CN111133288A

CN111133288A - 校准装置和方法

Info

Publication number: CN111133288A
Application number: CN201880059727.3A
Authority: CN
Inventors: 安德烈亚·克赖因
Original assignee: Luxembourg Institute of Science and Technology LIST
Current assignee: Luxembourg Institute of Science and Technology LIST
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2020-05-08
Anticipated expiration: 2038-09-03
Also published as: PL3682214T3; WO2019052840A1; CN111133288B; US20200278267A1; EP3682214B1; LU100447B1; US11231335B2; EP3682214A1; ES2926864T3

Abstract

本发明涉及一种校准装置(4)，其包括：‑至少一个冲击板(5)，其特征在于，装置(4)还包括：‑至少一个嵌入第一移动物体(3A)中的第一传感器(1)，所述第一传感器(1)直接测量第一移动物体(3A)撞击冲击板(5)的方式、速度、运动形式和冲击强度，‑至少一个第二移动物体(3B)，‑至少一个第一射频识别发射器，其天线(1A)嵌入第一传感器(1)，‑至少一个第二传感器(2A、2B、2C)直接安装在板(5)下方，用于在撞击冲击板(5)时确定第一移动物体(3A)的特性，‑至少一个第一装置(6)，用于在撞击冲击板(5)之前和撞击冲击板(5)的同时接收由第一传感器(1)提供的第一数据，以及用于在撞击冲击板(5)时，接收由第二传感器(2A、2B、2C)提供的第二数据，‑至少一个第二射频识别发射器，其天线(6A)嵌入第一装置(6)，‑第一传感器(1)和第二传感器(2A、2B、2C)与第一装置(6)相互作用，‑至少一个第二装置(7)，用于分析由第一传感器(1)和第二传感器(2A、2B、2C)提供的数据，以及用于校准位于冲击板(5)上的第二传感器(2A、2B、2C)并确定至少一个第二移动物体(3B)撞击冲击板(5)时的特性，‑高速相机(20)被配置为评估由于第一移动物体和第二移动物体在冲击板(5)上的冲击而引起的参数。

Description

校准装置和方法

技术领域

本发明涉及传感器的校准领域。

背景技术

现有技术文献：

已知的现有技术包括四个文件：

题为冲击测量的GB 1349248(D1)涉及用于测量重复冲击的装置，该装置包括砧座1，在砧座1上进行打击；头部3，其与板5一起形成电容器，该电容器通过电路12、13被充电，得到包括衰减波列的输出A，该衰减波列的第一摆动表示二极管的解调电路15的冲击大小；以及第二较大的电容器，其给出一个输出B，该输出B可以馈送到多个测量电路中的任何。它可以连接到速率表17(可以是转速表或计数器)；也可以将其馈送到另一个二极管和提供非常缓慢衰减的输出C的电容器18，该输出C可以在仪表19上被读取，以提供拾取值的值。信号B还可以被馈送到具有可变电平E的幅度鉴别电路23，其可以馈送速率计26，或者计数器27以确定超过任何给定电平的打击次数，可以通过从已知高度下落已知重量来进行校准。该装置可用于比较重复的冲击工具。

第一篇文章(D2)由安德烈亚斯·凯林博士(本发明的发明者)和朱利安·巴里埃等人撰写，已于2015年2月21日发布，标题为“一种先进的信号处理技术，用于从冲击板振动测量中得出床载运输的粒度信息”，地球表面过程和地貌40的第913-924页。第一篇文章(D2)涉及在多个实验室水槽实验期间和洪水事件期间砾石河床中河床输沙量的可靠表征，以测量与使用冲击板(其中，压电水听器安装在用作沉积物振动传感器的不锈钢板的底部)在河流中输沙动力学有关的工程问题。分析每个冲击的幅度和频率属性，并将其与所运输物料的特性相关联。因此，D2仅涉及在不锈钢板的底部没有安装任何嵌入式传感器和压电水听器的移动物体。

奥利弗·格罗茨博士等人在2016年撰写了第二篇文章(D3)，标题为“Smartstones:Asmall 9-axis sensor implanted in stones to track theirmovements(智能石：一种植入石头中以跟踪其运动的小型9轴传感器)”，第245至251页，www.elsevier.com/locate/catena。第二篇文章(D3)涉及智能石探针(安装在卵石或砾石中)，该智能石探针由带有柔性天线的金属圆柱体组成，并包含Bosch BMX055传感器，该传感器由三轴加速度计、磁力计、陀螺仪、用于存储数据的存储器、用来传输数据的有源RFID(射频识别)技术和作为电源的两个纽扣电池组成。它识别石头的运动，例如山上的岩石坠落，或河流和冰川环境中的缓慢运动，以及防腐蚀措施。因此，D3仅涉及嵌入到移动物体中的一个传感器以及也嵌入到该移动物体中的第一射频识别发射器。

S.A希勒等人撰写的第三篇文章(D4)涉及“Elements of precisionagriculture:basics of yield monitor installation and operation(精确农业的要素：产量监测器的安装和操作基础)”，合作推广服务，肯塔基大学，农业学院，第1至9页。它涉及质量流量传感器在清洁谷物提升机壳体中的典型安装(图3A、3B、3C和3D)。

板和岩石加速度计记录是信号，其幅度和频率分量随时间变化很大。然后通常通过时频分析来处理此类信号。在信号处理领域，时频方法是多种多样的，并且为不同的目的而设计(例如，马拉特1999)。基于匹配追踪算法(马拉特&张，1993)的稀疏时频表示已经证明是非常适合表征复杂的波形的，例如EEG(脑电图，例如贝纳尔等人，2009)或地震信号(巴丹等人，2006)，它们与冲击板或智能石测量具有许多相同的特征(例如，高度不平稳，剧烈的瞬变)。

众所周知，加速度计是一种测量适当加速度的装置，其与坐标加速度(速度变化率)不同。例如，静止在地球表面的加速度计将测量由于地球引力引起的加速度，直达(按定义)g≈9.81m/s²。相比之下，自由下落的加速度计(以约9.81m/s²的加速度向地球中心坠落)将测得零。加速度计在工业和科学中有多种应用。加速度计用于检测和监视旋转机械中的振动。加速度计用于平板电脑和数码相机，使得屏幕上的图像始终垂直显示。加速度计用于无人机中以稳定飞行。加速度计的单轴和多轴模型可用于检测适当加速度的大小和方向(作为矢量)，并可用于感测方向(由于重量方向改变)、协调加速度、振动、冲击以及在电阻介质中的下落(适当的加速度发生变化的情况，因为它从零开始，然后增加)。

还众所周知，数据记录器(也是数据记录器或数据记录器)是一种电子装置，其使用内置的仪器或传感器或通过外部仪器和传感器随时间或相对于位置来记录数据。它们通常是小型的、电池供电的、便携式的，并配备有微处理器，用于数据存储的内部存储器和传感器。一些数据记录器与个人计算机连接，并使用软件激活数据记录器并查看和分析收集的数据，而另一些则具有本地接口装置(键盘，LCD)，并且可以用作独立装置。通用类型通常是可编程的；但是，许多仍然是只有有限数量的参数或没有可变参数的静态的机器。使用数据记录器的主要好处之一是能够24小时自动收集数据。激活后，通常会部署数据记录器，并使其无人看管，以在监视期间内测量和记录信息。这样就可以全面、准确地描绘所监视的环境状况。

测量技术中的校准是将被测装置提供的测量值与已知精度的校准标准进行比较。比较的结果可以导致在被测装置上没有注意到明显的错误，发现明显的错误，但是没有进行调整，或者进行了调整以将误差校准到可接受水平。严格来说，术语“校准”仅表示比较的行为，并不包括任何后续调整。测量装置和仪器根据其设计要测量的物理单位进行分类。这些单位在国际上有所不同，例如美国的NIST 150-2G。这些标准共同涵盖了测量各种物理量的仪器，例如电磁辐射(RF探针)，时间和频率(间隔计)，电离辐射(盖革计数器)，光(光度计)，机械量(限位开关、压力表、压力开关)以及热力学或热特性(温度计、温度控制器)。每个测试装置的标准仪器也会相应变化，例如，用于压力表校准的静压测试仪，以及用于温度表校准的干式温度测试仪。校准过程始于需要校准的测量仪器的设计。设计必须能够在其校准间隔内“保持校准”。换句话说，设计必须能够在合理的时间段内在规定的环境条件下使用时，在“工程公差范围内”进行测量。具有这些特性的设计增加实际测量仪器按预期执行的可能性。基本上，校准的目的是保持测量质量以及确保特定仪器的正常工作。

问题解决方法：

-最近的现有技术是GB 1349248(D1)。D1公开了使用对应于第一移动物体的已知样本的用于冲击板的校准装置。

-最接近的现有技术和本发明之间的主要区别是权利要求1的特征部分。GB1349248的样本不包括任何提供有关第一物体的运动的惯性信息的第一传感器。而且，校准装置不包括高速相机。

-上述差异的影响在于，至少一个第二传感器(2A、2B、2C)由至少一个第二装置(7)进行了校准，该第二装置(7)分析由第一传感器(1)和由第二传感器(2A、2B、2C)提供的数据，它们与连接到第二装置(7)的第一装置(6)相互作用。

-由该差异所要解决的客观问题是找到一种解决现有技术缺陷的方法，即分别确定第一物体(3A)在板(5)上的冲击次数，确定冲击在板(5)上的频率和力，确定第一物体(3A)的运动形式和类型，以及确定第一物体(3)的旋转。

由该差异所要解决的另一客观问题是改善移动物体(3A)在板(5)上的冲击位置的局部性以及影响移动物体(3A)的结构的力。

另一个客观问题是改善位于冲击板上的传感器的校准。

上面提到的问题的解决方案是有创造性的，因为没有现有技术文献公开使用表示第一移动物体的运动的惯性参数和冲击点的数据来校准冲击板。

校准本发明的装置(4)并不容易，因为适当的校准取决于至少几个因素，即：

-物体撞击板的位置，

-物体的速度，

-实际的冲击力，

-物体在板上移动的运动类型(滚动、滑动、跳跃、撞击板)。

-通过组合权利要求1的特征部分的协同特征(它们之间相互影响)解决了该问题。

-即使本领域技术人员将文章D2与文章D3结合起来，他也无法实现本发明，因为利用现有技术的结果，通过原位测量不可能将冲击的位置定位在板上。人们需要知道冲击在板上的点，以便更好地评估撞击板的物体的特性。与现有技术相比，本发明执行原位测量，而不会干扰带有附加外部测量装备的过程的功能。

并行测量基本功能(速度、旋转、轨迹、力、冲击位置)。现有技术文献仅测量单个参数，而不测量先前提到的所有参数。因此，现有技术文献没有用智能移动物体校准冲击板传感器。现有技术文献既没有为此目的使用原位测量，也没有为了校准的目的而完全注册前面提到的参数。

在D2中，对于相同的晶粒尺寸范围，取决于冲击到板上的位置和类型(即运输方式)，观察到冲击信号在信号频率和幅度方面能表现出很大的变化性。传感器的三角形阵列将有助于根据冲击位置更好地测量幅度-频率属性对的可变性，因此，大大减小了冲击信号特性与床载晶粒尺寸之间的校准的置信区间长度。

另一方面，智能石加速度计信号的处理旨在提供有关沉积物瞬时运动的关键信息。通过分析高速相机的快照，我们研究了通过岩石加速度计和板加速度计阵列记录的相应信号来表征运输方式(即滚动/滑动和盐化)的可能性。

匹配追踪算法的核心是将信号分解为一组函数(所谓的字典)。选择了一个非常复杂的字典(7D-线性调频小波)，以最少的迭代次数(即仅一次)获得信号的最佳近似。使用这种字典的主要缺点是计算时间长。优化程序已经在前一代码中应用，以使计算时间比实时记录更快。

发明内容

本发明涉及校准装置(4)，其包括：

-至少一个冲击板(5)，

装置(4)还包括：

-至少一个嵌入第一移动物体(3A)(智能石)中的第一传感器(1)，所述第一传感器(1)直接测量第一移动物体(3A)撞击冲击板(5)的方式、速度、运动形式和冲击强度，

-至少一个第二移动物体(3B)，

-至少一个第一射频识别发射器，其天线(1A)嵌入第一传感器(1)，

-至少一个第二传感器(2A、2B、2C)直接安装在板(5)下方，用于在撞击冲击板(5)时确定第一移动物体(3A)的特性，

-至少一个第一装置(6)，用于在撞击冲击板(5)之前和撞击冲击板(5)的同时接收由第一传感器(1)提供的第一数据，以及用于在撞击冲击板(5)时，接收由第二传感器(2A、2B、2C)提供的第二数据，

-至少一个第二射频识别发射器，其天线(6A)嵌入第一装置(6)，

-第一传感器(1)和第二传感器(2A、2B、2C)与第一装置(6)相互作用，

-至少一个第二装置(7)，用于分析由第一传感器(1)和第二传感器(2A、2B、2C)提供的数据，以及用于校准位于冲击板(5)上的第二传感器(2A、2B、2C)并在撞击冲击板(5)时确定至少一个第二移动物体(3B)的特性，

-高速相机(20)被配置为评估由于第一移动物体和第二移动物体在冲击板(5)上的冲击而引起的参数。

优选地，通过本领域技术人员公知的方法对第一移动物体(3A)进行预称重。

优选地，在确定第一物体(3A)对板(5)的冲击的次数，对板(5)的冲击的频率和力，确定第一物体(3A)的运动的形式和类型，以及确定第一物体(3)的旋转中，选择第一传感器(1)的特性。物体朝向板的方式很重要，因为它在物体撞击板“之前”给出冲击点在板上的准确位置。因此，7D线性调频小波的分析/校准软件可以提前知道冲击点，并且可以专注于最近的加速度计的分析，并包括有关冲击点与加速度计之间距离的信息。

优选地，如果第二传感器(2A、2B、2C)的数量为三个，则它们以三角形图案布置(例如等边三角形、等腰三角形、斜角三角形、直角三角形、钝角三角形或锐角三角形)。

优选地，如果第二传感器(2A、2B、2C、2D)的数量为四个，则它们以正方形、规则正方形光栅、矩形、菱形、平行四边形、梯形、风筝形或梯形图案布置。

优选地，如果第二传感器(2A、2B、2C、2D、2E)的数量为五个，则它们以五边形图案布置，例如，凸五边形或凹五边形或不规则五边形图案。

优选地，如果第二传感器(2A、2B、2C、2D、2E、2F)的数量为六个，则它们以六边形图案布置，例如，凸六边形或凹六边形图案或不规则六边形图案。

优选地，如果第二传感器(2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G)的数量为七个，则它们以七边形图案布置，例如，凸七边形或凹七边形图案或不规则七边形图案。

优选地，如果第二传感器(2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H)的数量为八个，则它们以八边形图案布置，例如凸八边形或凹八边形图案或不规则八边形图案。

优选地，如果第二传感器(2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H、2I)的数量为九，则它们以九边形图案布置，例如，凸九边形或凹九边形图案或不规则九边形图案。

优选地，如果第二传感器(2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H、2I、2J)的数量为十，则它们以十边形图案排列，例如，凸十边形或凹十边形图案，规则正方形栅格或不规则十边形图案。

优选地，第二传感器(2A、2B、2C)以可拆卸的方式或以不可拆卸的方式附接到板(5)的底部。

优选地，第一传感器(1)是9轴传感器。

优选地，第一传感器(1)是Bosch BMX055传感器。

优选地，第二传感器(2A、2B、2C)是Brüel&Kjaer 4394型加速度计或Brüel&Kjaer8339型震动加速度计。

优选地，第一和/或第二移动物体(3A、3B)是石头或不是石头。

优选地，第一和/或第二移动物体(3A、3B)选自蔬菜的第一家族(特别是土豆、西红柿等)，或者物体选自水果的第二家族(特别是苹果、橙子等)，或者物体选自运动球的第三家族(特别是网球、壁球、乒乓球、高尔夫球、足球、手球、橄榄球等)，或者物体选自药物(具有至少2厘米高和2厘米宽)的第四家族。

优选地，第一和/或第二移动物体(3A、3B)具有立方体、长方体、球形、圆柱形、圆锥形、三棱柱、六棱柱、基于三角形的棱锥、基于正方形的棱锥、六角锥形状。

优选地，第一和/或第二物体(3A、3B)具有至少2cm的长度或直径。

优选地，冲击板(5)是平坦的，其具有光滑的表面并且具有三角形、正方形、矩形、菱形、平行四边形、梯形、风筝形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形、圆形、椭圆形、新月形、管状、半管状形状。

优选地，第一装置(6)是数据记录器。

优选地，第二装置(7)是一种使用基于各种形状和持续时间的多尺度线性调频(扫频波包)的波平面分析字典的分析软件。

优选地，波平面分析字典是7D-线性调频原子。

装置(4)必须包括高速相机(20)。

优选地，板(5)由金属材料尤其是锌、铜、不锈钢板制成，或者板(5)由陶瓷材料，或丙烯酸玻璃或玻璃或石墨烯制成。

本发明还涉及包括以下连续步骤的校准方法：

-将至少一个第一传感器(1)嵌入到第一移动物体(3A)中，所述第一传感器(1)直接测量第一移动物体(3A)撞击冲击板(5)的方式、速度、运动形式和冲击强度，

-结合至少一个第二移动物体(3B)，

-将至少一个第二传感器(2A、2B、2C)直接固定在冲击板(5)下方，

-在撞击板(5)之前和撞击板(5)的同时，确定由第一移动物体(3A)经由第一传感器(1)提供的第一数据，

-当撞击板(5)时，确定经由第二传感器(2A、2B、2C)由第一移动物体(3A)提供的第二数据，

-通过至少一个第一装置(6)接收第一数据和第二数据，

-分析由第一传感器(1)和第二传感器(2A、2B、2C)通过第二装置(7)提供的数据，

-校准位于冲击板(5)上的第二传感器(2A、2B、2C)，

-在撞击冲击板(5)时确定所述至少一个第二移动物体(3B)的特性，

-通过高速相机(20)评估由于第一移动物体(3A)和第二移动物体(3B)在冲击板(5)上的冲击而导致的参数。

本发明仍然涉及装置(4)在改善第一和第二移动物体(3A、3B)的起重、分类、调节速度、排序和表征方面的用途。

本发明仍然涉及装置(4)用于测量第一和第二移动物体(3A、3B)的力、速度、旋转、重量的用途。

最后，本发明涉及软件程序，当被嵌入到权利要求1所定义的第二装置(7)中时，软件程序实施根据权利要求14所述的校准方法，用于分析由第一传感器(1)提供的第一数据和由第二传感器(2A，2B，2C)提供的第二数据，以便校准冲击板(5)的第二传感器(2A，2B，2C)以及以便确定在撞击冲击板(5)时第二移动物体(3B)的特性。

在通过3A3B物体的多次冲击(存储在查找数据库中)对2A、2B、2C进行校准之后，能够根据它们在表面上的冲击力，根据撞击在表面上的次数以及根据冲击在板上的位置，更好地评估所有当时不是很智能的撞击物体。

附图说明

图1：示出本发明的装置(4)的示意图。该图未按比例绘制(例如，冲击板(5)通常大于第一移动物体(3A))。高速相机(20)是必需的。来自第一传感器(1)和第二传感器(2A、2B、2C)的数据直接实时地收集在数据记录器(6)上。数据记录器(6)为所有数据集提供通用时间戳。直接连接到数据记录器(6)的是嵌入在第二装置(7)中的软件，该软件通过对物体的第一冲击的线性调频小波分析来分析数据集。该线性调频小波分析用于表征撞击板(5)的物体(3A、3B)的大小和特征。另外，通过来自智能物体(3A)的数据并经由来自第二传感器(2A、2B、2C)的三角形取向的互相关来直接评估冲击板(5)上的特定冲击点。

图2A示出在冲击板(5)下面的三个冲击传感器(2A、2B、2C)的三角形定位。S1、S2和S3表示物体(石头)下落或冲击到板(5)的上表面。A1、A2和A3表示加速度计或第二传感器(2A、2B、2C)。

图2B：物体(石头)下落S1与冲击板(5)上的加速度计A1、A2和A3等距。

图2C：物体(石头)下落S2位于(在冲击板(5)上)非常靠近(甚至直接在上方)加速度计A1，并且距A2和A3大约相同的距离。

图2D：物体(石头)下落S3(在冲击板(5)上)位于加速度计A2附近，但距A3较远，甚至距A1更远。

图3A和3B：示出冲击位置对于评估撞击板的物体的特性的重要性。它还表明，当你不知道冲击点时，不可能区分撞击板的6g(g2)或90g(g1)的石头。相反，对于智能物体跟踪其到达板的方式，此定位是可能的(此图未显示)。在此经验中，两个物体(砾石)在三个不同的板位置(d＝20cm、d＝10cm和d＝0cm)处落在冲击板上，d是距传感器所在板的中心的水平距离。标题是“水声方法、幅度/频率与位置和质量的关系”。它表明，如果物体的冲击位置靠近放置在冲击板下方的传感器的位置，则信号的幅度增加。

图3C：此图示出在将90克砾石从传感器位置降到20cm、10cm和0cm处后，通过相应的小波变换(使用标准莫雷特小波)获得的时频图。指出了小波系数。信号已从时域(幅度相对于时间)转换为频域(幅度相对于频率)。转换的结果是每个频率具有特定幅度的频谱。由于这种转换是相对于时间连续进行的，因此我们的数据库具有三维结构，即幅度对频率对时间。

图3D：此图示出在从传感器位置20cm和0cm处放下6克砾石后，通过相应的小波变换(使用标准莫雷特小波)获得的时频图。指出了小波系数。

图4：示出本发明的农业应用。智能物体升降机通过第一装置(6)和直接连接到板(5)第二装置(7)将智能移动物体(3A)和非智能移动物体(3B)(例如土豆、苹果、小球或药品)投射在冲击板(5)上(在板(5)下方有第二传感器(2A、2B、2C))，以校准冲击板(5)。(部分图片来自S.A.希勒，J.P.富尔顿，S.G.麦克尼尔和S.F.希金斯，生物系统和农业工程T.G.穆勒，农学：精准农业的要素：产量监测仪的安装和操作基础)

图5：示出本发明的冲击板(5)(不锈钢+木框+橡胶)以及直接安装在冲击板(5)下方的三个传感器(2A、2B、2C)。

图6：示出图5的装置以及用于分析数据的装置(7)(笔记本和软件)，高速相机(20)、照明、加速度计和USB数据记录器。

图7：示出高速相机(20)，图5的装置和嵌入到移动物体(3A)中的第一传感器(1)。

图8：示出用于接收第一和第二数据的装置(6)(数据记录器)。

图9：示出本发明的装置的俯视图。

图10：示出本发明的装置的示意性侧视图。

图11：示出本发明的第一传感器(1)(加速度计、陀螺仪和磁传感器)以及控制单元、内部存储器、温度传感器、电池和天线。

图12：示出嵌入到第一移动物体(3A)中的第一传感器(1)(用作下落物体的石球–直径7厘米，包括543g传感器)。

图13：示出4394型加速度计(Brüel&Kjaer)

图14：示出8339型加速度计(Brüel&Kjaer)

图15：示出三个不同的第一移动物体，其中一个传感器嵌入到第一移动物体中(石灰岩球531g)、一个花岗岩卵石(279g)和一个小的石英岩卵石(18g)。

图16：示出3轴向惯性测量单元(Bosch BMI 160)：加速度计：+/-16g；陀螺仪：2000°/s。

图17：示出3轴向地磁传感器(Bosch BMM 150)：加速度计：+/-1300microT。采样：高达100Hz(10倍内部过采样)。

图18：示出在空气中具有不同下落高度的测试。传感器和测试设置：石球中的智能石(100Hz)、板(A)中心的一个加速度计，125kHz，高速相机(6500fps)，一个下落位置(a1)(43.5；49.7)，高度：3cm、5cm和7cm。

图19：示出原始的智能石加速度数据(实验34，3cm，传感器111)。

图20：还示出原始的智能石加速度数据(实验34，3cm，传感器111)。

图21：示出原始加速度计数据(实验34，3cm，4394型传感器)。

图22：示出原始加速度计数据(实验34，3cm，4394型传感器)。

图23：示出最大的合成加速度(智能石)：宽范围和范围重叠：

图24：示出加速度峰值的积分：较小的范围，与下落高度没有明显关系：

图25：示出线性模型的拟合：所有加速度峰值与高度的关系。R^2应该读为R²，其是智能石峰值的每个高度的平均幅度。

图26：示出线性模型的拟合：每个高度的最大峰值与高度的关系。作为合理的模型，它还示出最大峰值与下落高度的线性关系。R^2应该读为R²，其是智能石峰值的每个高度的平均幅度。

图27：示出在不同下落高度下的板加速度计的结果。小圆圈：超出范围？大椭圆：传感器从钢板上拆下。

图28：示出板加速度计的结果；加速度峰值范围较小(与智能石相比)；排除异常值：偏差在3.7％和15％之间

图29：是显示板加速度计的结果的图；加速度信号：基于小波变换的时频分析示例。

图30：是显示板加速度计的结果的图；加速度信号：基于小波变换的时频分析示例。

图31：是显示板加速度计的结果的图；加速度信号：基于小波变换的时频分析示例。

图32：是幅值标度图，示出板加速度计的结果；加速度信号：基于小波变换的时频分析示例。

图33：是幅值标度图，示出板加速度计的结果；加速度信号：基于小波变换的时频分析示例。

图34：是幅值标度图，示出板加速度计的结果；加速度信号：基于小波变换的时频分析示例。

论述图29至34：

图29至34是该系统中使用的现有技术。

图35：示出智能石加速度与加速度计幅度的关系；对峰值的线性模型的低确定度：R²＝0.03；智能石峰值的平均每个高度的平均幅度：R²＝0.97。

图36：示出智能石加速度与加速度计幅度的关系；对峰值的线性模型的低确定度：R²＝0.03；智能石峰值的最大每个高度的平均幅度：R²＝0.998。

对图35和图36的论述：

成功的校准在图35和图36中突出显示。它是543g石头的校准。图35和36中成功的校准是智能物体和冲击传感器信号与接近1的高度R2的回归线之间的相关性。现在，智能物体的参数与板冲击测量之间存在牢固的关系。因此，仅通过测量板冲击即可从回归线提取智能物体的信息，反之亦然。

具有从图29至34上的现有技术中采取的程序的比例尺图给出了物体的质量，并且在图35和图36上的新校准给出了物体的下落高度/速度以及作用在物体上的力。还可以通过物体中的智能传感器测量物体的速度(请参见图90)。冲击到板上的位置是通过图47A和47B的三角测量过程完成的。

图35和36示出本发明的创新方面，即智能物体和冲击传感器信号的组合。

图37：示出有关高速相机的图表；钢板的位移和振动；位移峰值：范围<15％；振动中可见的泛音；由于智能石重量导致水平变化：压缩橡胶、弯曲钢板。

图38：示出水下下落测试。传感器和测试设置：石球中的智能石，B1、B2和B3位置的三个加速度计(4394型，用液体胶带密封)，钢板上方14cm水，一个下落位置(b1)(35,25.5)，高度：3cm、5cm和7cm。

图39：示出用液体胶带密封的加速度计。

图40：示出位于水池中的钢板(5)。

图41：示出水下下落测试的结果。智能石加速度数据：峰值衰减7cm的示例。没有自由落体(水中的浮力和摩擦力)。

图42：示出水下下落测试的结果。智能石加速度数据：峰值衰减5cm的示例。没有自由落体(水中的浮力和摩擦力)。

图43：示出水下下落测试的结果；加速度计数据：3个加速度计中的2个没有记录有用的数据。

图44：示出水下下落测试的结果；最大合成加速度：更低的均值和最大值(与无水测试相比)；相似的相对范围

图45：示出空气中下落测试的结果(空气最大合成加速度)：比较水和空气(图45和图46)；每个高度的最大值：低约10-20％；范围重叠；对于最大每高度不同的回归线斜率；在测试范围内线性关系的假设仍然合理。

图46：示出水中下落测试的结果(水最大合成加速度)：比较水和空气(图45和图46)；每个高度的最大值：低约10-20％；范围重叠；对于最大每高度不同的回归线斜率；在测试范围内线性关系的假设仍然合理。

图47A和47B：示出横断面位置(设置)。石球中的智能石；板上的两种类型加速度计(8339型–高冲击–在B1-B3处，以及在D1-D3处的4394型)；7个下落位置T1-T7作为横断面；恒定的下落高度为3厘米。

图47A和47B对应于系统中使用的现有技术。

图48：示出板上的两种类型加速度计：在B1-B3处的8339型(高冲击)和在D1-D3处的4394型。

图49：示出横断面位置(设置)。位置T1-T4：每个位置重复20次；每种加速度计类型重复10次。位置T5-T7：每个位置重复10次；仅限8339型加速度计。

图50：示出横断面位置(示例)。4394型加速度计：大多数实验没有可用的数据；例如：T1a_001。

图51：示出横断面位置(示例)。4394型加速度计：大多数实验没有可用的数据；例如：T1c_001。

图52：示出横断面位置。示例：T1d 002(8339型)。

图53：示出横断面位置。示例：T1d 002(8339型)。

图54：示出横断面位置。示例：T1重复。

图55：示出横断面位置。示例：T3d 002。

图56：示出横断面位置。示例：T3d 002。

图57：示出横断面位置。示例：T3重复。

图58：示出横断面位置。示例：T5b 002。

图59：示出横断面位置。示例：T5b 002。

图60：示出横断面位置。示例：T5重复。

图61：示出横断面位置。示例：T7b 002。

图62：示出横断面位置。示例：T7b 002。

图63：示出横断面位置。示例：T7重复。

图64：示出横断面位置：结果。在不同位置的智能石加速度峰值。朝向边缘(T1)的更高的加速度峰值。朝向拐角(T7)的更高的加速度峰值。异常值：没有明显的自由落体阶段。

图65：示出横断面位置：结果。智能石：离群值T1d_001的示例。没有明显的自由落体阶段导致最终加速。低峰值水平。

图66：示出横断面位置：结果。加速度计：信号到达B1-B2的时间延迟。

图67：示出横断面位置：结果。加速度计：信号到达B1-B的时间延迟3。

图68：示出横断面位置：结果。加速度计：信号到达B2-B3的时间延迟。

图69：示出三种不同大小和质量的卵石。石灰石球531克，花岗岩卵石279克，小石英岩卵石18克；三个加速度计(8339型)：B1、B2、B3；三个下落高度：3cm、5cm和7cm；下落位置：b1(35；25.5)。

图70：示出带有石灰石球的图表：高度为3cm的示例。

图71：示出带有花岗岩卵石的图表：高度为3cm的示例。

图72：示出带有石英岩卵石的图表：高度为3cm的示例。

图73：示出带有石灰石球的图表：高度为5cm的示例。

图74：示出带有花岗岩卵石的图表：高度为5cm的示例。

图75：示出带有石英岩卵石的图表：高度为5cm的示例。

图76：示出带有石灰石球的图表：高度为7cm的示例。

图77：示出带有花岗岩卵石的图表：高度为7cm的示例。

图78：示出带有石英岩卵石的图表：高度为7cm的示例。

对图70至78的结果的论述：

·加速度峰值的水平取决于

–下落高度

–下落在钢板上的位置

·峰值的大范围

–下落高度和/或位置的范围广泛重叠

·水下测试的最大峰值衰减(降低约10-20％)

–用于相对校准的每个高度的最大峰值

·4394型加速度计

–信号峰值和噪声之间的高比率

–在许多情况下没有有用的数据

–超出的传感器范围和零位移

–8394型加速度计(高冲击)

–对于较轻的冲击灵敏度也足够

–信号峰值和噪声之间的更小比率

·智能石：峰值加速度范围广(一个高度/位置)

–传感器111、118、119的范围相似→不特定于传感器

–可能的解释？

·智能石的“采样窗口”将测得的加速度峰值分配到不同的采样点

·100Hz的采样点是10个过采样点的平均值，测得的峰值较低

实际加速度峰值可能太短而无法以100Hz记录。

图79：示出4394型加速度计超出的最大范围和零位移。可见全信号-零位移。

图80：示出4394型加速度计超出的最大范围和零位移。第一冲击：峰值达到最大传感器范围。

对图79和80的结果的讨论：

达到最大传感器范围的可能原因：

·数据记录器或记录软件故障

·电缆或连接器的电气故障

压电元件的过载：可能导致零位移。

不是由潮湿引起的：在水中进行测试之前会出现问题。

图81：示出文件中数据记录器通道的可能不匹配(8339型加速度计)。通道更改的顺序(2-3)出现在少数数据集中：记录器或记录软件出现问题。

图的讨论：

重复数据的可变性

·智能石加速度峰值：范围<30％

·加速度计幅度：范围<15％

·高速板位移：范围<15％

·下落高度和位置的更高精度，以减少变化？

·智能石加速度

·峰值取决于下落高度和位置

·范围的广泛重叠

·相当低的水中加速度

·需要大数据集来导出校准参数

·加速度计信号

·8339型冲击加速度计：足够的信噪比，完全在范围内的幅度峰值

·到达时间的可察觉到的差异

·所需的幅频的进一步分析

·实验装置

·足够用于简单的测试用例，可以进行大量重复

·需要的改进：加速度计的安装和密封，支撑结构

·更全面的实验：更广泛的校准适用性

图82：示出横断面位置：示例T2重复。

图83：示出横断面位置：示例T4重复。

图84：示出横断面位置：示例T6重复。

图85：示出由AHRS算法得出的方向、速度和距离。原始传感器数据和固定时间检测。

图86：示出由AHRS算法得出的方向、速度和距离。

图87：示出由AHRS算法得出的方向、速度和距离。加速度，通过估算进行校正。

图88：示出由AHRS算法得出的方向、速度和距离。从校正后的加速度得出的速度。

图89：示出由AHRS算法得出的方向、速度和距离。从校正后的速度得出的位置。

图90：示出由AHRS算法得出的方向、速度和距离。

图90对应于该系统中使用的现有技术。

具体实施方式

智能物体(3A)或智能石(即，其中至少一个第一传感器(1)嵌入移动物体(3A)中的物体)用于校准冲击板(5)传感器(2A、2B、2C)。它不仅根据物料传输线(例如蔬菜、水果，球或药品)的理想速度进行校准。通过校准的冲击板(5)传感器(2A、2B、2C)更好地评估移动物体(3A)的质量，在这个意义上说，也可以校准冲击板(5)传感器(2A、2B、2C)。此外，冲击板(5)传感器(2A、2B、2C)的校准将提高对移动物体(3A)的形式及其快速旋转(转动)的评估质量。此外，校准的冲击板(5)传感器(2A、2B、2C)能够更好地定位移动物体(3A)在板(5)上的冲击位置以及影响第二移动物体(3B)的结构的力。根据最后一点，可以通过智能移动物体(3A)评估作用在第二移动物体(3B)上的力(该物体(3A)记录了来自加速度计的力)。当你知道在冲击板(5)传感器(2A、2B、2C)处的相应信号时，以后可以仅使用冲击板(5)传感器(2A、2B、2C)作为评估工具，而无需使用智能物体。在本发明中，最好用预先称重的移动物体(3A)实现校准。因此，你将已知重量和速度的移动物体(3A)撞击到要校准的冲击板(5)传感器(2A、2B、2C)上。这些校准是就地进行的，因为智能移动物体是要研究的生产线中过程的真实物体。因此，可以将第一传感器(1)植入到移动物体(3A)中进行原位测量。

在本发明中，“校准”一词是指在第二装置(7)上收集数据库，其中，针对每个“智能冲击”布置由第二传感器(2A、2B、2C)记录的信号。除了关于物体速度、物体冲击位置、物体质量和物体旋转的每个信号的相应信息之外，将来自第二传感器(2A、2B、2C)的这些智能物体撞击信号(第一冲击7D线性调频小波的幅度和中心频率)存储在第二装置(7)中。具有附加信息的光谱数据库是校准数据库。第一移动物体(3A)和第二移动物体(3B)仅用于评估链接到第二传感器(2A、2B、2C)光谱的此附加信息。一旦可以访问数据库，就可以通过与校准冲击数据库的简单查找关联来评估任何物体的每个冲击。

使用“智能物体”(将传感器植入到撞击或刮擦板的移动物体(3A)中)为相关校准开辟了新的可能性。包含BMX055传感器模块的第一移动物体(3A)包括有源射频识别芯片、加速度计、磁力计和陀螺仪。这种著名的传感器是由莱茵伯格(德国)的SST公司(智能传感器技术)开发的。在这种情况下，自校准探头由纽扣电池(1.55V，20mAh)供电。该模块包括三轴12位加速度传感器、三轴16位陀螺仪和地磁传感器，以及有源RFID标签、内存、天文钟和温度计。传感器模块数据提供了探头的方向、倾斜、运动、加速度、旋转、冲击、振动和航向。天文钟和温度计提供有关时间(分辨率1/32768s)和温度的辅助数据。传感器模块的范围对于加速度计为+/-4g(其中g表示由于重力引起的加速度)，对于磁力计为+/-2500μT(其中T表示特斯拉单位)，以及对于陀螺仪为+/-2000°s^-1。一个传感器轴与圆柱体的长轴对齐，其他两个轴的方向由电池螺钉指示。

这两个传感器的类型不同(第一传感器(1)是植入智能移动物体(3A)内部的传感器，第二传感器(2A、2B、2C)是放置在冲击板(5)下方的传感器类型)。所有第二传感器(2A、2B、2C)通过电缆相互连接。在本发明中，我们使用至少两种不同类型的传感器。

植入智能移动物体(3A)的第一传感器(1)是BOSCH BMX055传感器模块，包括有源射频识别芯片(有源RFID标签)、三轴12位加速度传感器(加速度计)、地磁传感器(磁力计)、以及三轴16位陀螺仪。该第一传感器(1)经由置于智能移动物体(3A)内部的小天线和位于数据记录器(6A)外部的天线连接至数据记录器。第一传感器(1)内置在移动物体(3A)中，因此将移动物体(3A)称为“智能物体”。

第二种类型的传感器(2A、2B、2C)可以胶合、固定、拧紧在不锈钢板下面，并用作冲击传感器。板也可以具有各种其他形状(例如，管状、半管状)。至少一个第二传感器(2A、2B、2C)可以胶粘、固定或拧在冲击板下面。这些第二传感器也是可商购的。优选的是，至少使用三个第二传感器(2A、2B、2C)的三角形阵列而不是一个传感器。除了借助智能物体(3A)和高速相机(20)来定位这种冲击之外(请参见图2)，第二传感器(2A、2B、2C)的三角形图案可以检测智能物体的第一次冲击的位置。

第一传感器和第二传感器彼此之间不交换数据。

直接测量撞击在冲击板(5)上的智能移动物体(3A)的方式、速度、运动形式和冲击强度，使我们能够改进校准方法。

板状声冲击传感器和智能移动物体记录是由幅度和频率分量随时间强烈变化而表征的信号。来自两个系统的信号都通过时频分析和时间序列分析(与两个系统的时间轴匹配)进行处理。可以使用与板加速度计所使用的技术类似的技术来处理智能物体信号(即，时频变换)。智能物体的主要目的是物体的速度、旋转、冲击力以及物体撞击板块的空间信息。从智能物体信号特征成功识别运动类型是可能的，它对板冲击传感器的校准结果应有重大贡献。通过组合板和石头加速度计，这种完整的机构被认为是新的时空测量装置。

本发明的优点：

本发明相对于现有技术的优点在于，可以校准装置(例如，根据物体(例如土豆)对冲击板的撞击力来调节生产线的速度，例如，如果土豆受到太大冲击)。在现有技术中，由于缺少几种技术装置而无法校准任何东西。

另一个优点是，用于校准的智能移动物体(3A)在冲击板(5)上记录了路径(例如，撞击、爬行、滚动)。另外，第二传感器(2A、2B、2C)在不干扰外部测量装置的校准过程的情况下原位测量对板(5)的撞击。

图1的工作实施例的详细说明：

-撞击放置在相应真空或流体中的冲击板(5)之前，移动物体(3A，3B)投射或移动通过真空或流体，该流体可以是气体(例如空气)或液体(例如水)。

-由于将具有天线(1A)的第一射频识别发射器嵌入到第一传感器(1)中(该传感器本身嵌入到第一移动物体(3A)中)，因此将移动物体(3A)称为智能物体。首先将盲孔打孔/钻入(取决于物体的材料)物体中，将第一传感器(1)放入该孔中，然后用任何合适的材料(例如硅)将其密封，以避免在智能物体(3A)移动期间传感器的丢失。

-在智能物体(3A)投射/移动通过真空或流体(气体-气体，或气体-液体，或液体-气体，或液体-液体)的过程中，以及在撞击位于相同真空或流体(气体-气体，或液体-液体)或不同流体(气体-液体，或液体-气体)中的冲击板(5)之前，第一传感器(1)通过天线(1A)将数据发送到第一装置(6)(例如，物体的旋转和轨迹/路线)。

-当移动物体(3A)撞击冲击板(5)至少一次或在冲击板(5)上滚动时，第二传感器(2A、2B、2C)将数据发送到第一装置(6)(例如，第一物体(3A)冲击该板(5)的次数、冲击的频率和力、第一物体(3A)的形式、第一物体(3A、3B)的移动类型、第一物体(3A，3B)的旋转)。所有第二传感器(2A、2B、2C)通过电缆连接到第一装置(6)。第二传感器(2A、2B、2C)也可以通过电缆彼此连接。

-第一装置(6)收集所有数据，它为不同类型的数据分配一个公共时间戳，并将它们发送到第二装置(7)，第二装置(7)分析第一传感器(1)和第二传感器(2A、2B、2C)提供的数据。

-计算机程序进行分析，并允许校准放置在冲击板(5)下的第二传感器(2A、2B、2C)，以便在相关过程中进一步测量移动物体(3B)。

术语“校准”是指在校准阶段之后，将借助智能物体在第二装置(7)上创建的校准数据库与来自没有内部传感器的移动物体(3B)的冲击的信号进行比较的动作。一个人在第二装置(7)上收集数据库，在该数据库中，由第二传感器(2A，2B，2C)记录的信号针对智能物体(3A)的每个第一次冲击被布置。匹配追踪算法的核心是将第一冲击信号分解为一组函数(所谓的字典)。对于FAAD(首次到达原子分解)方法和冲击板信号，我们选择非常复杂的字典(7D-线性调频小波)，以最少的迭代次数获得更好的信号近似值。FAAD可以确定冲击信号的属性(幅度、频率)。除了关于物体速度、物体冲击位置、物体质量和物体旋转的每个信号的相应信息之外，将来自第二传感器(2A、2B、2C)的这些智能物体撞击信号(第一冲击7D线性调频小波的幅度和中心频率)存储在第二装置(7)中。具有来自智能物体(3A)的附加信息的光谱数据库是校准数据库。移动物体(3A和3B)用于评估链接到第二传感器(2A、2B、2C)光谱的此附加信息。一旦该数据库可用，就可以通过与校准冲击数据库的简单查找关联来评估任何物体的每种冲击。

除此校准外，我们还获得有关由冲击传感器评估生产线过程的更多信息。如果单个粒子仅一次或多次撞击板，我们将获得该信息。该信息只能从智能传感器评估中提取。重要的是要知道，因为我们不知道在生产过程中对物体进行重复计数的频率，可以为此目的估计一种校准因子。这是第二种类型的校准，两次或多次撞击的评估和校准。

第三种类型的校准是从冲击定位的角度获得的知识。

对于大距离(10cm和20cm)，很难检测到加速度计的第一次到达，因为第一次事件的幅度很低，并且与移动物体(3A、3B)反弹产生的后来到达混合在一起。在这种情况下，物体(3A、3B)朝向板的方式很重要。它在物体撞击板“之前”给我们冲击点在板上的准确位置。因此，7D线性调频小波(第二装置(7))的分析软件可以提前知道冲击点，并且可以专注于最近的加速度计的分析，并包括有关冲击点与加速度计之间距离的信息。

必须并行使用高速相机。需要高速相机来评估由于物体的冲击而导致的金属板的振动和变形，以描述冲击的类型并解释智能物体的重力。

至关重要的是，高速相机配置为评估由于第一和第二移动物体(例如振动和变形)对冲击板(5)的冲击而产生的参数。因此，对于专利而言，高速相机是进行校准的至关重要的装置。

可能的工业/商业用途：

可以设计和制造本发明的装置和方法以满足生产线的特定要求。

每条生产线(其中通过冲击传感器来记录或评估特定尺寸的物体)能够被改进。如果我们有可能使物体变得智能(通过植入特殊的传感器)，我们可以改善相关的现有冲击传感器的校准及其生产过程。

存在庞大且不断增长的市场。

请注意，智能物体最好不是谷物(因为谷物可能太小，无法通过植入的传感器使它们变得智能)。优选地，本发明的智能移动物体(3A)不在毫米范围内，但它们在厘米范围内(至少2cm高和2cm宽)。非限制性示例是土豆、西红柿、苹果、橙子、球、药品。限制因素是BOSCH传感器、电池、存储器和天线所处的电路板的尺寸。

本发明不限于农业领域。它也可以用于医疗领域和运动领域。

权利要求中使用的术语“包括”或“包含”不应解释为限于其后列出的装置。它不排除其他元素或步骤。需要将其解释为指定所提到的所述特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件或其组的存在或增加。因此，表述“装置包括装置A和B”的范围不应限于仅由组件A和B组成的装置。

应当理解，为清楚起见在单独的实施例的上下文中描述的本发明的特征也可以在单个实施例中组合提供。相反，为简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合来提供。本发明中公开的实施例的任何特征可以与本发明中提到的任何其他特征组合。

Claims

1.校准装置(4)，包括：

-至少一个冲击板(5)，

其特征在于，所述装置(4)还包括：

-至少一个嵌入第一移动物体(3A)中的第一传感器(1)，所述第一传感器(1)直接在撞击所述冲击板(5)的所述第一移动物体(3A)中测量方式、速度、运动形式和冲击强度，

-至少一个第二移动物体(3B)，

-至少一个第一射频识别发射器，其天线(1A)嵌入所述第一传感器(1)，

-至少一个第二传感器(2A、2B、2C)，直接附着在所述板(5)下方，用于在撞击所述冲击板(5)时确定所述第一移动物体(3A)的特性，

-至少一个第一装置(6)，用于在撞击所述冲击板(5)之前和撞击所述冲击板(5)的同时，接收由所述第一传感器(1)提供的第一数据，以及用于在撞击所述冲击板(5)时，接收由所述第二传感器(2A、2B、2C)提供的第二数据，

-至少一个第二射频识别发射器，其天线(6A)嵌入所述第一装置(6)，

-所述第一传感器(1)和所述第二传感器(2A、2B、2C)与所述第一装置(6)相互作用，

-至少一个第二装置(7)，用于分析由所述第一传感器(1)和所述第二传感器(2A、2B、2C)提供的数据，以及用于校准位于所述冲击板(5)上的所述第二传感器(2A、2B、2C)并在撞击所述冲击板(5)时确定至少一个第二移动物体(3B)的特性，

-高速相机(20)，被配置为评估由于所述第一移动物体和所述第二移动物体在所述冲击板(5)上的冲击而引起的参数。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，在确定所述第一物体(3A)对所述板(5)的冲击的次数、确定所述第一物体(3A)对所述板(5)的冲击的频率和作用力、确定所述第一物体(3A)的运动的形式和类型以及确定所述第一物体(3A)的旋转中，选择所述第一传感器(1)的特性。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二传感器(2A、2B、2C)布置成三角形图案。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一传感器(1)是9轴传感器。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一移动物体(3A)被预先称重。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一移动物体(3A)和/或所述第二移动物体(3B)选自蔬菜的第一家族，或者所述物体选自水果的第二家族，或者所述物体选自球的第三家族，或者所述物体选自药物的第四家族。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一移动物体(3A)和/或所述第二移动物体(3B)具有立方体、长方体、球形、圆柱形、圆锥形、三棱柱、六棱柱、基于三角形的棱锥、基于正方形的棱锥、六角锥形状。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一移动物体(3A)和/或所述第二移动物体(3B)具有至少2cm的高度和直径。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述冲击板(5)是平坦的、具有光滑的表面，并具有三角形、正方形、矩形、菱形、平行四边形、梯形、风筝形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形、圆形、椭圆形、新月形、管状、半管状形状。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一装置(6)是数据记录器。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二装置(7)是基于各种形状和持续时间的多尺度扫频波包(线性调频)的波平面分析字典。

12.根据权利要求13所述的装置，其中，所述波平面分析字典是7D-线性调频原子。

13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述板(5)完全由金属或陶瓷材料或石墨烯材料制成。

14.校准方法，包括以下连续步骤：

-将至少一个第一传感器(1)嵌入到第一移动物体(3A)中，所述第一传感器(1)直接在撞击冲击板(5)的所述第一移动物体(3A)中测量方式、速度、运动形式和冲击强度，

-结合至少一个第二移动物体(3B)，

-在撞击所述板(5)之前和撞击所述板(5)的同时，确定经由所述第一传感器(1)由所述第一移动物体(3A)提供的第一数据，

-当撞击所述板(5)时，确定经由所述第二传感器(2A、2B、2C)由所述第一移动物体(3A)提供的第二数据，

-通过至少一个第一装置(6)接收所述第一数据和所述第二数据，

-分析由所述第一传感器(1)和所述第二传感器(2A、2B、2C)经由第二装置(7)提供的数据，

-校准位于所述冲击板(5)上的所述第二传感器(2A、2B、2C)，

-在撞击所述冲击板(5)时确定所述至少一个第二移动物体(3B)的特性，

-通过高速相机(20)评估由于所述第一移动物体(3A)和所述第二移动物体(3B)在所述冲击板(5)上的冲击而导致的参数。

15.软件程序，执行根据权利要求14的所述校准方法，当被嵌入到权利要求1所限定的所述第二装置(7)中时，所述软件程序用于分析由所述第一传感器(1)提供的所述第一数据和由所述第二传感器(2A，2B，2C)提供的所述第二数据，以便校准所述冲击板(5)的所述第二传感器(2A，2B，2C)并确定第二移动物体(3B)撞击所述冲击板(5)时的特性。