HX-DLS300毫米波成像雷达仓储技术方案

产品速览

表1 产品速览：关键指标与扫描仪外观示意

1  方案概述

在工业智能化与无人化生产加速落地的背景下，煤炭、水泥、砂石、粮储等场景对料仓、堆棚、筒仓的实时盘点提出了更高要求：既要穿透粉尘与水雾稳定成像，又要输出可用的体积、重量与轮廓数据，并与生产管理系统无缝对接。

HX-DLS300 毫米波成像雷达以 140 GHz 高精度测距为核心，配合二维云台完成多维度扫描，输出密集料面点云，经边缘计算与上位软件融合处理后，实现三维可视化、体积/重量估算、下料口与库房平均高度监控等能力。系统不受雨水、灰尘、光照等恶劣环境显著影响，适合粮仓、水泥、砂石、煤炭等大宗物料场景的体积检测、重量评估与轮廓扫描。

本方案在保留我方产品核心指标与软件能力的基础上，吸收行业同类扫描成像雷达在安装覆盖、多雷达拼接、边缘智能终端、ROI/体积管理与 WEB 运维等方面的成熟做法，形成“雷达感知—边缘计算—平台呈现”的成套交付方案。

2  工作原理

系统基于调频连续波（FMCW）测距原理。云台完成水平与俯仰旋转，带动雷达传感器多维度覆盖料面；雷达运行至预定角度时发射微波，经物料表面反射后被天线接收，再步进至下一角度，完成一个检测周期。

结合角度信息、对应物位测量值与设备安装位置，经图像处理、数据融合与三维点云转换，建立空间坐标系并生成可视化点云；据此计算体积、质量、料位等参数，并可进一步对接边缘算法完成去噪、补盲、栅格化与多雷达拼接。

3  核心优势

• 三维扫描、点云密集，支持目标高精度成像与曲面重建。

• 天线波束聚焦（约 1.6°），测量更精准，适合远距离与复杂料面。

• 最远成像半径 50 m，近端盲区约 0.5 m，可快速形成点云并输出。

• 物位测量精度可达 ±2 mm；三维体积建模精度可达 ±2%FS（安装位置与数量合适时）。

• 设备轻量化（约 3.5 kg）、低功耗（约 10 W），24 VDC 供电，部署改造成本低。

• 支持网络配置调试；通讯覆盖光纤、4G/5G、以太网，信号输出支持 TCP/IP、MODBUS（可定制）。

• 环境适应性强：检测性能不受光照、粉尘、温度等外界环境显著干扰，全天候可用。

• 边缘计算盒最高可融合 8 台雷达，上位机 / WEB 支持多料仓采集、存储、3D 呈现与报表。

3.1  相对行业同类方案的差异化

对照行业常见扫描成像雷达（二维 360° 扫描、成像半径约 50 m、测距精度约厘米级、体积误差约 5%、功耗约数十瓦、重量约 8–20 kg 量级）以及“雷达＋边缘智能终端＋WEB”成套架构，本方案重点强化以下能力：

• 更高频段（140 GHz）与更窄波束，提升物位分辨率与成像细节。

• 物位精度由厘米级提升至毫米级，体积精度目标 ±2%FS，更适合计量与盘点考核场景。

• 整机更轻、功耗更低，便于吊装与配电改造；通讯链路可扩展至 4G/5G 与光纤。

• 边缘侧标定与算法增强复杂料面精度，并与上位平台形成闭环运维（扫描计划、历史曲线、告警）。

4  产品外观与安装形态

设备采用吊装方式部署于料面上方，可适配大号不锈钢鸭嘴等支架；现场库房较大或存在峰谷遮挡时，可按覆盖半径布置多台雷达并在边缘/平台侧完成拼接补盲。以下为产品外观示意（来自原规格资料）。

图 4-1  扫描仪安装外观示意

图 4-2  扫描仪机械结构示意图

外形尺寸约：直径 260 mm × 高度 290 mm。安装高度与有效扫描半径相关；料堆不规则、多峰谷遮挡时，建议多视角部署并融合，以保证全覆盖与体积精度。

5  技术参数

表 5-1  HX-DLS300 主要技术指标

备注：① 在安装位置及安装数量合适时，三维体积建模精度以满仓容为基准，可达到上表标注精度；② 客户对体积测量精度有要求时，建议严格按照厂家推荐的安装位置与数量进行安装检测。

6  成套系统架构

测量系统由毫米波成像雷达、边缘计算盒与上位机 / WEB 软件构成，形成感知—计算—呈现闭环。

6.1  配置组成

• 扫描仪：负责 FMCW 测距与二维扫描成像，输出点云/测距数据。

• 边缘计算盒：支持雷达标定，加载算法提升复杂料面测量精度，最高可融合 8 台雷达；可定时触发扫描、点云拼接/填充/去噪/栅格化，输出体积与三维建模结果。

• 上位机软件 / WEB 平台：多料仓数据采集与存储、3D 呈现、下料口与平均高度监控、长期数据与报表、扫描计划与告警。

6.2  边缘与平台能力（方案能力清单）

• 多库房体积扫描与历史结果查询/导出。

• 在扫描结果上划分测量区域，结合密度计算体积与质量。

• 整体堆料高度预警；支持对接报警输出（可按项目扩展）。

• 料仓模型管理（立方体/圆柱/圆台/圆锥等）与雷达—模型绑定。

• 输出最低/平均/最大高度、体积、重量、体积百分比与高度百分比等指标。

7  毫米波与激光雷达对比

在抗粉尘与水雾方面，毫米波波长更长，可更有效穿透微小颗粒散射环境，工业粉尘场景下工作更稳定；激光波长更短、光束更窄，分辨率与指向性通常更优，但对粉尘/水汽更敏感。因此在煤炭、水泥、砂石、粮储等粉尘工况，毫米波成像雷达更具工程可用性。

图 7-1  毫米波与激光关键对比

8  上位软件与 WEB 系统

8.1  边缘侧扫描控制

边缘侧提供扫描参数、算法参数、串口/网络配置与一键启停。可设置扫描时长、水平/俯仰速度、网格尺寸、物料密度、距离门限等，实时给出体积、重量、等效高度与有效点数，并支持 Modbus 等工业协议上报。

图 8-1  雷达扫描控制主界面

图 8-2  点云展示界面

8.2  数量监测大屏与综合管理平台

WEB 平台面向多仓统一运维：大屏展示库存总量与变化趋势，检测控制页按仓展示在线状态、库存体积/重量/粮高，并支持控制扫描、消除报警；仓房信息页可维护仓型、保管员、设备 IP，并进行雷达配置与参数下发。

图 8-3  数量监测系统大屏

图 8-4  综合管理平台·检测控制

图 8-5  综合管理平台·仓房信息

图 8-6  历史数据与三维成像结果

图 8-7  历史数据列表与报表导出

图 8-8  筒仓检测结果与仓容示意

图 8-9  三维料面成像与趋势分析

9  典型应用案例

以下三个案例来自港口粮储、电厂燃煤与饲料加工等典型工况，覆盖超高筒仓与中低矮煤仓，体现毫米波成像雷达在粉尘、高仓、不规则料面条件下的盘点与计量能力。

9.1  案例1：青岛港——35 米高粮食筒仓

应用场景：港口粮食筒仓储量监测（仓高约 35 m）

建设目标：对高筒仓粮面进行三维扫描成像，自动输出体积、重量与等效粮高，支撑港口粮储数量管理与调度。

现场概况

项目地点为青岛港粮食储运现场。被测对象为高度约 35 m 的大型粮食筒仓，仓容大、料面落差明显，人工盘库难度高、周期长，且筒仓内粉尘与光照条件不利于光学类传感器长期稳定工作。

系统部署

在筒仓顶部按覆盖半径吊装毫米波成像雷达，配套边缘计算盒完成标定与点云处理，并通过网络接入数量监测 / 综合管理平台。针对 35 m 仓高，按厂家推荐安装高度与有效扫描半径关系配置扫描角度与周期，必要时采用多视角补盲以保证全覆盖。

运行效果

系统可按计划自动完成盘库扫描，生成粮面三维点云与曲面模型，输出体积、重量及最低 / 平均 / 最大高度等指标，并支持历史曲线与报表导出。相对传统人工抽测，盘点时效显著提升，数据可追溯。

图 9-1  港口毫米波系统展示图1

图 9-2  港口毫米波系统展示图2

项目收益

实现高筒仓常态化自动盘点，降低登高与人工计量风险；为港口库存调度、出入库核验提供连续可信数据，提升粮储数字化管理水平。

9.2  案例2：宿迁饲料厂——小麦 / 玉米 28 米高筒仓

应用场景：饲料厂小麦、玉米原料筒仓储量监测（仓高约 28 m）

建设目标：对多品种原料筒仓实现自动盘库，输出体积、重量，支撑配方生产与采购补库决策。

现场概况

项目地点为宿迁饲料厂。被测对象为高度约 28 m 的原料筒仓，主要储存小麦、玉米等颗粒物料。多仓并行、进出料频繁，需要按仓掌握实时库存与历史变化，以便生产排程与原料采购。

系统部署

各筒仓顶部部署毫米波成像雷达，统一接入边缘计算与 WEB 综合管理平台；按仓配置密度、仓容与扫描周期，支持多仓在线状态展示、定时盘库、历史数据查询与报表导出。可按品种区分仓号，实现小麦 / 玉米分类计量。

图 9-3  饲料厂毫米波系统展示图

运行效果

平台按仓展示库存体积、重量与等效高度，支持三维料面查看与历史趋势分析。盘库由自动任务驱动，减少人工登高抽测，库存数据可直接服务生产与采购环节。

项目收益

实现原料仓数字化盘点与多仓统一监管，提升库存透明度；缩短盘库周期，降低人工成本，为配方生产连续供料与精准补库提供数据支撑。

9.3  案例3：鄂尔多斯煤矿——末煤 20 米高筒仓

应用场景：煤矿末煤筒仓储量监测与进料过程料流观测（仓高约 20 m）

建设目标：在进料工况下对末煤料面与料流形态进行三维扫描成像，输出体积、重量与高度指标；并通过点云过滤抑制进料扰动噪声，提升动态盘点可用性。

现场概况

项目地点为鄂尔多斯煤矿。被测对象为高度约 20 m 的末煤筒仓，物料粒度细、粉尘大，进出料频繁。进料时料流集中下落，料面局部隆起、塌陷与扬尘并存，传统单点料位难以反映真实库存，也难以观察料流形态；若对动态点云不加过滤，易将料柱、飞溅与粉尘散射误计为有效料面。

系统部署

在筒仓顶部吊装毫米波成像雷达，配套边缘计算完成扫描触发、点云处理与结果上报。针对进料测试场景，配置进料时段扫描计划：进料过程中提高采样频次，用于捕捉料流落点、扩散范围与料面演化；算法侧启用距离门限、强度门限、高度带通及瞬态点剔除等过滤策略，区分“稳定料面”与“进料料流/粉尘扰动”，再进行体积换算与趋势输出。

运行效果

进料测试中可同步观察料流形态（落料柱位置、堆积锥演化、偏析与塌落）与过滤前后点云差异：过滤前可见料流与扬尘带来的异常高点；过滤后保留有效料面，体积与等效高度更平稳。系统输出最低 / 平均 / 最大高度、体积与重量，并支持进料前后对比与历史曲线，便于评估过滤参数与盘点策略。

图 9-4  煤矿毫米波系统WEB展示图

图 9-5  煤矿毫米波系统料面点云图

图 9-6  煤矿毫米波系统扫描原始点位图（可见料流）

项目收益

在粉尘与进料扰动工况下仍能给出可用库存数据；通过料流形态观测与点云过滤，减少动态误计，支撑煤矿末煤仓进料管控、库存核算与低/高料位预警，为生产调度提供更接近现场的三维计量依据。

10  交付内容与实施建议

• 硬件：HX-DLS300 扫描仪、安装支架/吊具、边缘计算盒（按点位数配置）、必要线缆与配电附件。

• 软件：边缘扫描控制软件、上位机 / WEB 综合管理平台（含大屏、检测控制、仓房与权限管理等模块）。

• 服务：现场勘察与安装方案、标定与融合调试、操作培训、质保与远程技术支持。

• 实施建议：优先按厂家推荐安装高度—覆盖半径关系布点；不规则料堆采用多雷达补盲；上线前完成密度、无效体积、ROI/模型标定。

11  结语

HX-DLS300 方案以毫米波成像雷达为感知底座，以边缘智能与 WEB 平台为业务出口，已在青岛港高筒仓粮储、理文电厂测煤仓、宿迁饲料厂小麦 / 玉米筒仓等场景落地验证。欢迎结合贵司现场条件，形成可评审、可招标、可复用的正式技术方案。

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