[发明专利]反射式连续旋转雷达扫描装置、测量系统及物料测量方法

权利要求书

1.一种反射式连续旋转雷达扫描装置，所述雷达扫描装置用于对物料进行测量并且获取物料信息，其特征在于，包括：

微波模块，所述微波模块能够形成发射波束以及接收入射波束；

反射结构，所述反射结构与所述微波模块间隔预定距离设置，并且所述反射结构的反射面与所述微波模块的发射波束形成第一角度并且对接收的发射波束进行反射以形成第二角度的出射波束；以及

驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述反射结构进行旋转，所述反射结构的旋转方向为单一方向逆时针或顺时针连续旋转、或者为顺时针及逆时针的一定角度范围内的往复旋转，反射结构的旋转使得所述第一角度进行变化，从而使得所述第二角度进行变化，不同第二角度的出射波束形成旋转波束，基于所述旋转波束对处于一个二维扫描面中的物料表面不同测量点进行分时测量，来实现物料表面轮廓的二维测量，

在不同测量点的每个测量点的每次测量过程中，所述发射波束被发射至所述反射结构，经所述反射结构反射来形成出射波束，所述出射波束到达物料表面的测量点之后被反射来形成反射波束，所述反射波束由所述反射结构接收并且通过所述反射结构反射来形成入射波束且所述入射波束被提供至所述微波模块以形成测量信号，从而实现该测量点的测量，其中每个测量点的每次测量过程中，所述反射结构被所述驱动机构驱动一直处于旋转状态，每个测量点对应的反射波束与所述反射结构形成的角度与第二角度不同、入射波束与所述反射结构形成的角度与第一角度不同。

2.如权利要求1所述的反射式连续旋转雷达扫描装置，其特征在于，

可选地，所述反射结构的反射面为平面、曲面、折线面、或抛物面中的至少一种；

可选地，所述发射波束为窄波束，并且所述窄波束的波束角度≤3°；

可选地，通过喇叭天线或透镜天线将60～300GHz频率范围的微波信号进行汇聚以形成所述的窄波束；

可选地，所述微波模块能够被控制成生成不同类型和/或频率的发射波束；

可选地，所述发射波束为单一方向的线极化波束或单一方向的圆极化波束；或者为多个线极化波束与圆极化波束混合的混合波束；或者能够切换的线极化波束和圆极化波束；

可选地，所述测量信号包括测量的距离、入射波束波形特征、入射波束幅度特征和入射波束宽度特征中的至少一种。

3.如权利要求1所述的反射式连续旋转雷达扫描装置，其特征在于，

可选地，在所述分时测量中，所述微波模块每次按照预设固定时间间隔或按照预设规律变化的时间间隔发出发射波束，每次测量过程中，所述驱动机构驱动所述反射结构使其按照预设固定转速或有规律变化的转速处于旋转状态；

可选地，还包括检测装置，所述检测装置用于检测所述反射结构的角度/位置信息；

可选地，基于每个测量点的所述反射结构的角度/位置信息及所述测量信号来得到所述物料表面轮廓的二维信息。

4.如权利要求1至3中任一项所述的反射式连续旋转雷达扫描装置，其特征在于，还包括至少对所述出射波束进行汇聚的喇叭天线或透镜天线。

5.一种物料三维形态测量系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至4中任一项所述的反射式连续旋转雷达扫描装置，通过位移机构和/或调节所述反射结构与发射波束的入射角度以在不同的多个二维扫描面中进行切换，从而实现对处于多个二维扫描面中的物料表面进行测量，最终基于多个二维扫描面的测量信息，来实现所述物料表面轮廓的三维测量。

6.如权利要求5所述的物料三维形态测量系统，其特征在于，

可选地，所述位移机构控制所述雷达扫描装置在与所述二维扫描面成预定夹角的方向中移动，以便实现对处于多个二维扫描面中的物料表面进行测量；

可选地，所述预定夹角为90°；

可选地，调节所述反射结构与发射波束的入射角度，每个入射角度对应一个二维扫描面，以便实现对处于多个二维扫描面中的物料表面进行测量。