[發(fā)明專利]用于機(jī)器人避障的超聲波測距傳感器系統(tǒng)及其控制方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710228659.6 | 申請日： | 2017-04-10 |
| 公開（公告）號： | CN107024695A | 公開（公告）日： | 2017-08-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王景川;曹金龍;馬葉;柳澤宇 | 申請（專利權(quán)）人： | 江蘇東方金鈺智能機(jī)器人有限公司 |
| 主分類號： | G01S15/93 | 分類號： | G01S15/93;G01S7/537 |
| 代理公司： | 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司32200 | 代理人： | 錢麗 |
| 地址： | 221300 江蘇省徐州市*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 機(jī)器人 超聲波 測距 傳感器 系統(tǒng) 及其 控制 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)屬于機(jī)器人避障領(lǐng)域，涉及一種用于機(jī)器人避障的超聲波測距傳感器系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)
目前，超聲波測距傳感器在精確環(huán)境探測中應(yīng)用并不十分廣泛，究其原因，超聲波具有易發(fā)生折射反射、相互干擾強(qiáng)、噪聲大等特點。但是，相對于其他精確的測距傳感器，超聲波測距傳感器也有很多優(yōu)點，比如成本低，探測范圍非平面，測距準(zhǔn)確等。如何既能有效利用超聲波測距傳感器的這些優(yōu)點，而又有效的屏蔽超聲波測距傳感器的缺點，是超聲波測距傳感器在應(yīng)用中不可避免的問題。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于機(jī)器人避障的超聲波測距傳感器系統(tǒng)及其控制方法，該方法可有效降低超聲波測距傳感器之間的相互噪聲干擾。
用于機(jī)器人避障的超聲波測距傳感器系統(tǒng)，包括K個超聲波測距傳感器，超聲波測距傳感器的輻射角度為θ，最大有效探測距離為s，超聲波的傳播速度為v，超聲波測距傳感器的布置軌跡呈半圓弧形，相鄰兩個超聲波測距傳感器之間的安裝偏角為αi，i的取值范圍為1到K‐1，K個超聲波測距傳感器按1到K依次編號；從第1號超聲波測距傳感器開始，以連續(xù)N(N≥n)個超聲波測距傳感器為一組，其中n滿足：
每組中的N個超聲波測距傳感器按1到N重新依次編號，所有超聲波測距傳感器中編號相同的超聲波測距傳感器作為一組，重新分組為Ge，e的取值范圍為1到N，不考慮超聲波的折射時，同一Ge組的超聲波測距傳感器同時工作，相鄰的Ge組超聲波測距傳感器的工作間隔時間為t，t＝2s/v。
用于機(jī)器人避障的超聲波測距傳感器系統(tǒng)的控制方法，采取分組分時啟動超聲波測距傳感器的控制策略采集超聲波測距傳感器的數(shù)據(jù)，包括以下步驟：
(1)設(shè)超聲波測距傳感器的輻射角度為θ，最大有效探測距離為s，超聲波的傳播速度為v，探測系統(tǒng)中超聲波測距傳感器的數(shù)量為K，并依次編號為1，2，…，K；相鄰兩個超聲波測距傳感器的安裝偏角為αi，i＝1，2，…，K‐1；
(2)從第1號超聲波測距傳感器開始，以連續(xù)N(N≥n)個超聲波測距傳感器為一組，其中n滿足：
將每組中的N個超聲波測距傳感器重新依次編號為1，2，3，…，N；
(3)第一次分組后，重新分組為Ge，e的取值范圍為1到N，不考慮超聲波的折射時，同一Ge組的超聲波測距傳感器可同時工作而不相互影響；
(4)相鄰的Ge組超聲波測距傳感器的工作間隔時間為t，
t＝2s/v；
(5)在步驟(2)中，取N＝n，將使得超聲波探測系統(tǒng)的采樣頻率最高，此時，探測系統(tǒng)的工作頻率為：
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：采用本發(fā)明的超聲波測距傳感器控制方法，可以有效的降低探測系統(tǒng)中超聲波測距傳感器之間的相互干擾，使得超聲波測距傳感器的測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。并且，本發(fā)明方法邏輯簡單，實現(xiàn)容易。
附圖說明
圖1是本發(fā)明用于機(jī)器人避障的超聲波測距傳感器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是分組過程示意圖；
圖3是本發(fā)明最終分組示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
用于機(jī)器人避障的超聲波測距傳感器系統(tǒng)，包括K個超聲波測距傳感器，超聲波測距傳感器的輻射角度為θ，最大有效探測距離為s，超聲波的傳播速度為v，超聲波測距傳感器的布置軌跡呈半圓弧形，相鄰兩個超聲波測距傳感器之間的安裝偏角為αi，i的取值范圍為1到K‐1，K個超聲波測距傳感器按1到K依次編號；從第1號超聲波測距傳感器開始，以連續(xù)N(N≥n)個超聲波測距傳感器為一組，其中n滿足：
每組中的N個超聲波測距傳感器按1到N重新依次編號，所有超聲波測距傳感器中編號相同的超聲波測距傳感器作為一組，重新分組為Ge，e的取值范圍為1到N，不考慮超聲波的折射時，同一Ge組的超聲波測距傳感器同時工作，相鄰的Ge組超聲波測距傳感器的工作間隔時間為t，t＝2s/v。
用于機(jī)器人避障的超聲波測距傳感器系統(tǒng)的控制方法，采取分組分時啟動超聲波測距傳感器的控制策略采集超聲波測距傳感器的數(shù)據(jù)，包括以下步驟：
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