[發明專利]應用于隨動小車上的紅外測距引導方法

有效

• 申請號: 201710645790.2
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107463174B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 盧奭瑄;于婷;李偉華;劉蘇葳;高興
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 周智博;宋鐵軍

1.應用于隨動小車上的紅外測距引導方法，其特征在于：該方法利用紅外測距傳感器搭建的模塊實時檢測跟隨對象的位置信息，以實現隨動小車在一定范圍內被移動物體引導；所述方法的具體步驟如下：

(1)、在小車上設置兩個紅外測距傳感器以便搭成紅外測距傳感裝置，紅外測距傳感器基于三角測量原理，通過紅外發射器發射紅外光束，當遇到物體以后，光束會反射回來，反射回來的紅外光線被小車上的接收器接收，傳感器利用CCD檢測器對發射與接收之間的時間差數據進行檢測到以后，計算獲得偏移值，由信號處理器處理以電壓的形式輸出，利用三角關系和幾何關系計算得到傳感器到物體的距離；

(2)、利用兩個紅外測距傳感器在小車上搭成的紅外測距傳感裝置，在小車和跟隨對象間建立二維坐標系統，傳感器以一定的頻率不斷掃描相應范圍，記錄跟隨對象的初始位置信息，當跟隨對象移動時，變化的位置信息輸出變化的電壓值，小車的傳感器到跟隨對象的位置信息的變化；

(3)、再采用逐次逼近式AD轉換器將傳感器測得的變化的電壓模擬量信息轉換為與其相應的數字量信息發送給中央處理器，根據預先的程序設定，小車與物體始終保持初始位置，所以小車根據變化的位置信息進行移動，以實現準確判斷跟隨對象的移動位置、方向、速度，實現隨時跟隨目標運動，且躲避前方障礙物的功能；

為了使紅外測距傳感裝置能檢測到跟隨對象的范圍最大，需要兩個紅外測距傳感器能夠掃描的重疊的面積最大；

具體操作如下：

①、以小車的左邊和上邊為X、Y軸，建立直角坐標系；兩個紅外測距傳感器A、B的擺放位置為根據紅測距射程范圍最小為10厘米確定A傳感器放置在圓心，B傳感器放置Y軸下方距離原點10厘米處；

②、根據計算可知，兩個紅外測距傳感器A、B最大允許角度相同時，A、B傳感器的重疊面積最大；

③、確定A、B傳感器的擺放角度，d為90°，此刻A、B的重疊面積為0；將傳感器A順時針旋轉，重疊面積增加，直到d為135°，傳感器A、B右側邊完全重合，此時重疊面積最大；當傳感器A繼續順時針旋轉，重疊面積將逐漸減小；

④結合以上步驟中得出的結果：

以B為圓心的圓的方程：

x²+(y+10)²＝6400 (1)

直線AB的方程：

y＝xtand (2)

由(1)、(2)得

x²+x²(tand)²+100+20xtand＝6400 (3)

其中，S為傳感器A、B的重疊面積，d為傳感器A左側邊到X軸正半軸角度，x為紅外測距傳感器測距最大射程范圍；

如果角度d確定，傳感器A、B的重疊面積隨著紅外測距最大射程范圍x的增大而增大。

2.根據權利要求1所述的應用于隨動小車上的紅外測距引導方法，其特征在于：(2)步驟中通過多個紅外測距傳感器所測得的隨動小車與目標對象距離建立二維坐標系，判斷目標對象所在位置、方向，實現隨動小車的隨動性。

3.根據權利要求1所述的應用于隨動小車上的紅外測距引導方法，其特征在于：令x取80dm，d取135°時重疊面積最大，S_max＝3291.7cm²。