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，所述系统包括：Chirp波生成电路、超声波生成模块、Chirp波放大滤波电路模块、低频放大滤波电路模块、Chirp波相关计算电路模块、低频相关计算电路模块以及CPU处理单元；其中，CPU处理单元中的远距离判定处理模块用于根据Chirp波式超声波的回波信号相关值来确定被测物体的远距离检测信息；近距离判定处理模块用于根据被测物体的回波信号和发送的Chirp波之间的频差信号的相关值来确定被测物体的近距离检测信息，从而实现了仅用一个“麦克风”或一个超声波传感器的“超声波检测系统”便可以同时对物体进行近距离检测和远距离检测。时对物体进行近距离检测和远距离检测。时对物体进行近距离检测和远距离检测。

【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。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。
[0003]不仅如此，目前市场上多数超声波检测系统产品还存在盲区大、不能检测近距离物体，在进行远距离检测时距离精度又太低的问题。在实际产品安装和使用过程中，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，更无法检测距离过近或过远的物体，影响用户正常使用。

技术实现思路

[0004]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”便可以同时实现物体的“近距离检测”和“远距离检测”。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种超声波检测系统，包括：Chirp波生成电路、超声波生成模块、Chirp波放大滤波电路模块、低频放大滤波电路模块、Chirp波相关计算电路模块、低频相关计算电路模块以及CPU处理单元；
[0006]其中，Chirp波生成电路，用于产生Chirp波并将产生的Chirp波输出给麦克风；
[0007]超声波生成模块，用于产生超声波信号；
[0008]Chirp波放大滤波电路模块，用于对超声波的回波信号进行放大滤波处理；
[0009]低频放大滤波电路模块，用于放大来自被测物体的回波信号和发送的Chirp波之间的频差信号；
[0010]Chirp波相关计算电路模块，用于计算超声波的回波信号与对应参照波之间的第一相关值，并将所述第一相关值输入CPU处理单元；
[0011]低频相关计算电路模块，用于计算所述频差信号与不同参照周期下各参照波的第二相关值，并将所述第二相关值输入CPU处理单元；
[0012]CPU处理单元，包括远距离判定处理模块和近距离判定处理模块，所述远距离判定处理模块用于根据所述第一相关值中最大值对应的时间，确定被测物体的远距离检测信息；所述近距离判定处理模块用于根据所述第二相关值确定被测物体的近距离检测信息。
[0013]可选的，所述近距离判定处理模块具体用于执行：
[0014]根据所述第二相关值中的最大值对应的参照波周期以及不同参照波周期对应的距离变换值，确定被测物体的近距离检测信息。
[0015]可选的，确定不同参照波周期对应的距离变换值，包括：
[0016]根据Chirp波的发送时长确定最大检测距离；
[0017]根据所述最大检测距离，以及不同参照波周期对应的频差与Chirp频带宽度确定不同参照周期对应的距离变换。
[0018]可选的，述CPU处理单元还包括：
[0019]Chirp波生成处理模块，用于生成Chirp波；
[0020]参照波生成处理模块，用于生成参照波；
[0021]输出处理模块，用于输出被测物体的近距离检测信息和远距离检测信息。
[0022]第二方面，本专利技术实施例还提供了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：
[0023]计算Chirp型超声波的回波信号与对应参照波之间的第一相关值，根据所述第一相关值中最大值对应的时间，确定被测物体的远距离检测信息；
[0024]获取Chirp型超声波的回波信号和发送的Chirp波之间的频差信号，计算所述频差信号与不同参照周期下各参照波的第二相关值，根据所述第二相关值确定被测物体的近距离检测信息。
[0025]可选的，根据所述第二相关值确定被测物体的近距离检测信息，包括：
[0026]根据所述第二相关值中的最大值对应的参照波周期以及不同参照波周期对应的距离变换值，确定被测物体的近距离检测信息。
[0027]可选的，确定不同参照周期对应的距离变换值，包括：
[0028]根据Chirp波的发送时长确定最大检测距离；
[0029]根据所述最大检测距离，以及不同参照波周期对应的频差与Chirp频带宽度确定不同参照周期对应的距离变换。
[0030]本专利技术实施例的技术方案，通过计算被测物体的回波信号和发送的Chirp波之间的频差信号(Beat波)的相关值来实现近距离检测，通过“Chirp波相关性计算”来实现远距离检测，实现了仅用一个“麦克风”或一个超声波传感器的“超声波检测系统”便可以同时对物体进行“近距离检测”和“远距离检测”。
附图说明
[0031]图1表示以往案例1的系统架构图；
[0032]图2表示以往案例1的Chirp波示意图；
[0033]图3表示以往案例1的相关值计算方法示意图；
[0034]图4表示本专利技术中实施例1的近距离检测示意图；
[0035]图5表示以往案例1的距离检测示意图；
[0036]图6表示以往案例2的系统架构图；
[0037]图7表示以往案例2的FMCW波示意图；
[0038]图8表示以往案例2的远距离检测示意图；
[0039]图9表示本专利技术中实施例的系统架构图；
[0040]图10表示本专利技术中实施例的Chirp波示意图；
[0041]图11表示本专利技术中实施例的相关值计算方法示意图；
[0042]图12表示本专利技术中实施例的Beat波示意图；
[0043]图13表示本专利技术中实施例的Beat波相关值计算方法示意图；
[0044]图14表示本专利技术中实施例的相关值与距离变换值关系示意图；
[0045]图15表示本专利技术中实施例的近距离检测/远距离检测示意图。
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，先介绍一下以往案例中常用的超声波检测方法。
[0048]以往案例1中的超声波检查系统的系统架构图如图1所示，该系统包括Chirp波生成电路、麦克风、放大滤波电路、相关计算电路和CPU处理单元。其中：
[0049](1)Chirp波生成电路：用于生成Chirp波，驱动麦克风发送超声波。
[0050](2)麦克风：用于发送Chirp型超声波。
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【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：Chirp波生成电路、超声波生成模块、Chirp波放大滤波电路模块、低频放大滤波电路模块、Chirp波相关计算电路模块、低频相关计算电路模块以及CPU处理单元；其中，Chirp波生成电路，用于产生Chirp波并将产生的Chirp波输出给麦克风；超声波生成模块，用于产生超声波信号；Chirp波放大滤波电路模块，用于对超声波的回波信号进行放大滤波处理；低频放大滤波电路模块，用于放大来自被测物体的回波信号和发送的Chirp波之间的频差信号；Chirp波相关计算电路模块，用于计算超声波的回波信号与对应参照波之间的第一相关值，并将所述第一相关值输入CPU处理单元；低频相关计算电路模块，用于计算所述频差信号与不同参照周期下各参照波的第二相关值，并将所述第二相关值输入CPU处理单元；CPU处理单元，包括远距离判定处理模块和近距离判定处理模块，所述远距离判定处理模块用于根据所述第一相关值中最大值对应的时间，确定被测物体的远距离检测信息；所述近距离判定处理模块用于根据所述第二相关值确定被测物体的近距离检测信息。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述近距离判定处理模块具体用于执行：根据所述第二相关值中的最大值对应的参照波周期以及不同参照波周期对应的距离变换值，确定被测物体的近距离检测信息。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，确定不同参照波周期对应的距离变换值，包括：根据Chi...

【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：