用于旋转挤奶厅的测量系统、用于控制旋转挤奶厅的方法、计算机程序、以及包含该计算机程序的非易失数据载体

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用于旋转挤奶厅的测量系统、用于控制旋转挤奶厅的方法、计算机程序、以及包含该计算机程序的非易失数据载体
申请号	CN201880076330.5	申请日	2018-12-14	公开(公告)号	CN111386466A	公开(公告)日	2020-07-07
申请人	利拉伐控股有限公司;			发明人	A.乌梅加德;
摘要	借助于布置在可动平台(110)上的运动传感器(210)来测量旋转挤奶厅(100)中的可动平台(110)的操作。运动传感器(210)经由传感器构件来使得可动平台(110)相对于固定参考系的微运动配准，该传感器构件测量在至少一个维度上的位移和/或在至少一个维度上的加速度。反映测量结果的无线传感器信号(SW)由发射器发射到接收器(230)，以用于处理/分析，例如以基于一系列测量值得出可动平台(110)的运动特征(S)。
权利要求	1.一种用于具有可动平台(110)的旋转挤奶厅(100)的测量系统，该测量系统包括：布置在可动平台(110)上的运动传感器(210)，该运动传感器(210)配置为使得可动平台(110)相对于固定参考系的微运动(μM)配准，其特征在于，所述运动传感器(210)包括：第一传感器构件，其配置为执行以下中的至少一个的测量：在至少一个维度上的位移，和在至少一个维度上的加速度；以及发射器，其配置为发射反映由第一传感器构件做出的测量结果的无线传感器信号(SW)；并且所述测量系统包括配置为接收无线传感器信号(SW)的接收器(230)。 2.根据权利要求1所述的测量系统，其中，所述运动传感器(210)配置为：检查微运动(μM)的量是否低于阈值，如果是，则以第一重复频率(f1)重复地发射无线传感器信号(SW)，并且如果微运动(μM)的量等于或大于阈值，则以高于第一重复频率(f1)的重复频率(f2、f3)重复地发射无线传感器信号(SW)。 3.根据权利要求2所述的测量系统，其中，所述运动传感器(210)还配置为：检查第一发射器单元(210)的微运动(μM)的量是否从阈值以下过渡到阈值以上，如果是，则以第二重复频率(f2)重复地从运动传感器(210)发射无线传感器信号(SW)，并规定在此之后的预定间隔(T)期间，运动传感器(210)的微运动(μM)的量高于阈值，则继续以第二重复频率重复地从运动传感器(210)发射无线传感器信号(SW)，直至预定间隔(T)到期，此后，只要运动传感器(210)的微运动(μM)的量保持在阈值之上，就以第一和第二重复频率(f1、f2)之间的第三重复频率(f3)重复地从运动传感器(210)发射无线传感器信号(SW)，并且如果运动传感器(210)的微运动(μM)的量从阈值之上过渡到阈值之下，则以第一重复频率(f1)重复地从运动传感器(210)发射无线传感器信号(SW)。 4.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，还包括：处理单元(150)，其配置为基于由接收器(230)接收的无线传感器(SW)信号来得出操作相关信息(IOR)。 5.根据权利要求4所述的测量系统，其中，所述处理单元(150)还配置为使旋转挤奶厅(100)的行为响应于操作相关信息(IOR)而变化。 6.根据权利要求4或5中任一项所述的测量系统，其中，所述处理单元(150)还配置为：存储表示在一时间间隔内接收的无线传感器信号(SW)的一系列测量值，以及基于该一系列测量值来得出可动平台(110)的运动特征(S)。 7.根据权利要求6所述的测量系统，其中，所述运动特征(S)反映以下中的至少一个：开始行为(310)、停止行为(320)、振动、振荡(330)以及负载变化。 8.根据前述权利要求中任一项所述的测量系统，其中，所述运动传感器(210)包括：第二传感器构件，其配置为执行以下中的至少一个的测量：在至少一个维度上的位移，该至少一个维度与将第一传感器构件配置为测量位移所沿的至少一个维度无关，以及在至少一个维度上的加速度，该至少一个维度与将第一传感器构件配置为测量加速度所沿的至少一个维度无关；并且从测量传感器(210)发射的无线传感器信号(SW)进一步反映由第二传感器构件做出的测量。 9.根据权利要求1至7中任一项所述的测量系统，其中：所述运动传感器(210)包括第二传感器构件；所述第一和第二传感器构件配置为执行以下中的至少一个的测量：在三个维度上的位移以及在三个维度上的加速度；并且从测量传感器(210)发射的无线传感器信号(SW)进一步反映由第二传感器构件做出的测量。 10.一种测量包括在旋转挤奶厅(100)中的可动平台(110)的运动的方法，该方法包括：经由布置在可动平台(110)上的运动传感器(210)来使得可动平台(110)相对于固定参考系的微运动(μM)配准，其特征在于，经由运动传感器(210)中的第一传感器构件来测量以下中的至少一个：在至少一个维度上的位移，以及在至少一个维度上的加速度；经由运动传感器(210)中的发射器来发射反映第一传感器构件的测量结果的无线传感器信号(SW)；并且经由接收器(230)接收无线传感器信号(SW)。 11.根据权利要求10所述的方法，还包括：检查微运动(μM)的量是否低于阈值，如果是，则以第一重复频率(f1)重复地发射无线传感器信号(SW)，并且如果微运动(μM)的量等于或大于阈值，则以高于第一重复频率(f1)的重复频率(f2、f3)重复地发射无线传感器信号(SW)。 12.根据权利要求11所述的方法，还包括：检查测量传感器(210)的微运动(μM)的量是否从阈值以下过渡到阈值以上，如果是，则以第二重复频率(f2)重复地从运动传感器(210)发射无线传感器信号(SW)，并规定在此之后的预定间隔(T)期间，运动传感器(210)的微运动(μM)的量高于阈值，继续以第二重复频率重复地从运动传感器(210)发射无线传感器信号(SW)，直至预定间隔(T)到期，此后，只要运动传感器(210)的微运动(μM)的量保持在阈值之上，就以第一和第二重复频率(f1、f2)之间的第三重复频率(f3)重复地从运动传感器(210)发射无线传感器信号(SW)，并且如果运动传感器(210)的微运动(μM)的量从阈值之上过渡到阈值之下，则以第一重复频率(f1)重复地从运动传感器(210)发射无线传感器信号(SW)。 13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法系统，还包括：基于由接收器(230)接收的无线传感器(SW)信号来得出操作相关信息(IOR)。 14.根据权利要求13所述的方法，还包括：响应于操作相关信息(IOR)来改变旋转挤奶厅(100)的行为。 15.根据权利要求13或14中任一项所述的方法，还包括：存储表示在一时间间隔内接收的无线传感器信号(SW)的一系列测量值，以及基于该一系列测量值来得出可动平台(110)的运动特征(S)。 16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述运动特征反映以下中的至少一个：开始行为、停止行为、振动、振荡以及负载变化。 17.根据权利要求10至16中任一项所述的方法，包括：经由运动传感器(210)中的第二传感器构件来测量以下中的至少一个：在至少一个维度上的位移，该至少一个维度与将第一传感器构件配置为测量位移所沿的至少一个维度无关，以及在至少一个维度上的加速度，该至少一个维度与将第一传感器构件配置为测量加速度所沿的至少一个维度无关；并且从测量传感器(210)发射的无线传感器信号(SW)进一步反映第二传感器构件做出的测量。 18.根据权利要求17所述的方法，包括：经由第一和第二传感器构件测量以下中的至少一个：在三个维度上的位移以及在三个维度上的加速度。 19.一种可加载到通信地连接到处理单元(150)的非易失性数据载体(155)中的计算机程序(157)，该计算机程序(157)包括软件，该软件用于当计算机程序(157)在处理单元(150)上运行时执行根据权利要求9至18中任一项所述的方法。 20.一种非易失性数据载体(155)，其包含权利要求19的计算机程序(153)。
说明书全文	用于旋转挤奶厅的测量系统、用于控制旋转挤奶厅的方法、计算机程序、以及包含该计算机程序的非易失数据载体技术领域 [0001] 本发明总体涉及旋转挤奶厅。更具体地，本发明涉及用于旋转挤奶厅的测量系统和相应的方法。本发明还涉及计算机程序和非易失性数据载体。背景技术 [0002] 旋转挤奶厅(也称为旋转定位器)能够使较大的牲畜高效挤奶。第一个旋转挤奶厅于1930年投入运营。从那时起，基本技术概念就逐渐完善。为了确保一致的操作并获得较长的使用寿命，监测可动平台的功能非常重要。 [0003] 存在多种用于在运行期间测量平台性能的解决方案。例如，US2010/0147221描述了用于操作具有多个挤奶站的转盘挤奶设施的设备和方法，多个挤奶站布置在可动平台上。相对于基准点确定平台的运动，并且可以利用位置检测装置计算至少一个挤奶站的位置。在此提出，在转盘的外周上布置视觉和/或磁性的周期性图案，其中通过借助于光学和/或磁性传感器确定线的高度，可以明确地确定线的局部高度和转盘上的角度。 [0004] 尽管此设计可能能够相对准确地确定平台的位置，但未提供有关性能质量或机械运行状况的信息。发明内容 [0005] 因此，本发明的目的是解决上述问题，并提供一种用于旋转挤奶厅的改进的测量方案。 [0006] 根据本发明的一方面，该目的通过一种用于具有可动平台的旋转挤奶厅的测量系统来实现。该测量系统包含运动传感器和接收器。 [0007] 运动传感器布置在可动平台上，并且配置为使得可动平台相对于固定参考系的微运动配准。为此，运动传感器又包括第一传感器构件，其配置为执行在至少一个维度上的位移和/或在至少一个维度上的加速度的测量。该运动传感器还包括发射器，其配置为发射反映由第一传感器构件做出的测量结果的无线传感器信号。接收器配置为接收无线传感器信号，并因此允许对所述信号进行处理/分析。 [0008] 该控制系统是有利的，因为它使得能够借助于小型且坚固的传感器来记录复杂的运动模式。此外，很容易将提出的测量系统改装到已经存在的旋转厅上，从而提高该设备的更长使用寿命的机会。 [0009] 根据本发明的该方面的一实施例，运动传感器配置为检查微运动的量是否低于阈值。如果是，则运动传感器进一步配置为以第一重复频率重复地发射无线传感器信号。然而，如果微运动的量等于或大于阈值，则运动传感器配置为以高于第一重复频率的重复频率重复地发射无线传感器信号。因此，每单位时间的发射数据量可以适于微运动的量，使得无论何时有更大的运动，无线传感器信号都被相对频繁地发射，反之亦然。 [0010] 根据本发明的该方面的另一实施例，运动传感器还配置为检查运动传感器的微运动的量是否从阈值以下过渡到阈值以上。如果是，则运动传感器还配置为以第二重复频率重复地从运动传感器发射无线传感器信号，并规定在此之后的预定间隔期间，运动传感器的微运动的量高于阈值，继续以第二重复频率重复地从运动传感器发射无线传感器信号，直至预定间隔到期。此后，只要运动传感器的微运动的量保持在阈值之上，就以第一和第二重复频率之间的第三重复频率重复地从运动传感器发射无线传感器信号。此外，如果运动传感器的微运动的量从阈值之上过渡到阈值之下，则运动传感器配置为以第一重复频率重复地从运动传感器发射无线传感器信号。结果，测量数据的发射甚至可以更好地适应何时配准这样的数据最重要，即与从静止开始有关。然而，在随后的旋转期间，收集测量数据的重要性较小，因此可以降低重复频率。 [0011] 根据本发明的该方面的又一实施例，包括处理单元，其配置为基于由接收器接收的无线传感器信号来得出操作相关信息。例如，响应于此，可以使旋转挤奶厅的行为变化。因此，除其他事项外，可动平台的操作可适应其上放置了多少只动物。 [0012] 根据本发明的该方面的又一实施例，处理单元配置为存储表示在一时间间隔内接收的无线传感器信号的一系列测量值。基于该一系列测量值，处理单元还配置为得出可动平台的运动特征。该运动特征又可以反映开始行为、停止行为、振动、振荡和/或负载变化。因此，通过研究运动特征，相对简单地例如通过将运动特征与名义分布(nominal profile)进行比较来得出旋转挤奶厅是否没有错误的结论。 [0013] 根据本发明的该方面的进一步实施例，运动传感器还包含第二传感器构件。该传感器构件配置为测量：至少一个维度上的位移和/或加速度，该至少一个维度与将第一传感器构件配置为分别测量位移和/或加速度所沿的至少一个维度无关；或者第一和第二传感器构件均配置为测量在三个维度上的位移和/或加速度。在任何情况下，从运动传感器发射的无线传感器信号均反映第二传感器构件以及第一传感器构件做出的测量。这样的第二传感器构件是有利的，因为它既提高了数据质量又提供了设计上的冗余。 [0014] 根据本发明的另一方面，通过一种测量旋转挤奶厅的运动的方法来实现该目的。该方法涉及：经由布置在可动平台上的运动传感器来使得可动平台相对于固定参考系的微运动配准；经由运动传感器中的第一传感器构件来测量在至少一个维度上的位移和/或加速度；经由运动传感器中的发射器来发射反映第一传感器构件做出的测量结果的无线传感器信号；并且经由接收器接收无线传感器信号。该方法的优点以及其优选的实施例在参照所提出的控制系统和旋转挤奶厅的上述讨论中是显而易见的。 [0015] 根据本发明的另一方面，该目的通过一种可加载到通信地连接到处理单元的非易失性数据载体中的计算机程序来实现。该计算机程序包括用于当程序在处理单元上运行时执行上述方法的软件。 [0016] 根据本发明的另一方面，该目的通过一种包含上述计算机程序的非易失性数据载体来实现。 [0017] 通过以下描述和从属权利要求，本发明的其他优点、有益特征和应用将变得显而易见。附图说明 [0018] 现在将通过作为示例公开的优选实施例并参考附图来更详细地解释本发明。 [0019] 图1示出了根据本发明一实施例的用于旋转挤奶厅的测量系统的示例； [0020] 图2示出了例示无线传感器信号的重复频率响应于可动平台上微运动的配准量而如何随时间变化的第一图； [0021] 图3示出了例示可动平台的微运动量如何随时间变化的第二图；以及[0022] 图4通过流程图示出了根据本发明的用于测量旋转挤奶厅的可动平台的运动的通用方法。具体实施方式 [0023] 图1示出了根据本发明一实施例的具有可动平台110以及测量系统的旋转挤奶厅100的示例。测量系统包含运动传感器210和接收器230。 [0024] 运动传感器210布置在可动平台110上，并且运动传感器210配置为使得可动平台110相对于固定参考系(例如地球)的微运动配准(register)。运动传感器210又包括第一传感器构件和发射器。第一传感器构件配置为执行在至少一个维度上的位移和/或在至少一个维度上的加速度的测量。因此，第一传感器构件可以配备有一个或多个陀螺仪、加速度计和/或IMU(惯性测量单元)。发射器配置为发射反映由第一传感器构件进行的测量的无线传感器信号SW。无线传感器信号SW可以由相对高频的无线电信号表示，例如在超宽带频谱中。然而，根据本发明，可以想到任何其他种类的无线信号，例如光、感应或超声波信号。 [0025] 接收器230配置为经由天线220来接收无线传感器信号SW。优选地，接收器230进一步布置成转发与无线传感器信号SW相对应的测量数据DM以进行分析。因此，根据本发明一实施例，测量系统还包括处理单元150，其配置为基于已经由接收器230接收到的无线传感器信号SW来导出操作相关信息IOR。例如，处理单元150可以进一步配置为响应于操作相关信息IOR而使旋转挤奶厅100的行为变化。在这种情况下，处理单元150配置为产生控制信号Ctrl，其被馈送到驱动单元140，该驱动单元调节旋转速度和/或方向RF，以用于可动平台110的运动。 [0026] 现在参考图2，我们看到无线传感器信号SW的重复频率f可响应于可动平台110的微运动的配准量(registered amount)而如何随时间t变化的图。 [0027] 这里，我们假设可动平台110处于静态直至可动平台110开始旋转的第一时间点t1，且结果是微运动量增加到阈值以上。因此，直到第一时间点t1，运动传感器210以相对较低的第一重复频率f1(例如0-3Hz)发射无线传感器信号SW。然后，从第一时间点t1开始，运动传感器210以第二重复频率f2发射无线传感器信号SW，该第二重复频率f2高于第一重复频率f1，例如f2等于10-15Hz。 [0028] 假定在此之后的预定间隔T内，运动传感器210的微运动量保持在阈值之上，则运动传感器210继续以第二重复频率f2重复地发射无线传感器信号SW直至预定间隔T到期。在图3所示的示例中，预定间隔T在第二时间点t2到期；并且这里，运动传感器210开始以第三重复频率f3重复地发射无线传感器信号SW，该第三重复频率f3的大小分别在第一重复频率f1和第二重复频率f2之间，例如f3等于5-8Hz。此后，即从第三时间点t3开始，只要微运动量超过阈值，运动传感器210就继续以第三重复频率f3发射无线传感器信号SW。该过程是有利的，因为它提供了与启动可动平台110有关的有价值的测量数据。同时，在连续操作期间节省了能量。 [0029] 图3示出了例示可动平台110的微运动μM的量如何随时间t变化的图。在此，时间点t1、t2和t3对应于上述时间点。因此，在第一时间点t1，我们假定可动平台110在静止之后开始旋转。结果，微运动μM的量急剧增加，直至在实现稳态旋转时的大约第二时间点t2。然后，从第二时间点t2到第三时间点t3，我们假定可动平台110继续以近似恒定的速度旋转。因此，微运动μM的量在较高水平上保持相对恒定。在第三时间点t3，可动平台110再次停止。因此，此后不久，微运动μM的量下降到相当低的水平，并且在第四时间点t4，可动平台110再次静止。 [0030] 根据本发明一实施例，处理单元150还配置为存储表示在一时间间隔内接收的无线传感器信号SW的一系列测量值。例如，处理单元150可以在图3的图中存储由微运动μM的量表示的一系列测量值。然后，基于一系列测量值，处理单元150配置为得出可动平台110的运动特征(movement signature)S。 [0031] 运动特征S可以反映开始行为310和停止行为320以及分别在开始行为310和停止行为320之间配准的任何振动/振荡330。另外，运动特征S可以反映可动平台110(图3中未示出)上的负载的变化，这通常是由位于可动平台110上的不同动物数量引起的。 [0032] 根据本发明一实施例，除了第一传感器构件之外，运动传感器210还包含第二传感器构件，其配置为在至少一个维度上执行位移和/或加速度的测量，该至少一个维度与将第一传感器构件配置为测量位移和/或加速度所沿的至少一个维度无关。换句话说，如果第一传感器构件配置为测量可动平台110在竖直方向上(即在基本平行于地球重力场的方向上)的位移，则第二传感器构件可以配置为测量可动平台110的侧向位移。 [0033] 可替代地，运动传感器210可以包含第一和第二传感器构件，它们均配置为在三个维度上执行位移测量和/或在三个维度上执行加速度测量。因此，第二传感器构件产生的数据，该数据相对于第一传感器构件产生的数据来说是冗余的。作为又一替代方案，运动传感器210可以包含配置为在三个维度上执行位移测量的第一传感器构件和配置为在三个维度上执行加速度测量的第二传感器构件。因此，不会产生冗余的测量数据。 [0034] 在任何情况下，如果运动传感器210包含第一和第二传感器构件，则从其发射的无线传感器信号SW反映由这两个传感器构件做出的测量。 [0035] 通常有利的是，将上述处理单元150配置为例如通过执行计算机程序157以自动方式实现该过程。因此，可以将处理单元150通信地连接至存储计算机程序157的存储单元，即非易失性数据载体155，该计算机程序157继而包含软件，其用于当计算机程序157在处理单元150中运行时使处理单元150中的至少一个处理器执行上述动作。 [0036] 为了总结，并参考图4中的流程图，我们现在将描述根据本发明的测量旋转挤奶厅的可动平台运动的一般方法。 [0037] 在第一步骤410，相对于固定参考系使旋转挤奶厅的可动平台的微运动配准。通过布置在可动平台上的运动传感器来配准该微运动，该运动传感器具有传感器构件，其测量在至少一个维度上的位移和/或在至少一个维度上的加速度。 [0038] 然后，在步骤420中，发射反映测量结果的无线传感器信号。随后，在接收器中接收无线传感器信号，此后，该过程循环回到步骤410。 [0039] 优选地，尽管在图4中被显示为离散的步骤，但步骤410至430是顺序地但同时地执行的，使得例如在步骤430中针对在特定时间点配准的微运动而接收无线传感器信号的同时，在步骤430中针对在稍早的时间点配准的微运动而接收无线传感器信号。 [0040] 参考图4描述的所有处理步骤以及步骤的任何子序列可以通过编程的处理器来控制。此外，尽管以上参照附图描述的本发明的实施例包括处理器和在至少一个处理器中执行的处理，但本发明因此还扩展到适于将本发明付诸实践的计算机程序，特别是载体上或之中的计算机程序。该程序可以是源代码、目标代码、代码中间源和目标代码，比如以部分编译的形式，或者以适合在根据本发明的处理的实施方式中使用的任何其他形式。该程序可以是操作系统的一部分，也可以是单独的应用程序。载体可以是能够承载程序的任何实体或设备。例如，载体可以包括存储介质，比如闪存、ROM(只读存储器)，例如DVD(数字视频/通用磁盘)、CD(光盘)或半导体ROM、EPROM(可擦可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)或磁记录介质，例如软盘或硬盘。此外，载体可以是可传输载体，比如可以经由电缆或光缆或者通过无线电或通过其他方式来传送的电或光信号。当程序体现在可以通过电缆或其他设备或装置直接传送的信号中时，可以通过这种电缆或设备或装置来构成载体。可替代地，载体可以是其中嵌入有程序的集成电路，该集成电路适于执行或用于执行相关的处理。 [0041] 当在本说明书中使用时，术语“包括”用于指定所陈述的特征、整数、步骤或部件的存在。然而，该术语不排除一个或多个附加特征、整数、步骤或部件或者其组的存在或添加。 [0042] 本发明不限于附图中描述的实施例，而是可以在权利要求的范围内自由地变化。