CN112255631A - 一种用于车辆的超声波测距方法 - Google Patents

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周亮
杜幸运
宋文华
黄家豪
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Abstract

本发明涉及一超声波测距方法的优化设计，具体为一种用于车辆的超声波测距方法，将多个超声波测距模块依次启动进行测距，从而降低相邻超声波测距模块之间互相影响带来的误差，对于低速行驶的无人车或者移动机器人，依次启动超声波测距模块带来的距离信息后滞性较低，不影响正常运动时的测量，包括n个超声波测距模块，设定初始值：超声波测距模块的测量最大角度为α，测量距离为Smin～Smax，安装位置距离地面为h，投射角为β，无人车或移动机器人行驶宽度b，声速为v，当前方路面无任何干扰和沟壑时，超声波测距模块测量距离S满足S＝h/cosβ；超声波模块的数量n满足n＝b/2Stan0.5α；相邻超声波模块之间间距k满足k＝b/n，相邻两个超声波模块工作延时t满足t＝2S/v+10ms。

Description

一种用于车辆的超声波测距方法
技术领域
本发明涉及一超声波测距方法的优化设计，具体为一种用于车辆的超声波测距方法。
背景技术
在室外，无人车行驶过程中，由于多线激光雷达多放于车身顶部，无法照射出车辆底部周围的障碍物，若不加装超声波测距模块来检测判断车辆底部前进方向上的小型障碍物，如砖头、沟壑等，会对无人车行驶带来干扰，甚至造成无人车本体的损伤。传统的超声波模块使用方法是在车前方加装多个超声波模块，同时启动，形成车前方的整个面的超声波测距扫描，若有其中一个或多个扫描出的距离信息过小或者过大，输出警报信号。由于超声波扫描存在一定角度，同时启动所有超声波易造成相邻两个之间互相干扰，从而使得获取的检测车前障碍物的信息不够准确。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于车辆的超声波测距方法，将多个超声波测距模块依次启动进行测距，从而降低相邻超声波测距模块之间互相影响带来的误差，对于低速行驶的无人车或者移动机器人，依次启动超声波测距模块带来的距离信息后滞性较低，不影响正常运动时的测量。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种用于车辆的超声波测距方法，包括n个超声波测距模块，其特征在于：设定初始值：超声波测距模块的测量最大角度为α，测量距离为Smin～Smax，安装位置距离地面为h，投射角为β，无人车或移动机器人行驶宽度b，声速为v，当前方路面无任何干扰和沟壑时，超声波测距模块测量距离S满足S＝h/cosβ；超声波模块的数量n满足n＝b/2Stan0.5α；相邻超声波模块之间间距k满足k＝b/n，相邻两个超声波模块工作延时t满足t＝2S/v+10ms。
作为优选，所述n个超声波测距模块均与arduino开发板连接。
作为优选，所述arduino开发板基于ros系统下进行通信。
作为优选，所述通信具体是指在ros系统下利用python读取超声波串口数据，将得到的数据以topic(话题)的形式发送至ros系统。
作为优选，对应安装位置的超声波测距模块写有逻辑判断，只要出现某个超声波测距模块发出大于某个距离或者小于某个距离，则分别判断为前方有沟壑和障碍物，接收到上一步发送出的topic进行逻辑判断，并得出结果发送至底层电机驱动来控制无人平台的前进、停止状态。
本发明有益效果：本发明的用于车辆的超声波测距方法将多个超声波测距模块依次启动进行测距，从而降低相邻超声波测距模块之间互相影响带来的误差，通过依次启动超声波测距模块，并且通过设定的方式进行安装从而使得超声波测得的距离信息后滞性较低，不影响正常运动时的测量。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。图1为本发明的用于车辆的超声波测距方法的超声波测距模块的安装结构示意图；
图2为本发明的用于车辆的超声波测距方法的超声波测距模块的安装结构示意图
图3为本发明的用于车辆的超声波测距方法的模块工作示意图；
图4为本发明的用于车辆的超声波测距方法的模块工作示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。通过测量无人车或移动机器人前进的宽度b、超声波测距模块安装的位置高度h以及超声波模块的测量角度α和投射角β，来确定选取使用多少个超声波测距模块n以及安装分布距离k。
使用arduino开发板连接多个超声波测距模块，在Arduino IDE软件里写好多个超声波模块依次工作的代码，在每个超声波模块启动代码后加上delay()函数作为延时，每个超声波模块依次工作间隙延时为t，烧录进arduino或stm32开发板，这样保证了每个超声波模块单独运行，不会出现同时运行造成互相干扰的情况。
由于整体无人平台是基于ros系统下进行通信，故在ros系统下利用python读取超声波串口数据，将得到的数据以topic(话题)的形式发送至ros系统中，以供其他模块接收使用超声波数据。
将超声波测距模块均匀安装在高度为h处的无人车或移动机器人前进方向的前方。
根据超声波测距模块的安装位置写出逻辑判断，只要出现某个超声波测距模块发出大于某个距离或者小于某个距离，则分别判断为前方有沟壑和障碍物，接收到上一步发送出的topic(话题)进行逻辑判断，并得出结果发送至底层电机驱动来控制无人平台的前进、停止状态。
以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于车辆的超声波测距方法，包括n个超声波测距模块，其特征在于：设定初始值：超声波测距模块的测量最大角度为α，测量距离为Smin～Smax，安装位置距离地面为h，投射角为β，无人车或移动机器人行驶宽度b，声速为v，当前方路面无任何干扰和沟壑时，超声波测距模块测量距离S满足S＝h/cosβ；超声波模块的数量n满足n＝b/2Stan0.5α；相邻超声波模块之间间距k满足k＝b/n，相邻两个超声波模块工作延时t满足t＝2S/v+10ms。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的超声波测距方法，其特征在于：所述n个超声波测距模块均与arduino开发板连接。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的超声波测距方法，其特征在于：所述arduino开发板基于ros系统下进行通信。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的超声波测距方法，其特征在于：所述通信具体是指在ros系统下利用python读取超声波串口数据，将得到的数据以topic(话题)的形式发送至ros系统。
5.根据权利要求3所述的用于车辆的超声波测距方法，其特征在于：对应安装位置的超声波测距模块写有逻辑判断，只要出现某个超声波测距模块发出大于某个距离或者小于某个距离，则分别判断为前方有沟壑和障碍物，接收到上一步发送出的topic进行逻辑判断，并得出结果发送至底层电机驱动来控制无人平台的前进、停止状态。
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CN104142501A (zh) * 2014-07-01 2014-11-12 华南理工大学 一种基于多个超声波探测器的障碍物检测报警装置及方法
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