一种抗干扰红外避障方法及装置、存储介质与流程

1.本发明涉及测距传感技术领域，尤其涉及一种抗干扰红外避障方法、电子设备、存储介质。


背景技术：

2.红外避障主要是解决在自动化运行场景中，自主移动设备检测前方障碍物并进行避让的一种技术。红外避障技术包含红外发射/接收电路，以及软件判断部分。红外避障功能均采用如图1的方式来实现。由硬件电路上的一个固定的稳定电压来控制红外发射管持续发射红外光，红外光遇到障碍物之后的反射光会被红外接收管接收，因外漫反射、物体吸收等损耗，红外接收管会输出一个小于标准电压的电压值给电压比较器，再由比较器与预先设定好的阈值电压进行比较，如果大于阈值电压则输出信号给控制器，反之输出给控制器；控制器再按照预设流程进行判断避让。
3.但这种结构无法屏蔽外界的干扰，比如阳光直射等强持续红外光的干扰，会导致红外接收管输出电压直接大于阈值电压，使控制器误以为检测到障碍物，错吴执行避让动作。当障碍比较容易吸收红外光(如粗糙黑色表面)的时候，所反射的红外光信号就会比较微弱，红外接收管输出的电压小于阈值，导致控制器没有识别到障碍物发生碰撞，如果降低阈值，又会加重上述问题,导致抗干扰能力更差。更多的，灵敏度难以根据使用场景的不同进行调整，阈值由硬件电路设定，修改比较麻烦，对于检测灵敏度要求高和抗干扰能力要求高的两种场景的兼容性差。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抗干扰红外避障方法，抗干扰性能好、灵敏度高，适用于多种场景。
5.本发明的目的之二在于提供一种抗干扰红外避障装置，执行上述抗干扰红外避障方法，抗干扰性能好、灵敏度高，适用于多种场景。
6.本发明的目的之三在于提供一种存储介质，执行上述抗干扰红外避障方法，抗干扰性能好、灵敏度高，适用于多种场景。
7.本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
8.一种抗干扰的红外避障方法，本方法包括以下步骤：
9.步骤s1、控制红外发射管发出红外光信号，由红外接收管接收所述红外光信号并转换成电压信号，并输出至电压处理单元；
10.步骤s2、通过滑动滤波算法对所述电压处理单元的电压信号进行滑动滤波处理，以过滤干扰，得到当前电压信号；
11.步骤s3、根据过滤后的电压信号分析当前电压信号，去除干扰信号；将当前电压信号的振幅与灵敏度阈值比较，当振幅高于灵敏度阈值时，则检测到障碍物，进行避障。
12.进一步地，所述步骤s3中去除外界干扰信号，具体为，获取所述当前电压信号的周
期、占空比，将所述当前电压信号的周期、占空比与预设阈值比较，判断所述当前电压信号是否满足干扰信号的条件；当所述当前电压信号满足干扰信号的条件时，则所述当前电压信号为干扰信号，去除所述干扰信号。
13.进一步地，所述干扰信号的条件为所述当前电压信号的周期、占空比不等于预设阈值。
14.进一步地，还包括以下步骤：
15.步骤s4、根据被测量场景及避障距离调整所述灵敏度阈值，重新执行步骤s1。
16.进一步地，所述红外光信号为方波红外光信号。
17.进一步地，所述预设阈值为由红外发射管发射的所述红外光信号的预设周期及预设占空比。
18.本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
19.一种抗干扰的红外避障装置，包括
20.红外发射接收组件，产生并接收预设波形的红外光信号，将所述红外光信号转换至电压信号；
21.控制器，连接所述红外发射接收组件；包括电压处理单元与障碍物判断单元；所述电压处理单元，接收所述电压信号，通过滑动滤波算法对所述电压信号进行滑动滤波，过滤干扰；障碍物判断单元，根据过滤后的电压信号分析当前电压信号，去除干扰信号；将当前电压信号的振幅与灵敏度阈值比较，当振幅高于灵敏度阈值时，则检测到障碍物，进行避障。
22.进一步地，所述障碍物判断单元去除外界干扰信号，具体为，获取所述当前电压信号的周期、占空比，将所述当前电压信号的周期、占空比与预设阈值比较，判断所述当前电压信号是否满足干扰信号的条件；当所述当前电压信号满足干扰信号的条件时，则所述当前电压信号为干扰信号，去除所述干扰信号。
23.进一步地，所述干扰信号的条件为所述当前电压信号的周期、占空比不等于预设阈值。
24.本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
25.一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上任一所述抗干扰红外避障方法。
26.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
27.本发明公开了一种抗干扰红外避障方法、装置、存储介质，控制红外发射管发出预设的红外光信号，红外接收管接收后转化成电压信号，电压处理单元对电压信号进行滑动滤波处理并去除干扰信号，将出去干扰信号后的电压信号与灵敏度阈值比较，进行避障。本发明能够调节红外光信号，抗干扰性能好、灵敏度高，适用于多种场景。
附图说明
28.图1为背景技术的结构示意图；
29.图2为本发明所提供实施例的结构示意图；
30.图3为本发明所提供实施例的结构示意图；
具体实施方式
31.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
32.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
33.需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
34.本发明提供了一种抗干扰红外避障方法，应用于抗干扰红外避障装置，抗干扰性能好、灵敏度高，适用于多种场景。
35.具体的，如图3所示，本方法包括以下步骤：
36.步骤s1、控制红外发射管发出红外光信号，由红外接收管接收所述红外光信号并转换成电压信号，并输出至电压处理单元。如图2所示，本技术所应用的抗干扰红外避障装置设置有红外发射管与红外接收管，由控制器控制红外发射管发出预设波形的红外光信号，该红外光信号包含周期、占空比及振幅信息。红外光信号经过障碍物反射、消耗后由红外接收管吸收，并由所述红外接收管转换成电压信号，再输出至电压处理单元。通过控制器软件控制红外发射管输出高电压或者低电压的红外光信号，便于控制，且在所述红外光信号中增加周期与占空比信息，便于后续滤除干扰信号。
37.步骤s2、通过滑动滤波算法对所述电压处理单元的电压信号进行滑动滤波处理，以过滤干扰，得到当前电压信号；控制器按照滑动滤波算法处理电压信号，一般的，首先剔除大的异常干扰，再过滤高频低伏噪声。由电压处理单元直接处理电压信号，外围电路更加精简，成本更低。控制器接收到的信号不再是0和1的有无两种状态，而是电压值，包含的信息量更多。本技术无需背景技术中的比较器，可直接将红外接收管输出的电压值给控制器处理，使得外围电路更加精简，成本更低。
38.步骤s3、根据过滤后的电压信号分析当前电压信号，去除干扰信号；将当前电压信号的振幅与灵敏度阈值比较，当振幅高于灵敏度阈值时，则检测到障碍物，进行避障。
39.过滤后的电压信号分析当前电压信号，得到当前电压信号的周期t1、占空比p1及振幅信息。在该过程中，可能出现太阳中的红外光持续的强干扰，因此需要取出外界的干扰信号，具体为，获取所述当前电压信号的周期t1、占空比p1，将所述当前电压信号的周期t1、占空比p1与预设阈值比较，判断所述当前电压信号是否满足干扰信号的条件；当所述当前
电压信号满足干扰信号的条件时，则所述当前电压信号为干扰信号，去除所述干扰信号。所述预设阈值为由红外发射管发射的所述红外光信号的预设周期t0及预设占空比p0。所述干扰信号的条件为所述当前电压信号的周期、占空比不等于预设阈值，也就是说只要当前电压信号的周期t1、占空比p1与由红外发射管发射的所述红外光信号的预设周期t0及预设占空比p0不相等，则判断当前电压信号为干扰信号，无需避障，继续接收电压信号。
40.在去除干扰信号后，将将当前电压信号的振幅a1与灵敏度阈值a0比较，当振幅a1高于灵敏度阈值a0时，则检测到障碍物，进行避障。为了适应不同检测场景的颜色及对避障距离/灵敏度的要求，还设置有以下步骤：
41.步骤s4、根据被测量场景及避障距离调整所述灵敏度阈值，重新执行步骤s1。灵敏度阈值由控制器软件控制，便于参数调节，提高灵敏度及抗干扰能力，有效的兼容测量深色物体的场景和对避障距离/灵敏度有要求的场景。
42.本发明公开了一种抗干扰红外避障方法、装置、存储介质，控制红外发射管发出预设的红外光信号，红外接收管接收后转化成电压信号，电压处理单元对电压信号进行滑动滤波处理并去除干扰信号，将出去干扰信号后的电压信号与灵敏度阈值比较，进行避障。本发明能够调节红外光信号，抗干扰性能好、灵敏度高，适用于多种场景。
43.基于相同的发明构思，另外，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述抗干扰红外避障方法的步骤。
44.其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram,random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可议介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
45.本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程的消费电子设备、网络pc、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
46.基于相同的发明构思，本技术还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中的程序，所述程序被配置成由处理器执行，处理器执行所述程序时实现上述的抗干扰红外避障方法的步骤。
47.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。