用于掃描傳感器設(shè)備的無線定位-時(shí)間同步的制作方法
【專利摘要】一種方法包括向傳感器組件（108a，108b）無線傳送一個(gè)或多個(gè)消息以便同步傳感器組件的時(shí)鐘。方法還包括從傳感器組件無線接收（502）材料幅材（102）的特性的多個(gè)傳感器測(cè)量。方法還包括接收（504）與傳感器測(cè)量相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳和定位數(shù)據(jù)。此外，方法包括使傳感器測(cè)量、時(shí)間戳和定位數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)（506）。可以將來自傳感器組件的傳感器測(cè)量加時(shí)間戳，并且定位數(shù)據(jù)可以包括加時(shí)間戳的定位數(shù)據(jù)。加時(shí)間戳的定位數(shù)據(jù)可以從除傳感器組件以外的源接收。方法還可以包括使用傳感器測(cè)量、時(shí)間戳和定位而生成（508）材料幅材的橫向簡(jiǎn)檔。
【專利說明】
用于掃描傳感器設(shè)備的無線定位-時(shí)間同步
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開一般地涉及掃描測(cè)量系統(tǒng)。更具體地，本公開涉及用于掃描傳感器設(shè)備的無線定位-時(shí)間同步。
【背景技術(shù)】
[0002]材料的片材或其它幅材(web)使用在各種產(chǎn)業(yè)中并且以各種方式被使用。這些材料可以包括紙張、多層紙板和以長(zhǎng)幅材而制造或處理的其它產(chǎn)品。作為特定示例，紙張的長(zhǎng)片材可以成卷制造和收集。
[0003]在制造或處理幅材時(shí)測(cè)量材料幅材的一個(gè)或多個(gè)性質(zhì)通常是必要或合期望的。然后可以對(duì)制造或處理系統(tǒng)做出調(diào)節(jié)以確保性質(zhì)保持在期望的范圍內(nèi)。通常使用跨幅材的寬度來回移動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)掃描頭來進(jìn)行測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本公開提供了用于掃描傳感器設(shè)備的無線定位-時(shí)間同步。
[0005]在第一實(shí)施例中，一種方法包括向傳感器組件(assembly)無線傳送一個(gè)或多個(gè)消息以便同步傳感器組件的時(shí)鐘。方法還包括從傳感器組件無線接收材料幅材的特性的多個(gè)傳感器測(cè)量。方法還包括接收與傳感器測(cè)量相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳和定位數(shù)據(jù)。此外，方法包括使傳感器測(cè)量、時(shí)間戳和定位數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)。
[0006]在第二實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括被配置成生成材料幅材的特性的多個(gè)傳感器測(cè)量的傳感器組件。系統(tǒng)還包括被配置成向傳感器組件無線傳送一個(gè)或多個(gè)消息以便同步傳感器組件的時(shí)鐘并且從傳感器組件無線接收傳感器測(cè)量的裝置。所述裝置還被配置成接收與傳感器測(cè)量相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳和定位數(shù)據(jù)并且使傳感器測(cè)量、時(shí)間戳和定位數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)。
[0007]在第三實(shí)施例中，一種裝置包括被配置成向傳感器組件無線傳送一個(gè)或多個(gè)消息以便同步傳感器組件的時(shí)鐘的至少一個(gè)接口。所述至少一個(gè)接口還被配置成從傳感器組件無線接收材料幅材的特性的傳感器測(cè)量。所述至少一個(gè)接口還被配置成接收與傳感器測(cè)量相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳和定位數(shù)據(jù)。所述裝置還包括至少一個(gè)處理設(shè)備，所述至少一個(gè)處理設(shè)備被配置成使傳感器測(cè)量、時(shí)間戳和定位數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)。
[0008]從以下附圖、描述和權(quán)利要求中，其它技術(shù)特征可以對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員容易地顯而易見。
【附圖說明】
[0009 ]為了更完整地理解本公開，現(xiàn)在對(duì)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述做出參考，其中:
圖1圖示了依照本公開的示例幅材制作或幅材處理系統(tǒng)的一部分；
圖2圖示了依照本公開的圖1的系統(tǒng)中的示例掃描傳感器組件；
圖3圖示了依照本公開的圖1的系統(tǒng)中的示例掃描傳感器頭；以及圖4和5圖示了依照本公開的用于針對(duì)掃描傳感器設(shè)備的無線定位-時(shí)間同步的示例方法。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下討論的圖1至圖5和用于在本專利文獻(xiàn)中描述本發(fā)明的原理的各種實(shí)施例僅作為說明并且不應(yīng)當(dāng)以任何方式解釋成限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到本發(fā)明的原理可以以任何類型的適當(dāng)布置的設(shè)備或系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
[0011]圖1圖示了依照本公開的示例幅材制作或幅材處理系統(tǒng)100的一部分。如圖1中所示，系統(tǒng)100制造或處理連續(xù)幅材102。幅材102可以表示作為移動(dòng)的片材或其它幅材所制造或處理的任何合適的一種或多種材料。示例幅材102可以包括紙張、多層紙板、卡紙板、塑料、織物或金屬幅材。
[0012]在該示例中，使用兩對(duì)輥104a_104b和106a_106b將幅材102輸運(yùn)通過系統(tǒng)100的該部分。例如，輥對(duì)104a-104b可以從幅材制造或幅材處理系統(tǒng)的前一級(jí)拉動(dòng)幅材102。同樣，輥對(duì)106a-106b可以將幅材102饋送至幅材制造或幅材處理系統(tǒng)的后一級(jí)中。輥對(duì)104a-104b和106a-106b在稱為“機(jī)器方向”(MD)的方向上移動(dòng)幅材102。
[0013]一個(gè)或多個(gè)掃描傳感器組件108a_108b定位在輥對(duì)104a_104b和106a_106b之間。每一個(gè)掃描傳感器組件108a-108b包括能夠測(cè)量幅材102的至少一個(gè)特性的一個(gè)或多個(gè)傳感器。例如，每一個(gè)掃描傳感器組件108a-108b可以包括用于測(cè)量幅材102的濕度、紙厚度(cal iper )、各向異性、基本重量、顏色、光澤、光輝、混濁度、表面特征(諸如粗糙度、形貌或表面特征的取向分布)或者任何其它或附加特性的傳感器。每一個(gè)掃描傳感器組件108a-108b包括用于測(cè)量或檢測(cè)幅材的一個(gè)或多個(gè)特性的任何合適的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)。例如，每一個(gè)組件108a-108b可以包括裝配在跨幅材102來回移動(dòng)的掃描頭上的一個(gè)或多個(gè)傳感器。
[0014]一般地，幅材102的特性可以沿幅材102的長(zhǎng)度(在“機(jī)器方向”上)和/或跨幅材102的寬度(在“橫向”或“CD”上)變化。當(dāng)傳感器在傳感器跨幅材102移動(dòng)時(shí)捕獲到幅材102的測(cè)量并且通過無線連接發(fā)送測(cè)量時(shí)，知曉進(jìn)行每一個(gè)測(cè)量的時(shí)間和當(dāng)進(jìn)行每一個(gè)測(cè)量時(shí)傳感器的位置(諸如傳感器在橫向上的位置)通常是必要或合期望的。然而，一進(jìn)行傳感器測(cè)量就無線傳送傳感器測(cè)量對(duì)于標(biāo)識(shí)與每一個(gè)測(cè)量相關(guān)聯(lián)的測(cè)量時(shí)間和傳感器定位而言通常是不夠的。無線傳送通常不是確定性的，并且僅僅依賴于包含傳感器測(cè)量的無線傳送的接收不能恰當(dāng)?shù)貙鞲衅鳒y(cè)量與測(cè)量時(shí)間和傳感器定位相關(guān)聯(lián)。
[0015]如以下更詳細(xì)描述的，每一個(gè)掃描傳感器組件108a-108b可以與諸如從掃描傳感器組件108a-108b收集測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算設(shè)備之類的外部設(shè)備或系統(tǒng)無線通信。每一個(gè)掃描傳感器組件108a-108b還包括用于將其測(cè)量與時(shí)間戳和可選地與傳感器定位相互關(guān)聯(lián)的機(jī)制，或者外部設(shè)備或系統(tǒng)可以包括用于將傳感器測(cè)量和時(shí)間戳與傳感器定位相互關(guān)聯(lián)的機(jī)制。此外，每一個(gè)掃描傳感器組件108a-108b可以與外部設(shè)備或系統(tǒng)通信以同步該組件108a-108b 的時(shí)鐘。
[0016]以此方式，每一個(gè)掃描傳感器組件108a_108b支持無線定位-時(shí)間同步。通過掃描傳感器組件108a-108b的每一個(gè)測(cè)量與其中進(jìn)行測(cè)量的時(shí)間和橫向定位二者相關(guān)聯(lián)。這些測(cè)量可以轉(zhuǎn)換成橫向簡(jiǎn)檔，其標(biāo)識(shí)在跨幅材102的整個(gè)寬度的橫向上幅材102的特性?？绶?02的多個(gè)掃描可以導(dǎo)致多個(gè)橫向簡(jiǎn)檔的生成，所述多個(gè)橫向簡(jiǎn)檔可以被控制系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)和控制幅材制作或幅材處理系統(tǒng)100的操作。無線定位-時(shí)間同步方法在無線傳送來自幅材102的兩側(cè)上的傳感器的測(cè)量時(shí)可以是特別有用的。由掃描傳感器組件108a-108b 二者支持的無線定位-時(shí)間同步方法允許控制系統(tǒng)標(biāo)識(shí)來自幅材102的相對(duì)側(cè)的哪些測(cè)量與幅材102的共同時(shí)間和定位相關(guān)聯(lián)。
[0017]而且，定位-時(shí)間同步方法可以允許使用“無梁”掃描儀來捕獲傳感器測(cè)量。掃描傳感器常規(guī)地包括裝配在梁上的、在橫向上運(yùn)行的移動(dòng)傳感器頭，并且線纜向和自傳感器頭提供電力和數(shù)據(jù)。通過使用可以無線傳送和接收數(shù)據(jù)的傳感器頭來支持高度準(zhǔn)確的測(cè)量，消除梁的使用并且允許傳感器頭簡(jiǎn)單地靠用于向傳感器頭供給電力的線纜或軌道而行進(jìn)可以是可能的。這可以降低掃描儀的成本和安裝復(fù)雜度。當(dāng)然，這不是所要求的，并且以下描述的定位-時(shí)間同步方法也可以與靠梁行進(jìn)的傳感器頭一起使用。
[0018]盡管圖1圖示了一個(gè)示例幅材制作或幅材處理系統(tǒng)100的一部分，但是可以對(duì)圖1做出各種改變。例如，雖然在此將掃描傳感器組件108a-108b示出為使用在兩對(duì)輥之間，但是一個(gè)或多個(gè)掃描傳感器組件可以使用在幅材制作或幅材處理系統(tǒng)的任何其它或附加(多個(gè))位置中。而且，圖1圖示了其中可以使用用于掃描傳感器設(shè)備的無線定位-時(shí)間同步的一個(gè)操作環(huán)境。該功能性可以使用在任何其它類型的系統(tǒng)中。
[0019]圖2圖示了依照本公開的圖1的系統(tǒng)100中的示例掃描傳感器組件108a_108b。在以下描述中，描述掃描傳感器組件108a的結(jié)構(gòu)?？梢栽趻呙鑲鞲衅鹘M件108b中使用相同或類似的結(jié)構(gòu)。
[0020]如圖2中所示，掃描傳感器組件108a包括滑架204在其上行進(jìn)的導(dǎo)軌202。在系統(tǒng)100中，導(dǎo)軌202可以一般在跨幅材102的寬度的橫向上延伸?；?04可以沿導(dǎo)軌202來回橫移以跨幅材102來回移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)傳感器。導(dǎo)軌202—般包括傳感器組件的其它部件可以在其上移動(dòng)的任何合適結(jié)構(gòu)，諸如金屬的或其它梁。滑架204包括用于沿導(dǎo)軌移動(dòng)的任何合適結(jié)構(gòu)。
[0021]各種機(jī)制可以用于沿導(dǎo)軌202移動(dòng)滑架204或者將傳感器組件108a定位在沿導(dǎo)軌202的特定位置處。例如，滑架204可以包括沿導(dǎo)軌202移動(dòng)滑架204的小馬達(dá)206。作為另一示例，外部馬達(dá)208可以旋轉(zhuǎn)物理連接到滑架204的傳動(dòng)帶210，其中傳動(dòng)帶210沿導(dǎo)軌202移動(dòng)滑架204。可以使用用于沿導(dǎo)軌202移動(dòng)滑架204的任何其它合適機(jī)制。
[0022]掃描傳感器頭212連接到滑架204。傳感器頭212包括捕獲與幅材102相關(guān)聯(lián)的測(cè)量的至少一個(gè)傳感器214。每一個(gè)傳感器頭212包括用于承載一個(gè)或多個(gè)傳感器的任何合適結(jié)構(gòu)。每一個(gè)傳感器214包括用于捕獲與幅材的一個(gè)或多個(gè)特性相關(guān)聯(lián)的測(cè)量的任何合適結(jié)構(gòu)。傳感器214可以表示經(jīng)由與幅材的接觸進(jìn)行幅材測(cè)量的接觸傳感器或在不接觸幅材的情況下進(jìn)行幅材測(cè)量的非接觸傳感器。
[0023]可以以任何合適的方式向傳感器頭212提供電力。例如，傳感器頭212可以耦合到向傳感器頭212提供電力的一個(gè)或多個(gè)線纜。作為另一示例，滑架204可以靠用于向傳感器頭212供給電力的一個(gè)或多個(gè)線纜或軌道而行進(jìn)。傳感器頭212還可以包括內(nèi)部電源，諸如電池或用于無線接收電力的感應(yīng)線圈。傳感器頭212可以以任何其它或附加方式被供電。
[0024]在該示例中，傳感器頭212向外部控制系統(tǒng)216無線發(fā)送傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)?？刂葡到y(tǒng)216可以以任何合適的方式使用測(cè)量數(shù)據(jù)。例如，如以上所描述的，控制系統(tǒng)216可以使用測(cè)量數(shù)據(jù)和相關(guān)聯(lián)的定位-時(shí)間同步信息以生成幅材102的CD簡(jiǎn)檔?？刂葡到y(tǒng)216然后可以使用CD簡(jiǎn)檔以確定如何調(diào)節(jié)系統(tǒng)100的操作。控制系統(tǒng)216還可以使用CD簡(jiǎn)檔或測(cè)量數(shù)據(jù)以支持監(jiān)視應(yīng)用、過程歷史編者應(yīng)用或其它過程控制相關(guān)的應(yīng)用。
[0025]控制系統(tǒng)216包括任何合適的(多個(gè))結(jié)構(gòu)以用于接收傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)，諸如一個(gè)或多個(gè)計(jì)算設(shè)備。在特定實(shí)施例中，控制系統(tǒng)216包括一個(gè)或多個(gè)處理設(shè)備218，諸如一個(gè)或多個(gè)微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列或?qū)Ｓ眉呻娐?。控制系統(tǒng)216還包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器220，諸如一個(gè)或多個(gè)易失性和/或非易失性存儲(chǔ)設(shè)備，其被配置成存儲(chǔ)由(多個(gè))處理設(shè)備218使用、生成或收集的指令和數(shù)據(jù)。此外，控制系統(tǒng)216包括用于與外部設(shè)備或系統(tǒng)通信的一個(gè)或多個(gè)接口 222，諸如一個(gè)或多個(gè)有線接口(比如以太網(wǎng)接口)或者一個(gè)或多個(gè)無線接口(比如射頻收發(fā)器)?？刂葡到y(tǒng)216可以表示集中式控制系統(tǒng)或分布式控制系統(tǒng)。在特定實(shí)施例中，控制系統(tǒng)216包括測(cè)量子系統(tǒng)(MSS)，其與組件108a-108b交互以獲得和處理幅材102的測(cè)量。然后可以向控制系統(tǒng)216的其它部件提供經(jīng)處理的測(cè)量。
[0026]傳感器頭212和控制系統(tǒng)216無線通信。在圖2中，傳感器頭212包括至少一個(gè)天線224，并且控制系統(tǒng)216包括至少一個(gè)天線226。天線224-226支持傳感器頭212與控制系統(tǒng)216之間的無線信號(hào)228的交換。例如，控制系統(tǒng)216可以傳送指示傳感器頭212捕獲幅材102的測(cè)量的命令，并且傳感器頭212可以向控制系統(tǒng)216傳送測(cè)量和相關(guān)聯(lián)的同步數(shù)據(jù)。傳感器頭212還可以向控制系統(tǒng)216傳送其它數(shù)據(jù)，諸如診斷數(shù)據(jù)。每一個(gè)天線224-226包括用于傳送諸如射頻信號(hào)之類的無線信號(hào)的任何合適結(jié)構(gòu)。
[0027]如以上所指出的，各種機(jī)制可以用于沿導(dǎo)軌202移動(dòng)滑架204或?qū)鞲衅黝^212定位在沿導(dǎo)軌202的特定位置處，諸如滑架204中的馬達(dá)206或外部馬達(dá)208和傳動(dòng)帶210。在一些實(shí)施例中，傳感器組件108a可以追蹤其自己的位置(相對(duì)于幅材102或其它參照)。例如，掃描傳感器組件108a可以包括轉(zhuǎn)速計(jì)230或其它機(jī)制以測(cè)量馬達(dá)206的旋轉(zhuǎn)速度，其可以允許傳感器組件108a標(biāo)識(shí)組件108a從已知定位行進(jìn)的距離。作為另一示例，傳感器組件108a可以包括用于控制馬達(dá)206的馬達(dá)控制器，并且來自馬達(dá)控制器的輸出可以用于估計(jì)傳感器組件108a的定位。掃描傳感器組件108a還可以使用被編碼在導(dǎo)軌202上的標(biāo)記以標(biāo)識(shí)其當(dāng)前位置。掃描傳感器組件108a可以使用任何其它合適的技術(shù)以標(biāo)識(shí)其位置。可以將傳感器測(cè)量和由傳感器組件108a標(biāo)識(shí)的定位數(shù)據(jù)二者加時(shí)間戳并且輸出到控制系統(tǒng)216。
[0028]可替換地，掃描傳感器組件108a可以不追蹤其位置。而是，傳感器組件108a可以操作成僅輸出加時(shí)間戳的測(cè)量數(shù)據(jù)，并且外部設(shè)備或系統(tǒng)可以用于在測(cè)量期間標(biāo)識(shí)傳感器頭212的定位。例如，馬達(dá)208可以包括轉(zhuǎn)速計(jì)232或其它機(jī)制或者與其相關(guān)聯(lián)，從而測(cè)量組件108a行進(jìn)的距離并且輸出加時(shí)間戳的定位數(shù)據(jù)。來自傳感器組件108a的加時(shí)間戳的測(cè)量數(shù)據(jù)和加時(shí)間戳的定位數(shù)據(jù)可以由控制系統(tǒng)216收集和使之相互關(guān)聯(lián)。一般地，在傳感器組件108a內(nèi)或在傳感器組件108a外部可以使用任何合適的機(jī)制以標(biāo)識(shí)與傳感器組件相關(guān)聯(lián)的定位。
[0029]在一些實(shí)施例中，掃描傳感器組件108a可以與控制系統(tǒng)216結(jié)合地操作如下。傳感器頭212包括將傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。對(duì)于每一個(gè)傳感器測(cè)量，傳感器頭212將對(duì)應(yīng)數(shù)字值與來自傳感器頭212中的本地時(shí)鐘的高分辨率時(shí)間戳配對(duì)。如果定位數(shù)據(jù)在傳感器頭212處可得到，則傳感器頭212還將數(shù)字值與傳感器頭212的所標(biāo)識(shí)的定位進(jìn)行配對(duì)，并且該信息的全部被傳送至控制系統(tǒng)216。如果定位數(shù)據(jù)在傳感器頭212處不可得至IJ，則測(cè)量數(shù)據(jù)和時(shí)間戳被傳送至控制系統(tǒng)216，所述控制系統(tǒng)216從另一源接收定位數(shù)據(jù)并且將定位數(shù)據(jù)與測(cè)量數(shù)據(jù)和時(shí)間戳進(jìn)行配對(duì)。
[0030]周期性地或在其它時(shí)間處，傳感器頭212和控制系統(tǒng)216交換消息(諸如由IEEE1588協(xié)議定義的消息)以更新傳感器頭212中的本地時(shí)鐘的時(shí)間。這使傳感器頭212與控制系統(tǒng)216同步，其允許控制系統(tǒng)216將通過傳感器頭212的測(cè)量與關(guān)于幅材102的其它信息在時(shí)間上準(zhǔn)確地相互關(guān)聯(lián)。除其它之外，控制系統(tǒng)216可以基于從操作于幅材102的相對(duì)側(cè)上的傳感器頭212獲得的測(cè)量而準(zhǔn)確地生成幅材102的橫向簡(jiǎn)檔。
[0031]盡管圖2圖示了圖1的系統(tǒng)100中的掃描傳感器組件108a_108b的一個(gè)示例，但是可以對(duì)圖2做出各種改變。例如，雖然在此示出兩個(gè)掃描傳感器組件108a-108b，但是可以使用單個(gè)掃描傳感器組件或多于兩個(gè)掃描傳感器組件。而且，每一個(gè)掃描傳感器組件108a_108b中的各種部件可以組合、進(jìn)一步細(xì)分或省略并且可以根據(jù)特定需要而添加附加部件。此外，具有連接到分離的傳感器頭212的滑架204的每一個(gè)組件的形式僅僅用于說明。傳感器頭212可以以任何合適的方式合并滑架204。
[0032]圖3圖示了依照本公開的圖1的系統(tǒng)100中的示例掃描傳感器頭212。如圖3中所示，傳感器頭212包括可移動(dòng)底架302，其表示被配置成包封、包含或以其它方式支撐傳感器頭212的其它部件的外殼或其它結(jié)構(gòu)。底架302可以由任何合適的(多種)材料(諸如金屬)并且以任何合適的方式形成。
[0033]傳感器頭212還包括電力供給/接收器304，其向傳感器頭212提供操作電力。例如，電力供給/接收器304可以從外部源接收AC或DC電力，并且電力供給/接收器304可以將傳入的電力轉(zhuǎn)換成適合用于使用在傳感器頭212中的形式。電力供給/接收器304包括用于向傳感器頭212提供操作電力的任何合適的(多個(gè))結(jié)構(gòu)，諸如AC/DC或DC/DC電力轉(zhuǎn)換器。電力供給/接收器304還可以包括電池、電容器或其它電力存儲(chǔ)設(shè)備。
[0034]控制器306控制傳感器頭212的總體操作。例如，控制器306可以從一個(gè)或多個(gè)傳感器214接收測(cè)量并且將傳感器測(cè)量與時(shí)間戳相互關(guān)聯(lián)。控制器306還可以將傳感器測(cè)量與位置信息(如果可得到的話)相互關(guān)聯(lián)。控制器306還可以控制該數(shù)據(jù)到控制系統(tǒng)216或(多個(gè))其它目的地的傳送。控制器306包括任何合適的(多個(gè))處理或控制設(shè)備，諸如一個(gè)或多個(gè)微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列或?qū)Ｓ眉呻娐?。注意到，控制?06還可以實(shí)現(xiàn)為多個(gè)設(shè)備。
[0035]馬達(dá)控制器308可以用于控制馬達(dá)206的操作。例如，馬達(dá)控制器308可以生成和輸出脈沖寬度調(diào)制(PWM)或其它控制信號(hào)以用于調(diào)節(jié)馬達(dá)206的方向和速度。方向和速度可以基于來自控制器306的輸入來被控制。馬達(dá)控制器308包括用于控制馬達(dá)的操作的任何合適結(jié)構(gòu)。然而，如以上所描述的，馬達(dá)控制器308的使用是可選的，因?yàn)閭鞲衅黝^212可以以其它方式移動(dòng)。
[0036]無線收發(fā)器310耦合到(多個(gè))天線224。無線收發(fā)器310促進(jìn)數(shù)據(jù)的無線傳送和接收，諸如通過向控制系統(tǒng)216傳送傳感器測(cè)量和相關(guān)數(shù)據(jù)并且從控制系統(tǒng)216接收命令。無線收發(fā)器310包括用于生成用于無線傳送的信號(hào)和/或用于處理無線接收的信號(hào)的任何合適結(jié)構(gòu)。在特定實(shí)施例中，無線收發(fā)器310表示射頻(RF)收發(fā)器。注意到，收發(fā)器310可以使用傳送器和分離的接收器來實(shí)現(xiàn)。
[0037]定位傳感器312可以可選地用于標(biāo)識(shí)傳感器頭212的定位。例如，定位傳感器312可以從轉(zhuǎn)速計(jì)230接收限定馬達(dá)206的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的數(shù)據(jù)。定位傳感器312還可以從馬達(dá)控制器308接收限定馬達(dá)206如何被驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)。使用該數(shù)據(jù)或者其它或附加數(shù)據(jù)，定位傳感器312可以標(biāo)識(shí)傳感器頭的當(dāng)前定位。當(dāng)前定位可以以任何合適的形式被標(biāo)識(shí)，諸如絕對(duì)位置或距最后已知位置的距離。定位傳感器312可以使用任何其它合適的技術(shù)以用于標(biāo)識(shí)傳感器頭212的定位。定位傳感器312包括用于標(biāo)識(shí)傳感器頭的位置的任何合適結(jié)構(gòu)。然而，如以上所描述的，定位傳感器312的使用是可選的，因?yàn)閭鞲衅黝^212的定位可以以其它方式確定，包括通過傳感器組件108a外部的部件。
[0038]在一些實(shí)施例中，傳感器頭212如下操作。一個(gè)或多個(gè)傳感器214測(cè)量幅材102的至少一個(gè)特性?？刂破?06耦合到(多個(gè))傳感器214并且控制其操作?？刂破?06從無線傳送器310接收信號(hào)并且向其發(fā)送信號(hào)，所述無線傳送器310經(jīng)由天線224接收和傳送無線信號(hào)?？刂破?06可以接收命令和配置消息并且作為響應(yīng)，配置和操作(多個(gè))傳感器214?？刂破?06還從(多個(gè))傳感器214接收傳感器測(cè)量并且可選地從定位傳感器312接收定位數(shù)據(jù)。控制器306將傳感器測(cè)量與(i)標(biāo)識(shí)何時(shí)發(fā)生傳感器測(cè)量的時(shí)間戳以及(ii)可選的標(biāo)識(shí)在哪里發(fā)生傳感器測(cè)量的定位數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)?？刂破?06然后經(jīng)由無線收發(fā)器310向控制系統(tǒng)216或(多個(gè))其它目的地傳送該信息。
[0039]在控制系統(tǒng)216處，一個(gè)或多個(gè)處理設(shè)備218可以從傳感器頭212接收傳感器測(cè)量、時(shí)間戳和可選地定位數(shù)據(jù)。如果定位數(shù)據(jù)不可從傳感器頭212得到，則控制系統(tǒng)216可以從(多個(gè))其它源接收定位數(shù)據(jù)。例如，控制系統(tǒng)216可以從轉(zhuǎn)速計(jì)232或控制馬達(dá)208的系統(tǒng)接收加時(shí)間戳的定位數(shù)據(jù)。控制系統(tǒng)216可以使用時(shí)間戳來將傳感器測(cè)量與位置數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，并且控制系統(tǒng)216可以使用來自幅材102的一側(cè)或多側(cè)的傳感器測(cè)量來生成幅材102的高度準(zhǔn)確的CD簡(jiǎn)檔。
[0040]周期性地或在其它時(shí)間處，控制器306與控制系統(tǒng)216通信以同步由控制器306所使用的時(shí)鐘與控制系統(tǒng)216。一個(gè)示例同步技術(shù)涉及IEEE 1588同步消息的交換，盡管可以使用任何其它合適的同步技術(shù)。如果位置數(shù)據(jù)來自除傳感器頭212以外的源，則控制系統(tǒng)216還可以與位置數(shù)據(jù)的源同步。
[0041 ]盡管圖3圖示了圖1的系統(tǒng)100中的掃描傳感器頭212的一個(gè)示例，但是可以對(duì)圖3做出各種改變。例如，圖3中的各種部件可以組合，進(jìn)一步細(xì)分或省略并且可以根據(jù)特定需要而添加附加的部件。
[0042]圖4和5圖示了依照本公開的用于針對(duì)掃描傳感器設(shè)備的無線定位-時(shí)間同步的示例方法。特別地，圖4圖示了在傳感器組件108a處執(zhí)行的示例方法400，并且圖5圖示了在控制系統(tǒng)216處執(zhí)行的示例方法500。當(dāng)然，任一方法可以由任何其它合適的(多個(gè))設(shè)備或(多個(gè))系統(tǒng)執(zhí)行。
[0043]如圖4中所示，在步驟402處傳感器頭在時(shí)間上與外部系統(tǒng)同步。這可以包括例如，傳感器頭212中的控制器306向或自控制系統(tǒng)216傳送或接收消息(諸如IEEE 1588消息)以將控制器306的內(nèi)部時(shí)鐘與控制系統(tǒng)216同步。
[0044]在步驟404處，傳感器頭跨幅材來回移動(dòng)。這可以包括例如，使用滑架204中的馬達(dá)206以跨幅材102的表面來回移動(dòng)傳感器頭212。在步驟406處，捕獲幅材的傳感器測(cè)量。這可以包括例如，傳感器頭212中的一個(gè)或多個(gè)傳感器214測(cè)量幅材102的一個(gè)或多個(gè)特性。
[0045]可選地，在步驟408處，在傳感器頭跨幅材來回移動(dòng)時(shí)監(jiān)視傳感器頭的定位。這可以包括例如，定位傳感器312使用任何合適的機(jī)制以標(biāo)識(shí)傳感器頭212的位置。在特定實(shí)施例中，這可以包括定位傳感器312使用來自轉(zhuǎn)速計(jì)230的數(shù)據(jù)以監(jiān)視馬達(dá)206從最后已知的位置行進(jìn)的距離。
[0046]在步驟410處，時(shí)間戳與每一個(gè)傳感器測(cè)量相關(guān)聯(lián)，并且在步驟412處可選地，每一個(gè)時(shí)間戳或傳感器測(cè)量與定位相關(guān)聯(lián)。這可以包括例如，控制器306將每一個(gè)傳感器測(cè)量與標(biāo)識(shí)何時(shí)發(fā)生傳感器測(cè)量的時(shí)間戳相關(guān)聯(lián)。這還可以包括控制器306將每一個(gè)傳感器測(cè)量與標(biāo)識(shí)在哪里發(fā)生傳感器測(cè)量的定位相關(guān)聯(lián)(如果這樣的定位數(shù)據(jù)可得到的話)。
[0047]在步驟414處向外部系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)。這可以包括例如，控制器306向無線收發(fā)器310發(fā)送傳感器測(cè)量和相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)以用于傳送至控制系統(tǒng)216。
[0048]如圖5中所示，在步驟502處在外部系統(tǒng)處接收傳感器測(cè)量，并且在步驟504處在外部系統(tǒng)處接收相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。這可以包括例如，控制系統(tǒng)216從一個(gè)或多個(gè)傳感器組件108a-108b接收傳感器測(cè)量。這還可以包括控制系統(tǒng)216從一個(gè)或多個(gè)傳感器組件108a-108b接收針對(duì)傳感器測(cè)量的時(shí)間戳。這還可以包括控制系統(tǒng)216從一個(gè)或多個(gè)傳感器組件108a-108b接收定位數(shù)據(jù)或者從另一源接收定位數(shù)據(jù)和時(shí)間戳。注意到，可以同時(shí)接收諸如傳感器測(cè)量和時(shí)間戳之類的多個(gè)類型的數(shù)據(jù)，諸如在相同數(shù)據(jù)消息中。
[0049]在步驟506處將所接收的傳感器測(cè)量與時(shí)間戳和定位相互關(guān)聯(lián)。這可以包括例如，控制系統(tǒng)216標(biāo)識(shí)與相同定位和時(shí)間相關(guān)聯(lián)的來自多個(gè)傳感器組件108a-108b的傳感器測(cè)量。這還可以包括控制系統(tǒng)216標(biāo)識(shí)由一個(gè)或多個(gè)傳感器組件108a-108b在所述一個(gè)或多個(gè)傳感器組件108a-108b跨幅材102移動(dòng)時(shí)所進(jìn)行的一系列傳感器測(cè)量。在步驟508處，經(jīng)相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)用于生成幅材的簡(jiǎn)檔。這可以包括例如，控制系統(tǒng)216使用所述數(shù)據(jù)來構(gòu)造幅材102的CD簡(jiǎn)檔。然而，可以以任何合適的方式來使用數(shù)據(jù)。其它示例性使用包括任何其它監(jiān)視、過程歷史編者或(多個(gè))其它過程控制相關(guān)的應(yīng)用。
[0050]盡管圖4和5圖示了用于針對(duì)掃描傳感器設(shè)備的無線定位-時(shí)間同步的方法的示例，但是可以對(duì)圖4和5做出各種改變。例如，雖然在每一幅圖中示出為一系列步驟，但是圖4和5中的各個(gè)步驟可以重疊、并行發(fā)生、以不同次序發(fā)生或者發(fā)生任何次數(shù)。作為特定示例，步驟402可以以指定的間隔發(fā)生，并且步驟404-414可以在傳感器頭212的操作期間全部重疊在傳感器頭212處。而且，方法400可以由掃描相同幅材102的、諸如在幅材102的不同側(cè)上的多個(gè)傳感器頭212分別執(zhí)行。以此方式，控制系統(tǒng)216可以接收來自多個(gè)傳感器頭212的傳感器測(cè)量并且使之相互關(guān)聯(lián)，將在相同的時(shí)間以及相對(duì)于幅材102的定位處進(jìn)行的、在幅材102的相對(duì)側(cè)上的傳感器測(cè)量相關(guān)聯(lián)。
[0051]在一些實(shí)施例中，以上描述的各種功能通過由計(jì)算機(jī)可讀程序代碼形成并且體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)或支持。短語“計(jì)算機(jī)可讀程序代碼”包括任何類型的計(jì)算機(jī)代碼，包括源代碼、目標(biāo)代碼和可執(zhí)行代碼。短語“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”包括能夠由計(jì)算機(jī)訪問的任何類型的介質(zhì)，諸如只讀存儲(chǔ)器(R0M)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤(CD)、數(shù)字視頻盤(DVD)或任何其它類型的存儲(chǔ)器?！胺菚簳r(shí)性”計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)排除輸運(yùn)暫時(shí)性電學(xué)或其它信號(hào)的有線、無線、光學(xué)或其它通信鏈路。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括數(shù)據(jù)可以永久存儲(chǔ)在其中的介質(zhì)和其中數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)并且稍后被蓋寫的介質(zhì)，諸如可重寫光盤或可擦除的存儲(chǔ)器設(shè)備。
[0052]闡明遍及本專利文獻(xiàn)所使用的某些詞語和短語的定義可能是有利的。術(shù)語“應(yīng)用”和“程序”是指被適配用于實(shí)現(xiàn)在合適的計(jì)算機(jī)代碼(包括源代碼、目標(biāo)代碼或可執(zhí)行代碼)中的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序、軟件組件、指令集、過程、功能、對(duì)象、類、實(shí)例、相關(guān)數(shù)據(jù)或其一部分。術(shù)語“傳送”和“接收”以及其派生詞涵蓋直接和間接通信二者。術(shù)語“包括”和“包含”以及其派生詞意指沒有限制的包括。術(shù)語“或者”是可兼的，意指和/或。短語“與……相關(guān)聯(lián)”以及其派生詞可以意指包括、被包括在其內(nèi)、與其互連、包含、被包含在其內(nèi)、連接到或與其連接、耦合到或與其耦合、與其可通信、與其協(xié)作、交錯(cuò)、并置、接近于、結(jié)合到或與其結(jié)合、具有、具有其性質(zhì)、具有對(duì)于其或與其的關(guān)系，等等。短語“至少一個(gè)”當(dāng)與項(xiàng)目列表一起使用時(shí)，意指可以使用所列出的項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)的不同組合，并且可能僅需要列表中的一個(gè)項(xiàng)目。例如，“A、8和(:中的至少一個(gè)”包括以下組合中的任一個(gè):A，B，C，A和B，六和(:，B和C以及A和B和C。
[0053]雖然本公開已經(jīng)描述了某些實(shí)施例和一般相關(guān)聯(lián)的方法，但是這些實(shí)施例和方法的更改和置換對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，示例實(shí)施例的以上描述不限定或約束本公開。其它改變、替換和更改也是可能的而不脫離如隨附權(quán)利要求所限定的本公開的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種方法，包括: 向傳感器組件(108a，108b)無線傳送一個(gè)或多個(gè)消息以便同步傳感器組件的時(shí)鐘； 從傳感器組件無線接收(502)材料幅材(102)的特性的多個(gè)傳感器測(cè)量； 接收(504)與傳感器測(cè)量相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳和定位數(shù)據(jù)；以及 使傳感器測(cè)量、時(shí)間戳和定位數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)(506)。2.權(quán)利要求1的方法，其中將來自傳感器組件的傳感器測(cè)量加時(shí)間戳。3.權(quán)利要求2的方法，其中定位數(shù)據(jù)包括加時(shí)間戳的定位數(shù)據(jù)。4.權(quán)利要求3的方法，其中加時(shí)間戳的定位數(shù)據(jù)從除傳感器組件以外的源接收。5.權(quán)利要求1的方法，還包括: 使用傳感器測(cè)量、時(shí)間戳和定位而生成(508)材料幅材的橫向簡(jiǎn)檔。6.權(quán)利要求5的方法，還包括: 基于橫向簡(jiǎn)檔來調(diào)節(jié)幅材制作或幅材處理系統(tǒng)(100)的操作。7.一種系統(tǒng)，包括: 被配置成生成材料幅材(102)的特性的多個(gè)傳感器測(cè)量的傳感器組件(108a，108b);以及 裝置(216)，其被配置成: 向傳感器組件無線傳送一個(gè)或多個(gè)消息以便同步傳感器組件的時(shí)鐘； 從傳感器組件無線接收傳感器測(cè)量； 接收與傳感器測(cè)量相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳和定位數(shù)據(jù)；以及 使傳感器測(cè)量、時(shí)間戳和定位數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)。8.權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中傳感器組件被配置成生成加時(shí)間戳的傳感器測(cè)量。9.權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中傳感器組件被配置成生成加時(shí)間戳的定位數(shù)據(jù)。10.權(quán)利要求7的系統(tǒng)，還包括: 被配置成移動(dòng)傳感器組件的馬達(dá)(206，208); 其中定位數(shù)據(jù)是基于馬達(dá)的操作。11.權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中所述裝置還被配置成使用傳感器測(cè)量、時(shí)間戳和定位而生成材料幅材的橫向簡(jiǎn)檔。12.權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中傳感器組件包括: 被配置成測(cè)量材料幅材的特性并且生成傳感器測(cè)量的至少一個(gè)傳感器(214); 被配置成將時(shí)間戳與每一個(gè)傳感器測(cè)量相關(guān)聯(lián)的控制器(306);以及 被配置成無線傳送傳感器測(cè)量和相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳的收發(fā)器(310)。13.權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中傳感器組件還包括被配置成在每一個(gè)傳感器測(cè)量期間標(biāo)識(shí)傳感器組件的定位的定位傳感器(312)。14.一種裝置，包括: 至少一個(gè)接口(222)，其被配置成: 向傳感器組件(108a，108b)無線傳送一個(gè)或多個(gè)消息以便同步傳感器組件的時(shí)鐘； 從傳感器組件無線接收材料幅材的特性的傳感器測(cè)量;并且 接收與傳感器測(cè)量相關(guān)聯(lián)的時(shí)間戳和定位數(shù)據(jù)；以及 至少一個(gè)處理設(shè)備(218)，其被配置成使傳感器測(cè)量、時(shí)間戳和定位數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)。15.權(quán)利要求14的裝置，其中所述至少一個(gè)處理設(shè)備被配置成使用傳感器測(cè)量、時(shí)間戳和定位而生成材料幅材的橫向簡(jiǎn)檔。
【文檔編號(hào)】B65H43/00GK105899914SQ201480041641
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年5月12日
【發(fā)明人】G.霍夫曼, S.薩洛爾
【申請(qǐng)人】霍尼韋爾有限公司