超声波测距传感器的典型应用(基于超声传感器阵列的陆地自主车测距)

摘 要：目前，超声波传感器主要用于低速运动的自主式移动机器人短距离测量，采用的测距方法多把串音干扰看作有用信号的干扰项，尽可能排除。基于远距离超声波传感器，本文利用串音干扰设计了一种适用于高速行驶的陆地自主车进行远距离测量的方法。实验结果表明此方法的可靠性和精度都能满足陆地自主车的距离探测要求。
关键词：超声波传感器阵列;陆地自主车;测距;伪随机码;三角测量法
ABSTRACT：So far, the ultrasonic sensor has been mainly used in the short distance measurement for autonomous mobile robot which moves slowly, the algorithm of distance measurement has tried them best to exclude the crosstalk which has traditionally is considered to be undesirable for signals. On the base of successful development of ultrasonic sensor for long operating distance, this paper presents a novel method relies on the crosstalk phenomenon and the ultrasonic sensor can be used for long distance measurement in Autonomous Land Vehicle under high speed. The experimental results can meet the requirements of the reliability and precision for the distance measurement in the Autonomous Land Vehicle.
KEYWORDS：Ultrasonic Sensor Array;Autonomous Land Vehicle;Distance measurement;Pseudo-random code;Triangulation
1. 引言 　　陆地自主车（Autonomous Land Vehicle，简称ALV） 也称室外移动机器人，在其探测系统中实时测距是实现自主驾驶的关键技术。超声波传感器以其不受光线影响、价格低廉且便于安装使用的优点，在国内外移动机器人测距系统中得到了广泛应用。然而，超声波的传播速度较慢，当汽车高速行驶时使用超声波测距无法跟上车距的实时变化;超声波方向性差、波束角大，在进行远距离测量时反射信号过于微弱、灵敏度下降;目前国内生产的超声波传感器多不能探测到15m以外的物体[1]，美国AIRMAR公司生产的Airducer AR30超声波传感器的作用距离可达30m，但价格较贵。因此超声波传感器一般用于机器人低速运行在静态环境中的短距离测量[2]，无法作为高速行驶陆地自主车的前视传感器来使用。国防科技大学研制的远距离超声传感器最大作用距离可超过32m[3]，本文在此基础上对测距算法进行研究，得到基于伪随机码的三角测距算法，适合高速行驶的陆地自主车进行远距离测距。 详情请点击：基于超声传感器阵列的陆地自主车测距