发明内容
本发明的目的在于提供一种超声波雷达检测方法与装置,以克服现有技术中占用空间体积大、功耗大的缺点。
本发明所采用的超声波雷达检测装置,包括测试架和电控箱,其中,
所述测试架中包括第一电机、第二电机、传感器和障碍杆,电控箱驱动第一电机和第二电机,传感器接收由障碍杆反射回的反射信号并将其传递至电控箱;
所述测试架具有一个支座,支座中安装一根丝杆,第一电机可带动丝杆转动,传感器固定安装于一根支杆上,其特征在于:所述的支杆与障碍杆之间通过丝杆的转动产生相对移动,所述的第二电机驱动支杆转动。
所述的障碍杆底部与丝杆相套连,丝杆转动带动障碍杆移动;
所述的支杆与支座端部活动连接。
所述的支杆套接第二齿轮,所述的第二电机安装于支座端部,与第二齿轮相连。
所述的障碍杆固定连接于支座的一端;
所述的支杆与一个连接块活动连接,所述连接块与丝杆相套连,丝杆转动带动连接块及支杆移动。
所述的支杆套接第二齿轮,所述的第二电机安装于连接块上,与第二齿轮相连。
所述的电控箱包括一个主控模块、反射信号接收模块、数据记录模块和数据分析输出模块,所述的主控模块与第一电机、第二电机和传感器相连,传感器与反射信号接收模块相连,其中,
所述的主控模块向第一电机、第二电机分别发送距离控制信号、角度控制信号,并向数据记录模块发送相应的支杆与障碍杆之间的距离值与传感器角度值;该主控模块向传感器和反射信号接收模块发送检测触发信号;
传感器根据检测触发信号发射超声波,并将由障碍杆反射的反射信号传递至反射信号接收模块,反射信号接收模块根据检测触发信号,将相应的反射值发送至数据记录模块;
数据记录模块将距离值、角度值与相应的反射值保存于数据表中;
数据分析输出模块根据主控模块的输出控制信号,直接调用数据表中的数据,完成传感器探测范围图谱的绘制,并将传感器探测范围图谱输出至其它存储媒体、显示器或打印机。
所述的电控箱包括一个主控模块、反射信号接收模块、数据记录模块和数据分析输出模块,所述的主控模块与第一电机、第二电机和传感器相连,传感器与反射信号接收模块相连,其中,
所述的主控模块向第一电机、第二电机分别发送距离控制信号、角度控制信号,该主控模块向传感器和反射信号接收模块发送检测触发信号;
传感器根据检测触发信号发射超声波,并将由障碍杆反射的反射信号传递至反射信号接收模块,反射信号接收模块根据检测触发信号,将相应的反射值发送至主控模块;
当传感器的反射信号突变时,主控模块计算出支杆与障碍杆之间的距离,并将此时的传感器角度值与距离值发送至数据记录模块,数据记录模块将所述的距离值与相应的角度值保存于数据表中;
数据分析输出模块根据主控模块的输出控制信号,直接调用数据表中的数据,完成传感器探测范围图谱的绘制,并将传感器探测范围图谱输出至其它存储媒体、显示器或打印机。
本发明所采用的第一种超声波雷达检测方法,采用如下步骤:
A.首先,电控箱通过驱动第一电机,确定支杆与障碍杆之间的距离;
B.在上述确定的距离下,电控箱通过驱动第二电机,逐次调整支杆上传感器的角度,并将距离值、各个传感器角度值与相应的传感器反射值保存于数据表中;
C.重复所述步骤A-步骤B,直至完成所有的距离调节。
本发明所采用的第二种超声波雷达检测方法,采用如下步骤:
a.首先,电控箱通过驱动第二电机,确定支杆上传感器的角度;
b.在上述确定的角度下,电控箱通过驱动第一电机,逐次调整支杆与障碍杆之间的距离,并将各个距离值、传感器角度值与相应的传感器反射值保存于数据表中;
c.重复所述步骤a-步骤b,直至完成所有的角度调节。
本发明所采用的第三种超声波雷达检测方法,采用如下步骤:
I、首先,电控箱通过驱动第二电机,确定支杆上传感器的角度;
II、在确定的角度下,电控箱通过驱动第一电机,使障碍杆或支杆由一个初始位置开始移动,同时,电控箱接收传感器的反射值;
III、当传感器的反射信号突变时,电控箱计算出支杆与障碍杆之间的距离,并将此时的传感器角度值与距离值保存于数据表中;
IV、电控箱驱动第一电机,障碍杆或支杆返回初始位置,重复上述步骤I-步骤III,直至完成所有的角度调节。
本发明的有益效果为:在本发明中,支杆与障碍杆之间通过丝杆的转动产生相对移动,第二电机驱动支杆转动,传感器固定安装于支杆上,则通过支杆与障碍杆之间的距离调节,以及支杆的转动调节传感器的角度,可以形成对传感器全方位探测的效果,在本发明中,相对于现有技术,省略了与丝杆相垂直的支台(以及其上的轨道),使得本发明的体积大大减小,本发明第二电机只需要带动支杆的转动,所需要负担的功耗极小。
在本发明的一种结构中,障碍杆底部与丝杆相套连,丝杆转动带动障碍杆移动,支杆与支座端部活动连接,第一电机只需要负担丝杆带动障碍杆的功耗。在本发明的另一种结构中,障碍杆固定连接于支座的一端,支杆与一个连接块活动连接,连接块与丝杆相套连,丝杆转动带动连接块及支杆移动,第一电机只需要负担丝杆带动连接块(支杆)移动的功耗,现有技术中的第一电机则需要通过丝杆带动支台、滑块、障碍杆的平移,尤其是其中支台的长度很长,重量很沉,使得现有技术中的第一电机所需要功耗很大,总之,本发明的第一电机所需要功耗要小得多。
对于本发明的检测方法,设定本发明第一电机的驱动行程与现有技术第一电机的驱动行程相当的话,本发明第二电机的驱动行程则显然比现有技术第二电机的驱动行程少得多,驱动过程中所所需要功耗要小得多,并且,本发明能够更为迅捷地取得全部必须的距离值、角度值(以及反射值),从而快速获得传感器探测范围图谱。
尤其是本发明的第三种检测方法,保存于数据表中的传感器角度值与距离值即为传感器探测范围图谱的可探测区域边缘点,所有的边缘点可以直接形成传感器探测范围图谱,图谱的获得极其快速。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明:
实施例1:
根据图3,本发明包括测试架1和电控箱2。
如图3所示,测试架1中包括第一电机112、第二电机122、传感器121和障碍杆13,电控箱2驱动第一电机112和第二电机122,传感器121接收由障碍杆13反射回的反射信号并将其传递至电控箱2。
如图3所示,测试架1具有一个支座10,支座10中安装一根丝杆11,丝杆11端部套连第一齿轮111,第一齿轮111连接第一电机112,第一齿轮111与第一电机112相啮合,第一电机112可带动丝杆11转动。
如图3所示,障碍杆13底部与丝杆11相套连,丝杆11转动带动障碍杆13移动。
如图3所示,传感器121固定安装于一根支杆12上,支杆12与支座10端部活动连接,支杆12套接第二齿轮123,第二电机122安装于支座10端部,第二电机122与第二齿轮123相啮合。
如图3所示,支杆12与障碍杆13之间通过丝杆11的转动产生相对移动,第二电机122驱动支杆12转动。
如图4所示,电控箱2包括一个主控模块21、反射信号接收模块22、数据记录模块23和数据分析输出模块24,主控模块21与第一电机112、第二电机122和传感器121相连,传感器121与反射信号接收模块22相连。
如图4所示,主控模块21向第一电机112、第二电机122分别发送距离控制信号、角度控制信号,并向数据记录模块23发送相应的支杆12与障碍杆13之间的距离值r与传感器12的角度值θ;该主控模块21向传感器121和反射信号接收模块22发送检测触发信号。
如图4所示,传感器121根据检测触发信号发射超声波,并将由障碍杆13反射的反射信号传递至反射信号接收模块22,反射信号接收模块22根据检测触发信号,将相应的反射值发送至数据记录模块23,反射值为0或1,0代表无反射,1代表有反射。
如图4所示,数据记录模块23将距离值r、角度值θ与相应的反射值保存于数据表中。
如图4所示,数据分析输出模块24根据主控模块21的输出控制信号,直接调用数据表中的数据,完成传感器121探测范围图谱的绘制,并将传感器121探测范围图谱输出至其它存储媒体、显示器或打印机。
如图5所示,本发明中支杆12与障碍杆13之间的距离值r与传感器12的角度值θ形成极坐标的(r,θ)参数值:
图5中显示了M点(r1,θ1)与N点(r2,θ2),如图6所示的支杆12与障碍杆13之间的距离值r1、与传感器121的角度值θ1,体现了M点的位置状态;如图7所示的支杆12与障碍杆13之间的距离值r2、与传感器121的角度值θ2,体现了N点的位置状态。
如图4和图8所示,本发明第一种控制流程如下:
A)首先,电控箱2通过驱动第一电机112,确定支杆12与障碍杆13之间的距离。如图3和图4所示,其具体控制过程如下:
主控模块21向第一电机112发送距离控制信号→第一电机112转动→第一齿轮111转动→丝杆11转动→障碍杆13移动,至确定位置停止。
B)在上述确定的距离下,电控箱2通过驱动第二电机122,逐次调整支杆12上传感器121的角度,并将距离值r、各个传感器121角度值θ与相应的传感器121反射值保存于数据表中。如图3和图4所示,其具体控制过程如下:
B1)主控模块21向第二电机122发送角度控制信号,驱动第二电机122,同时,主控模块21向数据记录模块23发送已确定的距离值r与角度值θ。
B2)主控模块21向传感器121和反射信号接收模块22发送检测触发信号。
B3)传感器121根据检测触发信号发射超声波,将反射信号传递至反射信号接收模块22。
B4)反射信号接收模块22根据检测触发信号将相应的反射值(0或1)发送至数据记录模块23。
B5)数据记录模块23的数据表中保存距离值r、角度值θ与相应的反射值。
B6)重复上述步骤B1)-步骤B5),直至完成所有的角度调节,得到如下表1所示的数据表。
表1
C)重复上述步骤A)-步骤B),直至完成所有的距离调节。
D)电控箱2中的数据分析输出模块24,根据主控模块21的输出控制信号,直接调用如表1所示数据表中的数据,完成(类似于图2的)传感器121探测范围图谱的绘制,并将其输出至其它存储媒体、显示器或打印机。
实施例2:
本实施例与实施例1的测试架1结构与电控箱2中的电路连接相同,两者主要区别在于:本实施例与实施例1的控制流程不同,如图3、图4和图9所示,本发明第二种控制流程如下:
a)首先,电控箱2通过驱动第二电机122,确定支杆12上传感器121的角度。如图3和图4所示,其具体控制过程如下:
主控模块21向第二电机122发送角度控制信号→第二电机122转动→第二齿轮123转动→支杆12连带传感器121转动,至确定位置停止。
b)在上述确定的角度下,电控箱2通过驱动第一电机112,逐次调整支杆12与障碍杆13之间的距离,并将各个距离值r、传感器121角度值θ与相应的传感器121反射值保存于数据表中。如图3和图4所示,其具体控制过程如下:
b1)主控模块21向第一电机112发送距离控制信号,驱动第一电机112,同时,主控模块21向数据记录模块23发送已确定的角度值θ与距离值r。
b2)主控模块21向传感器121和反射信号接收模块22发送检测触发信号。
b3)传感器121根据检测触发信号发射超声波,将反射信号传递至反射信号接收模块22。
b4)反射信号接收模块22根据检测触发信号将相应的反射值(0或1)发送至数据记录模块23。
b5)数据记录模块23的数据表中保存距离值r、角度值θ与相应的反射值。
b6)重复上述步骤b1)-步骤b5),直至完成所有的距离调节,得到如下表2所示的数据表。
表2
c)重复所述步骤a)-步骤b),直至完成所有的角度调节。
d)电控箱2中的数据分析输出模块24,根据主控模块21的输出控制信号,直接调用如表2所示数据表中的数据,完成(类似于图2的)传感器121探测范围图谱的绘制,并将其输出至其它存储媒体、显示器或打印机。
实施例3:
根据图10和图11,本实施例与实施例1的测试架1结构相同,本实施例与实施例1电控箱2中的电路连接、以及控制流程有所不同。
如图10所示,在本实施例中,电控箱2包括一个主控模块21、反射信号接收模块22、数据记录模块23和数据分析输出模块24,主控模块21与第一电机112、第二电机122和传感器121相连,传感器121与反射信号接收模块22相连。
如图10所示,主控模块21向第一电机112、第二电机122分别发送距离控制信号、角度控制信号,该主控模块21向传感器121和反射信号接收模块22发送检测触发信号。
如图10所示,传感器121根据检测触发信号发射超声波,并将由障碍杆13反射的反射信号传递至反射信号接收模块22,反射信号接收模块22根据检测触发信号,将相应的反射值发送至主控模块21。
如图10所示,当传感器121的反射信号突变时,主控模块21计算出支杆12与障碍杆13之间的距离,并将此时的传感器121角度值θ与距离值r发送至数据记录模块23,数据记录模块23将距离值r与相应的角度值θ保存于数据表中。
如图10所示,数据分析输出模块24根据主控模块21的输出控制信号,直接调用数据表中的数据,完成传感器121探测范围图谱的绘制,并将传感器121探测范围图谱输出至其它存储媒体、显示器或打印机。
如图3、图10和图11所示,本发明第三种控制流程如下:
I)首先,电控箱2通过驱动第二电机122,确定支杆12上传感器的角度。如图3和图10所示,其具体控制过程如下:
主控模块21向第二电机122发送角度控制信号→第二电机122转动→第二齿轮123转动→支杆12连带传感器121转动,至确定位置停止。
II)在确定的角度下,电控箱2通过驱动第一电机112,使障碍杆13由一个初始位置开始移动,同时,电控箱2接收传感器121的反射值,其具体控制过程如下:
II1)主控模块21驱动第一电机112,使障碍杆13位于一个初始位置(如丝杆11端部)。
II2)主控模块21驱动第一电机112,障碍杆13开始向支杆12方向移动,同时,主控模块21向传感器121和反射信号接收模块22发送检测触发信号。
II3)传感器121根据检测触发信号发射超声波,将反射信号传递至反射信号接收模块22。
II4)反射信号接收模块22根据检测触发信号,将相应的反射值发送至主控模块21。
III)当传感器121的反射信号突变时,电控箱2计算出支杆12与障碍杆13之间的距离,并将此时的传感器121角度值θ与距离值r保存于数据表中,其具体控制过程如下:
III1)当传感器121的反射信号突变时,反射信号接收模块22向主控模块21传递的反射值由0转为1,主控模块21计算出此时支杆12与障碍杆13之间的距离。
III2)主控模块21将此时的距离值r与已确定的角度值θ发送至数据记录模块23。
III3)数据记录模块23将距离值r与相应的角度值θ保存于数据表中,得到如下表3的数据表。
表3
IV)电控箱2中的主控模块21驱动第一电机112,障碍杆13返回初始位置,重复上述步骤I)-步骤III),直至完成所有的角度调节。
V)电控箱2中的数据分析输出模块24,根据主控模块21的输出控制信号,直接调用如表3所示数据表中的数据,完成(类似于图2的)传感器121探测范围图谱的绘制,并将其输出至其它存储媒体、显示器或打印机。
在本实施例中,也可以这样,以障碍杆13位于丝杆11靠近支杆12的一端作为初始位置,障碍杆13则向远离支杆12方向移动,传感器121的的反射信号突变时,反射值由1转为0,至于其它部分的控制流程与上述步骤I)-步骤V)所述相同或相似,此处不再赘述。
实施例4:
根据图12,本发明包括测试架1和电控箱2。
如图12所示,测试架1中包括第一电机112、第二电机122、传感器121和障碍杆13,电控箱2驱动第一电机112和第二电机122,传感器121接收由障碍杆13反射回的反射信号并将其传递至电控箱2。
如图12所示,测试架1具有一个支座10,支座10中安装一根丝杆11,丝杆11端部套连第一齿轮111,第一齿轮111连接第一电机112,第一齿轮111与第一电机112相啮合,第一电机112可带动丝杆11转动。
如图12所示,障碍杆13固定连接于支座10的一端。
如图12所示,传感器121固定安装于一根支杆12上,支杆12与一个连接块124活动连接,连接块124与丝杆11相套连,支杆12套接第二齿轮123,第二电机122安装于连接块124上,第二电机122与第二齿轮123相啮合,丝杆11转动带动连接块124及支杆12移动。
如图13所示,支杆12与障碍杆13之间通过丝杆11的转动产生相对移动,第二电机122驱动支杆12转动。
在本实施例中:电控箱2驱动第一电机112时,支杆12沿丝杆11移动,支杆12与障碍杆13之间相对移动,可以确定支杆12与障碍杆13之间的距离值r;电控箱2驱动第二电机112时,支杆12转动,可以确定支杆12上传感器121的角度值θ。
本实施例中电控箱2的电路连接可以与实施例1-3中所述相同或相似,此处不再赘述。
本实施例所采用的控制流程可以与实施例1-2中所述相同或相似,此处不再赘述。
对于本发明第三种控制流程的应用,在本实施例中,主控模块21驱动第一电机112时,支杆12运动,至于其它部分与实施例3所述相同或相似,此处不再赘述。
综上所述,尽管本发明的基本结构、方法通过上述实施例予以具体阐述,在不脱离本发明要旨的前提下,根据以上所述的启发,本领域普通技术人员可以不需要付出创造性劳动即可实施多种变换/替代形式或组合,此处不再赘述。