CN115523979B - 一种基于5g通信的罐内物体的雷达避障测距方法 - Google Patents

一种基于5g通信的罐内物体的雷达避障测距方法 Download PDF

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CN115523979B CN202211134286.3A CN202211134286A CN115523979B CN 115523979 B CN115523979 B CN 115523979B CN 202211134286 A CN202211134286 A CN 202211134286A CN 115523979 B CN115523979 B CN 115523979B
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Abstract

本发明提供一种基于5G通信的罐内物体的雷达避障测距方法,涉及雷达测距技术领域,所述测距方法包括如下步骤:获取罐体内结构信息,通过雷达物位计进行预识别信息获取,通过获取的预识别信息对罐体内进行障碍物的虚假回波学习;获取障碍物在罐体内的高度,并设定为障碍物高度;设置若干预学习高度的物料,若干预学习高度均小于障碍物高度;获取若干学习高度的物料的回波信息,并分别制作回波信息曲线图,本发明通过对罐体内的障碍物进行预识别过滤,能够提高物料高度检测的准确性,同时针对固体物料设置多方位的检测,能够进一步提高物料存储的检测全面性。

Description

一种基于5G通信的罐内物体的雷达避障测距方法
技术领域
本发明涉及雷达测距技术领域,尤其涉及一种基于5G通信的罐内物体的雷达避障测距方法。
背景技术
雷达,是英文Radar的音译,源于radio detection and ranging的缩写,意思为“无线电探测和测距”,即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此,雷达也被称为“无线电定位”。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。5G通信指第五代移动通信技术,是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术。
现有的技术中,在使用雷达技术进行物料测距领域中,尤其应用于罐体内物料高度检测领域中,如罐体内存在一些基础的结构,则会影响最终的物料高度识别,因为罐体内的一些基础结构也会给予雷达识别一个反馈,例如罐体内底部沿罐壁设置的加固圈或搅拌轴,在测距过程中,加固圈的高度会被检测到,该加固圈的高度容易被误判为物料高度;同时在针对固体物料进行检测时,固体物料靠近进料口处会出现堆积过高的问题,但是采用现有的测距方法很难进行判断,因此缺少一种基于5G通信的罐内物体的雷达避障测距方法来解决上述存在的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明目的是提供一种基于5G通信的罐内物体的雷达避障测距方法,通过对罐体内的障碍物进行预识别过滤,能够提高物料高度检测的准确性,同时针对固体物料设置多方位的检测,能够进一步提高物料存储的检测全面性。
为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:一种基于5G通信的罐内物体的雷达避障测距方法,所述测距方法包括如下步骤:
获取罐体内结构信息,通过雷达物位计进行预识别信息获取,通过获取的预识别信息对罐体内进行障碍物的虚假回波学习;获取障碍物在罐体内的高度,并设定为障碍物高度;设置若干预学习高度的物料,若干预学习高度均小于障碍物高度;获取若干学习高度的物料的回波信息,并分别制作回波信息曲线图;对回波信息曲线图进行峰值区域捕捉,并对若干回波信息曲线图进行峰值比对后得到虚假回波;
基于虚假波学习结果对无效回传信息进行过滤;
获取多角度的罐体内物料回传信息,并将多组物料回传信息进行通信输出;对输出的多组回传信息进行处理,得到多组物料高度信息;
对多组物料高度信息进行处理得到物料堆积平整度结果,并将物料堆积平整度结果进行通信输出。
进一步地,获取罐体内结构信息,通过雷达物位计进行预识别信息获取还包括如下步骤:
获取雷达物位计与罐底的高度差,并设定为测量高度;
设定第一预学习高度、第二预学习高度以及第三预学习高度的物料;其中,第二预学习高度大于第一预学习高度,第三预学习高度大于第二预学习高度;
分别在第一预学习高度、第二预学习高度以及第三预学习高度的物料状态下获取若干回波时长以及回波幅度。
进一步地,通过获取的预识别信息对罐体内进行障碍物的虚假回波学习还包括如下步骤:
将回波时长通过测距计算公式求得物体高度;所述测距计算公式配置为:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
;其中,Lwt为物体高度,Lcl为测量高度,Th为回波时长,Vg为光速;
以物体高度为横坐标,回波幅度为纵坐标,分别建立第一预学习高度、第二预学习高度以及第三预学习高度的第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图;
采用峰值捕捉方法对分别第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图的峰值区域进行捕捉;
获取第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图中横坐标等于障碍物高度处的峰值信息;当第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图中横坐标等于障碍物高度处均存在峰值时,则进行峰值校准计算,通过峰值校准计算方法获取峰值校准值;
当峰值校准值小于等于第一校准阈值时,将第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图中横坐标等于障碍物高度处对应的峰值点分别设定为第一障碍物峰值点、第二障碍物峰值点以及第三障碍物峰值点;
获取第一障碍物峰值点的横坐标和纵坐标,并分别设定为第一参照横坐标和第一参照纵坐标;获取第二障碍物峰值点的横坐标和纵坐标,并分别设定为第二参照横坐标和第二参照纵坐标;获取第三障碍物峰值点的横坐标和纵坐标,并分别设定为第三参照横坐标和第三参照纵坐标;
将第一参照横坐标、第二参照横坐标、第三参照横坐标代以及障碍物高度代入到横坐标参照公式中求得横坐标幅度值;所述横坐标参照公式配置为:
Figure 514977DEST_PATH_IMAGE002
;其中,Fhz为横坐标幅度值,Hc1、Hc2和Hc3分别为第一参照横坐标、第二参照横坐标和第三参照横坐标,Lza为障碍物高度;将障碍物高度减去横坐标幅度值得到最小过滤横坐标,将障碍物高度加上横坐标幅度值得到最大过滤横坐标;
将第一参照纵坐标、第二参照纵坐标以及第三参照纵坐标代入到纵坐标参照公式中求得纵坐标幅度值;所述纵坐标参照公式配置为:
Figure DEST_PATH_IMAGE003
;其中,Fzz为纵坐标幅度值,Zc1、Zc2和Zc3分别为第一参照纵坐标、第二参照纵坐标和第三参照纵坐标;求取第一参照纵坐标、第二参照纵坐标以及第三参照纵坐标的平均值,并设定为障碍物参照纵坐标;将障碍物参照纵坐标减去纵坐标幅度值得到最小过滤纵坐标,将障碍物参照纵坐标加上纵坐标幅度值得到最大过滤纵坐标;
将最小过滤横坐标到最大过滤横坐标之间的范围设定为横坐标过滤范围;将最小过滤纵坐标到最大过滤纵坐标之间的范围设定为纵坐标过滤范围;当回波的物体高度处于横坐标过滤范围内,且回波幅度处于纵坐标过滤范围内时,将其标记为虚假回波,并将虚假回波进行信息过滤。
进一步地,峰值捕捉方法包括如下步骤:
设置第一横向单位,每间隔第一横向单位获取回波信息曲线图的纵坐标,并设定为捕捉纵坐标;将相邻两个捕捉纵坐标中的后一个捕捉纵坐标减去前一个捕捉纵坐标得到捕捉差值;
当捕捉差值大于等于第一捕捉阈值时,持续获取捕捉差值;当连续获取第一捕捉数量的捕捉差值均大于第一捕捉阈值时,将连续获取的第一捕捉数量的捕捉纵坐标标记为峰值捕捉点;继续获取捕捉差值,当捕捉差值小于第二捕捉阈值时,将后续连续间隔第一捕捉数量的第一横向单位对应的横坐标标记为峰值截止点,将第一个峰值捕捉点对应的横坐标标记为峰值起始点;将峰值起始点和峰值截止点之间的回波信息曲线图标记为峰值区域。
进一步地,峰值校准计算方法包括:将第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图中横坐标等于障碍物高度处的纵坐标分别设定为第一障碍物峰值纵坐标、第二障碍物峰值纵坐标以及第三障碍物峰值纵坐标;将第一障碍物峰值纵坐标、第二障碍物峰值纵坐标以及第三障碍物峰值纵坐标代入到峰值校准计算公式中求得峰值校准值,所述峰值校准计算公式配置为:
Figure 47197DEST_PATH_IMAGE004
;其中,Jfz为峰值校准值,Zza1、Zza2和Zza3分别为第一障碍物峰值纵坐标、第二障碍物峰值纵坐标和第三障碍物峰值纵坐标。
进一步地,获取多角度的罐体内物料回传信息,并将多组物料回传信息进行通信输出还包括:对雷达物位计设置若干识别角度,获取若干识别角度处的回波时长;
对输出的多组回传信息进行处理,得到物料高度信息还包括:将识别角度和回波时长通过角度计算公式求得若干识别角度识别到的物料高度,所述角度计算公式配置为:
Figure DEST_PATH_IMAGE005
;其中,Lwli对应为若干识别角度识别到的物料高度,i为若干识别角度的标号,i为正整数,α为识别角度。
进一步地,对多组物料高度信息进行处理得到物料堆积平整度结果包括:将若干识别角度识别到的物料高度通过物料堆积平整度计算公式计算得到物料堆积平整度;所述物料堆积平整度计算公式配置为:
Figure 54467DEST_PATH_IMAGE006
;其中,Dpz为物料堆积平整度;
当物料堆积平整度大于等于第一平整度阈值时,输出物料堆积高平整度结果;
当物料堆积平整度大于等于第二平整度阈值且小于第一平整度阈值时,输出物料堆积中平整度结果;
当物料堆积平整度小于第二平整度阈值时,输出物料堆积低平整度结果。
本发明的有益效果:本发明首先获取罐体内结构信息,通过雷达物位计进行预识别信息获取,通过获取的预识别信息对罐体内进行障碍物的虚假回波学习;获取障碍物在罐体内的高度,并设定为障碍物高度;设置若干预学习高度的物料,若干预学习高度均小于障碍物高度;获取若干学习高度的物料的回波信息,并分别制作回波信息曲线图;对回波信息曲线图进行峰值区域捕捉,并对若干回波信息曲线图进行峰值比对后得到虚假回波;再基于虚假波学习结果对无效回传信息进行过滤;该方式能够对障碍物的测距信息进行过滤,进而提高罐体内物料高度测量的准确性;
本发明通过获取多角度的罐体内物料回传信息,并将多组物料回传信息进行通信输出;对输出的多组回传信息进行处理,得到多组物料高度信息;再对多组物料高度信息进行处理得到物料堆积平整度结果,并将物料堆积平整度结果进行通信输出;该方法能够对固体物料的局部堆积过高问题进行及时的检测和信号输出,从而提高物料存储的分布均匀度。
本发明附加方面的优点将在下面的具体实施方式的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其他特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明的测距方法的步骤流程图;
图2为本发明的雷达物位计与罐体的安装结构图;
图3为本发明的回波信息曲线图的示意图。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1-图3所示,本发明提供一种基于5G通信的罐内物体的雷达避障测距方法,通过对罐体内的障碍物进行预识别过滤,能够提高物料高度检测的准确性,同时针对固体物料设置多方位的检测,能够进一步提高物料存储的检测全面性。
具体的方案为,测距方法包括如下步骤:
步骤S10,获取罐体内结构信息,通过雷达物位计进行预识别信息获取;
步骤S20,通过获取的预识别信息对罐体内进行障碍物的虚假回波学习;获取障碍物在罐体内的高度,并设定为障碍物高度;设置若干预学习高度的物料,若干预学习高度均小于障碍物高度;获取若干学习高度的物料的回波信息,并分别制作回波信息曲线图;对回波信息曲线图进行峰值区域捕捉,并对若干回波信息曲线图进行峰值比对后得到虚假回波;
基于虚假波学习结果对无效回传信息进行过滤;
步骤S30,获取多角度的罐体内物料回传信息,并将多组物料回传信息进行通信输出;对输出的多组回传信息进行处理,得到多组物料高度信息;
步骤S40,对多组物料高度信息进行处理得到物料堆积平整度结果,并将物料堆积平整度结果进行通信输出,通信方式采用5G无线通信进行传输。
实施例一
请参阅图3所示,实施例一提供了一种能够在罐体内物料识别时提出障碍物的无效回传信息的具体实施方法,具体方案如下:
步骤S10还包括如下步骤:
步骤S101,获取雷达物位计与罐底的高度差,并设定为测量高度;测量高度表示雷达物位计与罐底之间的距离。
步骤S102,设定第一预学习高度、第二预学习高度以及第三预学习高度的物料;其中,第二预学习高度大于第一预学习高度,第三预学习高度大于第二预学习高度;优选设置三个高度,既能够保证最终数据校准具备一定的代表性,同时也能够减少数据的处理量。
步骤S103,分别在第一预学习高度、第二预学习高度以及第三预学习高度的物料状态下获取若干回波时长以及回波幅度。
步骤S20还包括如下步骤:
步骤S201,将回波时长通过测距计算公式求得物体高度;测距计算公式配置为:
Figure DEST_PATH_IMAGE007
;其中,Lwt为物体高度,Lcl为测量高度,Th为回波时长,Vg为光速;雷达发射的电磁波的传播速度与光速相等。
步骤S202,以物体高度为横坐标,回波幅度为纵坐标,分别建立第一预学习高度、第二预学习高度以及第三预学习高度的第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图;
步骤S203,采用峰值捕捉方法对分别第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图的峰值区域进行捕捉;图3为回波信息曲线图,第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图与图3所示的图示类似,其中图中的左侧峰值为障碍物反馈的回波对应的峰值;
步骤S203中的峰值捕捉方法包括如下步骤:
步骤S2031,设置第一横向单位,每间隔第一横向单位获取回波信息曲线图的纵坐标,并设定为捕捉纵坐标;将相邻两个捕捉纵坐标中的后一个捕捉纵坐标减去前一个捕捉纵坐标得到捕捉差值;
步骤S2032,当捕捉差值大于等于第一捕捉阈值时,持续获取捕捉差值;当连续获取第一捕捉数量的捕捉差值均大于第一捕捉阈值时,将连续获取的第一捕捉数量的捕捉纵坐标标记为峰值捕捉点;继续获取捕捉差值,当捕捉差值小于第二捕捉阈值时,将后续连续间隔第一捕捉数量的第一横向单位对应的横坐标标记为峰值截止点,将第一个峰值捕捉点对应的横坐标标记为峰值起始点;将峰值起始点和峰值截止点之间的回波信息曲线图标记为峰值区域。
步骤S204,获取第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图中横坐标等于障碍物高度处的峰值信息;当第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图中横坐标等于障碍物高度处均存在峰值时,则进行峰值校准计算,通过峰值校准计算方法获取峰值校准值;步骤S204中的峰值校准计算方法包括:将第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图中横坐标等于障碍物高度处的纵坐标分别设定为第一障碍物峰值纵坐标、第二障碍物峰值纵坐标以及第三障碍物峰值纵坐标;将第一障碍物峰值纵坐标、第二障碍物峰值纵坐标以及第三障碍物峰值纵坐标代入到峰值校准计算公式中求得峰值校准值,峰值校准计算公式配置为:
Figure 189913DEST_PATH_IMAGE008
;其中,Jfz为峰值校准值,Zza1、Zza2和Zza3分别为第一障碍物峰值纵坐标、第二障碍物峰值纵坐标和第三障碍物峰值纵坐标。
步骤S205,当峰值校准值小于等于第一校准阈值时,将第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图中横坐标等于障碍物高度处对应的峰值点分别设定为第一障碍物峰值点、第二障碍物峰值点以及第三障碍物峰值点;
步骤S206,获取第一障碍物峰值点的横坐标和纵坐标,并分别设定为第一参照横坐标和第一参照纵坐标;获取第二障碍物峰值点的横坐标和纵坐标,并分别设定为第二参照横坐标和第二参照纵坐标;获取第三障碍物峰值点的横坐标和纵坐标,并分别设定为第三参照横坐标和第三参照纵坐标;
步骤S207,将第一参照横坐标、第二参照横坐标、第三参照横坐标代以及障碍物高度代入到横坐标参照公式中求得横坐标幅度值;横坐标参照公式配置为:
Figure DEST_PATH_IMAGE009
;其中,Fhz为横坐标幅度值,Hc1、Hc2和Hc3分别为第一参照横坐标、第二参照横坐标和第三参照横坐标,Lza为障碍物高度;正常测得的第一参照横坐标、第二参照横坐标和第三参照横坐标与障碍物高度对应的横坐标的差距不会太大,几乎处于吻合状态,如果障碍物上存在些许物料残留时,会使第一参照横坐标、第二参照横坐标和第三参照横坐标与障碍物高度对应的横坐标存在一定的差值;将障碍物高度减去横坐标幅度值得到最小过滤横坐标,将障碍物高度加上横坐标幅度值得到最大过滤横坐标;
步骤S208,将第一参照纵坐标、第二参照纵坐标以及第三参照纵坐标代入到纵坐标参照公式中求得纵坐标幅度值;纵坐标参照公式配置为:
Figure 409673DEST_PATH_IMAGE010
;其中,Fzz为纵坐标幅度值,Zc1、Zc2和Zc3分别为第一参照纵坐标、第二参照纵坐标和第三参照纵坐标;求取第一参照纵坐标、第二参照纵坐标以及第三参照纵坐标的平均值,并设定为障碍物参照纵坐标;将障碍物参照纵坐标减去纵坐标幅度值得到最小过滤纵坐标,将障碍物参照纵坐标加上纵坐标幅度值得到最大过滤纵坐标;
步骤S209,将最小过滤横坐标到最大过滤横坐标之间的范围设定为横坐标过滤范围;将最小过滤纵坐标到最大过滤纵坐标之间的范围设定为纵坐标过滤范围;当回波的物体高度处于横坐标过滤范围内,且回波幅度处于纵坐标过滤范围内时,将其标记为虚假回波,并将虚假回波进行信息过滤。一般来说,不同物质对应的回波幅度不同,因此如果能够使横坐标处在横坐标过滤范围内,且纵坐标都处在纵坐标过滤范围时,这一回波信息可以判定为障碍物的回波信息。
实施例二
请参阅图2所示,实施例二中提供了一种能够对固体物料的高度进行多角度识别并处理的具体实施方法,具体方案如下:
步骤S30还包括如下步骤:
步骤S301,对雷达物位计设置若干识别角度,获取若干识别角度处的回波时长;图2中,雷达物位计设置在罐体的顶部一侧,雷达物位计底部设置有万向调节机构,能够带动雷达物位计进行角度调节;
步骤S302,对输出的多组回传信息进行处理,得到物料高度信息还包括:将识别角度和回波时长通过角度计算公式求得若干识别角度识别到的物料高度,角度计算公式配置为:
Figure DEST_PATH_IMAGE011
;其中,Lwli对应为若干识别角度识别到的物料高度,i为若干识别角度的标号,i为正整数,α为识别角度,识别角度为雷达物位计的朝向与竖直方向之间的夹角,α的取值范围在0-60度之间,优选的几个识别角度为0度、30度、45度和60度。
步骤S40还包括如下步骤:
步骤S401,将若干识别角度识别到的物料高度通过物料堆积平整度计算公式计算得到物料堆积平整度;物料堆积平整度计算公式配置为:
Figure 780087DEST_PATH_IMAGE012
;其中,Dpz为物料堆积平整度;其中,识别到的物料高度之间的差值越大,通过物料堆积平整度计算公式计算得到的物料堆积平整度越小。
步骤S402,当物料堆积平整度大于等于第一平整度阈值时,输出物料堆积高平整度结果;当物料堆积平整度大于等于第二平整度阈值且小于第一平整度阈值时,输出物料堆积中平整度结果;当物料堆积平整度小于第二平整度阈值时,输出物料堆积低平整度结果;其中,物料堆积高平整度的物料分布最均匀,物料堆积中平整度次之,物料堆积低平整度最不均匀。
上述公式均是去量纲取其数值计算,公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式,公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置,如存在权重系数和比例系数,其设置的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值,便于后续比较,关于权重系数和比例系数的大小,只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。
在本申请的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。其中,存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(Static RandomAccess Memory,简称SRAM),电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory,简称EEPROM),可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory,简称EPROM),可编程只读存储器(Programmable Red-Only Memory,简称PROM),只读存储器(Read-OnlyMemory,简称ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于5G通信的罐内物体的雷达避障测距方法,其特征在于,所述测距方法包括如下步骤:
获取罐体内结构信息,通过雷达物位计进行预识别信息获取,通过获取的预识别信息对罐体内进行障碍物的虚假回波学习;获取障碍物在罐体内的高度,并设定为障碍物高度;设置若干预学习高度的物料,若干预学习高度均小于障碍物高度;获取若干学习高度的物料的回波信息,并分别制作回波信息曲线图;对回波信息曲线图进行峰值区域捕捉,并对若干回波信息曲线图进行峰值比对后得到虚假回波;
基于虚假波学习结果对无效回传信息进行过滤;
获取多角度的罐体内物料回传信息,并将多组物料回传信息进行通信输出;对输出的多组回传信息进行处理,得到多组物料高度信息;
对多组物料高度信息进行处理得到物料堆积平整度结果,并将物料堆积平整度结果进行通信输出;
获取罐体内结构信息,通过雷达物位计进行预识别信息获取还包括如下步骤:
获取雷达物位计与罐底的高度差,并设定为测量高度;
设定第一预学习高度、第二预学习高度以及第三预学习高度的物料;其中,第二预学习高度大于第一预学习高度,第三预学习高度大于第二预学习高度;
分别在第一预学习高度、第二预学习高度以及第三预学习高度的物料状态下获取若干回波时长以及回波幅度;
通过获取的预识别信息对罐体内进行障碍物的虚假回波学习还包括如下步骤:
将回波时长通过测距计算公式求得物体高度;所述测距计算公式配置为:
Figure FDA0004192763560000021
其中,Lwt为物体高度,Lc l为测量高度,Th为回波时长,Vg为光速;
以物体高度为横坐标,回波幅度为纵坐标,分别建立第一预学习高度、第二预学习高度以及第三预学习高度的第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图;
采用峰值捕捉方法对分别第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图的峰值区域进行捕捉;
获取第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图中横坐标等于障碍物高度处的峰值信息;当第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图中横坐标等于障碍物高度处均存在峰值时,则进行峰值校准计算,通过峰值校准计算方法获取峰值校准值;
当峰值校准值小于等于第一校准阈值时,将第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图中横坐标等于障碍物高度处对应的峰值点分别设定为第一障碍物峰值点、第二障碍物峰值点以及第三障碍物峰值点;
获取第一障碍物峰值点的横坐标和纵坐标,并分别设定为第一参照横坐标和第一参照纵坐标;获取第二障碍物峰值点的横坐标和纵坐标,并分别设定为第二参照横坐标和第二参照纵坐标;获取第三障碍物峰值点的横坐标和纵坐标,并分别设定为第三参照横坐标和第三参照纵坐标;
将第一参照横坐标、第二参照横坐标、第三参照横坐标代以及障碍物高度代入到横坐标参照公式中求得横坐标幅度值;所述横坐标参照公式配置为:
Figure FDA0004192763560000031
其中,Fhz为横坐标幅度值,Hc1、Hc2和Hc3分别为第一参照横坐标、第二参照横坐标和第三参照横坐标,Lza为障碍物高度;将障碍物高度减去横坐标幅度值得到最小过滤横坐标,将障碍物高度加上横坐标幅度值得到最大过滤横坐标;
将第一参照纵坐标、第二参照纵坐标以及第三参照纵坐标代入到纵坐标参照公式中求得纵坐标幅度值;所述纵坐标参照公式配置为:
Figure FDA0004192763560000032
其中,Fzz为纵坐标幅度值,Zc1、Zc2和Zc3分别为第一参照纵坐标、第二参照纵坐标和第三参照纵坐标;求取第一参照纵坐标、第二参照纵坐标以及第三参照纵坐标的平均值,并设定为障碍物参照纵坐标;将障碍物参照纵坐标减去纵坐标幅度值得到最小过滤纵坐标,将障碍物参照纵坐标加上纵坐标幅度值得到最大过滤纵坐标;
将最小过滤横坐标到最大过滤横坐标之间的范围设定为横坐标过滤范围;将最小过滤纵坐标到最大过滤纵坐标之间的范围设定为纵坐标过滤范围;当回波的物体高度处于横坐标过滤范围内,且回波幅度处于纵坐标过滤范围内时,将其标记为虚假回波,并将虚假回波进行信息过滤。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G通信的罐内物体的雷达避障测距方法,其特征在于,峰值捕捉方法包括如下步骤:
设置第一横向单位,每间隔第一横向单位获取回波信息曲线图的纵坐标,并设定为捕捉纵坐标;将相邻两个捕捉纵坐标中的后一个捕捉纵坐标减去前一个捕捉纵坐标得到捕捉差值;
当捕捉差值大于等于第一捕捉阈值时,持续获取捕捉差值;当连续获取第一捕捉数量的捕捉差值均大于第一捕捉阈值时,将连续获取的第一捕捉数量的捕捉纵坐标标记为峰值捕捉点;继续获取捕捉差值,当捕捉差值小于第二捕捉阈值时,将后续连续间隔第一捕捉数量的第一横向单位对应的横坐标标记为峰值截止点,将第一个峰值捕捉点对应的横坐标标记为峰值起始点;将峰值起始点和峰值截止点之间的回波信息曲线图标记为峰值区域。
3.根据权利要求1所述的一种基于5G通信的罐内物体的雷达避障测距方法,其特征在于,峰值校准计算方法包括:将第一回波信息曲线图、第二回波信息曲线图以及第三回波信息曲线图中横坐标等于障碍物高度处的纵坐标分别设定为第一障碍物峰值纵坐标、第二障碍物峰值纵坐标以及第三障碍物峰值纵坐标;将第一障碍物峰值纵坐标、第二障碍物峰值纵坐标以及第三障碍物峰值纵坐标代入到峰值校准计算公式中求得峰值校准值,所述峰值校准计算公式配置为:
Figure FDA0004192763560000041
其中,Jfz为峰值校准值,Zza1、Zza2和Zza3分别为第一障碍物峰值纵坐标、第二障碍物峰值纵坐标和第三障碍物峰值纵坐标。
4.根据权利要求1所述的一种基于5G通信的罐内物体的雷达避障测距方法,其特征在于,获取多角度的罐体内物料回传信息,并将多组物料回传信息进行通信输出还包括:对雷达物位计设置若干识别角度,获取若干识别角度处的回波时长;
对输出的多组回传信息进行处理,得到物料高度信息还包括:将识别角度和回波时长通过角度计算公式求得若干识别角度识别到的物料高度,所述角度计算公式配置为:
Figure FDA0004192763560000042
其中,Lwli对应为若干识别角度识别到的物料高度,i为若干识别角度的标号,i为正整数,α为识别角度。
5.根据权利要求4所述的一种基于5G通信的罐内物体的雷达避障测距方法,其特征在于,对多组物料高度信息进行处理得到物料堆积平整度结果包括:将若干识别角度识别到的物料高度通过物料堆积平整度计算公式计算得到物料堆积平整度;所述物料堆积平整度计算公式配置为:
Figure FDA0004192763560000051
其中,Dpz为物料堆积平整度;
当物料堆积平整度大于等于第一平整度阈值时,输出物料堆积高平整度结果;
当物料堆积平整度大于等于第二平整度阈值且小于第一平整度阈值时,输出物料堆积中平整度结果;
当物料堆积平整度小于第二平整度阈值时,输出物料堆积低平整度结果。
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