CN113701638A - 物料三维形态高速多角度扫描检测装置及扫描检测系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种物料三维形态高速多角度扫描检测装置，其包括：连续转动平台，连续转动平台被驱动以使得连续转动平台沿顺时针或逆时针方向非往复的连续单方向转动；以及测量单元，测量单元设置于连续转动平台，以当连续转动平台带动测量单元连续转动时，测量单元通过发射信号以及接收回波信号实现对待测物料表面的连续扫描，获得物料表面的位置信息，其中发射信号以及回波信号为微波信号和/或激光信号。本公开还提供一种物料三维形态高速多角度扫描检测系统，获得各测量点的位置坐标信息，将不同测量点的位置坐标信息进行组合，即得到物料表面的三维信息。

Description

物料三维形态高速多角度扫描检测装置及扫描检测系统

技术领域

本公开涉及一种物料三维形态高速多角度扫描检测装置及扫描检测系统。

背景技术

传统的雷达物位计一般被固定于某一具体位置，测量其距离定点的高度，以粗略估计待测物料的物位高度。

但是，随着各个行业对测量精度的要求越来越高，通过对待测物体的表面形状进行测量来提高精度已经成为技术发展的趋势。

例如中国专利申请CN111551235A所公开的一种固体催化剂密相装填过程中床层料面状态的监测装置，其能够实现床层料面状态的监测。

但是，该专利中所用的机构控制结构复杂，而且无法对物料进行高速扫描，只能应用于缓慢变化的物料情况，对于快速变化的物料表面检测，效果较差。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种物料三维形态高速多角度扫描检测装置及扫描检测系统。

根据本公开的一个方面，提供了一种物料三维形态高速多角度扫描检测装置，其安装于存储有物料的仓体，用于检测仓体内的物料的三维形态，其包括：

连续转动平台，所述连续转动平台被驱动以使得所述连续转动平台沿顺时针或逆时针方向非往复的连续单方向转动；以及

测量单元，所述测量单元设置于所述连续转动平台，以当所述连续转动平台带动所述测量单元转动时，所述测量单元通过发射信号以及接收回波信号实现对待测物料表面的连续扫描，获得物料表面的位置信息；

其中所述发射信号以及回波信号为微波信号和/或激光信号。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，当所述测量单元发射以及接收信号为微波信号时，所述测量单元包括：

第一控制电路，所述第一控制电路产生并发射微波信号，且接收并处理微波信号的回波信号，以获得测量单元与物料表面之间的距离信息；以及

天线结构，所述天线结构用于将所述第一控制电路所产生的微波信号向外发射，并且将该微波信号的回波信号传输至所述第一控制电路。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，所述天线结构包括：

波导，所述第一控制电路所产生及发射的微波信号被耦合至波导，经波导传递；以及

透镜，所述波导传递的微波信号穿过所述透镜向外发射以及微波回波信号透过所述透镜经波导传输被所述第一控制电路所接收；

其中所述波导以及所述透镜用于调整微波信号的波束角。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，当所述测量单元发射以及接收信号为激光信号时，所述测量单元包括：

激光发射及接收电路，用于发射激光信号和接收激光信号的回波信号；

光路控制电路，用于控制激光信号的发射角度和改变激光回波信号的角度使其被所述激光发射及接收电路正常接收；以及

处理电路，用于处理所述激光发射及接收电路接收到的激光回波信号，以判断激光回波信号的强度以及获得测量单元与物料表面之间的距离信息。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，包括往返转动机构，所述往返转动机构与所述连续转动平台相连，两者转动轴线具有预设角度，驱动所述往返转动机构以使得所述连续转动平台及所述测量单元在另一方向上往返转动，通过设置所述往返转动机构，以使得所述测量单元获得物料表面不同角度各测量点的回波信号，以确定物料表面的位置信息。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，所述测量单元包括多个天线结构，且所述多个天线结构与所述连续转动平台所呈的角度不同，通过含多天线结构的测量单元获得物料表面不同角度各测量点的回波信号，以确定物料表面的位置信息。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置还包括第二控制电路，以对所述往返转动机构和/或所述连续转动平台的转动速度及转动角度进行控制。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，所述第二控制电路还包括：

通讯模块，实现与所述测量单元和/或人机交互模块之间的相互通讯，通讯方式为有线传输和/或无线传输；

电源供电模块，用于给所述测量单元进行供电，供电方式为有线供电或无线供电；

位置传感装置，用于获得所述连续转动平台的转动角度信息和/或所述往返转动机构的转动角度信息；

存储及处理模块，用于存储所述测量单元的天线结构在所述连续转动平台上安装的角度信息、所述往返转动机构和/或所述连续转动平台的转动角度信息，同时整合所述通讯模块传输的第一控制电路获得的测量单元与物料表面之间的距离信息，处理得到物料表面各个角度各测量点位置信息；以及

人机交互模块，所述存储及处理模块将处理得到的物料表面各个角度各测量点位置信息通过所述通讯模块传递至人机交互模块进行显示物料表面的三维信息，以及通过人机交互模块设定参数对第二控制电路以及测量单元进行控制，所述参数至少包括测量的距离范围、测量单元发射信号的类型及频率、连续转动平台的转速和/或往返转动机构的转动速度以及转动角度范围。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，还包括配重模块，以使所述连续转动平台、所述测量单元及所述配重模块的整体重心位于所述连续转动平台的转动轴线上。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，当所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置包括往返转动机构时，基于所述连续转动平台与所述往返转动机构的同时转动实现所述测量单元对物料表面进行全方位的扫描测量，获得物料表面各个角度各测量点的位置信息。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，当所述测量单元的数量为多个时，所述多个测量单元沿所述连续转动平台的转动轴线均匀分布，以使得各个测量单元信号发射的角度均分360°。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，当所述测量单元的数量为多个且均发射及接收微波信号时，至少其中一个测量单元所发射的微波信号的波束角与其他测量单元所发射的微波信号的波束角不同。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，当所述测量单元的数量为多个且一部分测量单元发射及接收微波信号以及至少一个测量单元发射及接收激光信号时，以使得所述往返转动机构以及所述连续转动平台被驱动进行转动时，发射与接收激光信号的测量单元和发射与接收微波信号的测量单元测量同一角度同一点的物料表面位置信息，并且根据发射与接收激光信号的测量单元所获得的该角度测量点的位置信息对发射与接收微波信号的测量单元进行校准；或者根据发射与接收微波信号的测量单元所获得的该角度测量点的位置信息对发射与接收激光信号的测量单元进行校准。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，当测量单元包括多个天线结构时，多个天线结构共用对应所述测量单元的第一控制电路。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，通过驱动所述连续转动平台带动所述多天线结构的测量单元，因多个天线结构与连续转动平台所呈的角度不同，以使得在所述连续转动平台旋转一周的情况下实现所述测量单元对待测物料表面进行多方位扫描，得到物料表面各个角度各测量点位置信息，获得物料表面形态。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，多个天线结构发射的微波信号的波束角相同和/或不同；多个天线结构发射的微波信号的频率相同和/或不同。

根据本公开的另一方面，提供一种物料三维形态高速多角度扫描检测系统，包括上述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，第二控制电路根据所述连续转动平台的角度信息和/或往返转动机构的角度信息以及所述测量单元的天线结构在连续转动平台上的安装角度信息，获得测量单元的天线结构测量各点时的角度信息；并且还根据测量单元的天线结构测量各点的角度信息以及测量单元与物料表面各测量点之间的距离获得各测量点的位置坐标信息，所述位置坐标信息至少包括测量单元的天线结构的角度信息以及测量单元与物料表面测量点之间的距离信息；

将不同测量点的位置坐标信息进行组合，即得到物料表面的三维信息。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测系统，所述物料三维形态高速多角度扫描检测系统还包括：

服务器，所述服务器与物料三维形态高速多角度扫描检测装置通过无线通讯方式实现通讯，以使得物料三维形态高速多角度扫描检测装置将获取的不同测量点的位置坐标信息传递至所述服务器，所述服务器将不同测量点的位置坐标点相连形成曲面，即生成物料表面形态并进行三维图像的显示，同时，通过所述服务器设置所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置的工作参数，所述工作参数至少包括扫描的距离范围、测量单元发射信号的类型及频率、连续转动平台的转速和/或往返转动机构的转动速度以及转动角度范围；

壳体，所述壳体采用能够透射微波信号和/或激光信号的材质，并且包裹所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置，所述壳体整体呈球形或者部分呈球形，并且用于微波信号和/或激光信号穿过的区域的厚度一致；以及

多个臂部，相邻的两个臂部之间形成为转动连接或者滑动连接，并且所述多个臂部采用易于形变的材质，以使得多个臂部整体形成多自由度的结构；

其中，所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置通过所述壳体与多个臂部中的其中一个臂部进行固定，所述多个臂部具有固定的装置与容纳物料的仓体外壁进行固定，多个臂部与仓体外壁的固定装置之间设置有锁紧或密封结构。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测系统，所述服务器与多个所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置相连，多个所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置测量同一个物料表面，所述服务器整合多个所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置获得的同一个物料表面的位置坐标信息，对比分析后纠正相互冲突的位置坐标数据获取精确的物料表面三维图像以至少获得仓体内部物料的总体积、总重量、平均高度。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测系统，所述服务器与多个所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置相连，多个所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置分别测量不同的物料表面，以使得所述服务器显示多个物料表面的三维图像。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测系统，所述服务器还用于显示不同时刻下的物料表面三维图像，并且将不同时刻下的物料表面三维图像显示为不同的颜色、灰度和/或透明度，以使得不同时刻下的物料表面三维图像产生区别，并由此得到物料表面形态随时间变化的关系。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测系统，根据物料表面形态随时间变化的关系，确定布料机运行方式、布料位置、布料时间、布料量。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测系统，当物料三维形态高速多角度扫描检测装置包含往返转动机构、发射及接收激光信号的测量单元、发射及接收微波信号的测量单元时，所述发射及接收激光信号的测量单元判断所接收到的激光的回波信号强度，

当激光的回波信号强度大于等于预设阈值时，所述物料三维形态高速多角度扫描检测系统根据发射及接收激光信号的测量单元所获取的发射及接收激光信号的测量单元与物料表面测量点之间的距离信息确认物料表面测量点的位置坐标信息，用于校准发射及接收微波信号的测量单元所测量的物料表面的位置信息；

当激光回波信号的强度小于预设阈值时，所述物料三维形态高速多角度扫描检测系统根据发射及接收微波信号的测量单元所获取的发射及接收微波信号的测量单元与物料表面测量点之间的距离信息确认物料表面测量点的位置坐标信息，用于校准发射及接收激光信号的测量单元所测量的物料表面的位置信息。

根据本公开至少一个实施方式所述的物料三维形态高速多角度扫描检测系统，所述发射及接收激光信号的测量单元还用于修正发射及接收微波信号的测量单元向仓体的仓壁和仓体内部装置发射微波信号时的测量误差，当所述发射及接收激光信号的测量单元所接收到的激光的回波信号强度大于等于预设阈值且当测量单元向仓体的仓壁或仓体内部装置发射信号时，针对同一个测量点，如果发射及接收微波信号的测量单元所测量的发射及接收微波信号的测量单元和测量点之间的距离与发射及接收激光信号的测量单元所测量的发射及接收激光信号的测量单元与测量点之间的距离差值大于等于预设值时，且结合此刻所述连续转动平台和往返转动机构的角度信息判断，丢弃关于该测量点的发射及接收微波信号的测量单元所检测的该发射及接收微波信号的测量单元与测量点之间的距离信息。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的一个实施方式的物料三维形态高速多角度扫描检测装置的结构示意图。

图2是根据本公开的另一个实施方式的物料三维形态高速多角度扫描检测装置的结构示意图。

图3是根据本公开的另一个实施方式的物料三维形态高速多角度扫描检测装置的结构示意图。

图4是根据本公开的另一个实施方式的物料三维形态高速多角度扫描检测装置的结构示意图。

图5是根据本公开的另一个实施方式的物料三维形态高速多角度扫描检测装置的结构示意图。

图6是根据本公开的一个实施方式的物料三维形态高速多角度扫描检测系统的结构示意图。

图7是根据本公开的一个实施方式的物料三维形态高速多角度扫描检测系统的电路结构示意图。

图中附图标记具体为：

10物料三维形态高速多角度扫描检测系统

100物料三维形态高速多角度扫描检测装置

110连续转动平台

120测量单元

121第一控制电路

122天线结构

130激光测距仪

131雷达物位计

140配重模块

150往返转动机构

300壳体

400臂部。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

图1是根据本公开的一个实施方式的物料三维形态高速多角度扫描检测装置100的结构示意图。

如图1所示的物料三维形态高速多角度扫描检测装置100，连续转动平台110和测量单元120。

所述连续转动平台110被驱动以使得所述连续转动平台110沿顺时针或逆时针方向非往复的连续单方向转动。

优选地，所述连续转动平台110可以为圆盘，所述圆盘可以以其轴线为转动轴线。本领域的技术人员应当也能理解，连续转动平台110也可以为其他形状，比如正方形等。

本公开中，所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置100还包括配重模块140，所述配重模块140设置于所述连续转动平台110上，以使得所述连续转动平台110、测量单元120以及配重模块140的整体重心位于所述连续转动平台110的旋转轴，以此也能使得所述连续转动平台110具备较大的转动速度而不会发生偏心。

本公开的连续转动是指从0度转动至360度不停，且接着再从0度转动至360度的循环转动过程，即沿顺时针或逆时针方向非往复的连续单方向转动，相比于现有技术中的摆动和往返旋转(比如从0度转动至360°，然后从360度转动至0度的过程)，本公开的转动速度更高，例如达到每秒10转或者更高的转速。

而且，考虑到往返旋转的过程中需要频繁加速及减速，往返旋转的电机和转动机构的寿命也较低，因此，本公开的物料三维形态高速多角度扫描检测装置100具有较高的寿命。

测量单元120，所述测量单元120设置于所述连续转动平台110，以当所述连续转动平台110带动所述测量单元120连续转动时，所述测量单元120通过发射信号以及接收回波信号实现对待测物料表面的连续扫描，获得物料表面的位置信息，其中，测量单元120发射的信号以及接收的回波信号为微波信号和/或激光信号。

也就是说，所述测量单元120可以仅包括雷达物位计131，雷达物位计131发射及接收的信号为微波信号，以通过微波信号对物料表面的位置信息进行检测；所述测量单元120也可以仅包括激光测距仪130，激光测距仪130发射及接收的信号为激光信号，以通过所述激光测距仪130对物料表面的位置信息进行检测；当然，所述测量单元120也可以包括雷达物位计131和激光测距仪130发射及接收的信号为微波+激光信号。

本公开中，当所述测量单元120发射以及接收信号为微波信号时，测量单元120包括第一控制电路121和天线结构122。

所述第一控制电路121产生并发射微波信号，且接收并处理微波信号的回波信号，以获得测量单元120与物料表面之间的距离信息，例如在某一时刻，获得测量单元120与物料表面中的一个待测点之间的距离。

所述天线结构122用于将所述第一控制电路121所产生的微波发射信号向外发射，并且将该微波信号的回波信号传输至所述第一控制电路121。

针对于高频的测量单元120，天线结构和第一控制电路121难以分割，因此，本公开中，所述第一控制电路121和天线结构122均设置于所述连续转动平台110上，使得连续转动平台110转动时，带动第一控制电路121和天线结构122共同转动。

此外，本公开中，当所述测量单元120发射以及接收信号为微波信号时，天线结构122包括波导和透镜。

所述第一控制电路121所产生及发射的微波信号被耦合至波导，经波导传递。

所述波导传递的微波信号穿过所述透镜向外发射以及微波回波信号透过所述透镜经波导传输被所述第一控制电路121所接收；其中，所述波导以及所述透镜用于调整微波信号的波束角。

优选地，所述第一控制电路121包括微波电路或者微波芯片。

优选地，所述天线结构122为喇叭状，并且通过喇叭状波导和透镜的组合，将微波信号的波束约束到一个很窄的角度。

本公开中，当所述测量单元120发射以及接收信号为激光信号时，所述测量单元120包括激光发射及接收电路、光路控制电路和处理电路。

其中，所述激光发射及接收电路用于发射激光信号和接收激光回波信号；所述光路控制电路用于控制激光信号的发射角度和改变激光回波信号的角度使其被所述激光发射及接收电路正常接收；所述处理电路用于处理所述激光发射及接收电路接收到的激光回波信号，以判断激光回波信号的强度以及获得测量单元与物料表面之间的距离信息。本公开中，所述连续转动平台110可以直接设置于第一电机的输出轴上，并通过第一电机直接驱动转动；或者在所述第一电机和连续转动平台110之间设置有减速器和/或传动装置等其他结构，以使得第一电机经过减速之后驱动所述连续转动平台110转动。

本公开中，所述第一电机可以选择伺服电机、步进电机、直流电机和交流电机等本领域常见的电机。

优选地，所述连续转动平台110根据现场情况及现场需求对转动速度进行设置，使其以预设的转动速度匀速转动。当连续转动平台110转动时，如果每一度进行一次测量，连续转动平台旋转一周设置为360ms，即转动一周采集360个采样点，需要在360ms的时间完成连续转动平台110旋转一周的测量。即测量单元120每间隔1ms向外发射一个信号，并且接收该信号的回波，测量单元120将回波信号传输至第一控制电路121，分析处理获得测量单元120与物料表面之间的距离信息。

图2至图5是根据本公开的另一个实施方式的物料三维形态高速多角度扫描检测装置的结构示意图。

本公开中，如图2所示，当所述测量单元120的数量为多个且均发射以及接收微波信号时，所述多个测量单元120沿所述连续转动平台110的转动轴线均匀分布，以使得各个测量单元信号发射角度均分360°，并且使得连续转动平台110、多个测量单元120的整体重心位于所述转动轴线上，以此不会使得连续转动平台110产生偏心。

多个测量单元发射的微波信号波束角可以相同也可以不同，优选的，所述多个测量单元120中的至少一个测量单元120所发射的微波信号的波束角与其他的测量单元120不相同。

测量单元120通过发射不同波束角的微波信号实现不同分辨率的扫描。大的波束角的优点是波束达到物料表面的时候，辐照的面积大，完成整个待测物料的表面的扫描所需要的时间较少；小的波束角的优点是波束到达物料表面辐照面积小，分辨率高。

因此，本公开的物料三维形态高速多角度扫描检测装置100可以通过不同的分辨率扫描，实现不同分辨率下的物料表面波形。

尤其是，低分辨率可以实现快速刷新(大波束角)，为客户提供报警相关的数据，比如一些高点和低点的报警。高分辨率的扫描可以实现客户对定量数据的高精度计算，比如总体物料体积、物料的平均高度、物料的总重量等信息。

本公开中，如图5所示，物料三维形态高速多角度扫描检测装置100还包括往返转动机构150，所述往返转动机构150被驱动，以使得所述往返转动机构150产生转动；其中，所述连续转动平台110安装于所述往返转动机构150，以当所述往返转动机构150转动时，使得连续转动平台110及其安装的测量单元120在另一个方向上往返转动，以使得测量单元能够扫描整个待测物料的表面。

优选地，所述往返转动机构150根据现场情况及现场需求对往返转动速度进行设置，使其以预设的转动速度转动。

优选地，所述往返转动机构150的转动轴线与所述连续转动平台110的转动轴线具有预设角度。更优选地，所述往返转动机构150的转动轴线垂直于所述连续转动平台110的转动轴线。以当所述往返转动机构150转动时，使得连续转动平台110及其安装的测量单元120在另一个方向上往返转动，以使得测量单元120能够扫描整个待测物料的表面，获得物料表面不同角度各测量点的回波信号，用于确定物料表面的位置信息。

更优选地，所述往返转动机构150被第二电机所驱动；本公开中，所述第二电机可以选自伺服电机、步进电机、直流电机或交流电机。

根据本公开另一个实施方式，如图3所示，当所述测量单元120的数量为多个，且部分测量单元120发射及接收微波信号，以及至少一个测量单元120能发射及接收激光信号时，所述多个测量单元120沿所述连续转动平台110的转动轴线均匀分布，而且通过与配重模块140的配合，以使得连续转动平台110、多个测量单元120以及配重模块140的整体重心位于所述转动轴线上，以此不会使得连续转动平台110产生偏心。

本实施例中，多个发射及接收微波信号的测量单元发射的微波信号波束角可以相同也可以不同。不同微波波束角的作用如图2所示实施例中所述，在此不在赘述。

优选地，当所述发射及接收微波信号的测量单元和发射及接收激光信号的测量单元对同一角度同一点的物料表面进行测量时，所述发射及接收微波信号的测量单元和发射及接收激光信号的测量单元均获得物料表面该角度测量点的位置信息，并且根据发射及接收微波信号的测量单元所获得的该角度测量点的位置信息对发射及接收激光信号的测量单元进行校准；或者根据发射及接收激光信号的测量单元所获得的该角度测量点位置信息对发射及接收微波信号的测量单元进行校准。

本实施例中，当所述往返转动机构150与所述连续转动平台110同时转动时，以使得测量单元120能够过物料表面进行全方位的扫描测量，获得物料表面各个角度各测量点的回波信号，用于确定物料表面的位置信息。

更优选地，所述往返转动机构150被第二电机所驱动；本公开中，所述第二电机可以选自伺服电机、步进电机、直流电机或交流电机。

根据本公开另一个实施方式，如图4所示，当所述测量单元120包括多个天线结构122，且多个天线结构122与所述连续转动平台110所呈的角度不同，虽然图4中只示出了2个天线结构的安装角度的示意图，但本领域的技术人员应当理解，天线结构122的数量可以大于2个，且安装的角度也可以多于2个，每个天线结构122的安装角度已知，当驱动连续转动平台110转动后会带动多个天线结构122的测量单元120转动，由于测量单元120的多个天线结构122与连续转动平台110所呈角度不同，故在连续转动平台110旋转一周的情况下，测量单元120会形成不同的扫描面，对待测物料表面进行多方位扫描，获得物料表面各个测量点的回波信号以获取物料表面形态。

优选地，经各个天线结构122发出的微波信号的波束角相同和/或不同，不同微波波束角的作用如图2所示实施例中所述，在此不在赘述；优选地，经各个天线结构122发出的微波信号的频率相同和/或不同。

更优选地，多个天线结构122可以共用一个第一控制电路，由共用的第一控制电路控制各个天线结构122发射微波信号。

本实施例中，设置在连续转动平台110上的多天线结构的测量单元120与设置在连续转动平台110上的配重模块140相配合，以使得连续转动平台110、多天线结构的测量单元120以及配重模块140的整体重心位于连续转动平台110的旋转轴，以此使连续转动平台110具备较大的转动速度而不会发生偏心。

图5是根据本公开的另一个实施方式的物料三维形态高速多角度扫描检测装置的结构示意图。本实施例在图4所示的实施例基础上，结合往返转动机构150及第二电机，当往返转动机构150被第二电机驱动与连续转动平台110同时转动时，以使得多天线结构的测量单元120能够过物料表面进行全方位的扫描测量，获得物料表面各测量点的回波信号，用于确定物料表面的位置信息。

本实施例结合多天线结构的测量单元120与往返转动机构150，在往返转动机构150转动一个角度的情况下，连续转动平台110转动一周，多天线结构的测量单元120即可获取多个扫描面的数据，从而可以减少往返转动机构的转动角度，缩短整个测量周期。

基于图1至图5所示的实施例，物料三维形态高速多角度扫描检测装置100还包括第二控制电路，以对往返转动机构150和/或连续转动平台110的转动速度及转动角度进行控制。第二控制电路包括：

通讯模块，实现与测量单元和/或人机交互模块之间的相互通讯，通讯方式为通信线缆有线传输和/或无线传输，例如WIFI、LORA、NB-IOT、ZIGBEE无线通讯技术；

电源供电模块，用于给测量单元进行供电，供电方式为有线供电或无线供电，比如电磁感应式、磁场共振式、无线电波式无线供电技术；

位置传感装置，用于获得连续转动平台110的转动角度信息和/或往返转动机构150的转动角度信息，优选地，位置传感器为角度传感器，以通过角度传感器获取连续转动平台110的转动角度信息和/或往返转动机构150的转动角度信息，更优选地，所述角度传感器为光电编码器；

存储及处理模块，用于存储测量单元120的天线结构122在连续转动平台110上安装的角度信息、往返转动机构150和/或连续转动平台110的转动角度信息，同时整合通讯模块传输的第一控制电路获得的测量单元与物料表面之间的距离信息，处理得到物料表面各个角度各测量点位置信息；以及

人机交互模块，存储及处理模块将处理得到的物料表面各个角度各测量点位置信息通过通讯模块传递至人机交互模块进行显示物料表面的三维信息，以及通过人机交互模块设定参数对第二控制电路以及测量单元进行控制，参数至少包括测量的距离范围、测量单元120发射信号的类型及频率、连续转动平台110的转速和/或往返转动机构150的转动速度以及转动角度范围。

图1至图5所示的实施例中，测量单元120将接收的回波信号传递至第一控制电路，第一控制电路接收并处理回波信号以获得测量单元120与物料表面之间的距离信息，并将该距离信息发送至第二控制电路，第二控制电路再根据存储及处理模块存储的位置传感装置获得的连续转动平台110的转动角度信息和/或往返转动机构150的转动角度信息进行处理，得到物料表面各个角度各个测量点的位置信息。

图6是根据本公开的一个实施方式的物料三维形态高速多角度扫描检测系统的结构示意图。图7是根据本公开的一个实施方式的物料三维形态高速多角度扫描检测系统的电路结构示意图。

根据本公开的另一方面，如图6和图7所示，本公开提供一种物料三维形态高速多角度扫描检测系统10，所述物料三维形态高速多角度扫描检测系统10包括上述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置100。基于上述实施例的物料三维形态高速多角度扫描检测装置100，该物料三维形态高速多角度扫描检测系统10基于第二控制电路根据连续转动平台110的角度信息和/或往返转动机构150的角度信息以及测量单元120的天线结构在连续转动平台上的安装角度信息，获得测量单元120的天线结构测量各点时的角度信息，并且还根据测量单元120的天线结构测量各点的角度信息以及测量单元与物料表面各测量点之间的距离获得各测量点的位置坐标信息，其中，位置坐标信息至少包括测量单元120的天线结构的角度信息以及测量单元120与物料表面测量点之间的距离信息，将不同测量点的位置坐标信息进行组合，即得到物料表面的三维信息。

本公开中，所述物料三维形态高速多角度扫描检测系统10还包括：服务器，其中所述服务器与物料三维形态高速多角度扫描检测装置的第二控制电路通过无线通讯方式连接实现通讯，例如，WIFI、NB-IOT、ZIGBEE、LORA等无线通讯方式，以使得物料三维形态高速多角度扫描检测装置100将获取的不同测量点的位置坐标信息传递至服务器，服务器将不同测量点的位置坐标点相连形成曲面，即生成物料表面形态并进行三维图像的显示，同时，通过服务器设置物料三维形态高速多角度扫描检测装置的工作参数，工作参数至少包括扫描的距离范围、测量单元120发射信号的类型及频率、连续转动平台110的转速和/或往返转动机构150的转动速度以及转动角度范围。

本公开的物料三维形态高速多角度扫描检测系统10，服务器可以与多个物料三维形态高速多角度扫描检测装置100相连，多个物料三维形态高速多角度扫描检测装置100可以进行测量同一个物料表面，服务器整合多个物料三维形态高速多角度扫描检测装置100获得的同一个物料表面的位置坐标信息，对比分析后纠正相互冲突的位置坐标数据获取精确的物料表面三维图像以至少获得仓体内部物料的总体积、总重量、平均高度；服务器与多个物料三维形态高速多角度扫描检测装置相连，多个物料三维形态高速多角度扫描检测装置也可以分别测量不同的物料表面，以使得服务器显示多个物料表面的三维图像。

本公开中，所述服务器还用于显示物料表面随时间的变化信息。

其中，所述服务器可以显示不同时间下的物料表面，并且将不同时间下的物料表面显示为不同的颜色、灰度和/或透明度，以使得不同时间下的物料表面产生区别，并由此得到物料表面随时间的变化信息。

更优选地，所述服务器根据物料表面随时间的变化信息获得投料的位置和区域，并且根据投料的位置和区域修正布料机的运行参数。

其中，所述布料机的运行参数包括：布料机的运行方式、布料机的位置、布料的时间、流量或者物料的总量等。

或者，根据所述布料机的运行参数来修正物料三维形态高速多角度扫描检测装置100所检测的数据。

本公开中，所述物料三维形态高速多角度扫描检测系统10还包括：壳体300，所述壳体300包裹物料三维形态高速多角度扫描检测装置100，其中，所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置100所发出或者接收的微波信号和/或激光信号所穿过的壳体300的部分区域采用低介电常数的材料构成，例如玻璃或者陶瓷，以使得微波信号和/或激光信号能够有效地穿过壳体300。

优选地，在壳体300内部还可以设置有隔热层，所述隔热层选择能够允许微波信号和/或穿过的材料，比如玻璃纤维或者其他材料。所述壳体300可以为封闭构件，并且将所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置100封闭在所述壳体300内；当然，也可以在所述壳体300上开设有出气口，以当所述壳体300内的温度发生变化时，能够使得壳体300内外的压力保持一致。

所述壳体300整体呈球形，或者所述壳体300的一部分呈球形，并且所述壳体300中用于微波信号和/或激光信号穿过的区域的厚度一致，以此微波信号和/或激光信号穿过所述壳体300时不会改变角度，从而不会影响到整个物料三维形态高速多角度扫描检测系统10的精度。

本公开中，所述物料三维形态高速多角度扫描检测系统10还包括：多个臂部400，相邻的两个臂部400之间形成为转动连接或者滑动连接，以使得多个臂部400整体形成多自由度的结构。其中，所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置或者壳体固定于多个臂部中的至少一个臂部。

本公开中，在所述臂部400的内部可以设置有：向物料三维形态高速多角度扫描检测装置100供电的电缆，向物料三维形态高速多角度扫描检测装置100提供冷却介质的冷却介质管道，和/或向物料三维形态高速多角度扫描检测装置100提供清洁气体的清洁气体通道。

其中，所述清洁气体通道所提供的清洁气体用于向壳体300或者壳体300的外部吹扫，以去除壳体300的外侧或者壳体300的外侧的灰尘或者其他物质的粘结。

本公开中，所述多个臂部400还用于支撑物料三维形态高速多角度扫描检测装置100，并且所述多个臂部400中的至少一个臂部400或者一个臂部400的至少一部分穿过所述仓体，位于所述仓体的内部，并使得物料三维形态高速多角度扫描检测装置100位于所述仓体内部。

优选地，所述臂部400可以穿过所述仓体的顶部、侧部、底部等位置，使得至少一个臂部400或者一个臂部400的至少一部分位于所述仓体的内部。

在本公开的一个可选实施例中，所述臂部400采用金属材质制备，并且所述臂部400的内部呈中空状，并且在所述臂部400的外部和/或内部可以填充隔热材料、保温材料和/或防腐材料等。

其中，所述臂部400的内部设置有冷却通道，以通过该冷却通道冷却所述臂部400。

本公开中，在两个相邻的臂部400的连接处，可以设置有驱动装置，以使得两个相邻的臂部400之间发生相对运动，其中，所述驱动装置可以为驱动电机或者气缸等部件。

在本公开的一个可选实施例中，所述物料三维形态高速多角度扫描检测系统10还包括固定装置，远离所述仓体的臂部400的一端固定于所述固定装置，并由此使得所述臂部400的位置被固定。

本公开中，当物料三维形态高速多角度扫描检测装置100包含往返转动机构150、发射及接收激光信号的测量单元120、发射及接收微波信号的测量单元120时，物料在进出料时，固体物料可能会产生粉尘，此时发射及接收激光信号的测量单元120所接收的激光信号强度不足，以此所获得的距离数据置信度较低，因此，通过发射及接收微波信号的测量单元120所检测的测量单元120与物料表面之间的距离信号为准。发射及接收激光信号的测量单元120判断所接收到的激光的回波信号强度，当激光的回波信号强度大于等于预设阈值时，物料三维形态高速多角度扫描检测系统10根据发射及接收激光信号的测量单元120所获取的发射及接收激光信号的测量单元120与物料表面测量点之间的距离信息确认物料表面测量点的位置坐标信息，用于校准发射及接收微波信号的测量单元120所测量的物料表面的位置信息；当激光回波信号的强度小于预设阈值时，所述物料三维形态高速多角度扫描检测系统10根据发射及接收微波信号的测量单元120所获取的发射及接收微波信号的测量单元120与物料表面测量点之间的距离信息确认物料表面测量点的位置坐标信息，用于校准发射及接收激光信号的测量单元120所测量的物料表面的位置信息。

当物料进出料结束，通过发射及接收激光信号的测量单元120和发射及接收微波信号的测量单元120同时测量、相互校准可以提高物料测量的精度。

当发射及接收激光信号的测量单元120判断所接收到的激光的回波信号强度大于等于预设阈值时，物料三维形态高速多角度扫描检测系统10根据发射及接收激光信号的测量单元120所获取的发射及接收激光信号的测量单元120与物料表面测量点之间的距离信息确认物料表面测量点的位置坐标信息，用于校准发射及接收微波信号的测量单元120所测量的物料表面的位置信息；当激光回波信号的强度小于预设阈值时，所述物料三维形态高速多角度扫描检测系统10根据发射及接收微波信号的测量单元120所获取的发射及接收微波信号的测量单元120与物料表面测量点之间的距离信息确认物料表面测量点的位置坐标信息，用于校准发射及接收激光信号的测量单元120所测量的物料表面的位置信息。

此外，发射及接收激光信号的测量单元120还用于修正发射及接收微波信号的测量单元120向仓体的仓壁和仓体内部装置发射微波信号时的测量误差，当所述发射及接收激光信号的测量单元120所接收到的激光的回波信号强度大于等于预设阈值且当测量单元120向仓体的仓壁或仓体内部装置发射信号时，针对同一个测量点，如果发射及接收微波信号的测量单元120所测量的发射及接收微波信号的测量单元120和测量点之间的距离与发射及接收激光信号的测量单元120所测量的发射及接收激光信号的测量单元120与测量点之间的距离差值大于等于预设值时，且结合此刻所述连续转动平台110和往返转动机构150的角度信息判断，丢弃关于该测量点的发射及接收微波信号的测量单元120所检测的该发射及接收微波信号的测量单元120与测量点之间的距离信息。

也就是说，所述发射及接收激光信号的测量单元120判断所接收到的激光的回波信号的强度，当激光的回波信号的强度大于等于预设阈值时，并且当发射及接收激光信号的测量单元120向仓壁发射激光信号时，针对于同一个测量点，如果发射及接收微波信号的测量单元120所测量的测量单元120和测量点之间的距离与发射及接收激光信号的测量单元120所测量的测量单元120与测量点之间的距离差值大于等于预设值时，根据此刻所述连续转动平台110和往返转动机构150的角度信息判断，丢弃关于该测量点的发射及接收微波信号的测量单元120所检测的该发射及接收微波信号的测量单元120与测量点之间的距离信息。

本公开中，当物料在仓壁存在挂料时，所述发射及接收激光信号的测量单元120还用于测量挂料的厚度和形态。

并且，所述发射及接收激光信号的测量单元120还用于检测仓体内部的横梁和布料器等固定部件。

当所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置100应用于防爆场合时，第一电机和/或第二电机可以采用防爆电机，以满足使用环境的要求。

本公开中，所述第二控制电路用于向第一控制电路提供电能，并且还用于与第一控制电路之间通讯。

例如，所述第二控制电路还包括第一通讯模块，所述第二控制电路通过第一通讯模块与第一控制电路连接，其中，所述第一控制电路也设置有与所述第一通讯模块匹配的通讯模块。

再例如，所述第二控制电路还包括电源供电模块，所述第二控制电路的电源供电模块与所述第一控制电路连接，以向所述第一控制电路提供电能。

作为一种优选，当向所述连续转动平台110上设置的测量单元120提供电能时，可以通过滑环连接的方式来实现电力的传送，也可以通过无线供电的方式，比如电磁感应式、磁场共振式、无线电波式，来实现电力的传送，也可以通过滑环和无线供电方式组合的方式来实现电力的传送。

当通过滑环实现电路连接时，滑环的两个部件分别设置于两个相对转动的部件，例如滑环的一个部件设置于往返转动机构，滑环的另一个部件设置于连续转动平台110的转动轴。

本公开中，所述第二控制电路和第一控制电路之间的通讯可以通过滑环来实现；和/或，所述第二控制电路和第一控制电路之间的通讯可以通过无线通讯的方式实现。

当然，第一控制电路和第二控制电路之间的通讯方式并不限于上述形式，也可以采用上述形式的组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种物料三维形态高速多角度扫描检测装置，其安装于存储有物料的仓体，用于检测仓体内的物料的三维形态，其特征在于，包括：

连续转动平台，所述连续转动平台被驱动以使得所述连续转动平台沿顺时针或逆时针方向非往复的连续单方向转动；以及

测量单元，所述测量单元设置于所述连续转动平台，以当所述连续转动平台带动所述测量单元转动时，所述测量单元通过发射信号以及接收回波信号实现对待测物料表面的连续扫描，获得物料表面的位置信息；

其中所述发射信号以及回波信号为微波信号和/或激光信号。

2.如权利要求1所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，其特征在于，当所述测量单元发射以及接收信号为微波信号时，所述测量单元包括：

第一控制电路，所述第一控制电路产生并发射微波信号，且接收并处理微波信号的回波信号，以获得测量单元与物料表面之间的距离信息；以及

天线结构，所述天线结构用于将所述第一控制电路所产生的微波信号向外发射，并且将该微波信号的回波信号传输至所述第一控制电路。

3.如权利要求2所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，其特征在于，所述天线结构包括：

波导，所述第一控制电路所产生及发射的微波信号被耦合至波导，经波导传递；以及

透镜，所述波导传递的微波信号穿过所述透镜向外发射以及微波回波信号透过所述透镜经波导传输被所述第一控制电路所接收；

其中所述波导以及所述透镜用于调整微波信号的波束角。

4.如权利要求1所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，其特征在于，当所述测量单元发射以及接收信号为激光信号时，所述测量单元包括：

激光发射及接收电路，用于发射激光信号和接收激光信号的回波信号；

光路控制电路，用于控制激光信号的发射角度和改变激光回波信号的角度使其被所述激光发射及接收电路正常接收；以及

处理电路，用于处理所述激光发射及接收电路接收到的激光回波信号，以判断激光回波信号的强度以及获得测量单元与物料表面之间的距离信息。

5.如权利要求1-4之一所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，其特征在于，包括往返转动机构，所述往返转动机构与所述连续转动平台相连，两者转动轴线具有预设角度，驱动所述往返转动机构以使得所述连续转动平台及所述测量单元在另一方向上往返转动，通过设置所述往返转动机构，以使得所述测量单元获得物料表面不同角度各测量点的回波信号，以确定物料表面的位置信息；

可选地，所述测量单元包括多个天线结构，且所述多个天线结构与所述连续转动平台所呈的角度不同，通过含多天线结构的测量单元获得物料表面不同角度各测量点的回波信号，以确定物料表面的位置信息；

可选地，所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置还包括第二控制电路，以对所述往返转动机构和/或所述连续转动平台的转动速度及转动角度进行控制；

可选地，所述第二控制电路还包括：

通讯模块，实现与所述测量单元和/或人机交互模块之间的相互通讯，通讯方式为有线传输和/或无线传输；

电源供电模块，用于给所述测量单元进行供电，供电方式为有线供电或无线供电；

位置传感装置，用于获得所述连续转动平台的转动角度信息和/或所述往返转动机构的转动角度信息；

存储及处理模块，用于存储所述测量单元的天线结构在所述连续转动平台上安装的角度信息、所述往返转动机构和/或所述连续转动平台的转动角度信息，同时整合所述通讯模块传输的第一控制电路获得的测量单元与物料表面之间的距离信息，处理得到物料表面各个角度各测量点位置信息；以及

人机交互模块，所述存储及处理模块将处理得到的物料表面各个角度各测量点位置信息通过所述通讯模块传递至人机交互模块进行显示物料表面的三维信息，以及通过人机交互模块设定参数对第二控制电路以及测量单元进行控制，所述参数至少包括测量的距离范围、测量单元发射信号的类型及频率、连续转动平台的转速和/或往返转动机构的转动速度以及转动角度范围；

可选地，还包括配重模块，以使所述连续转动平台、所述测量单元及所述配重模块的整体重心位于所述连续转动平台的转动轴线上；

可选地，当所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置包括往返转动机构时，基于所述连续转动平台与所述往返转动机构的同时转动实现所述测量单元对物料表面进行全方位的扫描测量，获得物料表面各个角度各测量点的位置信息；

可选地，当所述测量单元的数量为多个时，所述多个测量单元沿所述连续转动平台的转动轴线均匀分布，以使得各个测量单元信号发射的角度均分360°；

可选地，当所述测量单元的数量为多个且均发射及接收微波信号时，至少其中一个测量单元所发射的微波信号的波束角与其他测量单元所发射的微波信号的波束角不同；

可选地，当所述测量单元的数量为多个且一部分测量单元发射及接收微波信号以及至少一个测量单元发射及接收激光信号时，以使得所述往返转动机构以及所述连续转动平台被驱动进行转动时，发射与接收激光信号的测量单元和发射与接收微波信号的测量单元测量同一角度同一点的物料表面位置信息，并且根据发射与接收激光信号的测量单元所获得的该角度测量点的位置信息对发射与接收微波信号的测量单元进行校准；或者根据发射与接收微波信号的测量单元所获得的该角度测量点的位置信息对发射与接收激光信号的测量单元进行校准；

可选地，当测量单元包括多个天线结构时，多个天线结构共用对应所述测量单元的第一控制电路；

可选地，通过驱动所述连续转动平台带动所述多天线结构的测量单元，因多个天线结构与连续转动平台所呈的角度不同，以使得在所述连续转动平台旋转一周的情况下实现所述测量单元对待测物料表面进行多方位扫描，得到物料表面各个角度各测量点位置信息，获得物料表面形态；

可选地，多个天线结构发射的微波信号的波束角相同和/或不同；多个天线结构发射的微波信号的频率相同和/或不同。

6.一种物料三维形态高速多角度扫描检测系统，包括权利要求1-5所述的物料三维形态高速多角度扫描检测装置，其特征在于，第二控制电路根据所述连续转动平台的角度信息和/或往返转动机构的角度信息以及所述测量单元的天线结构在连续转动平台上的安装角度信息，获得测量单元的天线结构测量各点时的角度信息；并且还根据测量单元的天线结构测量各点的角度信息以及测量单元与物料表面各测量点之间的距离获得各测量点的位置坐标信息，所述位置坐标信息至少包括测量单元的天线结构的角度信息以及测量单元与物料表面测量点之间的距离信息；

将不同测量点的位置坐标信息进行组合，即得到物料表面的三维信息。

7.如权利要求6所述的物料三维形态高速多角度扫描检测系统，其特征在于，所述物料三维形态高速多角度扫描检测系统还包括：

服务器，所述服务器与物料三维形态高速多角度扫描检测装置通过无线通讯方式实现通讯，以使得物料三维形态高速多角度扫描检测装置将获取的不同测量点的位置坐标信息传递至所述服务器，所述服务器将不同测量点的位置坐标点相连形成曲面，即生成物料表面形态并进行三维图像的显示，同时，通过所述服务器设置所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置的工作参数，所述工作参数至少包括扫描的距离范围、测量单元发射信号的类型及频率、连续转动平台的转速和/或往返转动机构的转动速度以及转动角度范围；

壳体，所述壳体采用能够透射微波信号和/或激光信号的材质，并且包裹所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置，所述壳体整体呈球形或者部分呈球形，并且用于微波信号和/或激光信号穿过的区域的厚度一致；以及

多个臂部，相邻的两个臂部之间形成为转动连接或者滑动连接，并且所述多个臂部采用易于形变的材质，以使得多个臂部整体形成多自由度的结构；

其中，所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置通过所述壳体与多个臂部中的其中一个臂部进行固定，所述多个臂部具有固定的装置与容纳物料的仓体外壁进行固定，多个臂部与仓体外壁的固定装置之间设置有锁紧或密封结构。

8.如权利要求7所述的物料三维形态高速多角度扫描检测系统，其特征在于，所述服务器与多个所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置相连，多个所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置测量同一个物料表面，所述服务器整合多个所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置获得的同一个物料表面的位置坐标信息，对比分析后纠正相互冲突的位置坐标数据获取精确的物料表面三维图像以至少获得仓体内部物料的总体积、总重量、平均高度。

9.如权利要求8所述的物料三维形态高速多角度扫描检测系统，其特征在于，所述服务器与多个所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置相连，多个所述物料三维形态高速多角度扫描检测装置分别测量不同的物料表面，以使得所述服务器显示多个物料表面的三维图像。

10.如权利要求6-9之一所述的物料三维形态高速多角度扫描检测系统，其特征在于，所述服务器还用于显示不同时刻下的物料表面三维图像，并且将不同时刻下的物料表面三维图像显示为不同的颜色、灰度和/或透明度，以使得不同时刻下的物料表面三维图像产生区别，并由此得到物料表面形态随时间变化的关系；

优选地，根据物料表面形态随时间变化的关系，确定布料机运行方式、布料位置、布料时间、布料量；

优选地，当物料三维形态高速多角度扫描检测装置包含往返转动机构、发射及接收激光信号的测量单元、发射及接收微波信号的测量单元时，所述发射及接收激光信号的测量单元判断所接收到的激光的回波信号强度，

当激光的回波信号强度大于等于预设阈值时，所述物料三维形态高速多角度扫描检测系统根据发射及接收激光信号的测量单元所获取的发射及接收激光信号的测量单元与物料表面测量点之间的距离信息确认物料表面测量点的位置坐标信息，用于校准发射及接收微波信号的测量单元所测量的物料表面的位置信息；

当激光回波信号的强度小于预设阈值时，所述物料三维形态高速多角度扫描检测系统根据发射及接收微波信号的测量单元所获取的发射及接收微波信号的测量单元与物料表面测量点之间的距离信息确认物料表面测量点的位置坐标信息，用于校准发射及接收激光信号的测量单元所测量的物料表面的位置信息；

优选地，所述发射及接收激光信号的测量单元还用于修正发射及接收微波信号的测量单元向仓体的仓壁和仓体内部装置发射微波信号时的测量误差，当所述发射及接收激光信号的测量单元所接收到的激光的回波信号强度大于等于预设阈值且当测量单元向仓体的仓壁或仓体内部装置发射信号时，针对同一个测量点，如果发射及接收微波信号的测量单元所测量的发射及接收微波信号的测量单元和测量点之间的距离与发射及接收激光信号的测量单元所测量的发射及接收激光信号的测量单元与测量点之间的距离差值大于等于预设值时，且结合此刻所述连续转动平台和往返转动机构的角度信息判断，丢弃关于该测量点的发射及接收微波信号的测量单元所检测的该发射及接收微波信号的测量单元与测量点之间的距离信息。

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