[发明专利]测距方法、装置及定位方法、装置

说明书

本发明提供一种测距方法、装置及定位方法、装置，所述测距方法包括：获取探测波的接收探头的采样数据；自采样值达到预设阈值的第一采样时刻起的半个探测波周期内，确定一组相邻的第二采样时刻和第三采样时刻，其中，第二采样时刻的采样值与第三采样时刻的采样值异号或其中一个为零；根据第二采样时刻、第二采样时刻的采样值、第三采样时刻和第三采样时刻的采样值计算探测波的过零点，并根据第二采样时刻的采样值与第三采样时刻的采样值的大小关系确定过零点相位；根据第一采样时刻、第一采样时刻的采样值、第二采样时刻、第二采样时刻的采样值、过零点和过零点相位计算渡越时间；根据渡越时间计算探测距离。本发明能够快速、准确地得到探测距离。

技术领域

本发明涉及自动充电技术领域，具体涉及一种测距方法、一种测距装置、一种定位方法和一种定位装置。

背景技术

超声波测距是用于距离测量的常用方法，由于成本低廉，其在倒车雷达、机器人定位等领域得到广泛的应用。超声波测距的精度直接决定了机器人定位的精度性能，超声波测距的基本方法是TOF(Time of Flight)渡越时间检测法，超声波测距的关键就在于对渡越时间的检测。

对于渡越时间的检测，针对不同的条件和要求，有多种不同方法，最常见的有阈值检测法、包络峰值检测法、相位检测法。阈值检测法的是根据检测信号的阈值来判断渡越时间，精度较差，不足以用于机器人定位，包络峰值检测法算法比较复杂，不太适合用于嵌入式控制器，相位检测法检测距离较短。因此，对于充电自动连接定位的应用场景，上述方法均有一定的限制。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种测距方法、装置及定位方法、装置，能够快速、准确地计算出探测波的渡越时间，从而能够快速、准确地得到探测距离，及实现定位点的定位，满足自动充电连接等应用需求。

本发明采用的技术方案如下：

一种测距方法，包括以下步骤：获取探测波的接收探头的采样数据；自采样值达到预设阈值的第一采样时刻起的半个探测波周期内，确定一组相邻的第二采样时刻和第三采样时刻，其中，所述第二采样时刻的采样值与所述第三采样时刻的采样值异号或其中一个为零；根据所述第二采样时刻、所述第二采样时刻的采样值、所述第三采样时刻和所述第三采样时刻的采样值计算所述探测波的过零点，并根据所述第二采样时刻的采样值与所述第三采样时刻的采样值的大小关系确定过零点相位；根据所述第一采样时刻、所述第一采样时刻的采样值、所述第二采样时刻、所述第二采样时刻的采样值、所述过零点和所述过零点相位计算渡越时间；根据所述渡越时间计算探测距离。

根据以下公式计算所述过零点：

其中，t_i0为所述过零点，t_i为所述第二采样时刻，V_i为所述第二采样时刻的采样值，t_i+1为所述第三采样时刻，V_i+1为所述第三采样时刻的采样值。

其中，当所述第二采样时刻的采样值大于所述第三采样时刻的采样值时，过零点相位为π，当所述第二采样时刻的采样值小于所述第三采样时刻的采样值时，过零点相位为0。

根据以下公式计算所述渡越时间：

其中，T₀为所述渡越时间，t_s为所述第一采样时刻，V_ts为所述第一采样时刻的采样值，θ为所述过零点相位，ω为所述探测波的角频率。

根据以下公式计算所述探测距离：

D＝uT₀

其中，D为所述探测距离，u为所述探测波的速度。