CN109188440A - 超声波全向测距与测速雷达 - Google Patents
超声波全向测距与测速雷达 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109188440A CN109188440A CN201810975578.7A CN201810975578A CN109188440A CN 109188440 A CN109188440 A CN 109188440A CN 201810975578 A CN201810975578 A CN 201810975578A CN 109188440 A CN109188440 A CN 109188440A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radar
- circuit board
- control circuit
- master control
- ultrasonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/08—Systems for measuring distance only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
一种超声波全向测距与测速雷达,主要是防护罩内设置由电动机和主控制电路板构成的机电控制***及雷达旋转机构。由电动机驱动雷达旋转机构旋转并带动主控制电路板旋转。利用主控制电路板的超声波探测周围静止或运动物体,通过微处理器的运算处理,得到物体的距离、运动方向、运动速度等信息,实现超声波雷达全方位的探测,达到对周围物体接近距离的有效示警。应用在机动车上,可以减少车辆安装超声波雷达数量,降低车辆成本;应用在交通管制部门,可实现对多个方向机动车辆行驶的探测,能简化管理,降低维护和使用费;应用在无人驾驶汽车上,可以替代价格昂贵的激光雷达、微波雷达等现有测距、测速设备,能一机多用,性价比极高。
Description
技术领域
本发明涉及一种测距与测速雷达,特别是超声波全向测距与测速雷达。具备全向探测周围静止或运动物体的距离、运动方向、运动速度的功能。
背景技术
目前,常用的超声波雷达主要用于对周围有限角度内物体接近距离的示警,其主要最大的缺点就是检测角度太小,这是由于该超声波雷达不具备全向探测周围静止或运动物体的距离、运动方向、运动速度的功能,因此,需要在不同角度安装多个雷达,以达到扩大检测角的目地。当前,所用的门禁雷达、车载超声波雷达和交通管制超声波雷达都存在类似的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超声波全向测距与测速雷达,它能够克服已有技术的不足,可有效地全向探测周围静止或运动物体的距离、运动方向及运动速度,从而达到对周围有限角度内物体接近距离的有效示警。
其解决方案是:防护罩内设置雷达旋转机构及机电控制***。机电控制***包括主控制电路板及电动机。主控制电路板通过支撑盘与连接在雷达旋转机构主轴上且接外电源的转套连接,电动机与雷达旋转机构的主轴连接。电动机工作,带动主轴旋转,并迫使转套及与其连接的主控制电路板旋转,主控制电路板上的超声波发射器发出超声波信号,经主控制电路板的电路传输给主控制电路板的中央处理器,利用中央处理器内置的软件,对周围静止和运动物体的反射信号进行信号滤波、智能判断、运算处理,并得到所探测对象的距离、运动方向、运动速度等信息,实现超声波雷达全方位的探测,计算结果经主控制电路板的接口输出。
所述雷达旋转机构由主轴及其上设置的轴承,装配在轴承上的转套,与转套连接的支撑盘,绝缘装配在转套上且与外供电源连接又与机电控制***的主控制电路板连接的导电环,以及套装在转套外面并与主轴连接的套筒构成。本发明采用上述技术方案,主要是在防护罩内设置由电动机和主控制电路板构成的机电控制***及雷达旋转机构。由电动机驱动雷达旋转机构旋转并带动主控制电路板旋转。利用主控制电路板的超声波探测周围静止或运动物体,通过微处理器的运算处理,得到物体的距离、运动方向、运动速度等信息,实现超声波雷达全方位的探测,达到对周围物体接近距离的有效示警。若本发明应用在机动车上,在保证车辆驾驶安全和功能的前提下,可以减少车辆所需安装超声波雷达的数量,降低车辆成本;若本发明应用在交通管制部门,只需在道路上安装1台本发明超声波雷达,即可实现对多个方向的机动车辆行驶的探测,能简化管理,降低维护和使用费用;若本发明应用在无人驾驶汽车上,可以替代价格昂贵的激光雷达、微波雷达等现有测距、测速设备,能实现一机多用,性价比极高。
附图说明
图1为超声波全向测距与测速雷达的结构示意主视图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1的左视图。
图4为超声波全向测距与测速雷达的结构示意半部立体图。
图5为超声波全向测距与测速雷达的工作流程图。
图6为几何计算关系图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。
图1至图6中,防护罩2内设置雷达旋转机构及机电控制***。雷达旋转机构由主轴1及其上安装的呈上、下布置的三个轴承13,通过套筒3和螺母14将所述轴承13与主轴1固定连接,在所述轴承13上套装有转套8,并通过加紧环12固定。支撑盘9套装在主轴1上并与 转套8上部连接,转套8外表面装配2只导电环10,在转套8和导电环10之间设置有绝缘环11进行电气隔离绝缘。导电环10与外部供电源连接又与机电控制***的主控制电路板5连接,构成雷达的旋转机构。机电控制***包括:具有同时探测对象距离、运动方向、运动速度等信息功能的主控制电路板5及与其连接的电动机6,该主控制电路板5通过支撑柱4与装配在转套8上的支撑盘(9)连接。电动机6的动力输出轴与主轴1连接。
主轴1在电动机6的驱动下旋转,并迫使转套8及与其连接的主控制电路板5稳定旋转,主控制电路板5上的超声波发射器7发出超声波信号,经主控制电路板5的电路传输给中央处理器,利用中央处理器内置的软件,对周围静止和运动物体的反射信号进行信号滤波、智能判断、运算处理,并得到所探测对象的距离、运动方向、运动速度等信息,实现超声波雷达全方位的探测,计算结果经主控制电路板5上的接口输出。
主控制电路板5的工作流程及几何计算关系如图5、图6所示。主控制电路板5在旋转过程中,主控制电路板5的超声波发射器7不断向外发出超声波。当超声波发射器7的发射器向某一方向发射超声波时,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波发射器7的接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340(m/s),根据主控制电路板5的计时器记录的时间Δt1(s),算出发射点距障碍物的距离s1 (m),即:s1=340 Δt1 /2。
同时,主控制电路板5的计时器记录主控制电路板5旋转3600所用的时间t2(s),当超声波发射器7的发射器向某一方向发射超声波,并接收到反射波时,计时器立即记下这个时间t3(s);根据计时器记录的时间算出物体初始方位角α,即:α=360 t3/t2。
主控制电路板5继续旋转,当超声波发射器7在方位角α附近某一方向发射超声波,并接收到反射波时,计时器立即记下这个时间t4(s);根据计时器记录的时间算出物体二次方位角β,即:β=360t4 /t2,以及反射时间Δt5,(s)算出发射点距障碍物的距离s2(m),即:s2=340Δt5 /2。
主控制电路板5的中央处理器利用智能算法对以上数据进行分析,判断t3和t4探测到的物体是否是同一物体,如果是同一物体,则根据如图6的几何关系,OA=S1,OB=S2 , ∠AOB=α-β , Δt=t4-t3,计算得出位移AB,从而得出物体运动速度=AB/Δt(m/s),物体运行方向和x轴的夹角=∠BAO+α-180。,并进行计算数据存储,即可。
Claims (2)
1.一种超声波全向测距与测速雷达,其特征在于,防护罩(2)内设置雷达旋转机构及机电控制***,机电控制***包括主控制电路板(5)及电动机(6),主控制电路板(5)通过支撑盘(9)与连接在雷达旋转机构主轴(1)上且接外电源的转套(8)连接,电动机(6)与雷达旋转机构的主轴(1)连接;电动机(6)工作,带动主轴(1)旋转,并迫使转套(8)及与其连接的主控制电路板(5)旋转,由主控制电路板(5)上的超声波发射器(7)发出超声波信号,经主控制电路板(5)的电路传输给主控制电路板(5)上的中央处理器,利用中央处理器内置的软件,对周围静止和运动物体的反射信号进行信号滤波、智能判断、运算处理,并得到所探测对象的距离、运动方向、运动速度等信息,实现超声波雷达全方位的探测,计算结果经主控制电路板(5)上的接口输出。
2.如权利要求1所述的超声波全向测距与测速雷达,其特征在于,所述雷达旋转机构由主轴(1)及其上设置的轴承(13),装配在轴承(13)上的转套(8),与转套(8)连接的支撑盘(9),绝缘装配在转套(8)上且与外供电源连接又与机电控制***的主控制电路板(5)连接的导电环(10),以及套装在转套(8)外面上并与主轴(1)连接的套筒(3)构成。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810975578.7A CN109188440A (zh) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 超声波全向测距与测速雷达 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810975578.7A CN109188440A (zh) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 超声波全向测距与测速雷达 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109188440A true CN109188440A (zh) | 2019-01-11 |
Family
ID=64919845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810975578.7A Pending CN109188440A (zh) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | 超声波全向测距与测速雷达 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109188440A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109733349A (zh) * | 2019-02-18 | 2019-05-10 | 郑州铁路职业技术学院 | 一种自动识别前方障碍物并快速反应的*** |
CN109831626A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-31 | 中新科技集团股份有限公司 | 一种拍摄方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
CN110077249A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-08-02 | 北京有感科技有限责任公司 | 电动汽车无线充电的生物监测***及方法 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02258202A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-10-19 | Fuji Electric Co Ltd | 超音波センサ |
CN105372662A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-03-02 | 天津城建大学 | 具备空间绘图功能的多角度旋转超声测距*** |
CN105652280A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-06-08 | 广东雷洋智能科技股份有限公司 | 一种激光雷达三角测距法 |
CN106019294A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-10-12 | 上海思岚科技有限公司 | 一种激光扫描测距装置 |
CN106125071A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-11-16 | 北京斯凯兰恩广告有限公司 | 一种室内无线定位装置及其定位方法 |
CN106610484A (zh) * | 2015-10-21 | 2017-05-03 | 云辰电子开发股份有限公司 | 一种侦测热源方位的设备及方法 |
CN106646486A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-10 | 智能佳(北京)机器人有限公司 | 一种具有超声波眼睛的人形机器人 |
CN106655535A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-05-10 | 深圳市镭神智能***有限公司 | 基于无线传输的360°tof激光扫描雷达 |
CN106767575A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-05-31 | 成都育芽科技有限公司 | 一种基于rfdi网络通信的运动位移数据检测装置 |
CN107131868A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-05 | 北京理工大学 | 一种用于深井轮廓探测的超声波探测设备 |
CN108072869A (zh) * | 2016-11-11 | 2018-05-25 | 燕成祥 | 旋转式距离感测装置 |
CN108387901A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-10 | 孙吉毅 | 一种用于城市水环境生态修复实时监测装置 |
-
2018
- 2018-08-24 CN CN201810975578.7A patent/CN109188440A/zh active Pending
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02258202A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-10-19 | Fuji Electric Co Ltd | 超音波センサ |
CN106610484A (zh) * | 2015-10-21 | 2017-05-03 | 云辰电子开发股份有限公司 | 一种侦测热源方位的设备及方法 |
CN105652280A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-06-08 | 广东雷洋智能科技股份有限公司 | 一种激光雷达三角测距法 |
CN105372662A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-03-02 | 天津城建大学 | 具备空间绘图功能的多角度旋转超声测距*** |
CN106019294A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-10-12 | 上海思岚科技有限公司 | 一种激光扫描测距装置 |
CN106125071A (zh) * | 2016-07-27 | 2016-11-16 | 北京斯凯兰恩广告有限公司 | 一种室内无线定位装置及其定位方法 |
CN106655535A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-05-10 | 深圳市镭神智能***有限公司 | 基于无线传输的360°tof激光扫描雷达 |
CN108072869A (zh) * | 2016-11-11 | 2018-05-25 | 燕成祥 | 旋转式距离感测装置 |
CN106646486A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-10 | 智能佳(北京)机器人有限公司 | 一种具有超声波眼睛的人形机器人 |
CN106767575A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-05-31 | 成都育芽科技有限公司 | 一种基于rfdi网络通信的运动位移数据检测装置 |
CN107131868A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-05 | 北京理工大学 | 一种用于深井轮廓探测的超声波探测设备 |
CN108387901A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-10 | 孙吉毅 | 一种用于城市水环境生态修复实时监测装置 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
吴凤高: "《天线座结构设计》", 30 June 1986, 西北电讯工程学院出版社 * |
机械工业部仪器仪表工业局: "《材料试验机装校工艺学》", 31 December 1985, 机械工业出版社 * |
陈江进 等: "《数控机床》", 30 April 2012, 北京理工大学出版社 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109831626A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-31 | 中新科技集团股份有限公司 | 一种拍摄方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
CN109733349A (zh) * | 2019-02-18 | 2019-05-10 | 郑州铁路职业技术学院 | 一种自动识别前方障碍物并快速反应的*** |
CN110077249A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-08-02 | 北京有感科技有限责任公司 | 电动汽车无线充电的生物监测***及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109188440A (zh) | 超声波全向测距与测速雷达 | |
CN107561515A (zh) | 一种车用毫米波雷达探测能力测试*** | |
SE506907C2 (sv) | System och anordning vid självorienterande anordning | |
CN108061881A (zh) | 扩大智能驾驶车载雷达感知范围的装置和控制方法 | |
KR20160034719A (ko) | 라이다 시스템 | |
CN108958284B (zh) | 一种无人机避障***及方法 | |
CN113232893A (zh) | 一种分布式寻的制导*** | |
US11142265B2 (en) | Anti-jackknifing apparatus | |
CN111114807A (zh) | 一种多旋翼无人机避障装置 | |
EP2388673A1 (en) | Virtual wall system for a mobile robotic device | |
CN208255418U (zh) | 一种激光雷达装置 | |
CN209938945U (zh) | 一种空气质量检测用无人飞机 | |
CN108454869B (zh) | 一种无人机机载超声波旋转测距模块 | |
CN110715579A (zh) | 一种激光定向警示反无人机*** | |
CN203973549U (zh) | 一种轮式避障机器人 | |
CN203650526U (zh) | 一种基于嵌入式的适于自动追踪与循迹的机器人 | |
CN207233218U (zh) | 基于2d激光雷达的停车场空车位巡检装置 | |
CN214585952U (zh) | 一种移动式探测低空、慢速、小目标的雷达探测装置 | |
CN109001727A (zh) | 一种航空安全驱鸟用雷达装置 | |
CN217074836U (zh) | 一种分布式寻的制导*** | |
CN204989106U (zh) | 定位及辅助损伤警示式超声波探伤装置 | |
KR20080001003A (ko) | 로봇 청소기 시스템 및 그 제어 방법 | |
CN211291193U (zh) | 一种反无人机***控制结构 | |
CN209911580U (zh) | 一种车轮胎面金属异物检测装置 | |
CN209765051U (zh) | 一种旋转扫描超声波测距装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190111 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |