一种超声波检测系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种超声波检测系统和方法。其中，该系统包括：混合波生成电路，用于将至少两个不同频率的激励波进行混合叠加；超声波生成模块，用于产生至少两个检测范围不同的超声波信号；相关计算电路模块，包括至少两个相关计算电路，分别用于对放大滤波处理后的回波信号与对应的参照波进行相关度计算；CPU处理单元，用于根据不同检测范围相关度值的计算结果判定被测物体的距离信息和存在区域。本发明专利技术实施例通过向同一超声波生成模块发送不同频率的激励波，实现了仅用一个超声波生成模块的超声波检测系统便可以实现同时检测物体的距离和存在区域，提高了超声波检测过程的稳定性。提高了超声波检测过程的稳定性。提高了超声波检测过程的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波检测系统和方法


[0001]本专利技术实施例涉及超声波检测
，尤其涉及一种基于混合波的超声波检测系统和方法。

技术介绍

[0002]在超声波测距原理中，通过“超声波麦克风”发出的波、再接收物体的反射波来进行障碍物检测时，虽然可以得到障碍物的距离，但是却不能确定该距离是从以“超声波麦克风”为中心的同心圆的哪个位置反射的，从而不能确定障碍物的具体位置。
[0003]因此，目前市场上的超声波检测系统都是将多个超声波传感器组合起来进行使用，再根据各个超声波传感器的结果判定物体的位置在哪个区域。也就是说，目前市场上多数超声波检测系统产品是通过多个超声波传感器来进行障碍物区域的判定。
[0004]然而，它的劣势非常明显：当超声波传感器安装个数有限制或者多个超声波传感器中的一个或多个出现故障时，超声波检测系统就无法实现确定障碍物区域和具体位置的功能，影响用户正常使用。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种超声波检测系统和方法，在不需要使用多个“麦克风”或不需要使用多个超声波传感器的“超声波检测系统”的情况下，仅用一个“麦克风”或一个超声波传感器的超声波检测系统便可以实现同时检测物体的距离和存在区域。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种超声波检测系统，包括：混合波生成电路、超声波生成模块、放大滤波电路模块、相关计算电路模块和CPU处理单元；
[0007]其中，所述混合波生成电路用于将至少两个不同频率的激励波进行混合叠加，并输出给超声波生成模块；/>[0008]超声波生成模块，用于根据混合叠加后的激励波对应产生至少两个检测范围不同的超声波信号；
[0009]放大滤波电路模块，用于对超声波生成模块接收到的回波信号进行放大滤波处理；
[0010]相关计算电路模块，包括至少两个相关计算电路，分别用于对放大滤波处理后的回波信号与对应的参照波进行相关度计算，以得到不同检测范围相关度值的计算结果；
[0011]CPU处理单元，包括存在区域判定处理模块，所述存在区域判定处理模块用于根据不同检测范围相关度值的计算结果判定被测物体的距离信息和存在区域。
[0012]可选的，所述CPU还包括激励波生成处理模块，用于产生至少两个不同频率的激励波。
[0013]可选的，所述CPU还包括参照波生成处理模块，用于为所述至少两个检测范围不同的超声波信号分别生成对应的参照波。
[0014]可选的，所述CPU还包括存在区域输出模块，用于输出被测物体的距离和存在区
域。
[0015]可选的，所述存在区域判定处理模块具体用于执行：
[0016]当回波信号与对应的参照波之间的相关度峰值大于相关度阈值时，被测物体位于该参照波对应的超声波检测区域内；
[0017]根据相关度峰值获取被测物体的检测时间，根据所述检测时间计算被测物体距离信息。
[0018]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于上述任一项所述的超声波检测系统的超声波检测方法，包括：
[0019]同时向同一超声波生成模块发送至少两个不同频率的混合激励波，以使超声波生成模块对应产生至少两个检测范围不同的超声波信号；
[0020]接收超声波信号的回波信号，将所述回波信号分别与对应的参照波进行相关度计算；
[0021]根据所述相关度计算结果值确定被测物体的存在区域和距离信息。
[0022]可选的，根据所述相关度计算结果值确定被测物体的存在区域和距离信息，包括：
[0023]当回波信号与对应的参照波之间的相关度峰值大于相关度阈值时，被测物体位于该参照波对应的超声波检测区域内；
[0024]根据相关度峰值获取被测物体的检测时间，根据所述检测时间计算被测物体距离信息。
[0025]本专利技术实施例通过向同一超声波生成模块发送不同频率的激励波，以生成不同检测范围的超声波信号，根据超声波的回波信号与对应参考信号的相关度值来确定被测物体的距离信息和存在区域。实现了在不需要使用多个“麦克风”或不需要使用多个超声波传感器的“超声波检测系统”的情况下，仅用一个“麦克风”或一个超声波传感器的超声波检测系统便可以实现同时检测物体的距离和存在区域，提高了超声波检测过程的稳定性。
附图说明
[0026]图1表示现有技术中的系统架构图；
[0027]图2表示现有技术的Chirp波属性示意图；
[0028]图3表示现有技术的相关值计算方法示意图；
[0029]图4表示现有技术的物体检测示意图；
[0030]图5表示本专利技术提供的一种超声波检测系统架构图；
[0031]图6a表示本专利技术中实施例1的超声波指向特性示意图；
[0032]图6b表示本专利技术中实施例1的超声波阻抗特性示意图；
[0033]图6c表示本专利技术中实施例1的超声波收发信感度示意图；
[0034]图7表示本专利技术中实施例1的检测区域范围(K补正后)示意图；
[0035]图8表示本专利技术中实施例1的系统架构图；
[0036]图9表示本专利技术中实施例1的Chirp波混合示意图；
[0037]图10表示本专利技术中实施例1的物体位置.1相关值计算方法示意图；
[0038]图11表示本专利技术中实施例1的物体位置.2相关值计算方法示意图；
[0039]图12表示本专利技术中实施例1的物体位置.3相关值计算方法示意图；
[0040]图13表示本专利技术中实施例1的存在区域判定结果示意图；
[0041]图14表示本专利技术中实施例2的系统架构图；
[0042]图15表示本专利技术中实施例2的Pulse波混合示意图；
[0043]图16表示本专利技术中实施例2的物体位置.1相关值计算方法示意图；
[0044]图17表示本专利技术中实施例2的物体位置.2相关值计算方法示意图；
[0045]图18表示本专利技术中实施例2的物体位置.3相关值计算方法示意图。
具体实施方式
[0046]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0047]为了更好的理解本专利技术实施例的技术方案，先介绍一下现有技术中常用的超声波检测方法。现有技术中的超声波检测系统的系统架构图如图1所示，该系统包括Chirp波生成电路、超声波生成模块、放大滤波电路、相关计算电路和CPU处理单元。其中：
[0048](1)Chirp波生成电路：用于生成Chirp波，驱动超声波生成模块发送超声波。
[0049](2)超声波生成模块：用于发送Chirp型超声波。
[0050](3)放大滤波电路：用于放大来自物体的反射接收波，得到放大滤波回路输出信号。
[0051](4)相关计算电路：使用了能够进行DSP等高速运算处理的装置，对从Chirp波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波检测系统，其特征在于，包括：混合波生成电路、超声波生成模块、放大滤波电路模块、相关计算电路模块和CPU处理单元；其中，所述混合波生成电路用于将至少两个不同频率的激励波进行混合叠加，并输出给超声波生成模块；超声波生成模块，用于根据混合叠加后的激励波对应产生至少两个检测范围不同的超声波信号；放大滤波电路模块，用于对超声波生成模块接收到的回波信号进行放大滤波处理；相关计算电路模块，包括至少两个相关计算电路，分别用于对放大滤波处理后的回波信号与对应的参照波进行相关度计算，以得到不同检测范围相关度值的计算结果；CPU处理单元，包括存在区域判定处理模块，所述存在区域判定处理模块用于根据不同检测范围相关度值的计算结果判定被测物体的距离信息和存在区域。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述CPU还包括激励波生成处理模块，用于产生至少两个不同频率的激励波。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述CPU还包括参照波生成处理模块，用于为所述至少两个检测范围不同的超声波信号分别生成对应的参照波。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述CPU还包括存...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕英超，东直哉，
申请(专利权)人：苏州优达斯汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：