[发明专利]一种三探头阵列超声测距仪

说明书

一种三探头阵列超声测距仪，包括三角基座，所述三角基座的每一个基座上设置超声探头，三个超声探头存在高度差，三个超声探头具有不同的发射超声频率，所述三个超声探头均与可控制单元连接，所述控制单元包括：用于监控三个超声探头同时发射并依次收到返回声波的监控模块，用于依照三个探头收发计时并根据最小二乘法计算距离的测距模块，所述监控模块与三个超声探头的启动受控端连接，所述三个产生探头的收发计时信号输出端与所述监控模块连接。本发明提供了一种不依赖于温度补偿机制、运行可靠性较好、精度较高的三探头阵列超声测距仪。

技术领域

本发明涉及一种超声测距仪。

背景技术

超声测距仪或超声雷达在无人驾驶、工业控制等领域具有广泛的应用。在运动时障碍物检测方面超声波雷达阵列由于可行“接续检测”而起着关键的作业，但对于相对静止时的测距没有见到多传感器融合的实现方式。另外，多数对精度有一定要求的超声测距雷达都有附带温度测量模块并运用到测距计算，这就是所谓的温度补偿机制。

发明内容

为了克服已有技术超声测距方式的依赖于温度补偿机制、运行可靠性较差、精度较低的不足,本发明提供了一种不依赖于温度补偿机制、运行可靠性较好、精度较高的三探头阵列超声测距仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种三探头阵列超声测距仪，包括三角基座，所述三角基座的每一个基座上设置超声探头，三个超声探头存在高度差，三个超声探头具有不同的发射超声频率，所述三个超声探头均与可控制单元连接，所述控制单元包括：用于监控三个超声探头同时发射并依次收到返回声波的监控模块，用于依照三个探头收发计时并根据最小二乘法计算距离的测距模块，所述监控模块与三个超声探头的启动受控端连接，所述三个产生探头的收发计时信号输出端与所述监控模块连接。

进一步，所述三角基座上具有不同高度的垫底衬高。通过不同的垫底衬高实现不同的高度差。

再进一步，所述三个超声探头的高度差，从低到高的两个高度差相等。

优选的，所述三角基座呈等边三角形。当然，也可以是其他三角形的方式。

更进一步，三个超声探头发射超声频率依次有倍程差异。

所述控制单元为工控板，所述工控板位于三角基座中央，所述工控板与电源模块连接。

所述工控板通过通信接口输出到远端的显示屏，所述显示屏位于三角底座反面。

三个超声探头的高度差为4cm，所述测距模块中，探头A距离目标物的间隔距离为s，超声声速为v确定三个探头A、B、C的收发时间为t_A、t_B、t_C。

写成矩阵形式

利用最小二乘法得到

计算得到距离s。

本发明的有益效果主要表现在：本发明由三颗超声收发探头组成的阵列，它们不需要温度补偿模块，通过三颗探头的数据融合精确计算该阵列距离目标物的间隔，在应用中可以把该阵列看作一个单独的超声雷达，把它部署在多阵列的超声雷达阵列场合。该阵列装置本身可以实现精度高于附带温度补偿机制的距离测量，又不依赖于温度模块，使得系统设计简单，运用可靠，精度高。

附图说明

图1是三探头布局示意图。

图2是三探头在三角基座的高度差示意图。

图3是计算架构示意图。