基于毫米波雷达的液位测量方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114993412A(43)申请公布日2022.09.02(21)申请号202210701242.8(22)申请日2022.06.21(71)申请人无锡威孚高科技集团股份有限公司地址214028江苏省无锡市新吴区华山路5号(72)发明人陶烨岳靓朱玉琨屈操吴楚李刚(74)专利代理机构无锡市大为专利商标事务所(普通合伙)32104专利代理师曹祖良(51)Int.Cl.G01F23/284(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称基于毫米波雷达的液位测量方法及系统(57)摘要本申请关于一种基于毫米波雷达的液位测量方法及系统，涉及液位测量技术领域，该方法包括：发送探测信号并接收反馈信号，反馈信号为探测信号与液面接触后反馈的信号；将探测信号以及反馈信号进行混频，得到中频信号；对中频信号进行抽取，得到至少两个采样数据；确定与采样数据对应的功率谱以及目标峰值；基于功率谱以及目标峰值确定与采样数据对应的液位高精度距离；根据每个采样数据对应的液位高精度距离，汇总得到液位距离结果；将液位距离结果发送至计算机设备。利用毫米波雷达具有高穿透性、非接触、安全可靠的优点，结合解算过程当中适配液位距离测量过程的信号选用以及高精度信号处理，使得可以应用毫米波雷达获取稳定、真实、准确的数据。CN114993412ACN114993412A权利要求书1/2页1.一种基于毫米波雷达的液位测量方法，其特征在于，所述方法应用于毫米波雷达中，所述方法包括：发送探测信号并接收反馈信号，所述反馈信号为所述探测信号与液面接触后反馈的信号；将所述探测信号以及所述反馈信号进行混频，得到中频信号；对所述中频信号进行抽取，得到至少两组采样数据，每组采样数据与一个信号周期对应，所述信号周期与所述探测信号的波形关联；确定与所述采样数据对应的功率谱以及目标峰值；基于所述功率谱以及所述目标峰值确定与所述采样数据对应的液位高精度距离；根据每个所述采样数据对应的所述液位高精度距离，汇总得到液位距离结果，所述液位距离结果用于指示所述毫米波雷达与所述液面之间的间距；将所述液位距离结果发送至计算机设备，所述计算机设备与所述毫米波雷达通信连接。2.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的液位测量方法，其特征在于，所述探测信号为线性调频波。3.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的液位测量方法，其特征在于，所述采样数据的数量为三组；所述对所述中频信号进行抽取，得到至少两组采样数据，包括：抽取所述中频信号中与首个信号周期对应的采样数据，与中位信号周期对应的采样数据，以及与最末周期对应的采样数据。4.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的液位测量方法，其特征在于，所述确定与所述采样数据对应的功率谱以及目标峰值，包括：对所述采样数据进行快速傅里叶变换，得到与所述采样数据对应的所述功率谱，所述功率谱用于表征所述毫米波雷达到所述液面的距离特征；对所述功率谱进行峰值搜索，并通过恒虚警检测确定与所述采样数据对应的所述目标峰值。5.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的液位测量方法，其特征在于，所述基于所述功率谱以及所述目标峰值确定与所述采样数据对应的液位高精度距离，包括：分别对所述目标峰值以及所述功率谱进行高精度距离结算，得到高精度功率谱，在表征所述毫米波雷达到所述液面的距离特征时，所述高精度功率谱的精度大于所述功率谱的精度；通过恒虚警检测确定与所述高精度功率谱对应的高精度目标峰值；对所述高精度目标峰值进行结算，得到所述液位高精度距离。6.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的液位测量方法，其特征在于，所述根据每个所述采样数据对应的所述液位高精度距离，汇总得到液位距离结果，包括：对每个所述采样数据对应的液位高精度距离进行平均处理，得到所述液位距离结果。7.根据权利要求6所述的基于毫米波雷达的液位检测方法，其特征在于，所述对每个所述采样数据对应的液位高精度距离进行处理之后，还包括：对所述液位高精度距离进行卡尔曼滤波处理。2CN114993412A权利要求书2/2页8.一种基于毫米波雷达的液位测量系统，其特征在于，所述基于毫米波雷达的液位测量系统包括毫米波雷达以及计算机设备，所述毫米波雷达与所述计算机设备通信连接；所述毫米波雷达，用于发送探测信号并接收反馈信号，所述反馈信号为所述探测信号与液面接触后反馈的信号；将所述探测信号以及所述反馈信号进行混频，得到中频信号；对所述中频信号进行抽取，得到至少两组采样数据，每组采样数据与一个信号周期对应，所述信号周期与所述探测信号的波形关联；确定与所述采样数据对应的功率谱以及目标峰值；基于所述功率谱以及所述目标峰值确定与所述采样数据对应的液位高精度距离；根据每个所述采样数据对应的所述液位高精度距离，汇总得到液位距