[发明专利]用于起伏平面矿产品自动装卸的测距装置及方法

权利要求书

1.一种用于起伏平面矿产品自动装卸的测距装置，其特征在于，包括发射天线、两根接收天线、线性调频信号发生器、混频器、信号采样单元、信号处理单元；其中，发射天线、接收天线、线性调频信号发生器、混频器、信号采样单元内嵌在雷达前端中；发射天线发射线性调频的连续波，两根接收天线接收信号，经过混频、采样后，将数据传递给信号处理单元，得到平面反馈点的距离和角度信息，通过距离和角度利用三角函数求出矿粉堆的垂直高度和方位。

2.根据权利要求1所述的用于起伏平面矿产品自动装卸的测距装置，其特征在于，雷达波束的平面投射宽度与抓斗尺寸为同一数量级。

3.一种基于权利要求1所述用于起伏平面矿产品自动装卸的测距装置的测距方法，其特征在于，包括以下步骤：

将堆积的矿产品区域划分为多个以抓斗展开大小为宽度的矩形区域，将二维空间的问题转化为一维处理；

在每个矩形的一维空间里面，抓斗在一定高度左右移动找到最高点，作为抓取位置；

发射天线发射线性调频的连续波，两根接收天线接收信号，经过混频、采样后，将数据传递给信号处理单元，得到平面反馈点的距离和角度信息，通过距离和角度利用三角函数求出该测量范围内，矿粉堆的垂直高度和方位；

水平移到该最高点的正上方，重复上述步骤，将两次测量点的垂直高度进行比较，若第一次测量点的测得高度较高，进行抓矿作业；若第二次测量点的测得高度较高，则移动抓斗重复上述步骤。

4.根据权利要求3所述的用于起伏平面矿产品自动装卸的测距方法，其特征在于，雷达波束的平面投射宽度与抓斗尺寸为同一数量级。

5.根据权利要求3所述的用于起伏平面矿产品自动装卸的测距方法，其特征在于，目标相对雷达方向与竖直方向的夹角角度测量值为：

式中c为光速，k为线性调频雷达的斜率常量，Δf为两通道的频率差，d₀为两根天线之间的间距。

6.根据权利要求5所述的用于起伏平面矿产品自动装卸的测距方法，其特征在于，目标与雷达间的直线距离的公式为：

式中f为差频频率；

探测点的垂直高度为：h＝d sinδ，抓斗横向移动的距离为：l＝dcosδ。