一种声波测距方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种声波测距方法、装置和系统，用以解决声波测距不准确的问题。本申请提供的方案包括：向待测目标发送测距声波信号；接收待测目标基于测距声波信号反射的声回波信号；从声回波中确定第一反射声波信号和第二反射声波信号；对第一反射声波信号和第二反射声波信号执行相似性比对，以从第二反射声波信号中确定目标反射声波信号的所在时段；根据第一反射声波信号与相邻反射声波信号之间的绝对延时确定与待测目标相隔的距离。本方案利用相邻回波之间的相似性降低畸变对波形测量的干扰，有效提高测量准确性。其中，不需要确定回波的真实时刻，避免了反射声波的起始时刻测不准的问题。准的问题。准的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种声波测距方法、装置和系统


[0001]本专利技术涉及声波测距领域，尤其涉及一种声波测距方法、装置和系统。

技术介绍

[0002]在勘探领域，可以利用波的传播特性实现探测。比如，可以利用声波进行水下探测，根据发射声波与接收到回波的时间差来实现海底地形勘探测距、搜索物体等。具体的，用于进行探测的声波也可以称为声信号。发射出的声波在空气或水等介质中传播并抵达障碍物后，在障碍物表面发生反射，反射回的声波可以称为声回波。
[0003]在实际应用中，传播声波的介质往往是不均匀的，而且环境中也可能夹杂其他声音，这使得声回波中夹杂有噪音。另外，受硬件设备影响，接收到的声回波往往会发生畸变。以上原因导致难以确定声回波中的起始时刻，进而导致测距不准确。
[0004]如何提高声波测距的准确性，是本申请所要解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的是提供一种声波测距方法、装置和系统，用以解决声波测距不准确的问题。
[0006]第一方面，提供了一种声波测距方法，其特征在于，包括：向待测目标发送测距声波信号；接收所述待测目标基于所述测距声波信号反射的声回波信号，所述声回波信号包括基于时序的多个反射声波信号；从所述声回波中确定第一反射声波信号和第二反射声波信号，所述第二反射声波信号包括与所述第一反射声波信号基于时序相邻的目标反射声波信号；对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号执行相似性比对，以从所述第二反射声波信号中确定所述目标反射声波信号的所在时段；根据所述第一反射声波信号与所述目标反射声波信号之间的绝对延时确定与所述待测目标相隔的距离，其中，所述绝对延时根据所述第一反射声波信号在所述声回波信号中的所在时段与所述目标反射声波信号在所述声回波信号中的所在时段确定。
[0007]可选的，所述测距声波信号包括预设频率f0的预设数量N0个脉冲声波信号，所述f0为正数，所述N0为大于1的整数；其中，从所述声回波中确定第一反射声波信号和第二反射声波信号，包括：根据所述声回波信号确定目标回波数量K和第一回波开始时刻，其中，所述K为大于1且小于或等于N0的整数，所述第一回波开始时刻为所述声回波信号中第n个反射声波信号的首个幅值大于预设幅值的时刻；以所述预设频率f0对所述第一回波开始时刻之后的声回波信号进行采样，以得到包含K个脉冲声波信号的所述第一反射声波信号；以所述预设频率f0对所述第一反射声波信号之后的声回波信号进行采样，以得到
所述第二反射声波信号。
[0008]可选的，以所述预设频率f0对所述第一回波开始时刻之后的声回波信号进行采样，以得到包含K个脉冲声波信号的所述第一反射声波信号，包括：根据所述声回波信号将所述第一回波开始时刻之后的首个幅值为0的时刻确定为第二回波开始时刻；以所述第二回波开始时刻为起始点，以所述预设频率f0对所述声回波信号进行采样，以得到包含K个脉冲声波信号的所述第一反射声波信号。
[0009]可选的，对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号执行相似性比对之前，还包括：根据基准幅值对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号执行符号化，以得到第一符号化信号和第二符号化信号；其中，对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号执行相似性比对，以从所述第二反射声波信号中确定所述目标反射声波信号的所在时段，包括：对所述第一符号化信号和所述第二符号化信号执行互相关运算，以从所述第二反射声波信号中确定所述目标反射声波信号的所在时段。
[0010]可选的，根据基准幅值对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号执行符号化，以得到第一符号化信号和第二符号化信号，包括：根据所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号，将大于或等于所述基准幅值的波形记录为第一符号值，将小于所述基准幅值的波形记录为第二符号值，以得到第一符号化信号和第二符号化信号。
[0011]可选的，对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号执行相似性比对之前，还包括：对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号基于时序分别执行序列内插；其中，对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号执行相似性比对，以从所述第二反射声波信号中确定所述目标反射声波信号的所在时段，包括：对执行序列内插后的第一反射声波信号和执行序列内插后的第二反射声波信号执行互相关运算，以从所述第二反射声波信号中确定所述目标反射声波信号的所在时段。
[0012]第二方面，提供一种声波测距装置，包括：发送模块，向待测目标发送测距声波信号；接收模块，接收所述待测目标基于所述测距声波信号反射的声回波信号，所述声回波信号包括基于时序的多个反射声波信号；第一确定模块，从所述声回波中确定第一反射声波信号和第二反射声波信号，所述第二反射声波信号包括与所述第一反射声波信号基于时序相邻的目标反射声波信号；第二确定模块，对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号执行相似性比对，以从所述第二反射声波信号中确定所述目标反射声波信号的所在时段；第三确定模块，根据所述第一反射声波信号与所述目标反射声波信号之间的绝对延时确定与所述待测目标相隔的距离，其中，所述绝对延时根据所述第一反射声波信号在所述声回波信号中的所在时段与所述目标反射声波信号在所述声回波信号中的所在时段确定。
[0013]第三方面，提供一种声波测距系统，包括：发射换能器，向待测目标发送测距声波信号；接收换能器，接收所述待测目标基于所述测距声波信号反射的声回波信号，所述声回波信号包括基于时序的多个反射声波信号；与所述接收换能器通信连接的比较器，从所述声回波中确定第一反射声波信号和第二反射声波信号，所述第二反射声波信号包括与所述第一反射声波信号基于时序相邻的目标反射声波信号；与所述发射换能器和所述比较器通信连接的处理器，对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号执行相似性比对，以从所述第二反射声波信号中确定所述目标反射声波信号的所在时段；所述处理器还用于根据所述第一反射声波信号与所述目标反射声波信号之间的绝对延时确定与所述待测目标相隔的距离，其中，所述绝对延时根据所述第一反射声波信号在所述声回波信号中的所在时段与所述目标反射声波信号在所述声回波信号中的所在时段确定。
[0014]第四方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在该存储器上并可在该处理器上运行的计算机程序，该计算机程序被该处理器执行时实现如第一方面的方法的步骤。
[0015]第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的方法的步骤。
[0016]在本申请实施例中，通过向待测目标发送测距声波信号；接收待测目标基于测距声波信号反射的声回波信号；从声回波中确定第一反射声波信号和第二反射声波信号；对第一反射声波信号和第二反射声波信号执行相似性比对，以从第二反射声波信号中确定目标反射声波信号的所在时段；根据第一反射声波信号与相邻反射声波信号之间的绝对延时确定与待测目标相隔的距离。本方案利用相邻回波之间的相似性降低畸变对波形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声波测距方法，其特征在于，包括：向待测目标发送测距声波信号；接收所述待测目标基于所述测距声波信号反射的声回波信号，所述声回波信号包括基于时序的多个反射声波信号；从所述声回波中确定第一反射声波信号和第二反射声波信号，所述第二反射声波信号包括与所述第一反射声波信号基于时序相邻的目标反射声波信号；对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号执行相似性比对，以从所述第二反射声波信号中确定所述目标反射声波信号的所在时段；根据所述第一反射声波信号与所述目标反射声波信号之间的绝对延时确定与所述待测目标相隔的距离，其中，所述绝对延时根据所述第一反射声波信号在所述声回波信号中的所在时段与所述目标反射声波信号在所述声回波信号中的所在时段确定。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测距声波信号包括预设频率f0的预设数量N0个脉冲声波信号，所述f0为正数，所述N0为大于1的整数；其中，从所述声回波中确定第一反射声波信号和第二反射声波信号，包括：根据所述声回波信号确定目标回波数量K和第一回波开始时刻，其中，所述K为大于1且小于或等于N0的整数，所述第一回波开始时刻为所述声回波信号中第n个反射声波信号的首个幅值大于预设幅值的时刻；以所述预设频率f0对所述第一回波开始时刻之后的声回波信号进行采样，以得到包含K个脉冲声波信号的所述第一反射声波信号；以所述预设频率f0对所述第一反射声波信号之后的声回波信号进行采样，以得到所述第二反射声波信号。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，以所述预设频率f0对所述第一回波开始时刻之后的声回波信号进行采样，以得到包含K个脉冲声波信号的所述第一反射声波信号，包括：根据所述声回波信号将所述第一回波开始时刻之后的首个幅值为0的时刻确定为第二回波开始时刻；以所述第二回波开始时刻为起始点，以所述预设频率f0对所述声回波信号进行采样，以得到包含K个脉冲声波信号的所述第一反射声波信号。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号执行相似性比对之前，还包括：根据基准幅值对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号执行符号化，以得到第一符号化信号和第二符号化信号；其中，对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号执行相似性比对，以从所述第二反射声波信号中确定所述目标反射声波信号的所在时段，包括：对所述第一符号化信号和所述第二符号化信号执行互相关运算，以从所述第二反射声波信号中确定所述目标反射声波信号的所在时段。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据基准幅值对所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号执行符号化，以得到第一符号化信号和第二符号化信号，包括：根据所述第一反射声波信号和所述第二反射声波信号，将大于或等于所述基准幅值的
波形记录为第一符号值，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祺，
申请(专利权)人：北京星天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：