的第一位置；以及

计算机，所述计算机设置成响应于所述第一位置信息和指示所述上表面的所述多个不同的第一区的位置的所述多个第一估计，产生与物料量有关的估计。

33.根据权利要求32所述的系统，其中，相邻的第一位置之间的距离是所述第一声波收发器阵列的换能器之间的距离的至少十倍。

34.一种用于评估仓储装置中的物料量的系统，包括多个声波检测装置和基于声波的定位装置；

其中，所述多个声波检测装置包括多个声波收发器阵列，其中所述多个声波检测装置被设置成：

当所述多个声波收发器阵列在多个时间点定位在多个不同的位置时，向物料上表面的多个不同区发射多个声波脉冲；其中，所述多个声波收发器阵列连接至一个装置，所述装置根据移动模式在所述多个不同的位置之间移动；

接收所述多个声波脉冲的多个回声；

处理所述多个回声以提供所述多个不同区的多个估计，所述多个估计指示所述上表面的所述多个不同区的多个位置；

将所述多个不同区的所述多个估计与指示通过所述多个声波收发器阵列接收所述多个回声的时间测定的时间测定信息相关联；

其中，所述基于声波的定位装置被设置成获得与所述基于声波的定位装置在多个时间点的多个位置有关的位置信息读数，

并且其中，所述系统还包括计算机，所述计算机被设置成响应于所述多个不同区的所述多个估计、所述时间测定信息以及与所述基于声波的定位装置在多个时间点的所述多个位置有关的所述位置信息读数，产生与物料量有关的估计。