一种测距传感器用分段式距离补偿方法技术

本发明专利技术提供一种测距传感器用分段式距离补偿方法，包括以下步骤：用待补偿的测距传感器测试若干个标定点处的距离，得到实际距离与测试距离，测试距离与实际距离的差值为偏差值，绘制若干个点的坐标分布图；依次连接若干个点获得曲线,根据曲线变化趋势分为若干段，每段的曲线接近线性；上位机依次采集测距传感器在各补偿点位置的测试距离，计算偏差值，生成各补偿点位置的补偿命令，并下发至测距传感器；测距传感器接收到补偿命令后，提取出距离信息，针对每段进行线性补偿公式计算；对测距传感器进行分段距离补偿。对距离采用分段式曲线线性拟合补偿，计算量小，且拟合程度高，补偿后传感器精度和线性度均得到大幅提升。

【技术实现步骤摘要】
一种测距传感器用分段式距离补偿方法
本专利技术涉及传感器领域，具体涉及一种测距传感器用分段式距离补偿方法。
技术介绍
近年来，测距传感器的发展突飞猛进，对于高精度传感器的需求也与日俱增。而依靠传感器自身敏感元件，精度和线性度往往达不到预期要求。因此，需要对测量结果进行修正补偿。目前对于测距传感器的补偿方法有很多，大多是取多个测量点，在测量点处测量距离数值，结合真实距离绘制出相互关系曲线，根据曲线进行拟合。一般拟合方式有线性拟合，二次项拟合，更高次项拟合，或者其他曲线拟合方式。根据当前测量数据，结合拟合公式，得出拟合后的距离值。即使是同一批次的传感器，由于所用器件一致性不同，或生产时产生的差异，会导致各传感器线性度存在差异。这种差异可能通过修改补偿公式的系数即可修正，也可能需要更改补偿公式的拟合方式才能修正。只采用单一种类的补偿拟合公式，不能满足传感器之间的线性度差异。大多测距传感器线性度一般，采用线性拟合或二次项拟合，与曲线的拟合程度不高，补偿后精度和线性度也就不高。采用高次项或其他拟合曲线(如指数，对数等)进行拟合，虽然可能具有更高的拟合程度，但计算量大，易出错。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种测距传感器用分段式距离补偿方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种测距传感器用分段式距离补偿方法，包括以下步骤：S1、用待补偿的测距传感器测试若干个标定点处的距离，得到所述若干个点的实际距离与测试距离，所述测试距离与所述实际距离的差值为偏差值，绘制所述若干个点的坐标分布图；S2、依次连接所述若干个点获得曲线,根据所述曲线变化趋势分为若干段，每段的曲线接近线性；S3、上位机依次采集所述测距传感器在各补偿点位置的测试距离，计算所述偏差值，生成所述各补偿点位置的补偿命令，并下发至所述测距传感器；S4、所述测距传感器接收到所述补偿命令后，提取出距离信息，针对所述每段进行线性补偿公式计算；S5、根据所述线性补偿公式计算的值对所述测距传感器进行分段距离补偿。进一步的，步骤S1中，建立坐标轴,横坐标为所述实际距离，纵坐标为所述偏差值。进一步的，步骤S2中，所述曲线分为n段，依次取每段起始点作为补偿点，所述补偿点个数为n，所述补偿点横坐标取所述测试距离，纵坐标取所述偏差值。进一步的，步骤S4中，所述每段进行线性补偿公式计算如下：B1～Bn分别为所述每个补偿点的横坐标；A1～An分别为所述每个补偿点的纵坐标，Y为所述测距传感器的量程上限值；任意一点的测试距离为B，所述任意一点对应的所述偏差值为A；B1～B2：B2～B3：B3～B4：…Bn-1～Bn：Bn～Y：进一步的，步骤S5中，根据所述任意一点的测试距离为B，计算得到所述偏差值A，进行距离补偿，补偿后距离为B′，B′＝B-A。相比现有技术,本专利技术具有如下有益效果：1、对距离采用分段式曲线线性拟合补偿，计算量小，且拟合程度高，因此即使传感器精度和线性度很差，补偿后精度和线性度均可得到大幅提升；2、补偿分段点根据传感器测试距离与实际距离偏差的规律决定。这种方法相比于直接全距离曲线拟合，拟合程度更高，因此补偿后的线性度和精度的提高也更显著。3、补偿公式在补偿全范围内是连续函数，也就是说，各补偿段之间是连续的，这样就防止各补偿分段点处出现断层。4、补偿操作简便。只需在各补偿点进行距离测试，由上位机下发当前测试结果，下位机补偿函数自动进行曲线拟合公式计算及相应拟合计算，易于实现生产自动化。5、可扩展性强。可根据传感器线性度的特点，增减补偿点个数或调整补偿点位置，以实现更好的补偿效果。附图说明图1为本专利技术一种测距传感器用分段式距离补偿方法流程图；图2为若干个标定点的原始测试数据偏差值与实际距离分布曲线图；图3为选定补偿点的偏差值与测试距离分布曲线图；图4为上位机补偿界面图；图5为针对每个分段进行线性补偿计算流程图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例以本专利技术的技术方案为依据开展，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。图1为本专利技术一种测距传感器用分段式距离补偿方法流程图。以100～2500mm距离量程的测距产品为例，用待补偿的测距传感器测试若干个标定点处的距离，得到若干个点的实际距离与测试距离，实际距离即为标定点在标靶处的数值，测试距离与实际距离的差值为偏差值，建立坐标轴,横坐标为实际距离，纵坐标为偏差值，绘制若干个点的坐标分布图，如图2所示，可以看到，在100～2500mm范围内距离偏差分布规律性较差。依次连接所述若干个点获得曲线,根据所述曲线变化趋势分为5段，分别为100～300mm，300～500mm，500～600mm，600～1000mm，1000～2500mm。每段的曲线接近线性，且五条曲线连续，分段点处能够衔接，依次取每段起始点作为补偿点；通常同型号的一批传感器的测试分布曲线近似，测距传感器分段点相近，通过前期摸底测试后，可将这些分段点应用于同型号的传感器。用A表示偏差值，B为测试距离，A1＝B1-100；A2＝B2-300；A3＝B3-500；A4＝B4-600；A5＝B5-1000；可得出：B1＝A1+100；B2＝A2+300；B3＝A3+500；B4＝A4+600；B5＝A5+1000；而产品在实际使用过程中，并不能知道标靶距离即实际距离是多少，只能知道测试距离是多少，因此，在补偿分段时，采用测试距离作为横坐标轴，补偿点横坐标取测试距离，纵坐标取偏差值，如图3所示，5个补偿点坐标为(B1，A1)，(B2，A2)，(B3，A3)，(B4，A4)，(B5，A5)，上位机采集补偿点位置信息并下发至传感器。将传感器测量标靶依次放置在上述补偿点位置，由上位机计算当前位置的测量偏差，并生成此位置的补偿命令，其中包含此位置的实际距离信息和测试偏差。如图4为上位机补偿界面示例，当上位机采集完所有补偿点信息后，将5条补偿命令同时下发至传感器。传感器自动计算拟合公式。传感器接收到补偿命令后，提取出距离信息，针对每个分段进行线性补偿公式计算，如图5为针对每个分段进行线性补偿计算流程图。B1～B2：B2～B3：B3～B4：B4～B5：B5～2500：在整个量程范围内，这些补偿公式是连续函数，即使是分段进行补偿，在分段点处也不会出现“断层”。距离补偿根据当前测试的距离值B，即可计算出偏差值A，从而进行距离补偿：B′＝B-A。以上实施例为本申请的优选实施例，本领域的普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本申请总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本申请要求保护的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测距传感器用分段式距离补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、用待补偿的测距传感器测试若干个标定点处的距离，得到所述若干个点的实际距离与测试距离，所述测试距离与所述实际距离的差值为偏差值，绘制所述若干个点的坐标分布图；S2、依次连接所述若干个点获得曲线,根据所述曲线变化趋势分为若干段，每段的曲线接近线性；S3、上位机依次采集所述测距传感器在各补偿点位置的测试距离，计算所述偏差值，生成所述各补偿点位置的补偿命令，并下发至所述测距传感器；S4、所述测距传感器接收到所述补偿命令后，提取出距离信息，针对所述每段进行线性补偿公式计算；S5、根据所述线性补偿公式计算的值对所述测距传感器进行分段距离补偿。

【技术特征摘要】
1.一种测距传感器用分段式距离补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、用待补偿的测距传感器测试若干个标定点处的距离，得到所述若干个点的实际距离与测试距离，所述测试距离与所述实际距离的差值为偏差值，绘制所述若干个点的坐标分布图；S2、依次连接所述若干个点获得曲线,根据所述曲线变化趋势分为若干段，每段的曲线接近线性；S3、上位机依次采集所述测距传感器在各补偿点位置的测试距离，计算所述偏差值，生成所述各补偿点位置的补偿命令，并下发至所述测距传感器；S4、所述测距传感器接收到所述补偿命令后，提取出距离信息，针对所述每段进行线性补偿公式计算；S5、根据所述线性补偿公式计算的值对所述测距传感器进行分段距离补偿。2.根据权利要求1所述的一种测距传感器用分段式距离补偿方法，其特征在于，步骤S1中，建立坐标轴,横坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：许永童，
申请(专利权)人：上海兰宝传感科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31