CN107942333B - 测距声呐的数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测距声呐的数据处理方法，包括：在初始状态，获取测距声呐的测量数据；当测距声呐的测量数据处于第一距离范围内时，则切换至第一有效状态；当测距声呐的测量数据处于第二距离范围内时，则切换至第二有效状态；当测距声呐的测量数据为0时，控制水下机器人朝向测量数据增大的方向运动，当测距声呐的测量数据增大时，则切换至第一失效状态，当测距声呐的测量数据依然为0时，则切换至第二失效状态；当测距声呐的测量数据为0时，则控制水下机器人朝着测量数据增大的方向，再次检测测距声呐的测量数据是否为0，进而将测距声呐的状态切换至第一失效状态或者第二失效状态，使得测量数据为零时，检测得出测距声呐的测量数据的范围。

Description

测距声呐的数据处理方法

技术领域

本发明涉及测距声呐技术领域，特别是涉及测距声呐的数据处理方法。

背景技术

测距声呐是根据声学原理，通过发射声波与接收反射声波之间的时间差来测距的一种传感器，与空气中使用的超声波测距仪以及激光测距仪的原理大致相同。水下机器人通过安装在其前、后、左、右、上、下的六个方向滚动测距声呐来测量其周围的障碍，进而使得水下机器人的控制系统能够控制水下机器人避开障碍，并且通过测距声呐获得水下机器人的位置。

测距声呐在使用过程中，其有效的测量的范围为0.5m-20m，当作用距离处于这个范围外时，测距声呐测量的数据处于不可靠状态，其输出数据为零，因此在实际控制过程中当数据输出为零时，难以对确定测距声呐的数据大于有效的测量的范围还是小于有效的测量的范围。

发明内容

基于此，有必要提供一种测距声呐的数据处理方法。

一种测距声呐的数据处理方法，包括：

在初始状态，获取测距声呐的测量数据；

查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围；

当所述测距声呐的测量数据处于第一距离范围内时，则切换至第一有效状态；当所述测距声呐的测量数据处于第二距离范围内时，则切换至第二有效状态；当所述测距声呐的测量数据为0时，控制水下机器人朝向测量数据增大的方向运动，当所述测距声呐的测量数据增大时，则切换至第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据依然为0时，则切换至第二失效状态；

其中，所述第一距离范围为大于或等于0.5m，小于或等于10m；

所述第二距离范围为大于10m，小于或等于20m。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

在第一失效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当所述测距声呐的测量数据处于所述第三距离范围内时，则维持所述第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第一距离范围内时，则切换至第一有效状态；

其中，所述第三距离范围为大于或等于0m，小于0.5m。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

在第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第二距离范围内时，则切换至所述初始状态。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

在第一有效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当所述测距声呐的测量数据处于所述第一距离范围内时，则维持所述第一有效状态；当所述测距声呐的测量数据为0时，则切换至所述初始状态。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

在第一有效状态，当所述测距声呐的测量数据处于第三距离范围内时，则切换至第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于第二距离范围内时，则切换至第二有效状态。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

在第二有效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当所述测距声呐的测量数据处于所述第二距离范围内时，则维持所述第二有效状态，当所述测距声呐的测量数据为0时，则切换至所述初始状态。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

在第二有效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第四距离范围内时，则切换至所述第二失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第一距离范围内时，则切换至所述第一有效状态；

其中，所述第四距离范围为大于20m。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

在第二失效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当所述测距声呐的测量数据为0时或者所述测距声呐的测量数据处于所述第四距离范围内时，则维持所述第二失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第一距离范围内时，则切换至所述初始状态。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

在第二失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第二距离范围内时，则切换至所述第二有效状态。

上述测距声呐的数据处理方法，第一距离范围和第二距离范围为测距声呐的有效测量范围，当测距声呐的测量数据为0时，表明此时测量范围不在有效测量范围内，则控制水下机器人朝着测量数据增大的方向，以使得测距声呐的测量范围进入有效测量范围内，并再次检测测距声呐的测量数据是否为0，进而将测距声呐的状态切换至第一失效状态或者第二失效状态，进而使得测量数据为零时，能够检测得出测距声呐的测量数据的范围。

附图说明

图1为一个实施例的测距声呐的数据处理方法的流程示意图；

图2为一个实施例的各工作状态对应的距离范围的示意图；

图3为另一个实施例的测距声呐的数据处理方法的状态切换过程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

例如，一种测距声呐的数据处理方法，包括：在初始状态，获取测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当所述测距声呐的测量数据处于第一距离范围内时，则切换至第一有效状态；当所述测距声呐的测量数据处于第二距离范围内时，则切换至第二有效状态；当所述测距声呐的测量数据为0时，控制水下机器人朝向测量数据增大的方向运动，当所述测距声呐的测量数据增大时，则切换至第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据依然为0时，则切换至第二失效状态；其中，所述第一距离范围为大于或等于0.5m，小于或等于10m；所述第二距离范围为大于10m，小于或等于20m。

本实施例中，第一距离范围和第二距离范围为测距声呐的有效测量范围，当测距声呐的测量数据为0时，表明此时测量范围不在有效测量范围内，则控制水下机器人朝着测量数据增大的方向，以使得测距声呐的测量范围进入有效测量范围内，并再次检测测距声呐的测量数据是否为0，进而将测距声呐的状态切换至第一失效状态或者第二失效状态，进而使得测量数据为零时，能够检测得出测距声呐的测量数据的范围。

在一个实施例中，如图1所示，提供一种测距声呐的数据处理方法，包括：

步骤110，在初始状态，获取测距声呐的测量数据。

例如，获取所述测距声呐在前、后、左、右、上和下六个方向的测量数据，具体地，水下机器人设置有六个方向的测距声呐，六个测距声呐分别用于向六个方向发射声呐信号并接收反射的信号，以测量障碍物的距离。六个方向包括前方、后方、左方、右方、上方和下方，其中，前方和后方为两个相反的方向，左方和右方为两个相反的方向，上方和下方为两个相反的方向。当障碍物与水下机器人之间的距离位于有效测量范围内时，则测距声呐可测量获得测量数据，否则，无法获得测量数据。

步骤120，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围。

例如，查找每一测距声呐的测量数据所处于的距离范围，例如，查找每一方向上的测距声呐的测量数据所处于的距离范围，例如，查找测距声呐在每一方向上的测量数据所处于的距离范围。

步骤130，当所述测距声呐的测量数据处于第一距离范围内时，则切换至第一有效状态；当所述测距声呐的测量数据处于第二距离范围内时，则切换至第二有效状态；当所述测距声呐的测量数据为0时，控制水下机器人朝向测量数据增大的方向运动，当所述测距声呐的测量数据增大时，则切换至第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据依然为0时，则切换至第二失效状态，其中，所述第一距离范围为大于或等于0.5m，小于或等于10m；所述第二距离范围为大于10m，小于或等于20m。

例如，所述测距声呐的测量数据处于第一距离范围内时，则将对应方向的测距声呐切换至第一有效状态；当所述测距声呐的测量数据处于第二距离范围内时，则将对应方向的测距声呐切换至第二有效状态；当所述测距声呐的测量数据为0时，控制水下机器人朝向测量数据增大的方向运动，当所述测距声呐的测量数据增大时，则将对应方向的测距声呐切换至第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据依然为0时，则将对应方向的测距声呐切换至第二失效状态。

本实施例中，所述第一距离范围为大于或等于0.5m，小于或等于10m，所述第二距离范围为大于10m，小于或等于20m。其中，第二失效状态对应的距离范围大于第一失效状态对应的距离范围。第一距离范围和第二距离范围为测距声呐的有效测量范围，或者说，第一距离范围和第二距离范围的合集为有效测量范围。

本实施例中的测距声呐的数据处理方法用于根据测距声呐的测量数据切换测距声呐的工作状态，其中，测距声呐的工作状态有五个，包括初始状态、第一有效状态、第二有效状态、第一失效状态和第二失效状态，除初始状态外，各工作状态对应一个距离范围，例如，第一有效状态对应第一距离范围，第二有效状态对应第二距离范围，第一失效状态对应第三距离范围，第二失效状态对应第四距离范围，其中，所述第一距离范围为大于或等于0.5m，小于或等于10m，所述第二距离范围为大于10m，且小于或等于20m，所述第三距离范围为大于或等于0m，且小于0.5m，所述第四距离范围为大于20m。例如，当所述测距声呐的测量数据处于第一距离范围内时，则将测距声呐的工作状态由初始状态切换至第一有效状态，当所述测距声呐的测量数据处于第二距离范围内时，则将测距声呐的工作状态由初始状态切换至第二有效状态；当所述测距声呐的测量数据为0时，控制水下机器人朝向测量数据增大的方向运动，具体地，由于能够获得测距声呐的测量数据包括六个方向的测量数据，当一个方向的测量数据为0时，则根据反向的另一方向的测量数据判定这一方向的测量数据增大的方向，例如，当测距声呐的第一方向的测量数据为0时，控制水下机器人朝第一方向的测量数据增大的方向运动，例如，当测距声呐的第一方向的测量数据为0时，控制水下机器人朝第二方向的测量数据减小的方向运动，其中，第二方向为第一方向的相反方向。比如，第一方向和第二方向相反，当第一方向的测量数据为0时，则控制水下机器人朝向的第二方向的测量数据减小的方向运动，这样，即可使得水下机器人朝着第一方向的测量数据增大的方向运动。

当所述测距声呐的测量数据增大时，则将测距声呐的工作状态由初始状态切换至所述第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据依然为0时，则将测距声呐的工作状态由初始状态切换至所述第二失效状态，当测距声呐朝着第一方向的测量数据增大的方向运动，第一方向的测量数据增大，则表明运动前测量数据在0～0.5m范围内，也就是处于第三距离范围，而当测距声呐的测量数据依然为0时，表明运动前测量数据在大于20m范围，也就是处于第四距离范围，这样，随着测量数据的实际值越来越大，测距声呐的测量数据依然为0。通过上述过程能够准确地获知在测距声呐的测量数据为0时，测量数据实际所处的距离范围，或者说，障碍物的距离所处的距离范围。

应该理解的是，为了避免在测距声呐的测量数据为0时，能够对障碍物的距离进行有效判断，本实施例中将有效测量范围划分为第一距离范围和第二距离范围，这样，使得水下机器人运动过程中，测量数据能够从0渐变至有效数据，例如，由第三距离范围变化为第一距离范围，或者由第四距离范围变化为第二距离范围，从而能够对测量数据位于第三距离范围或第四距离范围进行有效判断，而如果有效测量范围并未划分，则使得测量数据直接从0变化为有效测量范围，则无法对测量数据处于第三距离范围或第四距离范围进行有效判断。

测距声呐随着水下机器人的运动，其测量数据将随之改变，当测距声呐的测量数据处于一个距离范围内时，则该测距声呐处于与该距离范围对应的工作状态，而当测距声呐的测量数据改变至处于另一个距离范围内时，则该测距声呐切换至与该另一距离范围对应的工作状态，这样，能够使得测距声呐的工作状态与测量数据匹配，使得测量数据更为精准。本实施例中，主要解决的问题是在测距声呐的测量数据为0时，如何改变测距声呐的工作状态。

具体地，初始状态为测距声呐上电后的工作状态，在初始状态，测距声呐的检测数据初始化，此时，获取测距声呐的实际测量数据，当所述测距声呐的测量数据处于第一距离范围内时，则将测距声呐的工作状态由初始状态切换至第一有效状态；当所述测距声呐的测量数据处于第二距离范围内时，则将测距声呐的工作状态由初始状态切换至第二有效状态；第一有效状态和第二有效状态对应的距离范围都是在测距声呐的有效测量范围内，也就是大于或等于0.5m，小于或等于20m，在这个范围内，测距声呐的测量数据是有效的，并且较为精确，因此，则根据距离范围，

在初始状态下，当所述测距声呐的测量数据为0时，表明测距声呐所测量的数据不在有效测量范围内，即该实际测量数据可能小于0.5m，也可能大于20m，则此时，控制水下机器人朝向测量数据增大的方向运动，应该理解的是，当实际的距离范围为在0m与5m之间时，随着水下机器人的运动，测距声呐的测量数据将改变，而当实际的距离范围为大于20m时，由于水下机器人是朝着数据增大的方向运动，因此测距声呐的测量数据将不会改变，持续检测结果为0，因此，当所述测距声呐的测量数据增大时，则切换至所述第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据依然为0时，则切换至所述第二失效状态。从而能够使得测距声呐的测量数据为0时，能够精确判断测距声呐的实际的距离范围，使得测距声呐进入相应的工作状态，有效取出测量死区，从而提高测量精度，使得测量数据更为精准。

应该理解的是，为了提高各工作状态的切换的精确度，各实施例中，获取测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当在预设时间内持续获得测距声呐的测量数据处于一距离范围内时，则切换工作状态。具体地，在预设时间内，测距声呐将以预设频率测量获得多个数据，为了使得测距声呐的工作状态更为稳定，在测量数据处于另一距离范围内时，测距声呐并不是马上切换工作状态，而是在获取到多个连续的测量数据都处于另一距离范围内，也就是说，在预设时间内，测距声呐持续测量得到的数据处于另一距离范围内时，测距声呐的测量数据得到稳定，才将测距声呐的工作状态进行切换，避免误差导致工作状态频繁切换，提高测距声呐的稳定性，且提高各工作状态的切换的精确度。

例如，在初始状态，获取测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于第一距离范围内时，则切换至第一有效状态；当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于第二距离范围内时，则切换至第二有效状态；当在预设时间内所述测距声呐的测量数据为0时，控制水下机器人朝向测量数据增大的方向运动，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据增大时，则切换至所述第一失效状态，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据依然为0时，则切换至所述第二失效状态。

在一个实施例中，测距声呐的数据处理方法还包括：在第一失效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当所述测距声呐的测量数据处于所述第三距离范围内时，则维持所述第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第一距离范围内时，则切换至第一有效状态。其中，所述第三距离范围为大于或等于0m，小于0.5m。

例如，在第一失效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于所述第三距离范围内时，则维持所述第一失效状态，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于所述第一距离范围内时，则将测距声呐的工作状态由第一失效状态切换至第一有效状态。

本实施例中，当测距声呐处于第一失效状态时，表明其测量数据的范围为大于或等于0m，小于0.5m，当在预设时间内，测距声呐持续测量到的数据均处于第三距离范围内时，也就是测距声呐持续测量到的数据均大于或等于0m，小于0.5m，则该测距声呐维持当前的第一失效状态，当测距声呐持续测量到的数据均处于第一距离范围内时，则切换至第一有效状态，由于该第一距离范围为测距声呐的有效测量范围，而该第一距离范围对应的工作状态是第一有效状态，因此，将测距声呐的工作状态切换至第一有效状态，能够使得测距声呐的测量精度更高。

应该理解的是，由于水下环境比较复杂，数据扰动比较大，尤其是由于测量问题或是环境突变，有时候会出现数据大范围内的波动，造成测量数据不准确，为了使得测距声呐及时切换工作状态，使得测量数据更为准确，在一个实施例中，测距声呐的数据处理方法还包括：在第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第二距离范围内时，则切换至所述初始状态；即，在测距声呐的工作状态处于第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第二距离范围内时，则切换至所述初始状态。例如，在第一失效状态，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于所述第二距离范围内时，则切换至所述初始状态。例如，在第一失效状态，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于所述第二距离范围内或第四距离范围内时，则将测距声呐的工作状态由第一失效状态切换至所述初始状态。

具体地，由于第一失效状态对应的距离范围为第三距离范围，也就是大于或等于0m，小于0.5m，而第二距离范围为大于10m，小于或等于20m，也就是说，第三距离范围与第二距离范围之间的差值较大，两者之间相隔一个第一距离范围，如果测距声呐在第一失效状态下，测量的数据处于第二距离范围内时，而未经过第一距离范围，测量数据的变化幅度太大，数据在大范围内波动，则表明环境中存在干扰或者存在故障，导致数据异常，则切换至初始状态，使得数据初始化，使得测距声呐由初始状态开始再次进行数据测量，以避免干扰并且消除故障或者异常导致的数据不准确。

为了使得测距声呐及时切换工作状态，使得测量数据更为准确，在一个实施例中，测距声呐的数据处理方法还包括：在第一有效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当所述测距声呐的测量数据处于所述第一距离范围内时，则维持所述第一有效状态；当所述测距声呐的测量数据为0时，则切换至所述初始状态。

例如，在第一有效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于所述第一距离范围内时，则维持所述第一有效状态；当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均为0时，则将测距声呐的工作状态由第一有效状态切换至所述初始状态。

本实施例中，当测距声呐处于第一有效状态时，测距声呐的测量的数据范围为第一距离范围，当在预设时间内，测距声呐的测量数据均处于所述第一距离范围内时，则维持当前的第一有效状态。当测距声呐的测量数据为0时，而第一距离范围与0之间间隔了第三距离范围，也就是说，测距声呐处于第一有效状态时，其测量数据并未经过第三距离范围而直接为0，测量数据的变化幅度太大，数据在大范围内波动，则表明环境中存在干扰或者存在故障，由于无法确定实际的测量数据的距离范围，则进入初始状态，通过初始状态的数据初始化，使得测距声呐由初始状态开始再次进行数据测量，避免干扰并且消除故障或者异常导致的数据不准确。

在一个实施例中，测距声呐的数据处理方法还包括：在第一有效状态，当所述测距声呐的测量数据处于第三距离范围内时，则切换至第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于第二距离范围内时，则切换至第二有效状态。

例如，在第一有效状态，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于第三距离范围内时，则切换至第一失效状态，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于第二距离范围内时，则将测距声呐的工作状态由第一有效状态切换至第二有效状态。

具体地，第三距离范围对应第一失效状态，第二距离范围对应第二有效状态，由于第三距离范围和第二距离范围均为与第一距离范围相邻的距离范围，测距声呐在第一有效状态时，其测量数据有第一距离范围变化至第三距离范围或第二距离范围均属于正常的变动，符合水下机器人的运动规律，因此，测距声呐将工作状态切换为与第三距离范围对应的第一失效状态，或者与第二距离范围对应的第二有效状态。

为了使得测距声呐及时切换工作状态，使得测量数据更为准确，在一个实施例中，测距声呐的数据处理方法还包括：在第二有效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当所述测距声呐的测量数据处于所述第二距离范围内时，则维持所述第二有效状态，当所述测距声呐的测量数据为0时，则切换至所述初始状态。

例如，在第二有效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于所述第二距离范围内时，则维持所述第二有效状态，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均为0时，则将测距声呐的工作状态由第二有效状态切换至所述初始状态。

本实施例中，当测距声呐处于第二有效状态时，测距声呐的测量的数据范围为第二距离范围，当在预设时间内，测距声呐的测量数据均处于所述第二距离范围内时，则维持当前的第二有效状态。当测距声呐的测量数据为0时，而第二距离范围与0之间间隔了第一距离范围和第三距离范围，或者间隔了第四距离范围，也就是说，测距声呐处于第二有效状态时，其测量数据经过逐渐变化而直接为0，测量数据的变化幅度太大，数据在大范围内波动，则表明环境中存在干扰或者存在故障，由于无法确定实际的测量数据的距离范围，则进入初始状态，通过初始状态的数据初始化，使得测距声呐由初始状态开始再次进行数据测量，避免干扰并且消除故障或者异常导致的数据不准确。

在一个实施例中，测距声呐的数据处理方法还包括：在第二有效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第四距离范围内时，则切换至所述第二失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第一距离范围内时，则切换至所述第一有效状态；其中，所述第四距离范围为大于20m。

例如，在第二有效状态，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于所述第四距离范围内时，则将测距声呐的工作状态由第二有效状态切换至所述第二失效状态，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于所述第一距离范围内时，则将测距声呐的工作状态由第二有效状态切换至所述第一有效状态。

具体地，第四距离范围对应第二失效状态，第一距离范围对应第一有效状态，由于第四距离范围和第一距离范围均为与第二距离范围相邻的距离范围，测距声呐在第二有效状态时，其测量数据由第二距离范围变化至第四距离范围或第一距离范围，均属于正常的变动，符合水下机器人的运动规律，因此，测距声呐将工作状态切换为与第四距离范围对应的第二失效状态，或者与第一距离范围对应的第一有效状态。

在一个实施例中，测距声呐的数据处理方法还包括：在第二失效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当所述测距声呐的测量数据为0时或者所述测距声呐的测量数据处于所述第四距离范围内时，则维持所述第二失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第一距离范围内时，则切换至所述初始状态，例如，当所述测距声呐的测量数据处于所述第三距离范围内时，则切换至所述初始状态。

例如，在第二失效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均为0时或者在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于所述第四距离范围内时，则维持所述第二失效状态，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于所述第一距离范围内时，则将测距声呐的工作状态由第二失效状态切换至所述初始状态，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于所述第三距离范围内时，则将测距声呐的工作状态由第二失效状态切换至所述初始状态。

本实施例中，当测距声呐处于第二失效状态时，测距声呐的测量的数据稳定在所述第四距离范围内时或者稳定为0时，则维持当前的第二失效状态。而当测距声呐的测量数据变动至第一距离范围或者第三距离范围时，测量数据的变化幅度太大，数据在大范围内波动，则表明环境中存在干扰或者存在故障，由于无法确定实际的测量数据的距离范围，则进入初始状态，通过初始状态的数据初始化，使得测距声呐由初始状态开始再次进行数据测量，避免干扰并且消除故障或者异常导致的数据不准确。

在一个实施例中，测距声呐的数据处理方法还包括：在第二失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第二距离范围内时，则切换至所述第二有效状态。例如，在第二失效状态，当在预设时间内所述测距声呐的测量数据均处于所述第二距离范围内时，则将测距声呐的工作状态由第二失效状态切换至所述第二有效状态。

具体地，第二距离范围对应第二有效状态，由于第二距离范围与第四距离范围相邻，测量数据由第四距离范围变化至第二距离范围，均属于正常的变动，符合水下机器人的运动规律，因此，测距声呐将工作状态切换为与第二距离范围对应的第二有效状态。

下面是一个具体的实施例：

本实施例中，为了解决当测距声呐的测量数据为零时，其实际距离是处于量程内还是量程外两种状态和非正常数据跳变的情况，将测距声呐分成五个基本状态：

(1)Initial：测距声呐处于初始状态，其与障碍物的距离需要判断确定；

(2)SDzone：测距声呐距障碍物很近，处于测量的盲区，此时测量数据小于0.5或是直接等于零；

(3)Svalid：测距声呐处于近距离有效测量区域内，此时测量数据可靠有效；

(4)Bvalid：测距声呐处于远距离有效测量区域内，此时测量数据可靠有效；

(5)BDzone：测距声呐距离障碍物很远，超出测量范围，此时测量数值大于20或是直接等于零。

其中，Initial为初始状态，SDzone为第一失效状态，Svalid为第一有效状态，Bvalid为第二有效状态，BDzone为第二失效状态，各状态对应测量的距离范围的如图2所示。

上述五种状态间的转换如图3所示，其中D为测距声呐的测量数据：

(1)Initial：设备上电，测距声呐打开后，测距声呐状态都处于Initial状态，如果测量数据连续稳定在0.5≤D≤10时，进入Svalid状态；如果测量数据连续稳定在10<D≤20时，进入Bvalid状态；如果数据等于零时，通过控制水下机器人向数据增大的方向运动，如果此时测量数据变大则测距声呐处于SDzone状态，如果数据依然为零则此时测距声呐处于BDzone状态(对应图中1、2处理过程)。

(2)SDzone：如果0≤D<0.5时维持原状态；如果D≥0.5连续稳定，进入Svalid；如果D>10，则可能是出现异常情况(测量问题或是环境突变)，此时进入Initial状态进行当前状态再确定。

(3)Svalid：如果数据稳定在0.5≤D≤10，维持现状态；如果D＝0，进入Initial状态进行状态再确定，如果0<D<0.5，则进入SDzone状态。

(4)Bvalid：如果数据稳定在10<D≤20，维持现状态；如果D＝0，进入Initial状态进行状态再确定，如果D>20，则进入BDzone状态。

(5)BDzone：当D＝0或D>20，维持原状态不变，如果数据D≤20连续稳定则进入Bvalid状态。

应该说明的是，上述系统实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种测距声呐的数据处理方法，其特征在于，包括：

在初始状态，获取测距声呐的测量数据；

查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围；

当所述测距声呐的测量数据处于第一距离范围内时，则切换至第一有效状态；当所述测距声呐的测量数据处于第二距离范围内时，则切换至第二有效状态；当所述测距声呐的测量数据为0时，控制水下机器人朝向测量数据增大的方向运动，当所述测距声呐的测量数据增大时，则切换至第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据依然为0时，则切换至第二失效状态；

其中，所述第一距离范围为大于或等于0.5m，小于或等于10m；

所述第二距离范围为大于10m，小于或等于20m。

2.根据权利要求1所述的测距声呐的数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

在第一失效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当所述测距声呐的测量数据处于第三距离范围内时，则维持所述第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第一距离范围内时，则切换至第一有效状态；

其中，所述第三距离范围为大于或等于0m，小于0.5m。

3.根据权利要求1所述的测距声呐的数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

在第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第二距离范围内时，则切换至所述初始状态。

4.根据权利要求2所述的测距声呐的数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

在第一有效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当所述测距声呐的测量数据处于所述第一距离范围内时，则维持所述第一有效状态；当所述测距声呐的测量数据为0时，则切换至所述初始状态。

5.根据权利要求4所述的测距声呐的数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

在第一有效状态，当所述测距声呐的测量数据处于第三距离范围内时，则切换至第一失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于第二距离范围内时，则切换至第二有效状态。

6.根据权利要求1所述的测距声呐的数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

在第二有效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当所述测距声呐的测量数据处于所述第二距离范围内时，则维持所述第二有效状态，当所述测距声呐的测量数据为0时，则切换至所述初始状态。

7.根据权利要求6所述的测距声呐的数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

在第二有效状态，当所述测距声呐的测量数据处于第四距离范围内时，则切换至所述第二失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第一距离范围内时，则切换至所述第一有效状态；

其中，所述第四距离范围为大于20m。

8.根据权利要求7所述的测距声呐的数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

在第二失效状态，获取所述测距声呐的测量数据，查找所述测距声呐的测量数据所处于的距离范围，当所述测距声呐的测量数据为0时或者所述测距声呐的测量数据处于所述第四距离范围内时，则维持所述第二失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第一距离范围内时，则切换至所述初始状态。

9.根据权利要求8所述的测距声呐的数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

在第二失效状态，当所述测距声呐的测量数据处于所述第二距离范围内时，则切换至所述第二有效状态。

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