物体探测方法及系统、超声波传感装置及自主移动设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种物体探测方法及系统、超声波传感装置及自主移动设备，包括以下步骤：基于初始波束角的超声波探测物体；若探测到物体，判定物体位于所述初始波束角的范围内；若未探测到物体，基于预设梯度变换当前波束角，基于变换后的波束角的超声波探测物体，直至探测到物体，则判定物体位于第一波束角和第二波束角之间的夹角的范围内；在超声波发射方向向左或右转动不小于第一角度时，基于波束角不小于第二角度的超声波探测物体；探测到物体判定位于第一波束角和第二波束角的左侧夹角的范围内；否则位于右侧夹角的范围内。本发明专利技术的物体探测方法及系统、超声波传感装置及自主移动设备能够实现精准地物体探测。

【技术实现步骤摘要】
物体探测方法及系统、超声波传感装置及自主移动设备
本专利技术涉及物体探测的
，特别是涉及一种物体探测方法及系统、超声波传感装置及自主移动设备。
技术介绍
超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，其具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此，超声探测技术在汽车、无人汽车、机器人等领域被广泛采用。超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号(通常是电信号)的传感器，通常应用于物体探测，其使用简便，成本较低，但是，超声波传感器的超声波波束的模糊性较大，误差较难控制，一般只能辅助探测，并且其很少被用来做定位传感器来使用。另外，超声波传感器在出厂后，其波束角一般都是被厂家固定设置。因此，虽然超声波传感器成本较低，但其需要占据安装位置并功能单一、使用效率偏低。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种物体探测方法及系统、超声波传感装置及自主移动设备，通过对超声波波束角的动态调整和超声波发射方向的转动实现精准地物体探测，从而提升了超声波探测的使用效率。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种物体探测方法，包括以下步骤：基于初始波束角的超声波探测物体；若探测到物体，则判定所述物体位于所述初始波束角的范围内；若未探测到物体，基于预设梯度变换当前波束角，并基于变换后的波束角的超声波探测物体，直至探测到物体，则判定所述物体位于第一波束角α和第二波束角β之间的夹角的范围内；所述第一波束角α为探测到物体的波束角，所述第二波束角β为所述第一波束角的前一波束角；在超声波发射方向向左或右转动不小于第一角度时，基于波束角不小于第二角度的超声波探测物体；若探测到物体，则判定位于所述第一波束角和所述第二波束角的左侧夹角的范围内；否则判定位于所述第一波束角和所述第二波束角的右侧夹角的范围内。于本专利技术一实施例中，所述第一角度为|β-α|/2；所述第二角度为(α+β)/2。于本专利技术一实施例中，超声波的波束角的范围为[30°，60°]。于本专利技术一实施例中，当所述初始波束角为30°时，所述预设梯度为+a；当所述初始波束角为60°时，所述预设梯度为-a，a的取值范围为[5,30]度。于本专利技术一实施例中，所述物体与所述超声波的信号源之间的距离为10cm-2.5m。于本专利技术一实施例中，还包括基于预设时间间隔发出不同波束角的超声波。于本专利技术一实施例中，所述预设时间间隔为10ms-15ms。对应地，本专利技术提供一种物体探测系统，包括初始探测模块、初始判定模块、循环判定模块和定位模块；所述初始探测模块用于基于初始波束角的超声波探测物体；所述初始判定模块用于在探测到物体时，判定所述物体位于所述初始波束角的范围内；所述循环判定模块用于在未探测到物体时，基于预设梯度变换当前波束角，并基于变换后的波束角的超声波探测物体，直至探测到物体，则判定所述物体位于第一波束角α和第二波束角β之间的夹角的范围内；所述第一波束角α为探测到物体的波束角，所述第二波束角β为所述第一波束角的前一波束角；所述定位模块用于在超声波发射方向向左或右转动不小于第一角度时，基于波束角不小于第二角度的超声波探测物体；若探测到物体，则判定位于所述第一波束角和所述第二波束角的左侧夹角的范围内；否则判定位于所述第一波束角和所述第二波束角的右侧夹角的范围内。本专利技术提供一种超声波传感装置，包括：超声波发射器、处理器及存储器；所述超声波发射器用于发射超声波；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述超声波传感装置执行上述的物体探测方法。最后，本专利技术提供一种自主移动设备，包括上述的超声波传感装置，所述自主移动设备用于控制所述超声波传感装置的超声波发射器将超声波发射方向向左或右转动不小于第一角度。于本专利技术一实施例中，所述自主移动设备直接控制超声波传感器装置的超声波发射器转动或者通过自身的转动带动超声波传感器装置的超声波发射器转动。于本专利技术一实施例中，所述自主移动设备为机器人。如上所述，本专利技术的物体探测方法及系统、超声波传感装置及自主移动设备，具有以下有益效果：(1)通过动态变换超声波波束角判断出物体在两个波束角的夹角之间，通过调整超声波发射方向判断物体处于左侧或右侧的夹角；(2)大大提升了定位精度，扩展了超声波的功能；(3)为机器人的规避动作提供更精确的辅助。附图说明图1显示为本专利技术的物体探测方法于一实施例中的流程图；图2显示为物体与超声波波束于一实施例中的位置示意图；图3显示为物体与超声波波束于另一实施例中的位置示意图；图4显示为物体与超声波波束于又一实施例中的位置示意图；图5显示为本专利技术的物体探测系统于一实施例中的结构示意图；图6显示为本专利技术的物体探测装置于一实施例中的结构示意图；图7显示为本专利技术的自主移动设备于一实施例中的结构示意图。元件标号说明51初始探测模块52初始判定模块53循环判定模块54定位模块61超声波发射器62处理器63存储器具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术的物体探测方法及系统、超声波传感装置及自主移动设备通过对超声波波束角的动态调整实现了精准地物体探测，提升了超声波探测的使用效率。如图1所示，于一实施例中，本专利技术的物体探测方法包括以下步骤：步骤S1、基于初始波束角的超声波探测物体。具体地，在初始阶段，令超声波发射器发射初始波束角的超声波，以进行物体的探测。由于超声波的波束角通常具有一个有效的范围，超出该范围的波束角则无法精确进行物体定位。于本专利技术一实施例中，所述超声波的波束角的范围为[30°，60°]。因此，所述初始波束角既可以采用波束角范围的下限，即30°，表示波束角将从小到大变化；也可以使用波束角范围的上限，即60°，表示波束角将从大到小变化。步骤S2、若探测到物体，则判定所述物体位于所述初始波束角的范围内。具体地，判断初始波束角的超声波是否探测到物体，若是，则表明所述物体位于所述初始波束角的范围内，则实现了所述物体的定位。步骤S3、若未探测到物体，基于预设梯度变换当前波束角，并基于变换后的波束角的超声波探测物体，直至探测到物体，则判定所述物体位于第一波束角α和第二波束角β之间的夹角的范围内；所述第一波束角α为探测到物体的波束角，所述第二波束角β为所述第一波束角的前一波束角。具体地，若初始波束角的超声波没有探测到物体，则表明所述物体不在所述初始波束角的范围内，需要进一步探测。因此，基于预设的变化梯度来变换当前波束角，从而产生新的波束角。于本专利技术一实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物体探测方法，其特征在于：包括以下步骤：基于初始波束角的超声波探测物体；若探测到物体，则判定所述物体位于所述初始波束角的范围内；若未探测到物体，基于预设梯度变换当前波束角，并基于变换后的波束角的超声波探测物体，直至探测到物体，则判定所述物体位于第一波束角α和第二波束角β之间的夹角的范围内；所述第一波束角α为探测到物体的波束角，所述第二波束角β为所述第一波束角α的前一波束角；在超声波发射方向向左或右转动不小于第一角度时，基于波束角不小于第二角度的超声波探测物体；若探测到物体，则判定位于所述第一波束角和所述第二波束角的左侧夹角的范围内；否则判定位于所述第一波束角和所述第二波束角的右侧夹角的范围内。

【技术特征摘要】
1.一种物体探测方法，其特征在于：包括以下步骤：基于初始波束角的超声波探测物体；若探测到物体，则判定所述物体位于所述初始波束角的范围内；若未探测到物体，基于预设梯度变换当前波束角，并基于变换后的波束角的超声波探测物体，直至探测到物体，则判定所述物体位于第一波束角α和第二波束角β之间的夹角的范围内；所述第一波束角α为探测到物体的波束角，所述第二波束角β为所述第一波束角α的前一波束角；在超声波发射方向向左或右转动不小于第一角度时，基于波束角不小于第二角度的超声波探测物体；若探测到物体，则判定位于所述第一波束角和所述第二波束角的左侧夹角的范围内；否则判定位于所述第一波束角和所述第二波束角的右侧夹角的范围内。2.根据权利要求1所述的物体探测方法，其特征在于：所述第一角度为|β-α|/2；所述第二角度为(α+β)/2。3.根据权利要求1所述的物体探测方法，其特征在于：超声波的波束角的范围为[30°，60°]。4.根据权利要求3所述的物体探测方法，其特征在于：当所述初始波束角为30°时，所述预设梯度为+a；当所述初始波束角为60°时，所述预设梯度为-a，a的取值范围为[5,30]度。5.根据权利要求1所述的物体探测方法，其特征在于：所述物体与所述超声波的信号源之间的距离为10cm-2.5m。6.根据权利要求1所述的物体探测方法，其特征在于：还包括基于预设时间间隔发出不同波束角的超声波。7.根据权利要求6所述的物体探测方法，其特征在于：所述预设时间间隔为10ms-15ms。8.一种物体探测系统，其特征在于：包括初始探测模块、初始判...

【专利技术属性】
技术研发人员：马元勋，刘永，袁志炜，
申请(专利权)人：上海有个机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31