用于基于内容物估计来检测仓内的障碍物的系统和方法_2

文档序号:9522997阅读:来源:国知局
上表面的形状的多重估计之间的关系来检测障碍物。
[0043]该方法可包括将障碍物定义为在多个估计保持实质上不变的区域,而所述多个估计的其他区域发生实质上的变化;其中所述多重估计包括所述多个估计。
[0044]该方法可包括通过忽略表示所述障碍物的检测信号来更新所述多重估计。
[0045]该方法可包括如果确定作为障碍物的区域的定义是错误的,则重新评估作为障碍物的区域的定义,并通过包括表示所述障碍物的检测信号来更新所述多重估计中的至少一个。
[0046]该方法可包括检测内容物到所述仓的添加并可被布置为将障碍物检测为在所述内容物的添加中保持不变的区域。
[0047]该方法可包括检测内容物从所述仓的移除并将障碍物检测为在所述内容物的添加中保持不变的区域。
[0048]该方法可包括接收所述检测信号。
[0049]在该方法中,所述检测信号是声脉冲的回波。
[0050]根据本发明的一个实施例,可提供一种用于自动绘制存储内容物的仓内的障碍物的系统,所述系统可包括:发射机,所述发射机可被布置为,在选自所述内容物排空过程和所述内容物填充过程的内容物改变过程中的不同时间点,将辐射脉冲朝向所述仓的内部导向;接收机,所述接收机可被布置为接收所述辐射脉冲的回波和产生指示所述回波的到达时间和到达方向的检测信号;及障碍物检测器,所述障碍物检测器可被布置为响应于接收到在整个所述内容物改变过程中具有实质上相同的到达时间和实质上相同的到达方向的辐射脉冲的回波,来检测障碍物。
[0051]所述辐射脉冲可以是声脉冲。
[0052]该系统可包括位置估计器,所述位置估计器可被布置为响应于检测信号,计算在所述内容物改变过程中的不同时间点的所述内容物的上表面的估计形状。
[0053]根据本发明的一个实施例,可提供一种用于自动绘制存储内容物的仓内的障碍物的方法,所述方法可包括:在选自所述内容物排空过程和所述内容物填充过程的内容物改变过程中的不同时间点,由发射机将辐射脉冲朝向所述仓的内部导向;由接收机接收所述辐射脉冲的回波;由所述接收机产生指示所述回波的到达时间和到达方向的检测信号;及由障碍物检测器响应于接收到在整个所述内容物改变过程中具有实质上相同的到达时间和实质上相同的到达方向的辐射脉冲的回波,来检测障碍物。
[0054]所述辐射脉冲可以是声脉冲。
[0055]该方法可包括响应于检测信号,计算在所述内容物改变过程中的不同时间点的所述内容物的上表面的估计形状。
[0056]任何所述方法的任何阶段可由计算机系统执行,该计算机系统执行存储在计算机可读介质中的指令。
[0057]根据本发明的一个实施例,提供了一种非暂时性的计算机可读介质,其存储有由计算机系统执行的指令,所述指令用于:由位置估计器响应于检测信号,计算在不同时间段的所述内容物的上表面的形状的多重估计;其中所述检测信号是由接收机响应于在所述仓内反射或散射的辐射信号产生的;及由障碍物检测器响应于所述内容物的上表面的形状的多重估计之间的关系来检测障碍物。
【附图说明】
[0058]视为本发明的主题在说明书的结尾部分特别指出和明确提出。然而,本发明,关于组织和操作方法及其目的、特征和优点,通过结合附图阅读,并参照下面的详细描述,可以被最好地理解,在附图中:
[0059]图1是根据本发明的一个实施例的具有安装在筒仓的天花板上的系统的筒仓的局部剖视图;
[0060]图2a_2c和图4是根据本发明的不同实施例的示出在内容物改变过程中的三个时间点的图1的系统的收发机、筒仓、辐射脉冲和回波及内容物的截面视图;
[0061]图3a_3c示出根据本发明的不同实施例的在内容物改变过程中的三个时间点获得的不同回波;
[0062]图5示出了筒仓、障碍物和在不同的时间点获得的内容物的上表面的各种估计;
[0063]图6示出了根据本发明的一个实施例的方法;
[0064]图7示出了根据本发明的一个实施例的方法;及
[0065]图8示出了根据本发明的一个实施例的方法的不同阶段。
[0066]将要理解的是,为了图示的简单和清晰,图中所示的元素不一定按比例绘制。例如,为了清晰起见,某些元素的尺寸可能相对于其他元素被放大。此外,在认为适当的地方,参考数字可能在附图中被重复以指示相应的或类似的元件。
【具体实施方式】
[0067]在下面的详细描述中,提出了许多具体的细节以提供对本发明的深入理解。然而,本领域的技术人员将理解的是,可在没有这些具体的细节的情况下实施本发明。在其他情况下,众所周知的方法、程序和组件没有被详细描述以避免使本发明晦涩难懂。
[0068]视为本发明的主题在说明书的结尾部分特别指出和明确提出。然而,本发明,关于组织和操作方法及其目的、特征和优点通过结合附图阅读并参照下面的详细描述可以被最好地理解。
[0069]将理解的是,为了图示的简单和清晰,图中所示的元素不一定按比例绘制。例如,为了清晰起见,某些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大。此外,在认为适当的地方,参考数字可能在附图中被重复以指示相应的或类似的元件。
[0070]在说明书中对系统的任何引用应准用于可由系统执行的方法。
[0071]因为本发明的图示实施例大部分可以使用本领域技术人员所熟知的电子组件和电路实现,用于理解和评估本发明的基本概念且为了不使本发明的教导混淆或混乱,细节将不会以更大的篇幅被阐释,除非如上所说明的认为是有必要的。
[0072]在说明书中对方法的任何引用应准用于可执行该方法的系统,且应准用于存储一旦由计算机执行导致该方法的执行的指令的非暂时性的计算机可读介质。
[0073]在说明书中对系统的任何引用应准用于可由系统执行的方法,应准用于存储一旦由计算机执行导致该方法的执行的指令的非暂时性的计算机可读介质。
[0074]本发明是用于测量储存在诸如筒仓、开口仓、圆顶等的仓中的材料的量的系统。具体地说,本发明可用于监测筒仓中的库存。
[0075]根据本发明的内容物测量的原理和操作通过参考附图和相应的描述可以被更好地理解。
[0076]图1是根据本发明的一个实施例的具有安装在筒仓300的天花板302上的系统10的筒仓300的局部剖视图,系统10在内容物改变过程(填充内容物或清空过程)中的三个时间点面对内容物80的上表面。在这些不同时间点的上表面分别用90 (1)、90 (2)和90 (3)表示,而上表面90 (1)低于上表面90 (2),且上表面90 (2)低于上表面90 (3)。
[0077]障碍物11位于上表面90 (3)和90⑵之间。
[0078]系统10可以在事先不知道筒仓300的形状和尺寸的情况下进行操作,在这个意义上,它是一个自治系统且可以随时间学习筒仓的形状和尺寸。系统10可以,例如,将筒仓300的底部定义为被估计在由系统10随时间照射的点中具有最低的估计高度的一组点。
[0079]系统10通过应用在本说明书示出的各种方法可以无需这些障碍物的位置和大小的先验知识来检测障碍物。
[0080]另外,系统10可以接收关于筒仓的至少部分信息-例如它的尺寸-或至少其截面尺寸。
[0081]系统10包括位置估计器20和障碍物检测器30。它还可包括一个或多个接收机和发射机-如接收机50和发射机40。在图1中,接收机50和发射机40被图7K为属于收发机70-但它们可以不形成这样的收发机。
[0082]图1图示了由三个不共线的声收发机70实现的发射机和接收机。这种声收发机的非限制性例子在美国专利8091421中示出,该专利通过引用并入本文。
[0083]发射机50可被布置为发射声能量脉冲,该声能量脉冲可能宽到足以覆盖而无需扫描内容物的上表面的相对较大的区域一与可以被窄截面射频或窄截面(约10度的孔径)超声波覆盖的更窄得多的区域相比。
[0084]还值得注意的是,本发明可以准用于大(约60-80度的孔径)截面的射频脉冲(例如约1GHz射频脉冲)或使用射频的扫描系统或使用超声波的扫描系统。声能量脉冲可以具有2-7赫兹之间的频率。
[0085]值得注意的是,收发机的数量可以不同于三,且可以使用射频和超声辐射。
[0086]每一声收发机70可以包括发射路径和接
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