CN108254733B - 多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法 - Google Patents

多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法 Download PDF

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    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only

Abstract

本发明提供一种多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法，S1：持续第一固定时间段发出预检指令并接收外部信号；S2：根据外部信号判断当前是否存在正处于采样模式的外部环境感知系统；S3：如存在，则在固定延迟时间段后返回步骤S1；如不存在，在第二固定时间段后继续后续步骤；S4：持续第三固定时间段发射采集信号并接收采集信号的反馈信号；S5：延迟第四固定时间段，并返回步骤S1。本发明的一种多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法，可在不增加额外成本、不需要额外安装步骤的基础上，解决同一场景下多个相同环境感知系统复用时的相互干扰问题，具有使用便捷、成本低和抗干扰效果好的优点。

Description

多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法
技术领域
本发明涉及光电测距防信号干扰领域，尤其涉及一种多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法。
背景技术
光电测距，包括激光、红外等不同光源方案的测距(雷达)产品，在现如今的各类应用领域中均占有举足轻重的地位。然而，受光电传感器本身检测原理的影响，如果在同一空间内需要多机械或者多传感器协同工作时，传感器容易收到来自互相之间的信号干扰，导致距离测量失真。相关的应用包括但不限于仓储物流、自动化生产等。
以AGV避障小车为例，在现阶段的高效自动化物流仓储系统中，通常需要数辆甚至数十辆避障小车同时在同一片区域内工作。为了保证工作安全，会给每一辆小车配备一个环境感知系统，包括但不限于光电测距传感器或者激光雷达。以目前市场上的某种机械旋转式激光雷达而言，为避免任何可能的对射情况造成测距异常，使用时都有特定安装要求：1、如使用范围较近，可以以一定倾角斜向地面安装，如图1所示；2、如使用范围较远，雷达安装时需在垂直方向上有一定高度差，避免直接对射，如图2所示。
现有方法虽然能够在一定程度上避免信号的对射干扰，但是却会给产品的安装带来很大不便。且一旦出现复杂障碍物的多次反射，仍然有可能发生相互干扰。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法，可在不增加额外成本、不需要额外安装步骤的基础上，解决同一场景下多个相同环境感知系统复用时的相互干扰问题，具有使用便捷、成本低和抗干扰效果好的优点。
为了实现上述目的，本发明提供一种多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法，包括步骤：
S1：持续一第一固定时间段t1发出预检指令并接收外部环境信号；
S2：根据所述外部环境信号判断当前是否存在正处于采样模式的外部环境感知系统；
S3：如存在正处于采样模式的外部环境感知系统，则在一固定延迟时间段tx后返回步骤S1；如不存在，在一第二固定时间段t2后继续后续步骤；
S4：持续一第三固定时间段t3发射一采集信号并接收所述采集信号的反馈信号；
S5：延迟一第四固定时间段t4，并返回步骤S1。
优选地，所述第一固定时间段t1、所述第二固定时间段t2、所述第三固定时间段t3和所述第四固定时间段t4满足公式：
Figure GDA0002641189000000021
优选地，所述环境感知系统包括一控制单元、一信息处理单元、一信号发射单元和一信号接收单元，所述信号发射单元和所述信号接收单元分别与所述信息处理单元通信连接，所述信息处理单元与所述控制单元通信连接；所述信息处理单元用于接收所述控制单元的动作指令、调制采样模式所需的发射信号、解析所述信号接收单元所采集的外部环境信号，获得外部环境信息和将解析后的外部环境信息传回所述控制单元；所述动作指令包括所述预检指令、采样指令和停止指令。
优选地，所述S1步骤中，所述控制单元向所述信号处理单元发出所述预检指令，所述信号处理单元接到所述预检指令后，接收由所述信号接收单元采集回来的所述外部环境信号。
优选地，当所述外部环境信号叠加有所述采集信号时，表明存在正处于采样模式的外部环境感知系统。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
本发明通过采样时间的自动调整及合理配置，以及自调节插空检测，在不增加额外成本，不需要额外安装条件的情况下，能够主动避开干扰让多个环境感知系统同时正常工作，为环境感知系统的安装和使用提供了便捷。
附图说明
图1为现有技术的避免对射方法之一的原理图；
图2为现有技术的避免对射方法之二的原理图；
图3为本发明实施例的多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法的流程图；
图4为本发明实施例的多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法的原理图；
图5为本发明实施例的环境感知系统结构示意图。
具体实施方式
下面根据附图3～图5，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
请参阅图3～图5，从理论上分析，发生对射干扰的本质，是由于某一感知系统所发出的探测信号与其他同类别感知系统所发出的信号发生了混合叠加，且该混合信号会直接被敏感元件转化，因此无法对其进行识别分离，导致返回信号携带的环境信息发生失真紊乱。因此，该问题的解决思路分两种，一种是如何避免两个信号发生混合叠加，另一种是如何将混合信号拆分，并识别出自己所需要的信号。
对于任意一种环境感知系统，其内部感知、计算及输出均有这样一个大致流程：控制器给出控制信号使感知单元启动工作，感知第一步即发送一连串的调制信号作为发射信号，该部分发射信号在接触到发射方向上的物体之后发生反射，返回感知系统中的接收部分。接收部分将该部分信号进行转化，由核心信息处理单元进行消化整理，分离出环境信息传回控制器。
本发明为了解决对射干扰的问题，在运行机制中添加了预检检测机制进行改进，具体的，本发明实施例的一种多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法，包括步骤：
S1：持续一第一固定时间段t1发出预检指令1并接收外部环境信号；
S2：根据外部环境信号判断当前是否存在正处于采样模式的外部环境感知系统；
S3：如存在正处于采样模式的外部环境感知系统，则在一固定延迟时间段tx后返回步骤S1，用于避让正处于采样模式下的其他外部环境感知系统；如不存在，在一第二固定时间段t2后继续后续步骤；
S4：持续一第三固定时间段t3发射一采集信号2并接收采集信号2的反馈信号；
S5：延迟一第四固定时间段t4，用于信号解析获取外部环境信息，并返回步骤S1。
本实施例中，第一固定时间段t1、第二固定时间段t2、第三固定时间段t3和第四固定时间段t4满足公式：
Figure GDA0002641189000000041
请参阅图4，信号b对应的环境感知系统在预检指令1持续期间检测到外部存在其他环境感知系统的信号a的采集信号2，故延迟固定延迟时间段tx，固定延迟时间段tx可根据实际情况自行调整，此时信号b避开了信号a的采集信号2，自此无需另外调节，产品即可同时使用。
请参阅图5，本实施例中，环境感知系统包括一控制单元3、一信息处理单元4、一信号发射单元5和一信号接收单元6，信号发射单元5和信号接收单元6分别与信息处理单元4通信连接，信息处理单元4与控制单元3通信连接；信息处理单元4用于接收控制单元3的动作指令、调制采样模式所需的发射信号、解析信号接收单元6所采集的外部环境信号，获得外部环境信息和将解析后的外部环境信息传回控制单元3；动作指令包括预检指令、采样指令和停止指令。
S1步骤中，控制单元3向信号处理单元4发出预检指令，信号处理单元4接到预检指令后，接收由信号接收单元6采集回来的外部环境信号。本实施例中，控制单元3可采用单片机。
当外部环境信号叠加有采集信号2时，表明存在正处于采样模式的外部环境感知系统。
本发明的一种多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法，由于采样时间的自动调整及合理配置，通过自调节插空检测，能够主动避开干扰让多个环境感知系统同时正常工作。
当然，本方法仍有发生对射干扰的可能性，令T＝t1+t2+t3+t4；则本方法发生干扰的概率η为：
Figure GDA0002641189000000051
从失效公式可以看出，当t2∝0，T∝∞时，η＝0。通常T受系统测量频率限制，若T过大，测量频率会越来越低，因此重点因考虑将t2缩小。t2本质上受信号解调以及处理器判断速度制约，通常在常用高速混合信号处理电路硬件中，从接收信号到判断出是否有干扰仅需数十个微秒，以市面上某款红外测距传感器为例，其检测频率为50Hz，其专用芯片内部接收到判断的响应时间为30us，采用上述机制后，其失效概率仅为0.3％。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法，包括步骤：
S1：持续一第一固定时间段t1发出预检指令并接收外部环境信号；
S2：根据所述外部环境信号判断当前是否存在正处于采样模式的外部环境感知系统；
S3：如存在正处于采样模式的外部环境感知系统，则在一固定延迟时间段tx后返回步骤S1；如不存在，在一第二固定时间段t2后继续后续步骤；
S4：持续一第三固定时间段t3发射一采集信号并接收所述采集信号的反馈信号；
S5：延迟一第四固定时间段t4，并返回步骤S1；
所述第一固定时间段t1、所述第二固定时间段t2、所述第三固定时间段t3和所述第四固定时间段t4满足公式：
Figure FDA0002641188990000011
2.根据权利要求1所述的多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法，其特征在于，所述环境感知系统包括一控制单元、一信息处理单元、一信号发射单元和一信号接收单元，所述信号发射单元和所述信号接收单元分别与所述信息处理单元通信连接，所述信息处理单元与所述控制单元通信连接；所述信息处理单元用于接收所述控制单元的动作指令、调制采样模式所需的发射信号、解析所述信号接收单元所采集的外部环境信号，获得外部环境信息和将解析后的外部环境信息传回所述控制单元；所述动作指令包括所述预检指令、采样指令和停止指令。
3.根据权利要求2所述的多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法，其特征在于，所述S1步骤中，所述控制单元向所述信号处理单元发出所述预检指令，所述信号处理单元接到所述预检指令后，接收由所述信号接收单元采集回来的所述外部环境信号。
4.根据权利要求3所述的多个环境感知系统同时使用的防对射干扰方法，其特征在于，当所述外部环境信号叠加有所述采集信号时，表明存在正处于采样模式的外部环境感知系统。
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