[发明专利]基于超声波测距的智能避障装置及其避障方法

说明书

本发明公开了一种基于超声波测距的智能避障装置及其避障方法，其通过在装置的四周设置前侧超声波传感器组、后侧超声波传感器组、两侧超声波传感器组，利用四周环绕型超声波阵列设计，利用各个超声波传感器组之间的配合控制，实现装置自动四周避障的效果，并且无需转弯后才判断侧方障碍物，能够在行进过程中或停止行进状态下即可提前预判侧方障碍物，以便及时进入避障状态，极大的提高了作业效率；其中，所述前侧超声波传感器组进一步包括左前侧超声波传感器组和右前侧超声波传感器组，利用前侧斜向的超声波检测的交互算法，能够更准确的控制转弯避障。

技术领域

本发明涉及超声波测距技术领域，特别是一种基于超声波测距的智能避障装置及其避障方法。

背景技术

随着智能机器人的普及，其中自动避障是智能机器人进行移动作业中不可缺少的基本技能。自动避障是指智能机器人通过传感器等感应外部环境与自身状态，在不需要外部指令的情况下实现有障碍物外部环境的自主移动作业。

应用较广泛的自动避障技术主要是基于超声波测距技术，其原理包括：超声波传感器先发送一个信号，信号遇到障碍物后就会被反弹回来再被超声波传感器接收，接收到的高电平持续的时间就是超声波从发射到接收到的时间，所以测试的距离＝(高电平时间*声速)/2；再将距离单位换算成厘米，换算函数为：distance＝pulseIn(EchoPin,HIGH)/58；其中，pulseIn()用于检测引脚输出的高低电平的脉冲宽度，EchoPin为接收信号的引脚，HIGH为需要读取的脉冲类型。

传统的超声波测距避障基本思路如下：

1.直行避障：先让机器人行走的同时检查正前方有无障碍，如果没有就继续向前走，有的话进行测距，并判断距离是否达到避障的条件；

2.转弯避障：需要转弯避障时，机器人需要先向其中一侧转动方向后，再检测当前方向的前方障碍物，当检测到障碍物后再进一步检测，如此反复直至前方无障碍物。

采用该传统避障方法，在转弯避障时无法在直行过程时进行提前预判侧方障碍，导致需要边转动方向边检测，极大的影响了机器人等自动避障装置的行进速度和作业效率。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种基于超声波测距的智能避障装置及其避障方法，本发明的方案无需转弯后才判断侧方障碍物，能够在行进过程中或停止行进状态下即可提前预判侧方障碍物，以便及时进入避障状态，极大的提高了作业效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于超声波测距的智能避障装置，其包括：

前侧超声波传感器组，设置于装置的前侧，用于前方避障；

后侧超声波传感器组，设置于装置的后侧，用于后方避障；

两侧超声波传感器组，设置于装置的左右两侧，用于侧方避障；

其中，所述前侧超声波传感器组进一步包括左前侧超声波传感器组和右前侧超声波传感器组，分别设置于装置的左前侧和右前侧；所述左前侧超声波传感器组用于检测左前方障碍物，所述右前侧超声波传感器组用于检测右前方障碍物；根据装置的行进方向启动对应方向的超声波传感器组，并关闭其他方向的超声波传感器组；当行进方向检测到预设距离内的障碍物时，启动其他方向的一个以上的超声波传感器组，根据其他方向的检测结果控制所述装置的避障模式。

优选的，根据所述左前侧超声波传感器组和右前侧超声波传感器组检测的障碍物距离控制所述装置的转弯避障方向。

进一步的，所述转弯避障方向的控制方法包括：

当左前侧超声波传感器组和右前侧超声波传感器组的其中任一侧检测的障碍物距离小于另一侧检测的障碍物距离时，则控制所述装置向另一侧转弯避障；或者，