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的计算结果判定被测物体的距离信息和存在角度。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角度，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，也就不能确定物体的存在区域和存在角度，尤其在需要进行垂直方向上的角度检测时，例如，要区分障碍物是存在于正面方向的“对面物体”还是存在于路面上的“路面物体”时，失误率会明显增高。而目前市场上的多数超声波检测系统产品还无法进行障碍物“存在角度”的准确判定。

技术实现思路

[0003]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角度。
[0004]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：
[0005]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；
[0006]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；
[0007]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；
[0008]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；
[0009]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的计算结果；
[0010]CPU处理单元，包括存在角度判定处理模块，所述存在角度判定处理模块用于根据不同检测范围相关度的计算结果判定被测物体的距离信息和存在角度。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]可选的，所述存在角度判定处理模块具体用于执行：
[0014]根据所述相关度计算结果以及预先构建的相关度值与物体存在角度之间的关联关系，确定被测物体的存在角度；
[0015]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。
[0016]可选的，构建相关度值与物体存在角度之间的关联关系，包括：
[0017]获取不同检测角度对应的超声波回波信号与参照波的相关度值；
[0018]根据检测角度和对应的相关度计算结果构建相关度值与物体存在角度之间的关联关系。
[0019]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：
[0020]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；
[0021]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；
[0022]根据所述相关度计算结果确定被测物体的存在角度和距离信息。
[0023]可选的，根据所述相关度计算结果确定被测物体的存在角度和距离信息，包括：
[0024]根据所述相关度计算结果以及预先构建的相关度值与物体存在角度之间的关联关系，确定被测物体的存在角度；
[0025]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。
[0026]可选的，构建相关度值与物体存在角度之间的关联关系，包括：
[0027]获取不同检测角度对应的超声波回波信号与参照波的相关度值；
[0028]根据检测角度和对应的相关度计算结果构建相关度值与物体存在角度之间的关联关系。
[0029]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，通过预先构建的相关度值与物体存在角度之间的关联关系，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角度。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角度，提高了超声波检测过程的稳定性。
附图说明
[0030]图1表示以往案例的系统架构图；
[0031]图2表示以往案例的Chirp波示意图；
[0032]图3表示以往案例的相关值计算方法示意图；
[0033]图4(1)表示以往案例水平方向上的物体检测示意图；
[0034]图4(2)表示以往案例垂直方向上的物体检测示意图；
[0035]图5(1)表示本专利技术中实施例1的超声波指向特性示意图；
[0036]图5(2)表示本专利技术中实施例1的超声波阻抗特性示意图；
[0037]图5(3)表示本专利技术中实施例1的超声波收发信感度示意图；
[0038]图6(1)表示本专利技术中实施例1的水平角度检测区域范围(K补正后)示意图；
[0039]图6(2)表示本专利技术中实施例1的垂直角度检测区域范围(K补正后)示意图；
[0040]图7表示本专利技术中实施例1的系统架构图；
[0041]图8表示本专利技术中实施例1的Chirp波混合示意图；
[0042]图9表示本专利技术中实施例1的相关值计算方法_物体位置.1示意图；
[0043]图10表示本专利技术中实施例1的相关值计算方法_物体位置.2示意图；
[0044]图11表示本专利技术中实施例1的相关值计算方法_物体位置.3示意图；
[0045]图12(1)表示相关值运算结果Vout与物体位置的关系示意图；
[0046]图12(2)表示相关值运算结果Vout与物体角度的关系示意图；
[0047]图13(1)表示本专利技术中实施例1的水平方向存在角度判定的应用示意图；
[0048]图13(2)表示本专利技术中实施例1的垂直方向存在角度判定的应用示意图；
[0049]图14表示本专利技术中实施例2的系统架构图；
[0050]图15表示本专利技术中实施例2的Pulse波混合示意图；
[0051]图16表示本专利技术中实施例2的相关值计算方法_物体位置.1示意图；
[0052]图17表示本专利技术中实施例2的相关值计算方法_物体位置.2示意图；
[0053]图18表示本专利技术中实施例2的相关值计算方法_物体位置.3示意图。
具体实施方式
[0054]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的计算结果；CPU处理单元，包括存在角度判定处理模块，所述存在角度判定处理模块用于根据不同检测范围相关度的计算结果判定被测物体的距离信息和存在角度。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还包括存在角度输出模块，用于输出被测物体的距离和存在角度。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在在于，所述存在角度判定处理模块具体用于执行：根据所述相关度计算结果以及预先构建的相关度值与物体存在角度之间的关联关系，确定被测物体的存在角...

【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：