[发明专利]一种基于多个超声波探测器的障碍物检测报警装置及方法

权利要求书

1.一种基于多个超声波探测器的障碍物检测报警装置，包括顺序相连的超声波测距模块组、超声波测距模块组收发控制电路、主控单元，以及与主控单元相连的供电装置、蜂鸣器，其特征在于：所述的超声波测距模块组有三组，分别为位于中心位置的中心模块组，位于中心模块组两侧的左模块组和右模块组，三组模块组处于同一高度，其中中心模块组包括竖直向下设置的超声波测距模块一、斜向下设置的超声波测距模块二、斜向上设置的超声波测距模块三，左模块组包括斜向下设置的超声波测距模块四、斜向上设置的超声波测距模块五，右模块组包括斜向下设置的超声波测距模块组六、斜向上设置的超声波测距模块七。

2.根据权利要求1所述的基于多个超声波探测器的障碍物检测报警装置，其特征在于：所述的斜向下设置的超声波测距模块二、四、六与竖直方向的夹角范围为25～65度。

3.根据权利要求1所述的基于多个超声波探测器的障碍物检测报警装置，其特征在于：所述的斜向上设置的超声波测距模块三、五、七与水平方向的夹角范围为0～65度。

4.根据权利要求1所述的基于多个超声波探测器的障碍物检测报警装置，其特征在于：所述的左模块组的探测平面与中心模块组的探测平面的夹角范围为30～60度，所述的右模块组的探测平面与中心模块组的探测平面的夹角范围为30～60度。

5.根据权利要求1所述的基于多个超声波探测器的障碍物检测报警装置，其特征在于：所述的基于多个超声波探测器的障碍物检测报警装置，还包括与主控单元相连接LCD显示屏。

6.根据权利要求1所述的基于多个超声波探测器的障碍物检测报警装置，其特征在于：所述的超声波测距模块带有温度补偿装置。

7.一种基于多个超声波探测器的障碍物检测报警方法，其特征在于，包含以下顺序的步骤：

S1.主控单元通过三个收发控制电路分别控制中心模块组、左模块组、右模块组初始化，其中左模块组、右模块组分别位于中心模块组同一高度的两侧；

S2.中心模块组、左模块组、右模块组的超声波测距模块接收到主控单元的探测命令后开始工作，其中中心模块组包括竖直向下设置的超声波测距模块一、斜向下设置的超声波测距模块二、斜向上设置的超声波测距模块三，左模块组包括斜向下设置的超声波测距模块四、斜向上设置的超声波测距模块五，右模块组包括斜向下设置的超声波测距模块组六、斜向上设置的超声波测距模块七；

S3.七个超声波测距模块将探测的七个距离数值同时传输给主控单元，主控单元对七个距离数值进行并行处理分析，并判断行动方向上是否具有威胁性障碍物；

S4.若任意方向存在威胁性障碍物，则主控单元驱动蜂鸣器发出三声短促的蜂鸣警报提示音，若无威胁则不发出提示音；同时将主控单元具体判断结果显示在LCD显示屏上。

8.根据权利要求7所述的基于多个超声波探测器的障碍物检测报警方法，其特征在于，所述的步骤S3具体包含步骤：

(1)设安全高度H₀和安全浮动距离D₀，设超声波测距模块一对地距离为h₁，斜向下设置的超声波测距模块二、四、六与竖直方向的夹角为θ，斜向上设置的超声波测距模块三、五、七与水平方向的夹角为γ，则超声波测距模块二、四、六的安全探测距离超声波测距模块三、五、七的安全探测距离H=H0-h1sinγ;]]>

设F、L、R分别为超声波测距模块二、四、六的实际探测距离，f、l、r分别为超声波测距模块三、五、七的实际探测距离；

(2)主控单元判断D-D₀<F<D+D₀，若是则输出i＝0到下一步，若不是则输出i＝1到下一步；

(3)主控单元判断D-D₀<R<D+D₀，若是则输出i＝0到下一步，若不是则输出i＝i+2到下一步；

(4)主控单元判断D-D₀<L<D+D₀，若是则输出i＝0到下一步，若不是则输出i＝i+4，由此得到最终的i值；

(5)主控单元判断f<H-D₀，若是则输出j＝0到下一步，若不是则输出j＝1到下一步；

(6)主控单元判断r<H-D₀，若是则输出j＝j+0到下一步，若不是则输出j＝j+2到下一步；

(7)主控单元判断l<H-D₀，若是则输出j＝j+0到下一步，若不是则输出j＝j+4，由此得到最终的j值；

(8)主控单元根据不同组合情况判断是否出现障碍物以及出现障碍物的位置。