一种超声波侦测系统及设备技术方案

本实用新型专利技术公开了一种超声波侦测系统及设备，包括若干个同样规格的超声波传感器，超声波传感器内设置有若干个不同频率的传声器，其中，若干个超声波传感器同时工作时，若干个传声器按照不同的发射时序来发射信号；传声器的发射时序、接收时序均作为其特征值，通过判别各个传声器的发射时序、接收时序的一致性，来进一步判别各个传感器及其物体侦测结果，以减少或消除同时工作时各个超声波传感器之间同频信号干扰所导致的系统误测误报。本实用新型专利技术中，通过优化超声波传感器、传声器的工作，消除了同频干扰及其它外界干扰，减少了系统的误测误报，提高系统的工作可靠性及精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波侦测系统及设备
本技术涉及一种超声波侦测系统及设备。
技术介绍
超声波传感器广泛运用于汽车、无人车、无人飞行器、机器人等各类交通工具及工业设备等上。因为超声波自身传播速度（340米/秒）的限制，超声波传感器的侦测反应速度受到很大的影响。为了提高超声波传感器的侦测反应速度，本技术人在已申请技术CN105549022A中提出一解决方案：单个超声波传感器集成多个不同频率规格传声器（也称换能器）、按一定的时序工作，大幅缩减传感器的侦测反应周期，以大幅提高传感器的侦测反应速度。在较多的运用场合，超声波侦测系统由多个同样规格的超声波传感器组成，如汽车上的泊车辅助系统（倒车雷达）。以四个传感器组成为例，图1为传统单传声器传感器侦测系统布置示意图，侦测系统具有传感器10A、传感器10B、传感器10C、传感器10D四个同样的超声波传感器。四个同样的超声波传感器采用同样频率规格的传声器10a1，传声器10a1的振动频率（频率）为40K、58K或其它。因为传声器是同样规格，多个传感器在一起同时工作会存在同频干扰，为了避免各传感器之间的同频干扰导致系统的误测误报，传统侦测系统的各个传感器采用轮流工作（侦测）的方式，即一个工作完另一个才接着工作，这样前一个传感器发射的超声波不会干扰到第二个传感器的工作。如图1所示，通常为传感器10A工作完、传感器10B工作，传感器10B工作完、传感器10C工作，传感器10C工作完、传感器10D工作，传感器10D工作完、传感器10A工作……，依此循环，在同一时刻，各个传感器不同时工作。传统的超声波传感器侦测物体，设传感器量程距离为Ld（通常为系统设定的最远侦测距离），超声波传输速度设为V0（通常为340M/S），完成传感器单次侦测的侦测时间设为Td，即单一传感器的侦测周期为Td，其计算公式为：Td=2*Ld/V0（超声波传播路径为往返行程）。当系统配置4个传感器时，因为轮流工作，故系统的侦测周期为4Td（单个传感器在系统内的侦测周期也变为4Td），因此当传感器数量增加时，系统的侦测反应速度大大降低了，传感器数量越多，系统的侦测反应速度越慢。如中国专利CN105549022A中所公开的
技术实现思路
，当超声波侦测系统由多个同样规格方案中的超声波传感器组成时（或当超声波侦测系统由多个含有多个不同频率传声器的同样规格传感器组成时），因各个传感器之间存在同样规格的传声器，因此各传感器在一起同时工作时，同样会存在同频干扰；而如果采用如传统泊车辅助系统各传感器轮流工作的传统工作方式，则系统的侦测反应速度也会大大降低。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术的目的在于提供一种结构经过改进的超声波侦测系统，该侦测系统反应速度快、误测误报少，具有非常好的可靠性及精确度。本技术的另一目的是提供一种应用超声波侦测系统的设备。为实现上述目的，本技术一种实施上述侦测方法的超声波侦测系统，包括若干个同样规格的超声波传感器，超声波传感器内设置有若干个不同频率的传声器，其中，若干个超声波传感器同时工作时，若干个传声器按照不同的发射时序来发射信号；传声器的发射时序、接收时序均作为其特征值，通过判别各个传声器的发射时序、接收时序的一致性，来进一步判别各个传感器及其物体侦测结果，以减少或消除同时工作时各个超声波传感器之间同频信号干扰所导致的系统误测误报。进一步，所述传声器是集发射与接收功能为一体的单一传声器，或是为包含发射传声器及接收传声器的传声器组合。进一步，所述超声波侦测系统最少配置两个所述超声波传感器，每个所述超声波传感器最少配置两个不同频率的所述传声器。进一步，所述超声波传感器内设置有N个所述传声器，在单个侦测周期Td内产生N个回波信号，来将所述超声波传感器的侦测反应速度提高至N倍。进一步，所述超声波侦测系统内设置有M个所述超声波传感器，在单个侦测周期Td内产生N*M个回波信号，来将所述超声波侦测系统的侦测反应速度提高至N*M倍。一种设备，该设备中应用上述任一所述超声波侦测系统，所述设备为汽车、无人机、无人驾驶车辆、机器人、智能家居设备、安防设备或自动化生产线设备。本技术中，通过优化超声波传感器、传声器的工作，消除了同频干扰及其它外界干扰，减少了系统的误测误报，提高系统的工作可靠性及精确度。附图说明图1为传统单传声器传感器侦测系统布置示意图；图2为传统单传声器传感器侦测时序示意图；图3为本技术超声波侦测系统布置示意图；图4为本技术超声波传感器侦测时序示意图。具体实施方式下面，参考附图，对本技术进行更全面的说明，附图中示出了本技术的示例性实施例。然而，本技术可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本技术全面和完整，并将本技术的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。如图3、图4所示，本技术一种超声波侦测系统，系统由两个或两个以上同样规格的超声波传感器组成，每个超声波传感器包括两个或两个以上不同频率的传声器：传声器1、传声器2、……、传声器N（N≥2）。各个超声波传感器同时工作对物体进行侦测，以加快系统的侦测反应速度。各个超声波传感器内的传声器1、传声器2、……、传声器N，以不同的发射时序发射超声波，并接收物体的反射回波生成回波信号。超声波传感器对回波信号及回波信号接收时序与超声波发射时序的一致性进行比对分析，以判定各个超声波传感器的物体侦测结果；以此减少或消除各超声波传感器之间同频干扰及其它外界干扰导致的系统误测误报。传声器1、传声器2、……、传声器N的发射时序包括但不限于传声器1、传声器2、……、传声器N的发射顺序及或开始发射时间间隔。本实施例中，将通过与现有传统单传声器的超声波传感器侦测时序来进行对比，在传统单传声器的超声波传感器侦测时序的基础上，描述本技术的技术方案。图2为传统单传声器的超声波传感器侦测时序示意图，其中，TA-10a1为超声波传感器10内传声器10a1的发射信号，SA-10a1为侦测到某一距离物体传声器10a1的回波信号，传声器的侦测周期为Td，因为是传统单传声器的超声波传感器，故超声波传感器的侦测周期也为Td。本实施例以四个超声波传感器组成为例，图3为本技术多传声器超声波传感器侦测系统布置示意图，侦测系统具有超声波传感器30A、超声波传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波侦测系统，其特征在于，包括若干个同样规格的超声波传感器，超声波传感器内设置有若干个不同频率的传声器，其中，若干个超声波传感器同时工作时，若干个传声器按照不同的发射时序来发射信号；传声器的发射时序、接收时序均作为其特征值，通过判别各个传声器的发射时序、接收时序的一致性，来进一步判别各个传感器及其物体侦测结果，以减少或消除同时工作时各个超声波传感器之间同频信号干扰所导致的系统误测误报。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声波侦测系统，其特征在于，包括若干个同样规格的超声波传感器，超声波传感器内设置有若干个不同频率的传声器，其中，若干个超声波传感器同时工作时，若干个传声器按照不同的发射时序来发射信号；传声器的发射时序、接收时序均作为其特征值，通过判别各个传声器的发射时序、接收时序的一致性，来进一步判别各个传感器及其物体侦测结果，以减少或消除同时工作时各个超声波传感器之间同频信号干扰所导致的系统误测误报。


2.如权利要求1所述的超声波侦测系统，其特征在于，所述传声器是集发射与接收功能为一体的单一传声器，或是为包含发射传声器及接收传声器的传声器组合。


3.如权利要求1所述的超声波侦测系统，其特征在于，所述超声波侦测系统最少配置两个所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈武强，
申请(专利权)人：陈武强，
类型：新型
国别省市：福建;35