KR102339939B1 - 80GHz class low power 1D level sensor for high dust environment capable of observing inside enclosed structures - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 1D 레이더 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사일로(Silo) 내 분체 등의 원료에 대해 입체적으로 레벨을 측정할 수 있는 1D 레이더 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a 1D radar sensor, and more particularly, to a 1D radar sensor capable of three-dimensionally measuring a level of a raw material such as powder in a silo.
일반적으로, 유체 및 분체의 저장상태를 측정하기 위하여 주로 비접촉 방식의 구동 원리를 지니는 초음파를 이용하여 분체 및 유체의 높이를 검출하는 레벨 측정 장치를 사용하게 된다. 이러한 초음파 센서를 이용한 검출 장치는, 초음파 센서의 검출거리가 0~6m 정도를 측정거리로 된 장치와, 0~10m 정도의 측정거리로 된 장치로 크게 분류된다. 이와 같이, 검출장치에서 초음파 센서의 발진 주파수는 약 40㎑ 대략을 주로 사용하게 된다. 여기에서, 초음파 센서는 발진자에서 발생한 초음파 신호가 검출대상까지 도달하여 반사되는 신호를 검출하여, 초음파가 발생에서 검출될 때까지의 시간을 계산하여 공기 중에서의 음속으로 시간과 음속에서부터 검출거리를 계산하게 된다. 즉, 이와 같이 초음파를 이용하여 거리를 검출하는 방식은 초음파가 발생될 때부터 물체에 부딪쳐서 반사되어 되돌아올 때까지의 시간을 검출하는 것이 중요하다. 이와 같은 초음파를 이용한 레벨측정장치는 주로 액체와 같은 평면의 표면을 가지는 경우에 주로 사용되는데, 이는 평면의 표면에서 초음파의 반사가 잘 이루어지기 때문이다. 최근에는 분체에도 이러한 초음파를 이용한 레벨측정장치가 적용되고 있고, 특히 균일한 입자로 구성되어 균일 한 높이로 평면에 가까운 표면을 가지는 분체에 주로 적용된다. 이와 같이 균일한 입자로 구성된 분체의 레벨을 측정하기 위해서는 40㎑의 주파수를 가진 1~10m의 검출거리를 가지는 초음파 센서가 주로 사용되었다. 그러나, 종래의 분체 레벨 측정 장치에는 저장 탱크에 저장된 분체의 입자가 크거나 불규칙하게 적재되어 있는 경우에는 저장 탱크의 상단의 일정한 위치에 고정되어 있는 초음파 센서에 의해 조사된 초음파가 불규칙하게 적재된 분체의 표면에 의해 급격하게 산란되어, 초음파 센서로 반사되는 신호가 미약하여 측정이 어렵다는 문제점이 있었다. 또한, 대형 저장 탱크 내부에 분체가 인입 또는 인출되는 경우 분체의 적재 높이가 매우 불규칙적으로 되기 때문에, 분체의 정확한 레벨 측정이 어렵다는 문제점이 있었다.In general, in order to measure the storage state of the fluid and the powder, a level measuring device that detects the height of the powder and the fluid mainly by using the ultrasonic wave having a non-contact driving principle is used. A detection device using such an ultrasonic sensor is broadly classified into a device in which the detection distance of the ultrasonic sensor is about 0 to 6 m as a measurement distance, and a device in which the measurement distance is about 0 to 10 m. In this way, the oscillation frequency of the ultrasonic sensor in the detection device is mainly used to be about 40 kHz. Here, the ultrasonic sensor detects the signal that the ultrasonic signal generated from the oscillator reaches the detection target and is reflected, calculates the time from generation to detection of the ultrasonic wave, and calculates the detection distance from the time and the speed of sound in the air. will do That is, in this method of detecting the distance using ultrasonic waves, it is important to detect the time from when the ultrasonic waves are generated until they collide with an object and are reflected back. The level measuring apparatus using such an ultrasonic wave is mainly used when it has a flat surface, such as a liquid, because the ultrasonic wave is well reflected on the flat surface. Recently, a level measuring device using ultrasonic waves has been applied to powders as well, and in particular, it is mainly applied to powders composed of uniform particles and having a surface close to a flat surface with a uniform height. In order to measure the level of the powder composed of uniform particles as described above, an ultrasonic sensor having a detection distance of 1 to 10 m with a frequency of 40 kHz was mainly used. However, in the conventional powder level measuring device, when the particles of the powder stored in the storage tank are large or irregularly loaded, the ultrasonic wave irradiated by the ultrasonic sensor fixed at a fixed position at the top of the storage tank is irregularly loaded. It is abruptly scattered by the surface of the , and there is a problem in that the signal reflected by the ultrasonic sensor is weak, making it difficult to measure. In addition, since the loading height of the powder becomes very irregular when the powder is drawn in or out of the large storage tank, there is a problem in that it is difficult to accurately measure the level of the powder.
또한, 원통형의 사일로 형상에 최적화되지 않은 사각형태의 36개 지점에 대한 거리를 스캔하게 되면 원통을 벗어나는 지점들에 대해서는 3D 영상 구현에 아무런 도움이 되지 못하는 결과를 초래하는 문제점이 있었다.In addition, when the distance to 36 points in a rectangular shape that is not optimized for the shape of a cylindrical silo is scanned, there is a problem in that the points out of the cylinder are not helpful in realizing a 3D image.
또한, 사일로 내부의 레벨을 측정하는 전파환경이 사일로에 저장되는 물질 및 레벨에 따라 수시로 변하기 때문에 고정된 전파환경만을 기준으로 사일로 레벨을 측정할 경우 오차가 발생할 확률이 높아지는 문제점이 있었다.In addition, since the radio wave environment for measuring the level inside the silo changes frequently depending on the material and level stored in the silo, there is a problem in that the probability of an error increases when measuring the silo level based only on the fixed radio wave environment.
또한, 송수신용 안테나로 동일한 안테나 및 주파수를 사용하는 경우, 신호간 왜곡이나 기생전류등의 영향으로 사일로 내부의 레벨 측정을 하는데 있어 오차가 발생할 확률이 높아지는 문제점이 있었다.In addition, when the same antenna and frequency are used as the antenna for transmission and reception, there is a problem in that the probability that an error occurs in measuring the level inside the silo increases due to the influence of signal-to-signal distortion or parasitic current.
또한, 고정된 1D 레이더 센서위치로 인해 센서로부터 일정거리까지는 거리를 측정할 수 없는 지역이 발생하고, 기계적 틸팅 장치의 오류 발생시 측정지점이 고정되는 문제점이 있었다.In addition, due to the fixed position of the 1D radar sensor, there is a problem in that an area where the distance cannot be measured up to a certain distance from the sensor occurs, and the measurement point is fixed when an error occurs in the mechanical tilting device.
또한, 센서로부터 일정거리까지는 거리를 측정할 수 없는 지역이 발생하고, 기계적 틸팅 장치의 오류 발생시 측정지점이 고정되는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem in that there is a region where the distance cannot be measured from the sensor to a certain distance, and the measurement point is fixed when an error occurs in the mechanical tilting device.
따라서, 고정된 1D 레이더 센서위치를 유지하면서도 안테나 지향 각도를 조절할 수 있는 기술의 도입이 요구되고 있다. Therefore, the introduction of a technology capable of adjusting the antenna orientation angle while maintaining a fixed 1D radar sensor position is required.
더 나아가, 레이더 송수신 환경에서 오류를 최소화하여 사일로 내부를 3D 이미지로 구현할 수 있는 시스템의 도입이 요구되고 있다.Furthermore, it is required to introduce a system that can implement a 3D image inside a silo by minimizing errors in the radar transmission/reception environment.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사일로에 저장되는 물질의 종류에 따라 내부를 확인할 수 없는 경우에도 정밀하고 입체적으로 레벨 측정할 수 있는 사일로 1D 레이더 센서를 제공함을 일 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고정된 1D 레이더 센서위치를 유지하면서도 안테나 지향 각도를 조절할 수 있는 1D 레이더 센서를 제공함을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a 1D radar sensor capable of adjusting an antenna orientation angle while maintaining a fixed 1D radar sensor position in order to solve the above problems.
또한, 1D 레이더 센서를 이용하여 사일로(Silo) 내 표면이 고르지 못하여 높이가 일정하지 않은 원료에 대하여 정밀하고 입체적으로 레벨 측정할 수 있는 1D 레이더 센서를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a 1D radar sensor capable of accurately and three-dimensionally measuring the level of a raw material whose height is not uniform due to an uneven surface in a silo using the 1D radar sensor.
또한, 레퍼런스 환경값과 채널 환경값을 비교한 결과를 이용하여 거리 측정 오차를 보정하여 사일로 내부의 레벨 측정을 하는데 있어 오차를 최소화하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another purpose is to minimize the error in measuring the level inside the silo by correcting the distance measurement error using the result of comparing the reference environment value and the channel environment value.
또한, 사용자에 의해 설정된 사일로 형상과 대응되도록 선택된 특정패턴을 이용하여 사일로 레벨을 보다 정밀한 이미지로 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a more precise image of the silo level using a specific pattern selected to correspond to the silo shape set by the user.
또한, 송신용 안테나와 수신용 안테나간에 절연층을 포함하여 물리적으로 분리시킴으로써 송수신 신호간 왜곡을 줄여 사일로 내부의 레벨 측정을 하는데 있어 오차를 최소화하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object is to minimize the error in measuring the level inside the silo by reducing the distortion between the transmission and reception signals by physically separating the transmission antenna and the reception antenna by including an insulating layer.
또한, 기계적 틸트와 전기적 위상제어를 통한 빔포밍을 통해 측정 불가능 지역을 최소화하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object is to minimize the unmeasurable area through beamforming through mechanical tilt and electrical phase control.
또한, 레이더에 복수의 주파수를 적용하여 측정 당시의 최적의 성능을 갖는 주파수를 선택하여 오차를 최소화하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object is to minimize the error by applying a plurality of frequencies to the radar and selecting a frequency having an optimal performance at the time of measurement.
본 발명의 일 측면에 따르면, 밀리미터파로 변조된 레이더를 방출하고 반사되는 레이더를 수신하는 송수신부와 상기 송수신부의 레이더 송출 각도가 변경되도록 상기 송수신부의 위치를 변경하는 회전조절부 및 상기 송수신부가 방출된 레이더를 수신하면 상기 회전조절부를 제어하는 동작신호를 상기 회전조절부로 송신하여 상기 송수신부의 위치를 설정하여 조절하고, 특정 위치에 고정된 상기 송수신부에 수신되는 레이더의 수신시간을 연산하여 상기 송수신부와 원료 사이의 거리를 연산하는 제어동작을 기설정된 횟수로 수행하여 상기 원료의 레벨이 연속적으로 측정되도록 동작되고, 트레이닝 신호를 이용하여 설정된 레퍼런스 환경값과 레이더 신호에 의해 채널 환경값을 비교한 결과를 이용하여 거리 측정 오차를 보정하는 제어부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a transceiver that emits millimeter wave-modulated radar and receives the reflected radar, a rotation control unit that changes the position of the transceiver so that the radar transmission angle of the transceiver is changed, and the transceiver is emitted When the radar is received, an operation signal for controlling the rotation control unit is transmitted to the rotation control unit, the position of the transceiver is set and adjusted, and a reception time of the radar received by the transceiver fixed at a specific position is calculated and the transceiver unit The control operation for calculating the distance between the and the raw material is performed a preset number of times so that the level of the raw material is continuously measured, and the result of comparing the channel environment value by the radar signal with the reference environment value set using the training signal It may include a control unit for correcting the distance measurement error using the .
또한, 제어부는 상기 레퍼런스 환경값과 상기 채널 환경값을 측정하기 위한 상기 트레이닝 신호가 반사되어 측정된 레이더의 수신 레벨값이 사용자에 의해 설정된 값보다 클 때까지 복수의 주파수들 중에서 선택되어 상기 송수신부에서 방출할 것을 지시하며, 반사되는 레이더의 모든 수신 레벨값이 사용자에 의해 설정된 값보다 작으면 수신 레벨값들 중 최대값을 갖는 트레이닝 신호를 이용하여 레퍼런스 환경값과 채널 환경값으로 결정하고, 상기 회전조절부를 제어하여 기계적 틸트를 조정함과 동시에 레이더 안테나에 공급되는 전기적인 신호의 위상을 제어하여 방출되는 레이더의 빔 폭, 빔의 강도, 및 빔의 방향을 조절하고, 상기 회전조절부의 동작 불능시 전기적인 신호의 위상을 제어를 통해 빔포밍을 할 수 있도록 제어할 수 있다.In addition, the control unit is selected from among a plurality of frequencies until the reference environment value and the training signal for measuring the channel environment value are reflected and the measured radar reception level value is greater than the value set by the user, and the transceiver unit Instructs to emit from, and if all the reception level values of the reflected radar are smaller than the value set by the user, it is determined as the reference environment value and the channel environment value using the training signal having the maximum value among the reception level values, By controlling the rotation control unit to adjust the mechanical tilt and at the same time control the phase of the electrical signal supplied to the radar antenna to adjust the beam width, the strength of the beam, and the direction of the beam emitted by the radar, the operation of the rotation control unit is disabled It can be controlled so that beamforming can be performed by controlling the phase of the electrical signal.
또한, 회전조절부는 일측면은 개방되어 있고, 상기 일측면과 대향되는 타측면은 폐쇄되어 있으며, 상기 일측면과 교차되는 방향으로 배치되는 교차면을 포함하고, 상기 제어부의 하측에 배치되는 몸체와 상기 몸체를 틸트시키지 않으며, 상기 몸체를 로테이션 시키는 제1 회전부를 포함하고, 상기 제1 회전부는, 상기 몸체의 타측면에 상기 몸체와 함께 회전되도록 연결되고 상기 제어부와 몸체 사이에 배치되는 Y1 기어와; 상기 몸체의 폐쇄된 교차면에서 샤프트가 상기 몸체의 타측면 방향으로 향하도록 설치되는 제1 모터와; 상기 제1 모터의 샤프트에 회전 가능하도록 연결되어 상기 Y1 기어로 상기 제1 모터의 회전력을 전달하고, 상기 Y1 기어보다 작은 Y2 기어;를 포함하여, 상기 제어부의 동작신호에 따라 제1 모터의 샤프트를 기설정된 각도로 회전시켜 상기 몸체를 대응되는 각도로 로테이션 시킬 수 있다.In addition, one side of the rotation control unit is open, the other side opposite to the one side is closed, and includes an intersecting surface disposed in a direction intersecting the one side, and a body disposed under the control unit; It does not tilt the body and includes a first rotating part for rotating the body, wherein the first rotating part is connected to the other side of the body to rotate with the body and is disposed between the control unit and the body Y1 gear and ; a first motor installed so that the shaft faces the other side of the body in the closed cross-section of the body; It is rotatably connected to the shaft of the first motor to transmit the rotational force of the first motor to the Y1 gear, and a Y2 gear smaller than the Y1 gear. can be rotated at a predetermined angle to rotate the body at a corresponding angle.
또한, 송수신부에서 방출하는 상기 레이더는 복수의 주파수 대역에서 선택된 주파수로 전송되고, 방출되는 레이더를 전송하기 위한 주파수는 순차적으로 가변되는 트레이닝 신호에 의해 측정된 채널 환경값을 기준으로 선택되고, 사용자에 의해 설정된 사일로의 형상에 따라 특정 패턴을 선택하고, 상기 특정 패턴은 적어도 36포인트 이상을 포함하여 구성되며, 각각의 포인트에 대해 측정된 거리를 이용하여 삼차원 이미지를 생성하여 디스플레이할 수 있다. In addition, the radar emitted from the transceiver is transmitted at a frequency selected from a plurality of frequency bands, and a frequency for transmitting the emitted radar is selected based on a channel environment value measured by a sequentially variable training signal, and a user A specific pattern is selected according to the shape of the silo set by , and the specific pattern includes at least 36 points or more, and a three-dimensional image can be generated and displayed using the distance measured for each point.
또한, 레퍼런스 환경값은 반사되어 수신된 레이더의 파형의 왜곡, 주파수 변동, 및 수신 신호 레벨을 이용하여 결정될 수 있다.In addition, the reference environment value may be determined using a distortion of a waveform of a reflected and received radar, a frequency change, and a received signal level.
또한, 레이더는 80㎓ 대역의 밀리미터파를 이용할 수 있다. 밀리미터파는 침투성이 강하고 투과성이 극히 높은 파장대로서 눈, 비, 안개, 구름 등의 대기 상태에 의한 영향이 적고, 분진이나 수증기도 뚫고 측정하기 때문에 극심한 분진(미분 사이로)이나 수증기가 있는 환경에 효과적이다.In addition, the radar may use a millimeter wave in the 80 GHz band. The millimeter wave has strong penetrability and extremely high permeability, so it is less affected by atmospheric conditions such as snow, rain, fog, and clouds. .
또한, 송수신부는, 송신용 안테나와 수신용 안테나가 물리적으로 분리되어 있고, 송신용 안테나와 수신용 안테나 사이에는 전기적으로 분리시키는 절연층이 포함되어 송신 신호와 반사되어 수신되는 신호간의 왜곡을 최소화할 수 있다.In addition, the transmitting/receiving unit, the transmitting antenna and the receiving antenna are physically separated, and an insulating layer electrically separating the transmitting antenna and the receiving antenna is included between the transmitting antenna and the receiving antenna to minimize distortion between the transmitted signal and the reflected received signal. can
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 달성될 수 있다.According to the present invention, the following effects can be achieved.
본 발명의 실시예는 사일로(Silo) 내 높이가 일관되지 않은 분체 등의 원료에 대하여 정밀하고 입체적으로 레벨을 측정할 수 있다.An embodiment of the present invention can measure the level precisely and three-dimensionally with respect to raw materials such as powder having an inconsistent height in a silo.
또한, 복수 개의 목표지점에 대하여 송수신부가 레이더를 송출하는 과정에서 회전조절부의 진동을 최소화하여 흔들림없이 작동되도록 설계되어 보다 정밀하게 원료에 대한 레벨을 측정할 수 있다.In addition, it is designed to operate without shaking by minimizing the vibration of the rotation control unit in the process of transmitting the radar to the plurality of target points by the transceiver, so that the level of the raw material can be measured more precisely.
또한, 사일로에 저장되는 물질의 종류에 따라 내부를 확인할 수 없는 경우에도 정밀하고 입체적으로 레벨 측정할 수 있다. In addition, even when the inside cannot be checked depending on the type of material stored in the silo, the level can be precisely and three-dimensionally measured.
또한, 사일로(Silo) 내 표면이 고르지 못하여 높이가 일정하지 않은 원료에 대하여 정밀하고 입체적으로 레벨 측정할 수 있다.In addition, it is possible to precisely and three-dimensionally measure the level of a raw material whose height is not constant due to an uneven surface in the silo.
또한, 레퍼런스 환경값과 채널 환경값을 비교한 결과를 이용하여 거리 측정 오차를 보정하여 사일로 내부의 레벨 측정을 하는데 있어 오차를 최소화할 수 있다.In addition, it is possible to minimize the error in measuring the level inside the silo by correcting the distance measurement error using the result of comparing the reference environment value and the channel environment value.
또한, 사용자에 의해 설정된 사일로 형상과 대응되도록 선택된 특정패턴을 이용하여 사일로 레벨을 보다 정밀한 3D 이미지로 제공할 수 있다.In addition, the silo level can be provided as a more precise 3D image by using a specific pattern selected to correspond to the silo shape set by the user.
또한, 송신용 안테나와 수신용 안테나간에 절연층을 포함하여 물리적으로 분리시킴으로써 송수신 신호간 왜곡을 줄여 사일로 내부의 레벨 측정을 하는데 있어 오차를 최소화할 수 있다.In addition, by physically separating the transmitting and receiving antennas by including an insulating layer, the distortion between the transmitting and receiving signals is reduced, thereby minimizing the error in measuring the level inside the silo.
또한, 기계적 틸트와 전기적 위상제어를 통한 빔포밍을 통해 측정 불가능 지역을 최소화할 수 있다.In addition, the non-measurable area can be minimized through beamforming through mechanical tilt and electrical phase control.
또한, 레이더에 복수의 주파수를 적용하여 측정 당시의 최적의 성능을 갖는 주파수를 선택하여 오차를 최소화할 수 있다.In addition, by applying a plurality of frequencies to the radar, it is possible to minimize an error by selecting a frequency having an optimal performance at the time of measurement.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 1D 레이더 센서,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 1D 1D 레이더 센서가 적용되어 구현된 1D 측정 이미지,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 1D 레이더 센서가 적용되어 구현된 3D 측정 이미지,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 1D 레이더 센서의 일면에 적용된 메뉴 설정부를 포함하는 디스플레이부를 나타내는 상태도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 1D 1D 레이더 센서를 적용하여 10개월 또한 사용한 모습을 나타내는 사용 상태도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사일로 형상에 대응되는 패턴도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 1D 레이더 센서의 수신신호의 스펙트럼을 나타내는 상태도이다.1 is a 1D radar sensor according to an embodiment of the present invention;
2 is a 1D measurement image implemented by applying a
3 is a 3D measurement image implemented by applying a 1D radar sensor according to an embodiment of the present invention;
4 is a state diagram illustrating a display unit including a menu setting unit applied to one surface of a 1D radar sensor according to an embodiment of the present invention;
5 is a state diagram showing a state of using the
6 is a pattern diagram corresponding to a silo shape according to an embodiment of the present invention;
7 is a state diagram illustrating a spectrum of a received signal of a 1D radar sensor according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명의 실시예에 따른 1D 레이더 센서에 대해 상술한다.Hereinafter, a 1D radar sensor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 1D 레이더 센서이다. 1 is a 1D radar sensor according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 1D 1D 레이더 센서가 적용되어 구현된 1D 측정 이미지이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 1D 레이더 센서가 적용되어 구현된 3D 측정 이미지이다.2 is a 1D measurement image implemented by applying a
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 1D 1D 레이더 센서가 적용되어 구현된 1D 측정 이미지로서, 1D 1D 레이더 센서가 사일로(Silo)의 상면에 끼워져 수직으로 설치되면, 레이더 신호에 의해 측정된 원료에 대한 레벨을 1D로 구현하여 표시한 것이다.2 is a 1D measurement image implemented by applying a
메인화면의 좌측 이미지는 사용자가 입력한 용기 사이즈와 형태를 보여주면서 Volume, Distance, Level 등의 데이터가 디스플레이된다.The left image of the main screen displays data such as Volume, Distance, and Level while showing the size and shape of the container entered by the user.
우측 화면은 현재 접속된 장치의정보, UI 버전, Firmware Version, Serial No, Vessel 이름을 표시한다.The right screen displays the currently connected device information, UI version, Firmware Version, Serial No, and Vessel name.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 1D 레이더 센서가 적용되어 구현된 3D 이미지로서, 1D 레이더 센서가 사일로(Silo)의 상면에 끼워져 사일로 내 높이가 고르지 못한 분체 등의 원료에 대하여 레이더를 다양한 각도로 송출하여 측정된 원료에 대한 레벨을 3D로 구현하여 표시한 것이다.3 is a 3D image implemented by applying a 1D radar sensor according to an embodiment of the present invention, wherein the 1D radar sensor is inserted into the upper surface of a silo and the radar is applied to a raw material such as powder with an uneven height in the silo. The level of the measured raw material sent out at an angle is realized and displayed in 3D.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 1D 레이더 센서의 일면에 적용된 메뉴 설정부를 포함하는 디스플레이부를 나타내는 상태도로서, 1D 레이더 센서를 설정하기 위한 버튼을 이용하여 파라미터를 입력할 수 있고, 1D 레이더 센서에 의해 측정된 레벨을 표시할 수 있다.4 is a state diagram illustrating a display unit including a menu setting unit applied to one surface of the 1D radar sensor according to an embodiment of the present invention. A parameter may be input using a button for setting the 1D radar sensor, and the 1D radar sensor The level measured by can be displayed.
설정 가능한 파라미터로는 사일로 형상과 관련된 값 들(높이, 형상, 상/하단 길이 및 지름), 센서의 최대 동작 거리, 출력, 송수신 모드(싱글, 멀티), 트레이닝 주파수, 장치의 주소, 반복 측정횟수, 통신 모드 및 통신 포트 등이 있다. The parameters that can be set include values related to the silo shape (height, shape, upper/lower length and diameter), the maximum operating distance of the sensor, output, transmission/reception mode (single, multi), training frequency, device address, number of repeated measurements. , communication mode and communication port.
또한, 사용자는 1D 레이더 센서와 통신으로 연결된 프로그램을 이용하여 사일로에 대한 형상을 수동으로 또는 자동으로 입력함으로써 1D 레이더 센서에 대한 설정을 하고, 설정값에 따라 레벨을 측정 할 수 있다. In addition, the user can set the 1D radar sensor by manually or automatically inputting the shape of the silo using a program connected by communication with the 1D radar sensor, and measure the level according to the set value.
수동으로 설정하는 하는 경우, 사일로의 형태가 몇 각형인지 여부 및 크기(가로, 세로, 높이 등)를 수동으로 입력하여 설정할 수 있다. In the case of manual setting, it is possible to set by manually entering the shape and size of the silo (horizontal, vertical, height, etc.).
자동으로 설정하는 하는 경우 사용자가 입력한 사일로 모델명을 이용하여 인터넷에 접속된 단말을 통해 사일로의 제원을 다운로드 받아 사일로의 형상을 설정할 수 있다. In case of automatic setting, the shape of the silo can be set by downloading the specifications of the silo through a terminal connected to the Internet using the silo model name entered by the user.
1D 레이더 센서의 응용프로그램에서 사용자에 의한 별도의 설정이 없는 경우 자동으로 사일로 정보의 형상을 설정하는 것을 기본으로 한다.If there is no separate setting by the user in the 1D radar sensor application program, it is based on automatically setting the shape of the silo information.
사일로의 형상을 설정하는 이유는 직경이 동일한 원통형 사일로와 사각형 사일로의 경우를 예로 들면, 레벨이 서로 같은 경우라도 사각형 모퉁이에 대한 거리 측정시 원통형 사일로보다 거리가 멀게 측정되므로 사일로의 형상에 따라 레벨 특정의 오류가 발생할 수 있기 때문이다.The reason for setting the shape of the silo is, for example, in the case of a cylindrical silo and a rectangular silo with the same diameter. because errors may occur.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 1D 레이더 센서를 극심한 분진환경에 적용하여 10개월 동안 사용한 모습을 나타내는 사용 상태도이다.5 is a state diagram showing a state in which the 1D radar sensor according to an embodiment of the present invention is applied to an extreme dust environment and used for 10 months.
본 발명의 일 실시 예에 따른 1D 레이더 센서는 80㎓ 대역의 밀리미터파를 이용한 레이더를 이용한다. 밀리미터파는 빛에 아주 가까운 전파로서, 주파수 대역이 약 30~300㎓인 파(Wave)를 말하며, 파장이 짧고 회절이 적어 높은 해상도를 제공하고, 적외선과 달리 안개 및 구름과 같은 대기의 상태에 따른 영향을 적게 받는다. 80GHz의 밀리미터파인 경우 안테나의 크기는 수mm에 불과하여 1D 레이더 센서에 적용하기에 적합하다. The 1D radar sensor according to an embodiment of the present invention uses a radar using a millimeter wave of an 80 GHz band. A millimeter wave is a radio wave very close to light. It refers to a wave with a frequency band of about 30 to 300 GHz. It has a short wavelength and low diffraction to provide high resolution. less affected In the case of a millimeter wave of 80 GHz, the size of the antenna is only a few millimeters, so it is suitable for application to a 1D radar sensor.
또한, 밀리미터파는 침투성이 강하고 투과성이 극히 높은 파장대로서 눈, 비, 안개, 구름 등의 대기 상태에 의한 영향이 적고, 분진이나 수증기도 뚫고 측정하기 때문에 극심한 분진(미분 사이로)이나 수증기가 있는 환경에 효과적이다. In addition, millimeter wave is a wavelength band with strong penetrability and extremely high permeability, so it is less affected by atmospheric conditions such as snow, rain, fog, and clouds. effective.
본 발명에 따른 1D 레이더 센서는 극심한 분진환경에 적용하여 10개월 동안 사용한 결과, 밀리미터파를 적용함으로써 아무런 장애없이 동작되는 것을 증명하였다.The 1D radar sensor according to the present invention was applied to an extreme dust environment and used for 10 months, and as a result, it was proved that it operates without any obstacles by applying millimeter waves.
본 발명에 따른 1D 레이더 센서는 송수신부, 제어부, 회전조절부를 포함한다. 또한, 카메라부를 더 포함하여 구성 될 수도 있다.The 1D radar sensor according to the present invention includes a transceiver, a control unit, and a rotation control unit. In addition, it may be configured to further include a camera unit.
송수신부는 레이더를 사일로(Silo) 내 분체와 같은 원료로 송출하고 원료로부터 반사되는 레이더를 수신하는 구성으로서, 하면에 구비된 렌즈를 통해 레이더를 방출한다.The transceiver is a configuration that transmits radar to a raw material such as powder in a silo and receives radar reflected from the raw material, and emits the radar through a lens provided on the lower surface.
송수신부에 수용되는 송신용 안테나와 수신용 안테나간에 절연층을 포함하여 물리적으로 분리시킴으로써 송수신 신호간 왜곡을 줄여 사일로 내부의 레벨 측정을 하는데 있어 오차를 최소화할 수도 있다.By physically separating the transmission antenna and the reception antenna accommodated in the transmission/reception unit by including an insulating layer, distortion between transmission and reception signals is reduced, thereby minimizing the error in level measurement inside the silo.
본 발명은 원료에 대한 레벨측정 성능을 향상시킨 1D 레이더 센서로서, 본 발명은 레이더를 다양한 방향으로 송출하여 높이가 일관되지 않은 원료에 대해 레벨측정을 정밀하게 진행할 수 있다. The present invention is a 1D radar sensor with improved level measurement performance for raw materials, and the present invention can precisely perform level measurement on raw materials with inconsistent heights by transmitting radar in various directions.
본 발명은 사일로(Silo) 내 일정높이까지 채워지되 높이가 일정하지 않은 분체에 대해 송출된 레이더가 도달하는 목표지점을 지속적으로 변경하여, 한 개 이상의 목표지점에 대한 레벨정보를 생성함으로써 원료에 대한 높이를 정밀하게 측정할 수 있다.The present invention continuously changes the target point reached by the radar transmitted for the powder that is filled up to a certain height in the silo, but whose height is not constant, and generates level information for one or more target points. Height can be precisely measured.
이러한 본 발명의 기능을 구현하기 위해 실시 예는 송수신부가 한 개 이상의 목표지점에 대해 레이더를 송출할 수 있도록 회전조절부를 포함한다.In order to implement the function of the present invention, the embodiment includes a rotation control unit so that the transceiver can transmit radar to one or more target points.
회전조절부는 본 발명의 1D 레이더 센서가 기계적 틸트가 필요한 경우, 예를 들면 3D 측정을 위한 멀티모드 모드에서 동작시 안테나의 지향 각도를 조절하기 위해 이용된다. 또한, 단일 지향점을 갖는 싱글모드에서도 측정 대상물과 수직이 되도록 조정을 하기 위해 이용된다.When the 1D radar sensor of the present invention requires mechanical tilt, for example, the rotation control unit is used to adjust the orientation angle of the antenna when operating in a multi-mode mode for 3D measurement. In addition, it is used to adjust so as to be perpendicular to the measurement object even in a single mode having a single directing point.
싱글모드는 측정 대상물의 표면이 일정한 경우, 예를 들면 사일로에 액체류 저장물이 수용되는 경우에 이용할 수 있다. The single mode can be used when the surface of the measurement object is constant, for example, when a liquid storage material is accommodated in a silo.
측정대상물과 레이더센서의 지향각도를 수직으로 하기 위해서는 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7에서는 송수신부를 통해 수신된 레이더 신호의 주파수 스펙트럼을 도시한다. In order to make the directivity angle of the measurement object and the radar sensor vertical, it will be described with reference to FIG. 7 . 7 illustrates a frequency spectrum of a radar signal received through a transceiver.
측정대상물과 레이더센서의 지향각도를 수직이면 도 7에 도시된 바와 같이 스펙트럼의 끝이 뾰족한 형태를 띠게 된다. 그렇지 않은 경우라면 스펙트럼의 상단부 끝이 넓게 퍼진 상태로 표시되고, 이때 제어부의 제어에 의해 회전조절부를 이용하여 측정대상물과 레이더센서의 지향각도를 수직이 되도록 조절할 수 있다. If the target and the radar sensor are perpendicular to each other, the spectrum has a sharp end as shown in FIG. 7 . Otherwise, the upper end of the spectrum is displayed in a widely spread state, and at this time, the orientation angle of the measurement object and the radar sensor can be adjusted to be vertical by using the rotation control unit under the control of the control unit.
또한, 1D 레이더 센서에 포함되는 자이로 센서는 1D 레이더 센서를 사일로에 설치시 1D 레이더 센서에 부착된 디스플레이에 현재 설치 각도를 표시하여 정확한 각도로 1D 레이더 센서를 설치할 수 있도록 해주는 역할도 한다.In addition, when the 1D radar sensor is installed in a silo, the gyro sensor included in the 1D radar sensor displays the current installation angle on the display attached to the 1D radar sensor so that the 1D radar sensor can be installed at an accurate angle.
멀티모드는 분진, 가루, 사료등 적치된 상단부의 형태가 일정하지 않은 경우에서 이용되는 모드다. Multi-mode is a mode used when the shape of the upper part stacked with dust, powder, feed, etc. is not constant.
회전조절부는 스텝모터와 기어로 구성되며, 제어부의 제어에 의해 도 6에 도시된 패턴에 맞춰 안테나 지향 각도를 이동시킬 수 있다.The rotation control unit is composed of a step motor and a gear, and the antenna orientation angle can be moved according to the pattern shown in FIG. 6 under the control of the control unit.
즉, 패턴에 따른 지점에 대해 송수신부가 레이더를 송출함으로써 높이가 일정하지 않은 원료에 대해 정밀하게 레벨 정보를 수집할 수 있다.That is, the transceiver transmits the radar to the point according to the pattern, so that level information can be precisely collected for the raw material of which the height is not constant.
또한, 동일한 패턴이라도 측정된 레벨에 따라 안테나 지향 각도가 달라지므로 이를 레벨에 따라 조절함으로써 정확한 레벨 및 적치된 수용물의 레벨을 산출할 수 있다.In addition, even in the same pattern, since the antenna directing angle varies depending on the measured level, it is possible to calculate the correct level and the level of the stored object by adjusting this according to the level.
또한, 회전조절부는 일측면은 개방되어 있고, 상기 일측면과 대향되는 타측면은 폐쇄되어 있으며, 상기 일측면과 교차되는 방향으로 배치되는 교차면을 포함하고, 상기 제어부의 하측에 배치되는 몸체와 상기 몸체를 틸트시키지 않으며, 상기 몸체를 로테이션 시키는 제1 회전부를 포함하고, 상기 제1 회전부는, 상기 몸체의 타측면에 상기 몸체와 함께 회전되도록 연결되고 상기 제어부와 몸체 사이에 배치되는 Y1 기어와; 상기 몸체의 폐쇄된 교차면에서 샤프트가 상기 몸체의 타측면 방향으로 향하도록 설치되는 제1 모터와; 상기 제1 모터의 샤프트에 회전 가능하도록 연결되어 상기 Y1 기어로 상기 제1 모터의 회전력을 전달하고, 상기 Y1 기어보다 작은 Y2 기어;를 포함하여, 상기 제어부의 동작신호에 따라 제1 모터의 샤프트를 기설정된 각도로 회전시켜 상기 몸체를 대응되는 각도로 로테이션 시킬 수 있다.In addition, one side of the rotation control unit is open, the other side opposite to the one side is closed, and includes an intersecting surface disposed in a direction intersecting the one side, and a body disposed under the control unit; It does not tilt the body and includes a first rotating part for rotating the body, wherein the first rotating part is connected to the other side of the body to rotate with the body and is disposed between the control unit and the body Y1 gear and ; a first motor installed so that the shaft faces the other side of the body in the closed cross-section of the body; It is rotatably connected to the shaft of the first motor to transmit the rotational force of the first motor to the Y1 gear, and a Y2 gear smaller than the Y1 gear. can be rotated at a predetermined angle to rotate the body at a corresponding angle.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 송수신부는 제어부의 제어에 의해 트레이닝 신호를 방출할 수 있다. 방출된 신호를 수신하여 제어부의 전송하면 제어부에서는 수신된 레이더 신호에 포함된 트레이닝 주파수에 대한 정보를 분석하기 위해 FFT(Fast Fourier Transform)로 대상 신호를 분석하여 송신된 트레이닝 신호와 수신된 트레이닝 신호를 비교하여 신호의 왕복시간 및 신호의 파형을 포함하는 비교값을 포함하는 레퍼런스 환경값을 산출하는데 이용된다. According to another embodiment of the present invention, the transceiver may emit a training signal under the control of the controller. When the control unit receives the emitted signal and transmits it, the control unit analyzes the target signal using FFT (Fast Fourier Transform) in order to analyze the information on the training frequency included in the received radar signal, and converts the transmitted training signal and the received training signal. The comparison is used to calculate a reference environment value including a comparison value including a round trip time of a signal and a waveform of the signal.
제어부가 원료에 대해 입체적으로 레벨정보를 생성하는 과정은, 송수신부가 방출된 레이더를 수신하면 회전조절부를 제어하는 동작신호를 회전조절부로 송신하여 송수신부의 위치를 설정한다. 송수신부가 특정 위치로 로테이션되면, 제어부는 특정 위치에 고정된 송수신부에 수신되는 레이더의 수신시간을 연산하여 송수신부와 원료 사이의 거리를 연산하는 제어동작을 기설정된 횟수로 수행하여 원료에 대한 레벨을 연속적으로 측정한다.In the process of the control unit generating level information three-dimensionally for the raw material, when the transceiver receives the emitted radar, an operation signal for controlling the rotation control unit is transmitted to the rotation control unit to set the position of the transceiver unit. When the transceiver is rotated to a specific position, the control unit calculates the reception time of the radar received by the transceiver fixed at the specific position, and performs a control operation to calculate the distance between the transceiver and the raw material a preset number of times to set the level of the raw material. is continuously measured.
측정된 레벨의 평균값을 이용하여 레벨을 결정할 수도 있다.The level may be determined using an average value of the measured levels.
따라서, 본 발명인 1D 레이더 센서는 제어부에 의해 기설정된 횟수로 송수신부를 서로 다른 축을 기준으로 로테이션하여 원료에 대하여 입체적으로 레이더를 송출 및 수신함으로써, 높이가 균일하지 않은 원료에 대하여 정밀하고 입체적으로 레벨 정보를 측정할 수 있다.Therefore, the 1D radar sensor according to the present invention transmits and receives radar three-dimensionally with respect to raw materials by rotating the transceiver on different axes a predetermined number of times by the control unit, thereby accurately and three-dimensionally level information for raw materials with non-uniform heights. can be measured.
예를 들어, 실시 예는 적어도 36회의 레이더 송수신을 통해 원료에서 36개의 목표지점에 대한 레벨 측정을 한 후, 제어부는 적어도 36개의 목표지점에 대하여 생성된 레벨 정보를 입체적으로 통합하여 원료에 대한 레벨을 정밀하게 측정할 수 있다.For example, in the embodiment, after measuring the level of 36 target points in the raw material through radar transmission and reception at least 36 times, the control unit three-dimensionally integrates the level information generated for the at least 36 target points to obtain the level of the raw material. can be precisely measured.
원통형의 사일로 형상에 최적화되지 않은 사각형태의 36개 지점에 대한 거리를 스캔하게 되면 원통을 벗어나는 지점들에 대해서는 3D 영상 구현에 아무런 도움이 되지 못하는 결과를 초래한다. Scanning the distance to 36 points in a rectangular shape that is not optimized for the shape of a cylindrical silo results in no help in realizing 3D images for points out of the cylinder.
이런 문제점을 해결하기 위해 도 6에 도시된 바와 같이 36개의 목표지점은 사용자에 의해 설정된 사일로의 형상에 따라 특정 패턴을 선택하여 36개의 목표지점은 설정할 수 있다. 사일로의 형상에 매칭되는 각각의 특정패턴은 사일로의 형상을 3D로 구현하는데 최적화되어 외곽을 포함하는 점들로 구성된다. 사전에 설정할 수 있는 사일로 형상은 원통형 기둥 및 다각기둥을 포함하고, 사일로의 상부와 하부의 규격을 달리하여 설정할 수 도 있다. To solve this problem, as shown in FIG. 6 , 36 target points can be set by selecting a specific pattern according to the shape of the silo set by the user. Each specific pattern matching the shape of the silo is optimized to implement the shape of the silo in 3D and is composed of points including the outline. The silo shape that can be set in advance includes a cylindrical column and a polygonal column, and it can also be set by different specifications of the upper part and the lower part of the silo.
사일로 형상의 설정은 1D 레이더 센서와 연결된 관리장치 또는 1D 레이더 센서에 부착된 설정버튼을 이용하여 설정할 수 있다. 1D 레이더 센서에는 LCD가 부착되어 설정과 동시에 직접 확인할 수 있다. The silo shape can be set using a management device connected to the 1D radar sensor or a setting button attached to the 1D radar sensor. LCD is attached to the 1D radar sensor, so you can check it directly at the same time as setting.
관리장치가 1D 레이더 센서와 RS485, RS232C, 또는 USB등과 같은 PC접속 규격으로 연결되면, 측정된 결과는 관리장치로 전송되어 저장되고, 관리장치와 연결된 관리자용 모니터에 3D 영상이 구현된 사일로 레벨을 실시간으로 디스플레이할 수 있다. 또한, 모바일 장치에서도 어플리케이션을 통해 사일로 레벨을 원격지에서도 관리할 수도 있다.When the management device is connected to the 1D radar sensor with a PC connection standard such as RS485, RS232C, or USB, the measured result is transmitted and saved to the management device, and the 3D image is displayed on the manager monitor connected to the management device. It can be displayed in real time. In addition, the silo level can be managed remotely through the application on the mobile device.
제어부는 실제 사일로에 원료가 적치된 상태의 3차원적 레벨 정보를 취득하기 위한 레이더 신호를 송출한다. 수신된 제어부가 원료에 대해 입체적으로 레벨정보를 생성하는 과정은, 송수신부가 방출된 레이더를 수신하면 회전조절부를 제어하는 동작신호를 회전조절부로 송신하여 송수신부의 위치를 설정한다. 송수신부가 특정 위치로 로테이션되면, 제어부는 특정 위치에 고정된 송수신부에 수신되는 레이더의 수신시간을 연산하여 송수신부와 원료 사이의 거리를 연산하는 제어동작을 기설정된 횟수로 수행하여 원료에 대한 레벨을 연속적으로 측정한다.The control unit transmits a radar signal to acquire the three-dimensional level information of the state in which the raw material is actually stored in the silo. In the process of the received control unit generating the level information three-dimensionally for the raw material, when the transceiver receives the emitted radar, an operation signal for controlling the rotation control unit is transmitted to the rotation control unit to set the position of the transceiver unit. When the transceiver is rotated to a specific position, the control unit calculates the reception time of the radar received by the transceiver fixed at the specific position, and performs a control operation to calculate the distance between the transceiver and the raw material a preset number of times to set the level of the raw material. is continuously measured.
초기에 송수신부가 첫 번째 목표지점에 대하여 레이더를 송신하고 원료로부터 반사된 레이더를 수신하는 과정에서 제어부는 레이더의 송수신에 따라 발생된 시간차를 연산하여, 제어부는 레이더 속도 및 시간차 통해 송수신부와 원료 간 거리를 산출하고, 사용자에 의해 설정된 사일로(Silo)의 크기를 고려하여 첫 번째 목표지점에 대한 원료의 높이를 산출한다.In the process of initially transmitting the radar to the first target point and receiving the radar reflected from the raw material, the control unit calculates the time difference generated according to the transmission and reception of the radar, and the control unit calculates the time difference between the transceiver and the raw material through the radar speed and time difference. The distance is calculated, and the height of the raw material for the first target point is calculated in consideration of the size of the silo set by the user.
이에 연속하여 송수신부는 회전조절부를 이용하여 기설정된 각도만큼 회전하여 두 번째 목표지점에 대하여 레이더를 송신 및 수신하여, 전술한 연산과정을 통해 두 번째 목표지점에 위치한 원료의 레벨을 측정한다.Subsequently, the transceiver unit rotates by a predetermined angle using the rotation control unit to transmit and receive radar to the second target point, and measure the level of the raw material located at the second target point through the above-described calculation process.
그 이후에는 송수신부는 패턴에 따라 설정된 기설정된 각도만큼 회전하여 그 이후의 목표지점에 대하여 레이더를 송신 및 수신하여, 해당 목표지점에 위치한 원료에 대하여 레벨을 측정함으로써 레벨 정보를 생성한다.After that, the transceiver is rotated by a preset angle set according to the pattern to transmit and receive radar to and from the target point thereafter, and measure the level of the raw material located at the target point to generate level information.
또한, 본 발명에서는 카메라(도면에는 도시되어 있지는 않음)를 이용하여 레벨 측정 및 3D 이미지를 표시하기 위한 보조수단으로 삼을 수 있다.In addition, in the present invention, a camera (not shown in the drawings) may be used as an auxiliary means for level measurement and 3D image display.
사일로 레벨을 측정하기 전에 1D 레이더 센서 하단에 설치된 카메라를 통해 사일로 내부를 촬영한다. 촬영된 이미지는 제어부의 영상처리 과정을 거쳐 대략적인 사일로 내부의 적치 상황을 판단한다. Before measuring the silo level, the inside of the silo is photographed through a camera installed at the bottom of the 1D radar sensor. The captured image goes through the image processing process of the controller to determine the approximate storage situation inside the silo.
촬영된 이미지에서는 사일로 내부에 위치하는 구조물 형태, 적치상황 등을 추출하여 사일로 레벨 판단의 오류를 수정한다. 예를 들면, 카메라의 영상을 판독하여 구조물의 형태와 중복되는 레벨 측정지점은 레벨 측정 대상에서 삭제하고, 카메라를 이용하여 촬영된 영상에 구조물이 수용물에 덮여 가려진 경우에는 레벨을 측정함으로써 정확한 레벨 측정 및 3D 이미지를 구현할 수도 있다.The error in silo level determination is corrected by extracting the shape of structures located inside the silo, the stockpiling situation, etc. from the captured image. For example, by reading the image of the camera, the level measurement point overlapping with the shape of the structure is deleted from the level measurement target, and when the structure is covered with the object in the image captured using the camera, the level is measured and the correct level is measured. Measurements and 3D images can also be implemented.
또 다른 실시예로는 사일로 내부에는 적치물을 섞어주기 위한 회전 날개 등이 있을 수 있다. 이 때 촬영된 영상 판독 결과, 레벨 측정 포인트가 회전 날개의 현재 위치와 겹치는 경우, 해당 지점의 레벨은 무시하고 겹치지 않는 지점들 간의 평균값으로 레벨을 보정할 수도 있다. 또는 회전 날개를 강제로 회전시켜 반복적으로 레벨을 측정하여 회전날개 아래에 적치된 레벨을 측정할 수도 있다.In another embodiment, the inside of the silo may include a rotary blade for mixing the stockpiles. As a result of reading the image taken at this time, if the level measurement point overlaps with the current position of the rotor blade, the level of the corresponding point may be ignored and the level may be corrected with an average value between non-overlapping points. Alternatively, the level can be measured repeatedly by rotating the rotor forcibly and measuring the level placed under the rotor.
측정된 레벨을 3D 이미지로 표현하는데 카메라에 의해 촬영된 이미지를 덧 씌워 증강현실로 구현함으로써, 레벨 측정시 발생할 수 있는 오류를 관리자가 쉽게 판단할 수 있도록 할 수도 있다. The measured level is expressed as a 3D image, and the image captured by the camera is overlaid and implemented as augmented reality, so that the administrator can easily determine errors that may occur during level measurement.
또한, 본 발명에서는 자이로센서(도면에는 도시되어 있지는 않음)를 이용하여 레벨 측정을 위한 보조수단으로 삼을 수 있다.In addition, in the present invention, a gyro sensor (not shown in the drawing) may be used as an auxiliary means for level measurement.
자이로 센서는 어떤 물체의 각운동을 검출하고, 검출된 각운동에 대응하는 전압을 출력하는 장치이다. A gyro sensor is a device that detects an angular motion of an object and outputs a voltage corresponding to the detected angular motion.
사일로 레벨을 측정하기 전에 1D 레이더 센서 하단에 설치된 자이로센서를 통해 사일로가 지표면과 이루는 각도를 측정한다. 사일로의 중심축이 지표면과의 수직방향과 일치하지 않는 경우 사일로 내부 적치되는 물질이 사일로 횡단면과 수평으로 적치되는 것이 아닌 한쪽으로 치우치는 형상을 이루게 된다.Before measuring the silo level, measure the angle the silo makes with the ground through the gyro sensor installed at the bottom of the 1D radar sensor. If the central axis of the silo does not coincide with the vertical direction with the ground surface, the material stacked inside the silo is not stacked horizontally with the cross section of the silo, but rather tends to one side.
이 경우 사일로가 지표면과 이루는 각도와 측정된 레벨을 고려하여 사일로 내부의 적치된 물질의 잔량을 계산할 수 있다. 기울어진 형상의 최대점과 최저점의 평균을 적치물의 잔량으로 계산하여 관리 단말로 전송할 수도 있다.In this case, the remaining amount of material stored in the silo can be calculated in consideration of the angle the silo makes with the ground surface and the measured level. The average of the maximum point and the minimum point of the inclined shape may be calculated as the remaining amount of the stockpiled material and transmitted to the management terminal.
이러한 일련의 과정을 거치어 제어부는 36개의 목표지점에 대하여 측정한 레벨 정보를 통합하여 사일로(Silo) 내 높이가 일정하지 않은 분체 등의 원료에 대하여 입체적이고 정밀하게 원료의 레벨을 감지하여, 사용자는 원료에 대하여 3차원적 레벨 정보를 취득함으로써 사일로 내 원료의 잔여량과 같은 정보를 정확하게 인지할 수 있다.Through this series of processes, the control unit integrates the level information measured for the 36 target points to three-dimensionally and precisely detect the level of the raw material for raw materials such as powder of which the height in the silo is not constant. can accurately recognize information such as the remaining amount of raw materials in a silo by acquiring three-dimensional level information about raw materials.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 제어부는 송수신부와 원료 사이의 거리를 연산하는 제어동작을 기설정된 횟수로 수행하기 전에 트레이닝 주파수를 이용할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the control unit may use the training frequency before performing the control operation for calculating the distance between the transceiver and the raw material for a preset number of times.
먼저, 송수신부에서 이용되는 주파수들 중 중심주파수를 트레이닝 주파수로 선정한다. 송수신부에서 트레이닝 주파수로 내용물이 비어있는 사일로(silo)를 향해 레이더 신호를 방출하고 대상물에서 반사되는 레이더 신호를 수신하고, 그 신호를 제어부로 전송한다. First, a center frequency among frequencies used in the transceiver is selected as a training frequency. The transmitter/receiver emits a radar signal toward a silo with empty contents at a training frequency, receives a radar signal reflected from an object, and transmits the signal to the controller.
제어부는 수신된 레이더 신호에 포함된 트레이닝 주파수에 대한 정보를 분석하기 위해 FFT(Fast Fourier Transform)로 대상 신호를 분석하여 송신된 트레이닝 신호와 수신된 트레이닝 신호를 비교하여 신호의 왕복시간 및 신호의 파형을 포함하는 비교값을 산출한다. The control unit analyzes the target signal by FFT (Fast Fourier Transform) to analyze information on the training frequency included in the received radar signal, and compares the transmitted training signal with the received training signal to determine the round trip time of the signal and the waveform of the signal. A comparison value including
이 때 산출된 비교값은 송수신부와 사일로 내부 밑면과의 레퍼런스 환경값으로 저장하여 이용한다. 레퍼런스 환경값은 레이더를 설치하면서 최초 구동할 때 측정하는 것이 이상적이지만 기타의 조건에서는 통상의 기술자가 필요할 때 별도로 측정할 수도 있다. 또한, 높이별로 도달하는 복수 회 측정하여 레퍼런스 환경 값을 산출해서 이용할 수도 있다. 레퍼런스 환경값을 설정하는 이유는 사일로의 형태가 대부분 유사하기는 하지만 크기, 재질, 또는 구조에 따라 레이더의 채널환경이 각각 다르기 때문이다. The calculated comparison value is stored and used as a reference environment value between the transceiver and the bottom of the silo. It is ideal to measure the reference environment value when the radar is installed and operated for the first time, but in other conditions, a person skilled in the art can measure it separately when necessary. In addition, it is also possible to calculate and use a reference environment value by measuring multiple times reaching each height. The reason for setting the reference environment value is that, although the shapes of silos are mostly similar, the radar channel environment is different depending on the size, material, or structure.
다음으로, 실제 사일로에 원료가 적치된 상태의 3차원적 레벨 정보를 취득하기 위한 레이더 신호를 송출하는 단계에서 트레이닝 주파수를 이용한 레이더 신호를 방출한다. Next, the radar signal using the training frequency is emitted in the step of transmitting the radar signal for acquiring the three-dimensional level information of the state in which the raw material is actually stored in the silo.
이 때 방출하는 레이더 신호는 레퍼런스 환경 값을 설정할 때 사용된 트레이닝 주파수와 동일한 주파수이다. 측정 대상물에서 반사되는 레이더 신호를 수신하고, 그 신호를 분석부로 전송한다. The radar signal emitted at this time is the same frequency as the training frequency used when setting the reference environment value. It receives the radar signal reflected from the measurement object and transmits the signal to the analysis unit.
제어부는 수신된 레이더 신호에 포함된 트레이닝 주파수에 대한 정보를 분석하기 위해 FFT(Fast Fourier Transform)로 대상 신호를 분석하여 송신된 트레이닝 신호와 수신된 트레이닝 신호를 비교하여 신호의 왕복시간 및 신호의 파형을 포함하는 비교값을 산출한다. The control unit analyzes the target signal by FFT (Fast Fourier Transform) to analyze information on the training frequency included in the received radar signal, and compares the transmitted training signal with the received training signal to determine the round trip time of the signal and the waveform of the signal. A comparison value including
이 때 산출된 비교값은 송수신부와 사일로 내부에 내용물이 포함된 상태에서의 레이더 신호의 전파 환경값이 된다. 제어부는 앞서 산출한 레퍼런스 환경 값과 전파 환경 값의 차이를 이용하여 전파 환경에 의해 발생하는 신호의 왜곡을 분석하여 채널 보정 값으로 결정하여 오프셋 값으로 설정하고 레벨 측정을 한다. At this time, the calculated comparison value becomes the propagation environment value of the radar signal in a state in which the contents are included in the transceiver and the silo. The control unit analyzes the distortion of the signal caused by the radio wave environment using the difference between the previously calculated reference environment value and the radio wave environment value, determines it as a channel correction value, sets it as an offset value, and measures the level.
송수신되는 레이더 신호의 시간 차이를 이용하여 측정된 원료에 대한 레벨에 트레이닝 신호를 이용하여 산출된 채널 보정 값을 이용하여 최종적인 레벨을 특정한다. 이렇게 함으로써 보다 정밀한 레벨 측정을 할 수 있게 된다.The final level is specified by using the channel correction value calculated using the training signal for the level of the raw material measured using the time difference between the transmitted and received radar signals. This makes it possible to make more precise level measurements.
제어부는 특정 위치에 고정된 송수신부에 수신되는 레이더의 수신시간을 연산하여 송수신부와 원료 사이의 거리를 연산하는 제어동작을 기설정된 횟수로 수행하여 원료에 대한 레벨을 연속적으로 측정한다.The control unit calculates the reception time of the radar received by the transceiver fixed at a specific position, and performs a control operation of calculating the distance between the transceiver and the raw material a predetermined number of times to continuously measure the level of the raw material.
따라서, 본 발명인 1D 레이더 센서는 제어부에 의해 기설정된 횟수로 송수신부를 서로 다른 축을 기준으로 로테이션하여 원료에 대하여 입체적으로 레이더를 송출 및 수신함으로써, 높이가 균일하지 않은 원료에 대하여 정밀하고 입체적으로 레벨 정보를 측정할 수 있다.Therefore, the 1D radar sensor according to the present invention transmits and receives radar three-dimensionally with respect to raw materials by rotating the transceiver on different axes a predetermined number of times by the control unit, thereby accurately and three-dimensionally level information for raw materials with non-uniform heights. can be measured.
본 발명에서 트레이닝 주파수의 채용은 사용자의 선택에 따라 제조사에 주문할 때 기능을 포함시키거나 배제할 수 있고, 또한 주문시 기능을 포함시켜 제작후에 단순히 기능의 적용만을 1D 레이더 센서 동작단계에서 선택할 수도 있다.In the present invention, the training frequency may include or exclude a function when ordering from a manufacturer according to a user's selection, and also include a function when ordering and simply apply the function after production in the 1D radar sensor operation step.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 1D 레이더 센서에 사용되는 주파수를 가변할 수 있다. 사일로에는 일반적으로 분진, 액체, 또는 알갱이와 같은 다양한 형태의 물질들이 적치된다. 특히 분진형태로 이루어진 세제물질이 적치되는 경우 1D 레이더 센서를 오랜 시간동안 사용하면 송수신부에 흡착되어 성능이 떨어질 우려가 있다. 밀리미터파를 이용하면 물질 투과율이 높아 별다른 성능 저하는 없으나, 약간의 오차가 발생할 수도 있다. According to another embodiment of the present invention, the frequency used in the 1D radar sensor may be varied. Silos are usually stocked with various types of materials, such as dust, liquid, or granules. In particular, when a detergent material in the form of dust is deposited, if the 1D radar sensor is used for a long time, it is adsorbed to the transceiver and there is a risk that the performance may be deteriorated. When millimeter wave is used, the material transmittance is high, so there is no performance degradation, but some errors may occur.
트레이닝 주파수 및 측정 주파수를 가변함으로써 흡착된 분진에 의한 오차를 줄일 수 있다. 예를 들면, 흡착된 분진이 제 1 주파수에 영향을 많이 끼치는 물질이라면 제 1 주파수에 강한 특성을 갖는 트레이닝 주파수 및 측정 주파수로 변경하여 1D 레이더 센서를 동작시킬 수 있다. 트레이닝 주파수 및 측정 주파수가 변경되는 경우라도 레벨측정을 위해 전파 환경값을 측정하는 과정을 거쳐야 하며, 전파 환경값을 측정하기 위한 트레이닝 주파수가 변경되면 변경된 트레이닝 주파수에 해당하는 레퍼런스 환경값을 기준으로 전파 환경 값을 보정한다. By varying the training frequency and the measurement frequency, it is possible to reduce the error caused by the adsorbed dust. For example, if the adsorbed dust is a material having a large influence on the first frequency, the 1D radar sensor may be operated by changing the training frequency and the measurement frequency having strong characteristics to the first frequency. Even if the training frequency and measurement frequency are changed, the process of measuring the radio wave environment value for level measurement is required. Calibrate the environment value.
가변 가능한 트레이닝 주파수를 이용하여 전파 환경값을 측정하는 과정은 다음과 같다. 송수신부에서 방출된 신호가 반사되어 수신되면 수신된 신호의 레벨을 먼저 측정한다. 측정된 레벨이 사용자가 설정한 임계 값과 비교하여 낮은 경우라면 새로운 트레이닝 주파수로 변경하여 레이더 신호를 방출하고, 수신된 신호가 일정 값을 넘어서는 경우까지 반복한다. 일정 값을 넘어서는 주파수가 없을 때는 방출된 주파수들 중 가장 높은 신호레벨을 갖는 주파수를 트레이닝 주파수로 삼아 전파 환경값을 측정하고 사일로에 적치된 물질의 레벨을 측정한다. The process of measuring the radio wave environment value using the variable training frequency is as follows. When the signal emitted from the transceiver is reflected and received, the level of the received signal is first measured. If the measured level is low compared to the threshold value set by the user, the radar signal is emitted by changing to a new training frequency, and this is repeated until the received signal exceeds a certain value. When there is no frequency exceeding a certain value, the frequency with the highest signal level among the emitted frequencies is used as the training frequency to measure the radio wave environment value and the level of the material deposited in the silo.
사용자가 설정한 임계 값을 넘어서는 주파수가 있으면 반복을 중지하고 해당 주파수를 트레이닝 주파수로 삼아 전파 환경값을 측정하고 사일로에 적치된 물질의 레벨을 측정한다.If there is a frequency that exceeds the threshold set by the user, the repetition is stopped, and the frequency is used as the training frequency to measure the radio wave environment value and the level of the material deposited in the silo.
본 발명은 트레이닝 주파수 및 측정 주파수를 가변할 수 있으므로 전파 채널에 의한 신호 왜곡이나 외부 환경의 영향을 최소화할 수 있다.In the present invention, since the training frequency and the measurement frequency can be varied, signal distortion caused by the propagation channel or the influence of the external environment can be minimized.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 회전조절부의 움직임에 의한 기계적인 틸트뿐만 아니라 빔포밍을 이용하여 측정 대상 범위를 넓힐 수도 있다. According to another embodiment of the present invention, it is also possible to widen the measurement target range by using beamforming as well as mechanical tilt by the movement of the rotation control unit.
송수신부에 존재하는 안테나는 다중안테나를 포함하여 구성된다. 다중안테나는 안테나 요소 각각에 공급되는 전기적인 신호의 위상 및 진폭을 제어함으로써 레이더의 빔 폭, 빔의 강도, 및 빔의 방향을 조절하여 빔을 형성할 수 있도록 하는 역할을 수행한다. Antenna present in the transceiver is configured to include multiple antennas. The multi-antenna controls the phase and amplitude of an electrical signal supplied to each antenna element to form a beam by controlling the beam width of the radar, the intensity of the beam, and the direction of the beam.
빔포밍은 안테나 여러 개를 배열한 형태로 두어 여러 안테나 패턴(antenna pattern)을 겹치게 한 상태에서 각 안테나로 송수신되는 신호의 진폭과 위상을 변조하여 특정한 방향으로는 신호가 세게, 다른 방향으로는 신호가 약하게 송수신되도록 하는 기술이다. 즉, 여러 안테나에서 송수신되는 신호가 특정한 방향의 빔(beam)과 같이 마치 하나의 안테나처럼 동작하여 신호를 세게 송수신한다. 빔형성으로 신호를 특정한 방향으로 세게 송수신하면 커버리지가 확대된다. 일반적으로 N개의 안테나로 빔포밍을 하는 경우 생성되는 빔의 안테나 패턴은 빔의 방향으로 N배의 이득이 생기고 빔폭은 N배 좁아진다. 따라서 빔형성에 사용하는 안테나의 수가 많아질수록 빔폭이 좁고 안테나 이득이 큰 빔이 만들어진다.Beamforming modulates the amplitude and phase of a signal transmitted and received by each antenna in a state where multiple antenna patterns are placed in an array form, and the signal is strong in a specific direction and a signal in another direction. It is a technology that allows weak transmission and reception. That is, signals transmitted and received from multiple antennas act as if a single antenna, like a beam in a specific direction, to transmit and receive signals strongly. When a signal is transmitted and received strongly in a specific direction by beamforming, the coverage is expanded. In general, when beamforming is performed with N antennas, an antenna pattern of a generated beam has an N times gain in the beam direction and a beam width is N times narrower. Therefore, as the number of antennas used for beamforming increases, a beam having a narrow beam width and a large antenna gain is formed.
송수신부의 다중 안테나에 빔포밍을 적용함으로써 1D 레이더 센서가 적용가능한 사일로의 크기를 확대시킬 수도 있고, 원하는 개수의 빔을 형성함으로써 복수 개소의 레벨을 빠르게 측정할 수 있다. By applying beamforming to the multiple antennas of the transceiver, the size of a silo to which the 1D radar sensor can be applied can be enlarged, and the level of a plurality of places can be quickly measured by forming a desired number of beams.
본 발명에서는 기계식의 틸트와 빔포밍을 결합하여 1D 레이더 센서를 동작 시킬 수 도 있고, 기계식의 틸팅과 빔포밍을 각각 단독으로 1D 레이더 센서를 동작 시킬 수 도 있다.In the present invention, the 1D radar sensor may be operated by combining mechanical tilting and beamforming, or the 1D radar sensor may be operated by using mechanical tilting and beamforming alone, respectively.
또한, 기계적 틸팅 장치의 오류 발생시 측정지점이 고정되는 문제점이 있었으나, 전기적 신호의 위상제어에 의한 빔포밍 만으로 동작가능하여 복수의 측정 지점들을 선택하여 레벨을 측정할 수도 있다.In addition, there is a problem in that the measurement point is fixed when an error occurs in the mechanical tilting device, but it is possible to operate only by beamforming by phase control of an electrical signal, so that the level can be measured by selecting a plurality of measurement points.
이상, 본 발명의 여러 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.In the above, various embodiments of the present invention have been described, but those of ordinary skill in the art can add, change, delete or add components within the scope that does not depart from the spirit of the present invention described in the claims. It will be possible to variously modify and change the present invention by, etc., which will also be included within the scope of the present invention.
또한, 전술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.In addition, the above-mentioned terms are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.
또한, 본원에서 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, when a component is "included" herein, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
1100 … 1D 레이더 센서1100 … 1D Radar Sensor
Claims (7)
상기 송수신부의 레이더 송출 각도가 변경되도록 상기 송수신부의 위치를 변경하는 회전조절부; 및
상기 송수신부가 방출된 레이더를 수신하면 상기 회전조절부를 제어하는 동작신호를 상기 회전조절부로 송신하여 상기 송수신부의 위치를 설정하여 조절하고, 특정 위치에 고정된 상기 송수신부에 수신되는 레이더의 수신시간을 연산하여 상기 송수신부와 원료 사이의 거리를 연산하는 제어동작을 기설정된 횟수로 수행하여 상기 원료의 레벨이 연속적으로 측정되도록 동작되고, 트레이닝 신호를 이용하여 설정된 레퍼런스 환경값과 레이더 신호에 의해 채널 환경값을 비교한 결과를 이용하여 거리 측정 오차를 보정하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 레퍼런스 환경값과 상기 채널 환경값을 측정하기 위한 상기 트레이닝 신호가 반사되어 측정된 레이더의 수신 레벨값이 사용자에 의해 설정된 값보다 클 때까지 복수의 주파수들 중에서 선택되어 상기 송수신부에서 방출할 것을 지시하며, 반사되는 레이더의 모든 수신 레벨값이 사용자에 의해 설정된 값보다 작으면 수신 레벨값들 중 최대값을 갖는 트레이닝 신호를 이용하여 레퍼런스 환경값과 채널 환경값으로 결정하고, 상기 회전조절부를 제어하여 기계적 틸트를 조정함과 동시에 레이더 안테나에 공급되는 전기적인 신호의 위상을 제어하여 방출되는 레이더의 빔 폭, 빔의 강도, 및 빔의 방향을 조절하고, 상기 회전조절부의 동작 불능시 전기적인 신호의 위상을 제어를 통해 빔포밍을 할 수 있도록 제어하고,
상기 송수신부에서 방출하는 상기 레이더는 복수의 주파수 대역에서 선택된 주파수로 전송되고, 방출되는 레이더를 전송하기 위한 주파수는 순차적으로 가변되는 트레이닝 신호에 의해 측정된 채널 환경값을 기준으로 선택되고,
상기 회전조절부를 제어하여 측정 대상물과 수직이 되도록 조정을 하는 것을 특징으로 하는,
밀폐된 구조물 내부를 관찰할 수 있는 1D 레벨센서.a transceiver for emitting a radar modulated by millimeter wave and receiving the reflected radar;
a rotation control unit for changing the position of the transceiver so that the radar transmission angle of the transceiver is changed; and
When the transceiver receives the emitted radar, an operation signal for controlling the rotation control unit is transmitted to the rotation control unit to set and adjust the position of the transceiver, and the reception time of the radar received by the transceiver fixed at a specific position is determined. The control operation of calculating the distance between the transceiver and the raw material is performed a preset number of times to continuously measure the level of the raw material, and the channel environment is determined by the reference environment value set using the training signal and the radar signal. A control unit for correcting a distance measurement error using the result of comparing the values;
The control unit is
Selecting from among a plurality of frequencies and emitting from the transceiver until the reference environment value and the training signal for measuring the channel environment value are reflected and the measured radar reception level value is greater than the value set by the user If all the reception level values of the reflected radar are smaller than the value set by the user, the reference environment value and the channel environment value are determined using the training signal having the maximum value among the reception level values, and the rotation control unit is controlled to adjust the mechanical tilt and at the same time control the phase of the electrical signal supplied to the radar antenna to control the beam width, the intensity of the beam, and the direction of the emitted radar, and when the rotation control unit does not work, an electrical signal Controls the phase of the to enable beamforming,
The radar emitted from the transceiver is transmitted at a frequency selected from a plurality of frequency bands, and a frequency for transmitting the emitted radar is selected based on a channel environment value measured by a sequentially variable training signal,
Characterized in that by controlling the rotation control unit to adjust so as to be perpendicular to the measurement object,
A 1D level sensor that can observe the inside of a closed structure.
상기 레퍼런스 환경값은 반사되어 수신된 레이더의 파형의 왜곡, 주파수 변동, 및 수신 신호 레벨을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 밀폐된 구조물 내부를 관찰할 수 있는 1D 레벨센서.The method of claim 1,
The reference environment value is a 1D level sensor capable of observing the inside of a sealed structure, characterized in that determined using the distortion, frequency fluctuation, and the received signal level of the received radar waveform by reflection.
상기 레퍼런스 환경값은 사일로 내부에 적치된 물질이 없는 경우, 레벨을 측정하기 전에 적어도 1회 이상 수행하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 밀폐된 구조물 내부를 관찰할 수 있는 1D 레벨센서.The method of claim 1,
1D level sensor capable of observing the inside of a closed structure, characterized in that the reference environment value is determined by performing at least once before measuring the level when there is no material placed inside the silo.
상기 채널 환경값은 사일로가 설치된 후 사일로 내부에 적치된 물질이 있는 경우, 레벨을 측정하기 전에 적어도 1회 이상 수행하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 밀폐된 구조물 내부를 관찰할 수 있는 1D 레벨센서.The method of claim 1,
1D level sensor capable of observing the inside of a closed structure, characterized in that the channel environment value is determined by performing at least once before measuring the level when there is a material deposited inside the silo after the silo is installed.
상기 레이더는 80㎓ 대역의 밀리미터파를 이용하고, 상기 반사되어 수신되는 레이더는 FFT(Fast Fourier Transform)으로 분석하는 것을 특징으로 하는, 밀폐된 구조물 내부를 관찰할 수 있는 1D 레벨센서.The method of claim 1,
1D level sensor capable of observing the inside of a closed structure, characterized in that the radar uses a millimeter wave of 80 GHz band, and the reflected and received radar is analyzed by FFT (Fast Fourier Transform).
상기 송수신부는, 송신용 안테나와 수신용 안테나가 물리적으로 분리되어 있고, 송신용 안테나와 수신용 안테나 사이에는 전기적으로 분리시키는 절연층이 포함되어 송신 신호와 반사되어 수신되는 신호간의 왜곡을 최소화하는 것을 특징으로 하는, 밀폐된 구조물 내부를 관찰할 수 있는 1D 레벨센서.The method of claim 1,
The transceiver, the transmitting antenna and the receiving antenna are physically separated, and an insulating layer electrically separating the transmitting antenna and the receiving antenna is included to minimize distortion between the transmitted signal and the reflected received signal. A 1D level sensor that can observe the inside of a closed structure.
상기 트레이닝 신호는 레이더에 이용되는 주파수 대역들 각각의 중심주파수인 것을 특징으로 하는, 밀폐된 구조물 내부를 관찰할 수 있는 1D 레벨센서.
The method of claim 1,
The training signal is a 1D level sensor capable of observing the inside of a sealed structure, characterized in that the center frequency of each of the frequency bands used for radar.
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| KR1020210103253A KR102339939B1 (en) | 2021-08-05 | 2021-08-05 | 80GHz class low power 1D level sensor for high dust environment capable of observing inside enclosed structures |
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| KR1020210103253A KR102339939B1 (en) | 2021-08-05 | 2021-08-05 | 80GHz class low power 1D level sensor for high dust environment capable of observing inside enclosed structures |
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