基于超声波相位检测的路况识别系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于超声波相位检测的路况识别系统，属于交通测障技术领域；包括超声探头、距离计算模块、距离比较模块、路况输出模块、电源模块，超声探头与路面呈固定角度θ、固定高度g，距离计算模块输入端连接超声探头输出端，距离计算模块包括实际距离计算单元和标准距离计算单元；距离比较模块输入端连接实际距离计算单元和标准距离计算单元输出端，路况输出模块输入端连接距离比较模块输出端；距离计算模块还包括依次连接的距离差值计算单元和障碍物高度计算单元，距离差值计算单元输入端连接实际距离计算单元输出端和标准距离计算单元输出端，10°≤θ≤85°，精度高、无需增加成本、结构简单、尺寸小并能够获得障碍物高度。

【技术实现步骤摘要】
基于超声波相位检测的路况识别系统
本技术涉及一种基于超声波相位检测的路况识别系统，属于交通测障

技术介绍
超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远。由于其频率高，因而具有许多特点：首先是功率大，其能量比一般声波大得多，因而可以用来切削、焊接、钻孔等。再者由于它频率高，波长短，衍射不严重，具有良好的定向性，工业与医学上常用超声波进行超声探测。超声波测距方法主要有相位检测法、声波幅值检测法和渡越时间法三种。其中，与其他两种方法相比，相位检测法精度最高。其原理是测量返回波与发射波之间的相位差，而相位差与距离之间有线性关系，从而达到测量距离的目的。目前，利用超声波检测是否存在障碍物时，通过直接判断超声波接收器接收的数据是否大于障碍物预设值，存在结构复杂、精度低且无法获得障碍物高度和位置等问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于超声波相位检测的路况识别系统，精度高、无需增加成本、结构简单、尺寸小，并能够获得障碍物高度。本技术所述基于超声波相位检测的路况识别系统，包括超声探头、距离计算模块、距离比较模块、路况输出模块、电源模块，超声探头与路面呈固定角度θ、固定高度g，距离计算模块输入端连接超声探头输出端，距离计算模块包括实际距离计算单元和标准距离计算单元；距离比较模块输入端连接实际距离计算单元和标准距离计算单元输出端，路况输出模块输入端连接距离比较模块输出端；距离计算模块还包括依次连接的距离差值计算单元和障碍物高度计算单元，距离差值计算单元输入端连接实际距离计算单元输出端和标准距离计算单元输出端，10°≤θ≤85°。超声探头用于发射和接收超声波，实际距离计算单元用于根据接收的超声波信号与发射波相位差计算超声探头与反射点的实际距离，标准距离计算单元用于计算超声探头与反射点的标准距离，距离差值计算单元用于计算实际距离与标准距离的差值，高度计算单元用于计算障碍物的高度，路况输出模块用于根据距离比较模块的比较结果输出路况，电源模块用于给系统供电。优选地，距离比较模块包括比较器，比较器正相输入端连接实际距离计算单元输出端，反相端连接标准距离计算单元输出端。距离比较模块用于比较实际距离和标准距离，判断路况。优选地，距离计算模块还包括障碍物位置计算单元，障碍物位置计算单元输入端连接实际距离计算单元输出端和超声探头输出端。障碍物位置计算单元用于计算障碍物距离探测点的距离。优选地，路况输出模块输入端还连接障碍物高度计算单元和障碍物位置计算单元输出端，距离比较模块输出高电平时，路况输出模块输出路面存在凸形障碍物及障碍物高度和位置；距离比较模块输出低电平时，路况输出模块输出路面存在凹形障碍物及障碍物高度和位置。优选地，超声探头包括超声波发射单元和超声波接收单元。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1、利用超声波相位检测法提高检测精度。2、无需增加成本，结构简单、尺寸小，而且可以全天候、全自动工作，可以连续进行路况识别。3、在路况识别的基础上还可以获得障碍物高度和位置等问题。附图说明图1是本技术所述基于超声波相位检测的路况识别系统的结构示意图。图中：1、超声探头；2、距离计算模块；201、实际距离计算单元；202、标准距离计算单元；203、距离差值计算单元；204、障碍物高度计算单元；205、障碍物位置计算单元；3、距离比较模块；4、路况输出模块。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步描述：实施例1如图1所示，本技术所述基于超声波相位检测的路况识别系统，包括超声探头1、距离计算模块2、距离比较模块3、路况输出模块4、电源模块，超声探头1与路面呈固定角度θ、固定高度g，距离计算模块2输入端连接超声探头1输出端，距离计算模块2包括实际距离计算单元201和标准距离计算单元202；距离比较模块3输入端连接实际距离计算单元201和标准距离计算单元202输出端，路况输出模块4输入端连接距离比较模块3输出端；距离计算模块2还包括依次连接的距离差值计算单元203和障碍物高度计算单元204，距离差值计算单元203输入端连接实际距离计算单元201输出端和标准距离计算单元202输出端，10°≤θ≤85°。超声探头1包括超声波发射单元和超声波接收单元，可以选用HY-SRF05模块，用于发射和接收超声波，实际距离计算单元201用于根据接收的超声波信号与发射波相位差计算超声探头1与反射点的实际距离，标准距离计算单元202用于计算超声探头1与反射点的标准距离，距离差值计算单元203用于计算实际距离与标准距离的差值，高度计算单元204用于计算障碍物的高度，路况输出模块4用于根据距离比较模块3的比较结果输出路况，电源模块用于给系统供电。其中，距离比较模块3包括比较器，比较器正相输入端连接实际距离计算单元201输出端，反相端连接标准距离计算单元202输出端。距离比较模块3用于比较实际距离和标准距离，判断路况。其中，距离计算模块2还包括障碍物位置计算单元205，障碍物位置计算单元205输入端连接实际距离计算单元201输出端和超声探头1输出端。障碍物位置计算单元205用于计算障碍物距离探测点的距离。其中，路况输出模块4输入端还连接障碍物高度计算单元204和障碍物位置计算单元205输出端，距离比较模块3输出高电平时，路况输出模块4输出路面存在凸形障碍物及障碍物高度和位置；距离比较模块3输出低电平时，路况输出模块4输出路面存在凹形障碍物及障碍物高度和位置。本技术所述基于超声波相位检测的路况识别系统，工作过程如下：超声探头1发射和接收超声波，实际距离计算单元201根据接收的超声波信号与发射波相位差计算超声探头1与反射点的实际距离，标准距离计算单元202计算超声探头1与反射点的标准距离，距离差值计算单元203计算实际距离与标准距离的差值，高度计算单元204计算障碍物的高度，障碍物位置计算单元205用于计算障碍物距离探测点的距离，路况输出模块4根据距离比较模块3的比较结果输出路况；距离比较模块3输出高电平时，路况输出模块4输出路面存在凸形障碍物及障碍物高度和位置；距离比较模块3输出低电平时，路况输出模块4输出路面存在凹形障碍物及障碍物高度和位置。本技术所述基于超声波相位检测的路况识别系统可应用于例如交通测障的情境中，以减少交通事故的发生。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超声波相位检测的路况识别系统，其特征在于：包括超声探头(1)、距离计算模块(2)、距离比较模块(3)、路况输出模块(4)、电源模块，超声探头(1)与路面呈固定角度θ、固定高度g，距离计算模块(2)输入端连接超声探头(1)输出端，距离计算模块(2)包括实际距离计算单元(201)和标准距离计算单元(202)；距离比较模块(3)输入端连接实际距离计算单元(201)和标准距离计算单元(202)输出端，路况输出模块(4)输入端连接距离比较模块(3)输出端；距离计算模块(2)还包括依次连接的距离差值计算单元(203)和障碍物高度计算单元(204)，距离差值计算单元(203)输入端连接实际距离计算单元(201)输出端和标准距离计算单元(202)输出端，障碍物高度计算单元(204)输入端还连接超声探头(1)输出端，10°≤θ≤85°。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波相位检测的路况识别系统，其特征在于：包括超声探头(1)、距离计算模块(2)、距离比较模块(3)、路况输出模块(4)、电源模块，超声探头(1)与路面呈固定角度θ、固定高度g，距离计算模块(2)输入端连接超声探头(1)输出端，距离计算模块(2)包括实际距离计算单元(201)和标准距离计算单元(202)；距离比较模块(3)输入端连接实际距离计算单元(201)和标准距离计算单元(202)输出端，路况输出模块(4)输入端连接距离比较模块(3)输出端；距离计算模块(2)还包括依次连接的距离差值计算单元(203)和障碍物高度计算单元(204)，距离差值计算单元(203)输入端连接实际距离计算单元(201)输出端和标准距离计算单元(202)输出端，障碍物高度计算单元(204)输入端还连接超声探头(1)输出端，10°≤θ≤85°。


2.根据权利要求1所述基于超声波相位检测的路况识别系统，其特征在于：距离比较模块(3)包括比较...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东凯，李谦，常海宁，
申请(专利权)人：山东航向电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37