[发明专利]基于占空比调节的超声波测距方法、装置及电子设备

说明书

本发明提供了一种基于占空比调节的超声波测距方法、装置及电子设备，涉及超声波测距技术领域，该超声波测距方法包括按预设发射时间间隔，随机选取预设占空比表中的任一占空比发射预设周期数和频率的超声波信号；接收返回波信号，并记录从发射超声波信号到接收到返回波信号的传播时间；计算返回波信号在频域内的频率分量分布；当连续两次发射后接受的信号频率分量分布与发射信号返回波的理论频率分量分布均相等时，根据后一次发射的传播时间计算超声波测距设备与障碍物的距离。本发明实施例提供的一种基于占空比调节的超声波测距方法、装置及电子设备，可以自主调节超声波测距的工作占空比，提高测距准确性和抗干扰性，有效避免多台超声波测距设备工作时的相互干扰，实现多台超声波测距设备的协同工作。

技术领域

本发明涉及超声波测距技术领域，尤其是涉及一种基于占空比调节的超声波测距方法、装置及电子设备。

背景技术

超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远等特点，因而超声波经常用于距离的测量。在移动机器人领域，为了使机器人能自动避障行走，往往需要装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的距离信息，因此，超声波测距被广泛应用在移动机器人上。

随着移动机器人的快速发展，同一空间内多个移动机器人可以同时工作成为了机器人发展的迫切需求。例如，在一个大型房间内需要多个扫地机器人同时工作，以保持整个房间地面干净，因为对于单个扫地机器人，其工作效率是固定的，难以满足在较短时间内打扫完较大的区域。但是，现有的超声波测距设备往往发送相同频率和相同占空比的超声波，当有多台超声波测距设备在同一空间内工作时，相互之间会出现严重干扰，使得测距不准确，导致这类设备无法正常工作。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于占空比调节的超声波测距方法、装置及电子设备，可以自主调节超声波测距的工作占空比，提高测距准确性和抗干扰性，有效避免多台超声波测距设备在工作时的相互干扰，实现多台超声波测距设备的协同工作。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于占空比调节的超声波测距方法，应用于超声波测距设备，该方法包括：按预设发射时间间隔，随机选取预设占空比表中的任一占空比为发射占空比发射预设周期数和预设频率的超声波信号；接收返回波信号，并记录从发射超声波信号到接收到返回波信号的传播时间；计算返回波信号在频域内频率分量的分布形式；当连续两次返回波的频率分量分布形式与发射信号对应的频率分量分布形式均相等时，根据后一次发射的传播时间计算超声波测距设备与障碍物的距离。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述计算返回波信号在频域内频率分量分布形式的步骤，包括：将该返回波信号由时间域变换到频率域；计算该返回波信号在频率域内频率分量的分布形式。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述将该返回波信号由时间域变换到频率域的步骤，包括：通过傅里叶变换或快速傅里叶变换算法，将该返回波信号由时间域变换到频率域。

结合第一方面或第一方面的第一种或第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述记录从发射超声波信号到接收到返回波信号的传播时间的步骤，包括：设置测距时间标志，并将该测距时间标志置0；当发射超声波信号时，将该测距时间标志由0置1；当接收到返回波信号时，将该测距时间标志置0，并计算该测距时间标志保持为1的时间。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，该根据后一次发射的该传播时间计算超声波测距设备与障碍物的距离的计算公式，为：，式中，为超声波测距设备与障碍物的距离，为后一次发射的超声波信号的传播时间，设备工作环境下声波传输速度。。