[发明专利]一种水下障碍物探测方法及探测装置

说明书

本发明公开了一种水下障碍物探测方法，包括：在航行器上安装一个超声波传感器；由超声波传感器依次发射多种不同频率的超声波并根据超声波回波信号检测每一频率的超声波的指向角范围内是否存在障碍物；驱动超声波传感器偏转一特定角度，再次由所述超声波传感器依次发射所述多种不同频率的超声波并根据超声波回波信号检测每一频率的超声波的指向角范围内是否存在障碍物；根据两次障碍物检测结果以及所述超声波传感器的偏转角度确定所述障碍物的所在范围。本发明还提供了一种水下障碍物探测装置，只需一个超声波传感器就能够确定水下障碍物的方位，具有成本低廉，安装校准简单，使用方便的优点。

技术领域

本发明涉及水下定位技术领域，尤其涉及一种水下障碍物探测方法及探测装置。

背景技术

随着近几年水下无人航行器的快速发展，对可实现水下避障的超声波传感器需求大增，这种超声波传感器一般用于水下航行器，水下机器人等自动移动设备上。超声波避障的目的就是通过超声波传感器发射超声波信号以测量到周围物体的距离，然后让自动移动设备收集到四周的距离数据，来决定往哪个方向移动、航行。在实际应用中，航行器通常安装6个水下避障超声波传感器，通过测量航行器到前后左右上下6个方向障碍物的距离，来探测障碍物，进而进行规避动作，避免航行器搁浅或者发生碰撞，让航行器不被障碍物阻挡、破坏，知道安全到达指定地点。

如图1所示，现有的超声波避障技术为了能够实现无方位盲区，需要在航行器上布防多个超声波传感器，每个超声波传感器覆盖一定的面积以达到各个方向的检测。然而，这种方法成本高，且安装位置校准复杂度高。

因此，需要提供一种成本低廉、使用方便的水下障碍物探测方法及探测装置。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种成本低廉、使用方便的水下障碍物探测方法及探测装置。

为达成上述目的，本发明提供了一种水下障碍物探测方法，包括以下步骤：

S1，在航行器上安装一个超声波传感器；

S2，由所述超声波传感器依次发射多种不同频率的超声波并根据超声波回波信号检测每一频率的超声波的指向角范围内是否存在障碍物；

S3，驱动所述超声波传感器偏转一特定角度，再次由所述超声波传感器依次发射所述多种不同频率的超声波并根据超声波回波信号检测每一频率的超声波的指向角范围内是否存在障碍物；

S4，根据两次障碍物检测结果以及所述超声波传感器的偏转角度确定所述障碍物的所在范围。

优选地，步骤S2还包括驱动所述航行器在第一方向上航行；步骤S3还包括驱动所述航行器在相对于所述第一方向偏转所述角度的第二方向上航行。

优选地，相邻频率的超声波的指向角范围的间隔角度相同。

优选地，相邻频率的超声波的指向角范围的间隔角度与所述超声波传感器偏转的特定角度相同。

根据本发明的另一方面，还提供了一种水下障碍物探测装置，其特征在于，包括：

一个超声波传感器，用于执行超声波发射动作，所述超声波发射动作包括依次发射多种不同频率的超声波；

驱动单元，用于驱动所述超声波传感器先后两次执行所述超声波发射动作，并驱动所述超声波传感器在两次执行所述超声波动作之间偏转一特定角度；

障碍物检测单元，用于在所述超声波传感器每次执行所述超声波发射动作时根据发射的所述多种不同频率的超声波的回波信号检测每一频率的超声波的指向角范围内是否存在障碍物；

障碍物方位确定单元，根据所述障碍物检测单元两次障碍物检测结果以及所述超声波传感器的偏转角度确定所述障碍物的所在范围。