CN112325982A - 基于tof的液位检测方法、自动注液方法及液体饮用机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于TOF的液位检测方法、自动注液方法及液体饮用机；该检测方法，包括：向放杯区域连续发射光脉冲；通过一维的第一TOF传感器接收由放杯区域中的目标物反射的至少部分光子并形成第一光子信息，第一TOF传感器垂直向下的投影位于放杯区域内；通过一维的第二TOF传感器接收由目标物反射的至少部分光子并形成第二光子信息，第二TOF传感器垂直向下的投影位于放杯区域之外；处理第一光子信息，得到液面距离信息；处理第二光子信息，得到杯沿距离信息；根据液面距离信息和杯沿距离信息计算得到液位信息；该自动注液方法根据液位信息控制注液；该液体饮用机具有自动注液功能；本发明可实现液位检测，可自动控制注液，用户体验佳且成本可控。
Description
技术领域
本发明涉及电器及电器控制技术领域，尤其涉及一种基于TOF的液位检测方法、自动注液方法及液体饮用机。
背景技术
液体饮用机，如饮水机、咖啡机、汽水机、奶茶机等，在应用时，用户通过将杯子放置在饮用机的出液口的下方，使出液口能够对准杯子的出液口，饮用机通过出液口向杯子内注入矿泉水、咖啡等液体，完成注液后用户将杯子由出液口下方的放杯区域取出，即完成取液操作。
但是，现有的液体饮用机在使用时，需要手动打开出水阀门，还需要用户观察接水量，待接水量达到目标水量时，再手动关闭节水阀门；用户全程需要手动操作，取液过程麻烦，影响用户体验。
发明内容
本发明实施例的一个目的在于：提供一种基于TOF的液位检测方法，其能够通过飞行时间检测技术，检测得到目标区域的液位信息。
本发明实施例的另一个目的在于：提供一种液体饮用机的自动注液方法，其能够检测杯子内的液位信息，并可自动进行注液、自动停止注液。
本发明实施例的另一个目的在于：提供一种可自动注液的液体饮用机，其可自动注液，使用方便，用户体验高，且成本可控。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于TOF的液位检测方法，包括如下步骤：
S1：向放杯区域连续发射光脉冲；
S2：通过一维的第一TOF传感器接收由放杯区域中的目标物反射的至少部分光子并形成第一光子信息，所述第一TOF传感器垂直向下的投影位于放杯区域内；
S3：通过一维的第二TOF传感器接收由目标物反射的至少部分光子并形成第二光子信息，所述第二TOF传感器垂直向下的投影位于放杯区域之外；
S4：处理所述第一光子信息，得到液面距离信息；
S5：处理所述第二光子信息，得到杯沿距离信息；
S6：根据所述液面距离信息和所述杯沿距离信息计算得到液位信息。
作为优选，在所述S5步骤中：处理所述第二光子信息时，还得到放杯托板距离信息。
作为优选，在所述S5步骤中：处理所述第二光子信息时，还得到放杯托板距离信息；
在所述S6步骤中：根据所述液面距离信息、所述杯沿距离信息和所述放杯托板距离信息计算得到液位信息。
作为优选，所述第一光子信息包括由所述第一TOF传感器接收到的返回光子的数量以及每个返回光子的返回时间，所述第二光子信息包括由所述第二TOF传感器接收到的返回光子的数量以及每个返回光子的返回时间。
作为优选，在所述S4步骤中，通过如下步骤处理所述第一光子信息：
统计处理步骤：在接收到所述第一光子信息后，对光子返回时间与光子返回数量进行统计处理，生成第一光子信息统计直方图；
距离计算步骤：提取所述第一光子信息统计直方图中的目标尖峰数据，根据目标尖峰数据拟合计算目标物至所述第一TOF传感器的距离值；
在所述S5步骤中，通过如下步骤处理所述第二光子信息：
统计处理步骤：在接收到所述第二光子信息后，对光子返回时间与光子返回数量进行统计处理，生成第二光子信息统计直方图；
距离计算步骤：提取所述第二光子信息统计直方图中的目标尖峰数据，根据目标尖峰数据拟合计算目标物至所述第二TOF传感器的距离值；
所述第一光子信息统计直方图和所述第二光子信息统计直方图的横轴均为光子飞行时间，纵轴均为光子数目。
作为优选，当放杯区域内放置有杯子时，所述第一TOF传感器接收到的若干返回光子中，包括由所述杯子内的液体的液面反射的光子；
当放杯区域内放置有杯子时，所述第二TOF传感器接收到的若干返回光子中，包括由所述杯子的杯沿反射的光子，还包括由承托杯子的放杯托板反射的光子。
作为优选，在所述S6步骤中，根据所述杯沿距离信息与所述放杯托板信息计算得到杯子高度，根据所述液面距离信息与所述放杯托板距离信息计算得到液位高度；计算所述杯子高度与所述液位高度之间的比例以得到所述液位信息。
作为优选，在所述S1步骤中，通过VSCEL对目标区域按照预设调制频率连续发射光子。
一种液体饮用机的自动注液方法，其特征在于，包括如下步骤：
液位信息检测步骤：执行如上方案所述的液位检测方法，对杯子内的液位信息进行实时检测；
注液控制步骤：获取所述液位信息，所述液位信息为数值信息；判断液位信息是否处于预设阈值内；当液位信息在所述预设阈值外时，控制所述液体饮用机的注液装置停止注液；当液位信息在所述预设阈值内时，控制所述液体饮用机的注液装置开始注液或继续注液。
一种可自动注液的液体饮用机，包括机体、TOF测距模组和主控制器，所述TOF测距模组与所述主控制器配合执行如上所述的自动注液方法；
所述机体包括顶板，所述顶板上设有注液口，所述顶板上设有中心检测区域；所述TOF测距模组包括发射单元和接收单元；所述发射单元包括用于向目标区域发射光子的光发射器，所述接收单元包括均为所述第一TOF传感器和所述第二TOF传感器；所述第一TOF传感器设于所述中心检测区域，所述第二TOF传感器设于所述中心检测区域的外部。
作为优选，所述TOF测距模组包括至少两个所述第二TOF传感器，在所述液体饮用机的宽度方向上，在所述第一TOF传感器的两侧均设有至少一所述第二TOF传感器。
本发明的有益效果为：该基于TOF的液位检测方法，其能够通过飞行时间检测技术，检测得到目标区域的液位信息；该液体饮用机的自动注液方法，其能够检测杯子内的液位信息，并可自动控制注液；该可自动注液的液体饮用机，其可自动注液，使用方便，用户体验高，且成本可控。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明实施例所述液体饮用机立体结构示意图；
图2为图1中的A部放大图；
图3为本发明实施例中的TOF传感器设置方式；
图4为本发明实施例所述TOF传感器的检测示意图之一(图中点划线为注液中心线)；
图5为本发明实施例所述TOF传感器的检测示意图之二(图中点划线为注液中心线)；
图6为本发明实施例对第二TOF传感器检测到的光子信息进行统计处理后得到的第二光子信息统计直方图；
图7为本发明实施例所述液体饮用机的另一立体结构示意图；
图8为本发明实施例TOF液位检测模块、主控器及出液阀门的配合关系示意图；
图中：11、机体；12、顶板；13、出液口；14、托板；15、储液箱；20、TOF液位检测模块；21、三维TOF传感器；221、第一TOF传感器；222、第二TOF传感器；81、传感器盖板反射尖峰信号；82、杯沿反射尖峰信号；83、放杯托板反射尖峰信号；90、杯子；91、杯沿；92、液面。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，TOF技术即飞行时间测距技术，它主要利用飞行介质(如光子)飞出发射器后撞上目标物后返回接收器中的TOF传感器上的飞行时间，来测量接收器至目标物之间的距离。
实施例一：
本实施例提出一种基于TOF的液位检测方法，通过该检测方法，可以检测杯子90的杯沿距离信息、放杯托板距离信息以及液面距离信息。检测得到上述距离信息之后，可以计算得到液位信息，并判断液位信息是否处于预设阈值内，可通过主控制器制液体饮用机的出液阀门打开或关闭，从而实现自动注液。
在本实施例中，杯沿距离信息、放杯托板距离信息、液面距离信息以及液位信息均为数值信息。杯沿91距离为a，液面92距离为b，放杯托板14距离为c。
通过本发明的液位检测方法，可以检测到杯子90的液位信息，可与主控制器配合控制液体饮用机的出液阀门打开或关闭。
如图1-8所示，该液位检测方法包括如下步骤：
S1：向放杯区域连续发射光脉冲；
S2：通过一维的第一TOF传感器221接收由放杯区域中的目标物反射的至少部分光子并形成第一光子信息，第一TOF传感器221垂直向下的投影位于放杯区域内；
S3：通过一维的第二TOF传感器222接收由目标物反射的至少部分光子并形成第二光子信息，第二TOF传感器222垂直向下的投影位于放杯区域之外；
S4：处理第一光子信息，得到液面距离信息；
S5：处理第二光子信息，得到杯沿距离信息；
S6：根据液面距离信息和杯沿距离信息计算得到液位信息。
进一步地，在S5步骤中：处理第二光子信息时，还得到放杯托板距离信息；
在S6步骤中：根据液面距离信息、杯沿距离信息和放杯托板距离信息计算得到液位信息。
进一步地，每一TOF传感器匹配一光发射器。
进一步地，在S1步骤中，通过VSCEL对目标区域按照预设调制频率连续发射光子。其中，VSCEL为垂直腔面发射激光器。
需要说明的是，上述步骤的序号并不用于限制步骤间的执行顺序。其中，步骤S2和步骤S3可以同步执行，步骤S4和S5步骤可以同步执行。
本发明的基于TOF的液位检测方法，适于通过TOF测距模组执行，并适于在液体饮用机上应用，以检测液体饮用机的出液口13下方用于接液的杯子90内的液位高度信息，从而使得出液控制器可以根据检测到的液位高度信息判断是否需要进行注液操作，是否需要停止注液操作。
本发明的检测方法，在检测时，需要将第一TOF传感器221设于杯口的正上方(即第一TOF传感器221垂直下落会落入杯子90内)，将第二TOF传感器222设于杯子90的斜上方(即第一TOF传感器221垂直下落会落至杯子90外)；如此设置，使得第一TOF传感器221可以接收由液面92反射回的光子形成第一光子信息，第二TOF传感器222可以接收由杯沿91及用于放杯托板14反射回的光子形成第二光子信息。
通过处理第一光子信息与第二光子信息，可以得到杯子90内的液位信息，液位信息如：杯子90内的液体高度为杯子90高度的50％。
如图4所示，虚线圆内为放杯区域。
其中，放杯区域为顶板12的下方的用于放置杯子90的区域，杯子90放置于放杯区域时候，由出液口13流出的液体可注入杯子90内部，实现注液；其中，放杯区域的位置出液口13的位置相关。
本发明采用一维的TOF传感器检测杯子90高度和液面92高度，无需配合拍照设备使用，并且，相对于采用三维TOF传感器21进行测距,一维TOF传感器内无需集成像素矩阵，成本可降低数倍；采用一维TOF传感器测距，成本可控，仅需要获取目标物的距离数据即可，也无需根据RAW图与距离信息建立三维深度图像，执行简单。
进一步地，第一光子信息包括由第一TOF传感器221接收到的返回光子的数量以及每个返回光子的返回时间，第二光子信息包括由第二TOF传感器222接收到的返回光子的数量以及每个返回光子的返回时间。
进一步地，当放杯区域内放置有杯子90、且液体饮用机的出液口13对准杯子90的杯口、且杯子90内有液体时，第一TOF传感器221接收到的若干返回光子中，包括由杯子90内的液体的液面92反射的光子；
当放杯区域内放置有杯子90、且液体饮用机的出液口13对准杯子90的杯口、且杯子90内有液体时，第一TOF传感器221接收到的若干返回光子中，包括由杯子90杯底反射的光子；
当放杯区域内放置有杯子90时，第二TOF传感器222接收到的若干返回光子中，包括由杯子90的杯沿91反射的光子，还包括由承托杯子90的放杯托板14反射的光子。
进一步地，在S4步骤中，包括统计处理步骤；统计处理步骤为：在接收到第一光子信息后，对光子返回时间与光子返回数量进行统计处理，生成第一光子信息统计直方图；
在S5步骤中，包括统计处理步骤；统计处理步骤为：在接收到第二光子信息后，对光子返回时间与光子返回数量进行统计处理，生成第二光子信息统计直方图。
所述第一光子信息统计直方图和所述第二光子信息统计直方图的横轴均为光子飞行时间，纵轴均为光子数目。
进一步地，在S4步骤中，还包括在统计处理步骤之后执行的距离计算步骤；距离计算步骤为：提取第一光子信息统计直方图中的目标尖峰数据，根据目标尖峰数据拟合计算目标物至第一TOF传感器221的距离值；
当第一光子信息统计直方图中出现多个目标尖峰时，通过执行距离计算步骤识别出目标区域内的多个目标物与第一TOF传感器221的距离值；
在S5步骤中，还包括在统计处理步骤之后执行的距离计算步骤；距离计算步骤为：提取第二光子信息统计直方图中的目标尖峰数据，根据目标尖峰数据拟合计算目标物至第二TOF传感器222的距离值；
当第二光子信息统计直方图中出现多个目标尖峰时，通过执行距离计算步骤识别出目标区域内的多个目标物与第二TOF传感器222的距离值。
图6第二光子信息统计直方图，图中出现三个目标尖峰，第一个尖峰为传感器盖板反射尖峰信号81，第二尖峰为杯沿反射尖峰信号82，第三个尖峰为放杯托板反射尖峰信号83。其中，传感器盖板为在TOF液位检测模块20表面的透光盖板，其用于保护TOF传感器。
其中，图6中，空心圆标示出原始统计直方图中的各条形的顶点位置，虚线为拟合线。
根据图6，可以通过D1数据计算出第二TOF传感器222至杯沿91的杯沿距离信息，通过D2数据可以计算出第二TOF传感器222至放杯托板14的托板距离信息。
本发明的液位检测方法的检测原理如下：
由于一维TOF传感器只能测量前方目标区域内的一个整体距离，并无法分辨出不同距离目标的距离值，所以为了实现对杯体的有效测量，在第一TOF传感器221、第二TOF传感器222的基础功能上，在控制器加入多目标物测量算法程序；通过执行该程序，可以计算得到目标区域内一个或多个目标物的距离信息。
该多目标物测量算法程序，基于统计直方图技术。
在进行液位信息检测时：
TOF传感器的VCSEL光源对目标区域按照一定的调制频率连续发射大量的光子(940nm波长)，至少部分光子在撞击到目标物后，会返回到TOF传感器，由TOF传感器接收；TOF传感器记录每个光子返回的需要的时间，以及返回的光子的数量，根据这两个数据，统计形成如图6所示的统计直方图；统计直方图的横轴为返回时间，纵轴为光子数目，当目标区域内有两个有效的目标物且距离不等时，统计直方图中会显示两个目标尖峰。
其中，需要说明的是，有效目标物指的是，表面积足够大的目标物；当目标物的面积足够大时，才能在置放图中形成目标尖峰。如此，通过算法提取有效目标物的目标尖峰的数据，并通过拟合算法，拟合出光子撞击目标物返回后被传感器接收的时间值，即可根据光速计算出目标物距离传感器的距离值，从而识别检测出目标区域内多个目标物的距离值。
由于随着水位的上升，杯子90内的液面92的有效面积大于杯子90杯沿91的有效面积；并且液面92的反射率大于杯沿91的反射率；则若仅采用一颗设于杯子90正上方的TOF传感器同时检测，则会导致传感器能够接收到的由杯子90杯沿91返回的光子数量较少，无法获取有效的杯沿距离信息。
因此，为了能够有效地获取：液面距离信息、杯沿距离信息及放杯托板距离信息；本申请设置第一TOF传感器221和第二TOF传感器222，第一TOF传感器221在杯子90的正上方检测得到液面92的距离数据，第二TOF传感器222在杯子90旁侧检测得到杯子90的杯沿91和杯底的距离数据。
同时，为了避免由杯子90的杯身外表面反射的光子对第二TOF传感器222检测的得到数据造成干扰，以避免在统计直方图中无法明确找出杯沿91反射的尖峰信号、放杯托板14反射的尖峰信号；本申请通过将第二TOF传感器222设有杯子90高度方向上的上方、水平方向上的旁侧，杯身表面垂直于两个传感器的感应面，使得由杯身反射的光子几乎无法返至第二TOF传感器222，从而避免杯身反射的光子对第二光子信息统计直方图的有效性造成干扰，保证从第二光子信息统计直方图能够得到有效的杯沿91距离和托板14距离。
通过本发明的检测方法，可检测得到杯沿91、放杯托板14、液面92的距离信息，可计算得到杯子90高度和液位高度，从而可计算出液位信息并自动控制出液阀门的开启、关闭或开度。
实施例二：
本实施例提出一种液体饮用机的自动注液方法，该液体饮用机的自动注液方法，其能够检测杯子90内的液位信息，并可自动控制注液。
如图1-8所示，该自动注液方法，包括如下步骤：
液位信息检测步骤：执行如权利要求如上实施例的液位检测方法，对杯子90内的液位信息进行实时检测；
注液控制步骤：获取液位信息，液位信息为数值信息；判断液位信息是否处于预设阈值内；当液位信息在预设阈值外时，控制液体饮用机的注液装置停止注液；当液位信息在预设阈值内时，控制液体饮用机的注液装置开始注液或继续注液。
本实施例中，液位信息的数值为x，x＝(b-a)/(c-a)，x≤0.7。
在其他一些实施例中，x＝(c-a)/(b-a)、或x＝b-a。
进一步地，本实施例中，TOF液位检测模块20实时检测目标区域内的液位信息，当液位信息计算完毕，主控器将控制饮水机或咖啡机的出液口13自动出水，实时测量到的杯子90内的液位信息数据，当液位高度达到杯子90高度的70％(可根据需要自行设置)，自动停止注水，完成自动检测。
该液体饮用机也会根据液位信息进行一定的保护机制，例如当放置一个实心圆柱形物体时，会根据测量到的各距离参数计算并判断出当前物体不满足水杯要求，并不会自动注水；当杯子90发生挪走时会自动停止出水；当放置的杯子90漏水时，会根据注水一定时间后水位是否有上升来判断，若异常则自动停止。
实施例三：
本实施例提出一种可自动注液的液体饮用机，该可自动注液的液体饮用机可自动注液，使用方便，用户体验高，且成本可控。
如图1-8所示，在本发明的可自动注液的液体饮用机的一实施例中，该可自动注液的液体饮用机：
包括机体11、TOF测距模组和主控制器，TOF测距模组与主控制器配合执行如上实施例的自动注液方法；
机体11包括顶板12，顶板12上设有注液口，顶板12上设有中心检测区域；TOF测距模组包括发射单元和接收单元；发射单元包括用于向目标区域发射光子的光发射器，接收单元包括均为第一TOF传感器221和第二TOF传感器222；第一TOF传感器221设于中心检测区域，第二TOF传感器222设于中心检测区域的外部。
进一步地，TOF测距模组中的控制处理模块用于执行S4、S5步骤，主控制器用于执行S6步骤。
进一步地，TOF测距模组包括至少两个第二TOF传感器222，在液体饮用机的宽度方向上，在第一TOF传感器221的两侧均设有至少一第二TOF传感器222。
具体地，当杯子90的口径较大时，且杯子90放偏时，可能会出现如附图5所示的情况，如此，会导致其中一个第二TOF传感器222会受到液面92的影响，无法有效地检测获取杯沿距离信息。故而，此时需要通过另一第二TOF传感器222检测获取杯沿距离信息和杯底距离信息。
在其他一些实施例中，若预定使用的杯子90的口径不大时，可仅采用一个第二TOF传感器222即可。
进一步地，在TOF液位检测模块20中，包括两个或多个第二TOF传感器222，包括一个第一TOF传感器221。
具体地，可根据实际需求采用一个第二TOF传感器222或多个第二TOF传感器222。
如图5所示，当杯子90的杯口过大时，在杯子90放置于放杯区域时，会出现第一TOF传感器221和其一第二TOF传感器222均位于杯子90的正上方，此时，位于杯子90正上方的第二TOF传感器222会受到液面92的影响无法有效检测到杯沿距离信息，此时，可通过另一第二TOF传感器222检测杯沿91距离数据。
进一步地，如图5所示，由于用户将杯子90放置在放杯托板14上时，有时会将杯子90放置偏左或偏右，为了保证至少有一个第二TOF传感器222能够检测到有效的杯沿距离信息，在TOF液位检测模块20中，包括两个或多个第二TOF传感器222；在液体饮用机的宽度方向上，两个第二TOF传感器222对称地分布于第一TOF传感器221的两侧。
进一步地，机体11包括用于储液的储液箱15。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左、”“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于TOF的液位检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：向放杯区域连续发射光脉冲；
S2：通过一维的第一TOF传感器(221)接收由放杯区域中的目标物反射的至少部分光子并形成第一光子信息，所述第一TOF传感器(221)垂直向下的投影位于放杯区域内；
S3：通过一维的第二TOF传感器(222)接收由目标物反射的至少部分光子并形成第二光子信息，所述第二TOF传感器(222)垂直向下的投影位于放杯区域之外；
S4：处理所述第一光子信息，得到液面距离信息；
S5：处理所述第二光子信息，得到杯沿距离信息；
S6：根据所述液面距离信息和所述杯沿距离信息计算得到液位信息。
2.根据权利要求1所述的基于TOF的液位检测方法，其特征在于，在所述S5步骤中：处理所述第二光子信息时，还得到放杯托板距离信息；
在所述S6步骤中：根据所述液面距离信息、所述杯沿距离信息和所述放杯托板距离信息计算得到液位信息。
3.根据权利要求2所述的基于TOF的液位检测方法，其特征在于，所述第一光子信息包括由所述第一TOF传感器(221)接收到的返回光子的数量以及每个返回光子的返回时间，所述第二光子信息包括由所述第二TOF传感器(222)接收到的返回光子的数量以及每个返回光子的返回时间。
4.根据权利要求3所述的基于TOF的液位检测方法，其特征在于，在所述S4步骤中，通过如下步骤处理所述第一光子信息：
统计处理步骤：在接收到所述第一光子信息后，对光子返回时间与光子返回数量进行统计处理，生成第一光子信息统计直方图；
距离计算步骤：提取所述第一光子信息统计直方图中的目标尖峰数据，根据目标尖峰数据拟合计算目标物至所述第一TOF传感器(221)的距离值；
在所述S5步骤中，通过如下步骤处理所述第二光子信息：
统计处理步骤：在接收到所述第二光子信息后，对光子返回时间与光子返回数量进行统计处理，生成第二光子信息统计直方图；
距离计算步骤：提取所述第二光子信息统计直方图中的目标尖峰数据，根据目标尖峰数据拟合计算目标物至所述第二TOF传感器(222)的距离值；
所述第一光子信息统计直方图和所述第二光子信息统计直方图的横轴均为光子飞行时间，纵轴均为光子数目。
5.根据权利要求3或4所述的基于TOF的液位检测方法，其特征在于，当放杯区域内放置有杯子(90)时，所述第一TOF传感器(221)接收到的若干返回光子中，包括由所述杯子(90)内的液体的液面(92)反射的光子；
当放杯区域内放置有杯子(90)时，所述第二TOF传感器(222)接收到的若干返回光子中，包括由所述杯子(90)的杯沿(91)反射的光子，还包括由承托杯子(90)的放杯托板(14)反射的光子。
6.根据权利要求4所述的基于TOF的液位检测方法，其特征在于，在所述S6步骤中，根据所述杯沿距离信息与所述放杯托板(14)信息计算得到杯子(90)高度，根据所述液面距离信息与所述放杯托板距离信息计算得到液位高度；计算所述杯子(90)高度与所述液位高度之间的比例以得到所述液位信息。
7.根据权利要求1所述的基于TOF的液位检测方法，其特征在于，在所述S1步骤中，通过VSCEL对目标区域按照预设调制频率连续发射光子。
8.一种液体饮用机的自动注液方法，其特征在于，包括如下步骤：
液位信息检测步骤：执行如权利要求1-7任一项所述的液位检测方法，对杯子(90)内的液位信息进行实时检测；
注液控制步骤：获取所述液位信息，所述液位信息为数值信息；判断液位信息是否处于预设阈值内；当液位信息在所述预设阈值外时，控制所述液体饮用机的注液装置停止注液；当液位信息在所述预设阈值内时，控制所述液体饮用机的注液装置开始注液或继续注液。
9.一种可自动注液的液体饮用机，其特征在于，包括机体(11)、TOF测距模组和主控制器，所述TOF测距模组与所述主控制器配合执行如权利要求8所述的自动注液方法；
所述机体(11)包括顶板(12)，所述顶板(12)上设有注液口，所述顶板(12)上设有中心检测区域；所述TOF测距模组包括发射单元和接收单元；所述发射单元包括用于向目标区域发射光子的光发射器，所述接收单元包括均为所述第一TOF传感器(221)和所述第二TOF传感器(222)；所述第一TOF传感器(221)设于所述中心检测区域，所述第二TOF传感器(222)设于所述中心检测区域的外部。
10.根据权利要求9所述的液体饮用机，其特征在于，所述TOF测距模组包括至少两个所述第二TOF传感器(222)，在所述液体饮用机的宽度方向上，在所述第一TOF传感器(221)的两侧均设有至少一所述第二TOF传感器(222)。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114873551A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-08-09 | 深圳安吉尔饮水产业集团有限公司 | 用于控制液体流出的方法及装置 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108888119A (zh) * | 2018-09-10 | 2018-11-27 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 一种自动注水装置及注水控制方法 |
| US20190094342A1 (en) * | 2017-09-25 | 2019-03-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ranging sensor |
| US20190186979A1 (en) * | 2017-12-17 | 2019-06-20 | Ron Starinsky | Liquid level measuring device |
| CN110596721A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-20 | 深圳奥锐达科技有限公司 | 双重共享tdc电路的飞行时间距离测量***及测量方法 |
| CN110632576A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-31 | 深圳奥锐达科技有限公司 | 时间编码解调处理电路及方法 |
| CN110720840A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-01-24 | 广州立功科技股份有限公司 | 液体饮用机全自动注液方法、装置和液体饮用机 |
| CN110804845A (zh) * | 2018-08-01 | 2020-02-18 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 一种测量液位的方法、洗涤的方法、装置及存储介质 |
| CN110857212A (zh) * | 2018-08-23 | 2020-03-03 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 一种智能注水装置及方法 |
| CN111025318A (zh) * | 2019-12-28 | 2020-04-17 | 深圳奥比中光科技有限公司 | 一种深度测量装置及测量方法 |
| CN111257900A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-06-09 | 南京芯视界微电子科技有限公司 | 激光雷达测距方法及装置 |
| CN211324418U (zh) * | 2019-11-22 | 2020-08-25 | 广州立功科技股份有限公司 | 液体饮用机全自动注液***和液体饮用机 |
-
2020
- 2020-10-15 CN CN202011105936.2A patent/CN112325982A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190094342A1 (en) * | 2017-09-25 | 2019-03-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ranging sensor |
| US20190186979A1 (en) * | 2017-12-17 | 2019-06-20 | Ron Starinsky | Liquid level measuring device |
| CN110804845A (zh) * | 2018-08-01 | 2020-02-18 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 一种测量液位的方法、洗涤的方法、装置及存储介质 |
| CN110857212A (zh) * | 2018-08-23 | 2020-03-03 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 一种智能注水装置及方法 |
| CN108888119A (zh) * | 2018-09-10 | 2018-11-27 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 一种自动注水装置及注水控制方法 |
| CN110632576A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-31 | 深圳奥锐达科技有限公司 | 时间编码解调处理电路及方法 |
| CN110596721A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-20 | 深圳奥锐达科技有限公司 | 双重共享tdc电路的飞行时间距离测量***及测量方法 |
| CN110720840A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-01-24 | 广州立功科技股份有限公司 | 液体饮用机全自动注液方法、装置和液体饮用机 |
| CN211324418U (zh) * | 2019-11-22 | 2020-08-25 | 广州立功科技股份有限公司 | 液体饮用机全自动注液***和液体饮用机 |
| CN111025318A (zh) * | 2019-12-28 | 2020-04-17 | 深圳奥比中光科技有限公司 | 一种深度测量装置及测量方法 |
| CN111257900A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-06-09 | 南京芯视界微电子科技有限公司 | 激光雷达测距方法及装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114873551A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-08-09 | 深圳安吉尔饮水产业集团有限公司 | 用于控制液体流出的方法及装置 |
| CN114873551B (zh) * | 2022-05-07 | 2024-05-10 | 深圳安吉尔饮水产业集团有限公司 | 用于控制液体流出的方法及装置 |
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