[發明專利]物體探測方法及系統、超聲波傳感裝置及自主移動設備

在審

• 申請號: 201810878094.0
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109061613A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 馬元勛;劉永;袁志煒
• 申請（專利權）人: 上海有個機器人有限公司
• 主分類號: G01S7/524
• 分類號: G01S7/524;G05D1/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 徐秋平

本發明提供一種物體探測方法及系統、超聲波傳感裝置及自主移動設備，包括以下步驟：基于初始波束角的超聲波探測物體；若探測到物體，判定物體位于所述初始波束角的范圍內；若未探測到物體，基于預設梯度變換當前波束角，基于變換后的波束角的超聲波探測物體，直至探測到物體，則判定物體位于第一波束角和第二波束角之間的夾角的范圍內；在超聲波發射方向向左或右轉動不小于第一角度時，基于波束角不小于第二角度的超聲波探測物體；探測到物體判定位于第一波束角和第二波束角的左側夾角的范圍內；否則位于右側夾角的范圍內。本發明的物體探測方法及系統、超聲波傳感裝置及自主移動設備能夠實現精準地物體探測。

技術領域

本發明涉及物體探測的技術領域，特別是涉及一種物體探測方法及系統、超聲波傳感裝置及自主移動設備。

背景技術

超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波，其具有頻率高、波長短、繞射現象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。因此，超聲探測技術在汽車、無人汽車、機器人等領域被廣泛采用。

超聲波傳感器是將超聲波信號轉換成其他能量信號(通常是電信號)的傳感器，通常應用于物體探測，其使用簡便，成本較低，但是，超聲波傳感器的超聲波波束的模糊性較大，誤差較難控制，一般只能輔助探測，并且其很少被用來做定位傳感器來使用。另外，超聲波傳感器在出廠后，其波束角一般都是被廠家固定設置。因此，雖然超聲波傳感器成本較低，但其需要占據安裝位置并功能單一、使用效率偏低。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種物體探測方法及系統、超聲波傳感裝置及自主移動設備，通過對超聲波波束角的動態調整和超聲波發射方向的轉動實現精準地物體探測，從而提升了超聲波探測的使用效率。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種物體探測方法，包括以下步驟：基于初始波束角的超聲波探測物體；若探測到物體，則判定所述物體位于所述初始波束角的范圍內；若未探測到物體，基于預設梯度變換當前波束角，并基于變換后的波束角的超聲波探測物體，直至探測到物體，則判定所述物體位于第一波束角α和第二波束角β之間的夾角的范圍內；所述第一波束角α為探測到物體的波束角，所述第二波束角β為所述第一波束角的前一波束角；在超聲波發射方向向左或右轉動不小于第一角度時，基于波束角不小于第二角度的超聲波探測物體；若探測到物體，則判定位于所述第一波束角和所述第二波束角的左側夾角的范圍內；否則判定位于所述第一波束角和所述第二波束角的右側夾角的范圍內。

于本發明一實施例中，所述第一角度為|β-α|/2；所述第二角度為(α+β)/2。

于本發明一實施例中，超聲波的波束角的范圍為[30°，60°]。

于本發明一實施例中，當所述初始波束角為30°時，所述預設梯度為+a；當所述初始波束角為60°時，所述預設梯度為-a，a的取值范圍為[5,30]度。

于本發明一實施例中，所述物體與所述超聲波的信號源之間的距離為10cm-2.5m。

于本發明一實施例中，還包括基于預設時間間隔發出不同波束角的超聲波。

于本發明一實施例中，所述預設時間間隔為10ms-15ms。

對應地，本發明提供一種物體探測系統，包括初始探測模塊、初始判定模塊、循環判定模塊和定位模塊；

所述初始探測模塊用于基于初始波束角的超聲波探測物體；

所述初始判定模塊用于在探測到物體時，判定所述物體位于所述初始波束角的范圍內；