本發(fā)明涉及一種測(cè)距掃描傳感器的測(cè)量調(diào)整方法，屬于小家電制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的測(cè)距傳感器通過旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作獲得環(huán)境360°的距離信息，通常該類測(cè)距傳感器是以單點(diǎn)測(cè)量為基礎(chǔ)，通過電機(jī)帶動(dòng)傳感器組件旋轉(zhuǎn)，配合預(yù)先設(shè)置的單位角度信息，即可獲得360°范圍內(nèi)的離散一圈的距離信息。由于傳感器的測(cè)程具有一定的范圍，即：根據(jù)傳感器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)由最近到最遠(yuǎn)的動(dòng)態(tài)范圍。但是通過現(xiàn)有測(cè)距傳感器掃描環(huán)境信息存在很大的缺陷。圖1為現(xiàn)有測(cè)距傳感器掃描存在的缺陷的示意圖。如圖1所示，根據(jù)數(shù)學(xué)原理可知，若傳感器100設(shè)置固定的掃描角度α，則近距離兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)之間的距離l1較小，遠(yuǎn)距離兩點(diǎn)之間的距離l4較大。因此，對(duì)于360°的平面環(huán)境中，相對(duì)于掃描中心較遠(yuǎn)處的掃描分辨長度將會(huì)遠(yuǎn)大于較近處的掃描分辨長度，從而導(dǎo)致遠(yuǎn)處環(huán)境信息很不準(zhǔn)確，容易產(chǎn)生誤判。

另外，圖2為現(xiàn)有技術(shù)cn204679638u的示意圖。如圖2所示，該實(shí)用新型專利公開了一種可變掃描分辨率的測(cè)距傳感器，通過在不同角度區(qū)域內(nèi)采用不同發(fā)光頻率發(fā)光，實(shí)現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)變分辨率掃描，以解決路面邊界區(qū)域或者特殊區(qū)域掃描點(diǎn)數(shù)過少的問題，從而提高邊界識(shí)別的精度及準(zhǔn)確度。但是，該技術(shù)方案的區(qū)域的劃分依據(jù)當(dāng)前掃描位置的角度信息來確定，對(duì)于測(cè)距傳感器與掃描邊界之間的位置關(guān)系不確定的情況下，無法根據(jù)測(cè)距傳感器的旋轉(zhuǎn)角度調(diào)整分辨率去確保不會(huì)出現(xiàn)局部掃描分辨率過低的情況。

因此，有必要尋求一種新的通過測(cè)距儀掃描邊界的解決方案，以避免掃描分辨率分布不均。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種測(cè)距掃描傳感器的測(cè)量調(diào)整方法，解決了傳感器在測(cè)量范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)密度不均勻，且在較遠(yuǎn)距離上的數(shù)據(jù)點(diǎn)較少的問題，使得后續(xù)的建圖以及導(dǎo)航算法更加有效和可靠。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種測(cè)距掃描傳感器的測(cè)量調(diào)整方法，包括如下步驟：

步驟100：以掃描角度1進(jìn)行距離測(cè)量，并計(jì)算相鄰兩次距離測(cè)量之間的實(shí)際分辨長度c；

步驟200：根據(jù)實(shí)際分辨長度c判斷是否需要調(diào)整掃描角度，如果是，則將按照調(diào)整后的掃描角度進(jìn)行下一次測(cè)量，否則，繼續(xù)進(jìn)行下一次測(cè)量；

步驟300：重復(fù)執(zhí)行步驟100至步驟200，據(jù)此往復(fù)調(diào)整，直至掃描結(jié)束。

為了有效判斷是否需要調(diào)整掃描角度，所述步驟100之前還包括有：步驟001：在分辨精度的范圍內(nèi)設(shè)定實(shí)際分辨長度的上限閾值th和下限閾值tl；則：

步驟200具體包括：將實(shí)際分辨長度c的大小與上限閾值th和下限閾值tl進(jìn)行比較，如果tl≤c≤th，則保持掃描角度1作為下一次測(cè)量的掃描角度4；否則，對(duì)掃描角度進(jìn)行調(diào)整，并將調(diào)整后的掃描角度作為下一次測(cè)量的掃描角度4。

進(jìn)一步地，步驟100具體包括：以掃描角度1旋轉(zhuǎn)掃描，得到相鄰兩次掃描的第一距離a和第二距離b，通過余弦公式得到前述相鄰兩次掃描的實(shí)際分辨長度c。

更具體地，所述步驟200中對(duì)掃描角度進(jìn)行調(diào)整的過程進(jìn)一步包括：

步驟210：將步驟100中相鄰兩次掃描的第一落點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)a及第二落點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)b，以與直線ab相交于點(diǎn)c限制待調(diào)整的下一次所述測(cè)距傳感器的測(cè)量路徑；

步驟220：限定點(diǎn)c與第二落點(diǎn)點(diǎn)b的距離為d，且d＝(tl+th)/2；

步驟230：根據(jù)已知信息計(jì)算出調(diào)整后的掃描角度的大小，并將調(diào)整后的掃描角度作為下一次測(cè)量的掃描角度4。

所述步驟230中的已知信息包括：掃描角度、相鄰兩次掃描的第一距離a和第二距離b及點(diǎn)b與點(diǎn)c之間的距離d。

另外，所述步驟200中對(duì)所述掃描角度進(jìn)行調(diào)整的方式，具體包括：調(diào)整測(cè)量的頻率，保持現(xiàn)有的測(cè)距儀的轉(zhuǎn)速，將掃描角度轉(zhuǎn)換為測(cè)量的頻率來實(shí)現(xiàn)調(diào)整。

所述調(diào)整測(cè)量的頻率來改變掃描角度具體包括：

初始狀態(tài)測(cè)距儀的旋轉(zhuǎn)速度為1秒m圈，測(cè)量頻率為1秒n次，即：m*360(度/秒)/n(次/秒)＝m*360/n(度/次)；

將測(cè)量頻率調(diào)整為1秒2n次，即：m*360(度/秒)/2n(次/秒)＝m*180/n(度/次)。

除此之外，所述步驟200中對(duì)所述掃描角度進(jìn)行調(diào)整的方式，具體包括：調(diào)整測(cè)距儀的轉(zhuǎn)速，保持現(xiàn)有發(fā)射頻率，將掃描角度轉(zhuǎn)換為測(cè)距儀轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)調(diào)整。

所述調(diào)整測(cè)距儀的轉(zhuǎn)速來改變掃描角度具體包括：

初始狀態(tài)測(cè)距儀的旋轉(zhuǎn)速度為1秒m圈，測(cè)量頻率為1秒n次，即：m*360(度/秒)/n(次/秒)＝m*360/n(度/次)；

將轉(zhuǎn)速變成1秒m/2圈，即：(m/2)*360(度/秒)/n(次/秒)＝m*180/n(度/次)。

本發(fā)明還提供一種測(cè)距掃描傳感器的測(cè)量調(diào)整方法，包括如下步驟：

步驟1000：預(yù)設(shè)掃描精度范圍的上限閾值th和下限閾值tl；

步驟2000：設(shè)定掃描測(cè)距器的多個(gè)檔位測(cè)量頻率；

步驟3000：根據(jù)以初始測(cè)量頻率測(cè)量獲得的相鄰兩次的測(cè)量距離及測(cè)量角度計(jì)算出實(shí)際掃描分辨長度，判斷所述實(shí)際掃描分辨長度與預(yù)設(shè)掃描精度范圍的上限閾值th和下限閾值tl之間的關(guān)系；

步驟4000：根據(jù)步驟3000的比較結(jié)果調(diào)整所述測(cè)距掃描傳感器的測(cè)量頻率，并以調(diào)整后的測(cè)量頻率進(jìn)行下一次測(cè)量；

步驟5000：依此往復(fù)調(diào)整，直至掃描結(jié)束。

具體來說，步驟4000進(jìn)一步包括：

4001：如果該實(shí)際掃描分辨長度小于預(yù)設(shè)掃描精度范圍，則將測(cè)量頻率下調(diào)一個(gè)檔位；

4002：如果該實(shí)際掃描分辨長度大于預(yù)設(shè)掃描精度范圍，則將測(cè)量頻率上調(diào)一個(gè)檔位；

4003：如果該實(shí)際掃描分辨長度在預(yù)設(shè)掃描精度范圍內(nèi)，則保持測(cè)量頻率不變；

4004：以調(diào)整后的測(cè)量頻率進(jìn)行下一次測(cè)量。

綜上所述，提供一種測(cè)距掃描傳感器的測(cè)量調(diào)整方法，解決了傳感器在測(cè)量范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)密度不均勻，且在較遠(yuǎn)距離上的數(shù)據(jù)點(diǎn)較少的問題，使得后續(xù)的建圖以及導(dǎo)航算法更加有效和可靠。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說明。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有測(cè)距傳感器掃描存在的缺陷的示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)cn204679638u的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的工作原理示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一的工作原理示意圖。如圖3所示，本發(fā)明提供一種測(cè)距掃描傳感器的測(cè)量調(diào)整方法。如背景技術(shù)中所述，如果測(cè)距儀為按照預(yù)設(shè)可變的掃描角度(分辨率)進(jìn)行周期性測(cè)量，仍不能避免會(huì)在近距離處數(shù)據(jù)點(diǎn)過密，遠(yuǎn)距離處數(shù)據(jù)點(diǎn)過疏，而且對(duì)于處于陌生環(huán)境下的測(cè)距儀也無法制定所述可變的掃描角度調(diào)整方案，而本發(fā)明則解決了這個(gè)問題。具體來說，本發(fā)明提供一種測(cè)距掃描傳感器的測(cè)量調(diào)整方法，包括如下步驟：步驟100：以掃描角度1進(jìn)行距離測(cè)量，并計(jì)算相鄰兩次距離測(cè)量之間的實(shí)際分辨長度c；步驟200：根 據(jù)實(shí)際分辨長度c判斷是否需要調(diào)整掃描角度，如果是，則將按照調(diào)整后的掃描角度進(jìn)行下一次測(cè)量，否則，繼續(xù)進(jìn)行下一次測(cè)量；步驟300：重復(fù)執(zhí)行步驟100至步驟200，據(jù)此往復(fù)調(diào)整，直至掃描結(jié)束。需要說明的是，上述步驟100中的掃描角度1可以為一預(yù)設(shè)的角度。

為了準(zhǔn)確判斷是否需要調(diào)整掃描角度，所述步驟100之前還包括有：步驟001：在分辨精度的范圍內(nèi)設(shè)定實(shí)際分辨長度的上限閾值th和下限閾值tl，分別為可分辨精度的最小值和最大值，來判斷兩次測(cè)距之間的分辨長度是否已經(jīng)超出分辨精度。如圖3所示：進(jìn)一步地，步驟100具體包括：以掃描角度1旋轉(zhuǎn)掃描，得到相鄰兩次掃描的第一距離a和第二距離b，通過余弦公式得到前述相鄰兩次掃描的實(shí)際分辨長度c。

步驟200具體包括：將實(shí)際分辨長度c的大小與上限閾值th和下限閾值tl進(jìn)行比較，如果tl≤c≤th，則保持掃描角度1作為下一次測(cè)量的掃描角度4；否則，對(duì)掃描角度進(jìn)行調(diào)整，并將調(diào)整后的掃描角度作為下一次測(cè)量的掃描角度4。

更具體地，所述步驟200中對(duì)掃描角度進(jìn)行調(diào)整的過程進(jìn)一步包括：

步驟210：將步驟100中相鄰兩次掃描的第一落點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)a及第二落點(diǎn)設(shè)為點(diǎn)b，以與直線ab相交于點(diǎn)c限制待調(diào)整的下一次所述測(cè)距傳感器的測(cè)量路徑；

步驟220：限定點(diǎn)c與第二落點(diǎn)點(diǎn)b的距離為d，且d＝(tl+th)/2；

步驟230：根據(jù)已知信息計(jì)算出調(diào)整后的掃描角度的大小，并將調(diào)整后的掃描角度作為下一次測(cè)量的掃描角度4。

所述步驟230中的已知信息包括：掃描角度、相鄰兩次掃描的第一距離a和第二距離b及點(diǎn)b與點(diǎn)c之間的距離d。

具體地，對(duì)于優(yōu)選的實(shí)施例中的下一次測(cè)量的掃描角度4的計(jì)算方式包括：首先，假定下一次測(cè)量的測(cè)量落點(diǎn)在圖3所示的實(shí)際分辨長度c所在的線段的延長線上。其次，假設(shè)距離d為測(cè)量精度內(nèi)的值，即tl和th中間的某個(gè)值，tl≤d≤th，例如：d＝(tl+th)/2。

由于以a，b，c為邊的三角形已知，

第一輔助角度∠2也可通過余弦公式：

求得，第二輔助角度∠3＝180°-∠2，通過已知的第二輔助角度∠3以及距離d：d＝(tl+th)/2和第二邊b即可求得下一次掃描的掃描角度∠4。

但是需要注意的是，本發(fā)明旨在提供一種新的反饋機(jī)制，以避免出現(xiàn)測(cè)距掃描傳感器的實(shí)際分辨長度過大或過小的問題，而以上計(jì)算下一次測(cè)量的掃描角度的方式僅是一種較佳的實(shí)施例，而不應(yīng)以此來限制本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式。而且根據(jù)對(duì)精度要求的不同，當(dāng)需要調(diào)整當(dāng)前掃描角度時(shí)，計(jì)算下一次測(cè)量的掃描角度的方式還可以為其他方式，比如按比例調(diào)整：不妨沿用上面的定義，相鄰兩次掃描的實(shí)際分辨長度為c，當(dāng)前掃面角度為∠1，要求的實(shí)際分辨長度的閾值范圍為[tl,th]，所述下一側(cè)測(cè)量的掃描角度也可以為∠4＝∠1*(tl+th)/2c。

另外，需要注意的是，事實(shí)上，在實(shí)際操作中對(duì)掃描角度的大小的調(diào)節(jié)是很難控制的，理論上可以通過如下兩種方式對(duì)掃描角度的大小進(jìn)行間接調(diào)節(jié)：

所述步驟200中對(duì)所述掃描角度進(jìn)行調(diào)整的方式，具體包括：調(diào)整測(cè)量的頻率，保持現(xiàn)有的測(cè)距儀的轉(zhuǎn)速，將掃描角度轉(zhuǎn)換為測(cè)量的頻率來實(shí)現(xiàn)調(diào)整。

舉例來說，所述調(diào)整測(cè)量的頻率來改變掃描角度具體包括：

初始狀態(tài)測(cè)距儀的旋轉(zhuǎn)速度為1秒m圈，測(cè)量頻率為1秒n次，即：m*360(度/秒)/n(次/秒)＝m*360/n(度/次)；

將測(cè)量頻率調(diào)整為1秒2n次，即：m*360(度/秒)/2n(次/秒)＝m*180/n(度/次)。

也就是說，初始狀態(tài)測(cè)距儀的旋轉(zhuǎn)速度為1秒1圈，測(cè)量頻率為1秒360次，即：360(度/秒)/360(次/秒)＝1(度/次)；

將測(cè)量頻率調(diào)整為1秒720次，即：360(度/秒)/720(次/秒)＝0.5(度/次)。

除此之外，所述步驟200中對(duì)所述掃描角度進(jìn)行調(diào)整的方式，具體包括：調(diào)整測(cè)距儀的轉(zhuǎn)速，保持現(xiàn)有發(fā)射頻率，將掃描角度轉(zhuǎn)換為測(cè)距儀轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)調(diào)整。

舉例來說，所述調(diào)整測(cè)距儀的轉(zhuǎn)速來改變掃描角度具體包括：

初始狀態(tài)測(cè)距儀的旋轉(zhuǎn)速度為1秒m圈，測(cè)量頻率為1秒n次，即：m*360(度/秒)/n(次/秒)＝m*360/n(度/次)；

將轉(zhuǎn)速變成1秒m/2圈，即：(m/2)*360(度/秒)/n(次/秒)＝m*180/n(度/次)。

也就是說初始狀態(tài)測(cè)距儀的旋轉(zhuǎn)速度為1秒1圈，測(cè)量頻率為1秒360次，即：360(度/秒)/360(次/秒)＝1(度/次)；

將轉(zhuǎn)速變成1秒0.5圈，即：180(度/秒)/360(次/秒)＝0.5(度/次)。

上述測(cè)量頻率和轉(zhuǎn)速可根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品需要進(jìn)行調(diào)整。

實(shí)施例二

鑒于實(shí)施例一中的技術(shù)方案比較繁瑣，可選地，在本實(shí)施例中可以將所述測(cè)距掃描傳感器的測(cè)量調(diào)整方法簡化為如下步驟：

步驟1000：預(yù)設(shè)掃描精度范圍的上限閾值th和下限閾值tl；

步驟2000：設(shè)定掃描測(cè)距器的多個(gè)測(cè)量頻率；

步驟3000：根據(jù)以初始測(cè)量頻率測(cè)量獲得的相鄰兩次的測(cè)量距離及測(cè)量角度計(jì)算出實(shí)際掃描分辨長度，判斷所述實(shí)際掃描分辨長度與預(yù)設(shè)掃描精度范圍的上限閾值th和下限閾值tl之間的關(guān)系；

步驟4000：根據(jù)步驟3000的比較結(jié)果調(diào)整所述測(cè)距掃描傳感器的測(cè)量頻率，并以調(diào)整后的測(cè)量頻率進(jìn)行下一次測(cè)量；

步驟5000：依此往復(fù)調(diào)整，直至掃描結(jié)束。

具體來說，步驟4000進(jìn)一步包括：

4001：如果該實(shí)際掃描分辨長度小于預(yù)設(shè)掃描精度范圍，則將測(cè)量頻率下調(diào)一個(gè)檔位；

4002：如果該實(shí)際掃描分辨長度大于預(yù)設(shè)掃描精度范圍，則將測(cè)量頻率上調(diào)一個(gè)檔位；

4003：如果該實(shí)際掃描分辨長度在預(yù)設(shè)掃描精度范圍內(nèi)，則保持測(cè)量頻率不變；

4004：以調(diào)整后的測(cè)量頻率進(jìn)行下一次測(cè)量。

需要說明的是，本發(fā)明提供的根據(jù)實(shí)際分辨長度反饋調(diào)節(jié)掃描角度的調(diào)整方法并不局限于圖3所示的平面情況，對(duì)于斷面、曲面等同樣適用。

綜上所述，本發(fā)明提供一種測(cè)距掃描傳感器的測(cè)量調(diào)整方法，解決了傳感器在測(cè)量范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)密度不均勻，且在較遠(yuǎn)距離上的數(shù)據(jù)點(diǎn)較少的問題，使得后續(xù)的建圖以及導(dǎo)航算法更加有效和可靠。