[發明專利]基于占空比調節的超聲波測距方法、裝置及電子設備

在審

• 申請號: 201910243353.7
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109901173A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 邢月秀;陳開志;唐曉明
• 申請（專利權）人: 如皋忠廣電子技術有限公司
• 主分類號: G01S15/34
• 分類號: G01S15/34;G01S7/539
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 談杰

本發明提供了一種基于占空比調節的超聲波測距方法、裝置及電子設備，涉及超聲波測距技術領域，該超聲波測距方法包括按預設發射時間間隔，隨機選取預設占空比表中的任一占空比發射預設周期數和頻率的超聲波信號；接收返回波信號，并記錄從發射超聲波信號到接收到返回波信號的傳播時間；計算返回波信號在頻域內的頻率分量分布；當連續兩次發射后接受的信號頻率分量分布與發射信號返回波的理論頻率分量分布均相等時，根據后一次發射的傳播時間計算超聲波測距設備與障礙物的距離。本發明實施例提供的一種基于占空比調節的超聲波測距方法、裝置及電子設備，可以自主調節超聲波測距的工作占空比，提高測距準確性和抗干擾性，有效避免多臺超聲波測距設備工作時的相互干擾，實現多臺超聲波測距設備的協同工作。

技術領域

本發明涉及超聲波測距技術領域，尤其是涉及一種基于占空比調節的超聲波測距方法、裝置及電子設備。

背景技術

超聲波具有指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠等特點，因而超聲波經常用于距離的測量。在移動機器人領域，為了使機器人能自動避障行走，往往需要裝備測距系統，以使其及時獲取距障礙物的距離信息，因此，超聲波測距被廣泛應用在移動機器人上。

隨著移動機器人的快速發展，同一空間內多個移動機器人可以同時工作成為了機器人發展的迫切需求。例如，在一個大型房間內需要多個掃地機器人同時工作，以保持整個房間地面干凈，因為對于單個掃地機器人，其工作效率是固定的，難以滿足在較短時間內打掃完較大的區域。但是，現有的超聲波測距設備往往發送相同頻率和相同占空比的超聲波，當有多臺超聲波測距設備在同一空間內工作時，相互之間會出現嚴重干擾，使得測距不準確，導致這類設備無法正常工作。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于占空比調節的超聲波測距方法、裝置及電子設備，可以自主調節超聲波測距的工作占空比，提高測距準確性和抗干擾性，有效避免多臺超聲波測距設備在工作時的相互干擾，實現多臺超聲波測距設備的協同工作。

第一方面，本發明實施例提供了一種基于占空比調節的超聲波測距方法，應用于超聲波測距設備，該方法包括：按預設發射時間間隔，隨機選取預設占空比表中的任一占空比為發射占空比發射預設周期數和預設頻率的超聲波信號；接收返回波信號，并記錄從發射超聲波信號到接收到返回波信號的傳播時間；計算返回波信號在頻域內頻率分量的分布形式；當連續兩次返回波的頻率分量分布形式與發射信號對應的頻率分量分布形式均相等時，根據后一次發射的傳播時間計算超聲波測距設備與障礙物的距離。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，上述計算返回波信號在頻域內頻率分量分布形式的步驟，包括：將該返回波信號由時間域變換到頻率域；計算該返回波信號在頻率域內頻率分量的分布形式。

結合第一方面的第一種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，上述將該返回波信號由時間域變換到頻率域的步驟，包括：通過傅里葉變換或快速傅里葉變換算法，將該返回波信號由時間域變換到頻率域。

結合第一方面或第一方面的第一種或第二種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，上述記錄從發射超聲波信號到接收到返回波信號的傳播時間的步驟，包括：設置測距時間標志，并將該測距時間標志置0；當發射超聲波信號時，將該測距時間標志由0置1；當接收到返回波信號時，將該測距時間標志置0，并計算該測距時間標志保持為1的時間。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，該根據后一次發射的該傳播時間計算超聲波測距設備與障礙物的距離的計算公式，為：，式中，為超聲波測距設備與障礙物的距離，為后一次發射的超聲波信號的傳播時間，設備工作環境下聲波傳輸速度。。