[发明专利]一种容器内容物的体积测量方法、装置、测量设备及介质

说明书

本发明实施例公开了一种容器内容物的体积测量方法、装置、测量设备及介质。该方法包括：向容器内部发出一段由多个频率成分组成的第一声音信号；接收容器传来的第二声音信号，所述第二声音信号为容器内部空气因所述第一声音信号产生振动发出的声音信号；对所述第二声音信号进行傅里叶变换处理，以得到信号频谱；从所述信号频谱中确定峰值对应的频率；根据预先测量的容器剩余容积与峰值频率的关系、以及已知的容器总容积，计算得到容器内容物的体积。本发明实施例的技术方案，通过利用声波共振原理，求出回波峰值频率所对应的容器内空气的体积，在已知容器总容积的情况下，计算出容器内内容物的体积。

技术领域

本发明实施例涉及容器测量领域，尤其涉及一种容器内容物的体积测量方法、装置、测量设备及介质。

背景技术

如何快速准确的测量容器内容物体积是一个重要问题。通常来说，我们需要取出内容物并使用度量设备进行测量，但是一些情景下并不能这么做，如智能水杯领域，我们希望能够方便的测量水杯中水的体积，进而实现指导用户饮水的功能。现在已有一些智能水杯水量检测方法：

1、在杯盖上放置超声波测距模块测量水杯内液面高度，进而得到水量数据。这种方法的精度依赖于容器的形状，对于复杂形状的容器，此种方法精度较低，因此基于液面高度求解水量的方法局限性较大。

2、在水杯上加装陀螺仪模块，在用户饮水时测量倾斜角度，利用水平面与杯口相平的前提，测量水量。此方法基于用户饮水时液面与杯口相平的假设来求水量，但上述假设并不可靠，不同用户的饮水习惯有差异，因此普适性较差。

3、在水杯底部放置压力传感器，通过测量重量得到水量。此种方法需要增加压力传感器，且只能在水平桌面上测量水量，成本高且不易使用。

相比于目前的传统测量方法，亟需一种全新的测量方法，以提高测量的易用性，增加普适性并降低成本。

发明内容

本发明实施例提供一种容器内容物的体积测量方法、装置、测量设备及介质，以解决容器内内容物体积的测量问题，相比于传统方法，使用了新的共振原理求解体积。

第一方面，本发明实施例提供了一种容器内容物的体积测量方法，包括：

向容器内部发出一段由多个频率成分组成的第一声音信号；

接收容器传来的第二声音信号，所述第二声音信号为容器内部空气因所述第一声音信号产生振动发出的声音信号；

对所述第二声音信号进行傅里叶变换处理，以得到信号频谱；

从所述信号频谱中确定峰值对应的频率；

根据预先测量的容器剩余容积与峰值频率的关系、以及已知的容器总容积，计算得到容器内容物的体积。

可选的，在向容器内部发出一段由多个频率成分组成的第一声音信号之前，还包括：

在容器为空和容器为满中间，均匀取多个剩余容积并测量对应的峰值频率，拟合这些数据得到一个描述剩余容积和峰值频率关系的曲线。

可选的，所述容器为圆柱体容器，在向容器内部发出一段由多个频率成分组成的第一声音信号之前，还包括：

根据如下公式确定容器剩余容积与峰值频率的关系：

其中，V为容器剩余容积，v_s为声速，f为峰值频率，S为容器底面积。

可选的，所述第一声音信号为高斯白噪声或者调频连续波。

可选的，所述向容器内部发出一段由多个频率成分组成的第一声音信号，包括：

从容器顶盖或未被内容物没过的边缘发出一段由多个频率成分组成的第一声音信号。