[发明专利]一种可抗声波干扰的超声波传感器组及目标定位方法

说明书

本发明公开了一种可抗声波干扰的超声波传感器组及目标定位方法。每个传感器组中，主超声波传感器至少配有两个从超声波传感器，电子控制单元向主超声波传感器发出触发信号，控制主超声波传感器发出超声波脉冲，对目标物进行测量；主超声波传感器和从超声波传感器均接收超声波回波，接收到超声波回波并发送给电子控制单元；电子控制单元通过传感器组的超声波回波计算目标物位置，并对计算目标物位置的结果进行交叉检验，从而输出目标物定位。本发明可通过单次测量实现高效目标物定位，并可抵御声波干扰，实现高可靠的定位结果。

技术领域

本发明属于传感器电子技术领域，具体涉及一种可抗声波干扰的超声波传感器组。

背景技术

超声波传感器常被用于测距，它利用回波测距原理，通过主动发射超声波脉冲，随后接收经过目标物表面反射的超声波回波，运用时间差测量技术，测量传感器与目标物之间的距离，具有测量准确、非接触、防水、成本低等优点，可用于液位、物位、料位检测等，在工业过程控制、自动驾驶汽车、无人机、机器人、家居安防、生物医学、基础公共设施等领域有广泛的应用。一些应用领域，例如自动驾驶，需要测量目标物的准确位置而不仅是距离，因此需要利用超声波进行目标物定位。

现有的超声波定位方法大多采用多个传感器独立测量，结合多点测量距离进行交叉定位的方式。这种方式需要所有传感器分别进行测量，需要时间较多，并且单个传感器容易被环境中的其他声波干扰，产生错误的测量结果，导致整体上错误的定位结果。因此，一种可抗声波干扰的超声波传感器组对于高效可靠的目标定位具有重要意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种可抗声波干扰的超声波传感器组及目标定位方法，解决现有超声波定位方案效率低和容易被声波干扰的技术问题。

本发明采用如下技术方案：

一、可抗声波干扰的超声波传感器组

包括多个传感器组，每组传感器包括主超声波传感器、从超声波传感器和电子控制单元。

电子控制单元与主超声波传感器连接，向主超声波传感器S发出触发信号并且对目标物位置进行计算和回波信号可信性检验、

每个传感器组中，主超声波传感器至少配有两个从超声波传感器，主超声波传感器和至少两个的从超声波传感器位于一条直线上；主超声波传感器用于发射超声波脉冲，接收超声波脉冲返回的超声波回波；从超声波传感器用于接收主超声波传感器的超声波回波。

优选的，每个传感器组中从超声波传感器在主超声波传感器的两侧均匀布置。

优选的，多个传感器组沿同一条直线排列构成传感器阵列。

二、一种超声波目标定位方法，具体包括以下步骤：

1)电子控制单元向主超声波传感器发出触发信号，控制主超声波传感器发出超声波脉冲，对目标物进行测量；

2)主超声波传感器和从超声波传感器均接收超声波回波，接收到超声波回波并发送给电子控制单元；

3)电子控制单元通过传感器组的超声波回波计算目标物位置，并对计算目标物位置的结果进行交叉检验，从而输出准确可信的目标物定位。

所述的步骤3)具体为：

3.1)通过主超声波传感器测量超声波回波的回波时间计算出目标物与主超声波传感器的距离，目标物在以主超声波传感器为圆心的圆周上；

3.2)通过主超声波传感器与从超声波传感器测量得到的超声波回波的回波时间的差值计算出目标物到主超声波传感器与目标物到从主超声波传感器距离的差值，得到目标物在以主超声波传感器和从超声波传感器为焦点的双曲线上；