具有增强的抗系统干扰性的声学障碍物检测技术方案

本公开涉及具有增强的抗系统干扰性的声学障碍物检测。说明性控制器包括：发送器，用于驱动声换能器以生成一系列的声脉冲串；接收器，耦合到声换能器以感测对所述系列中的每个声脉冲串的响应；以及处理电路，用于部分地通过确定响应中的一个响应与响应中的另一个响应的至少一部分之间的差来从所述响应导出输出数据。另一个说明性控制器包括：发送器，用于驱动声换能器以生成具有频率位移的签名序列的一系列的声脉冲串；接收器，耦合到声换能器以感测对所述系列中的每个声脉冲串的响应；以及处理电路，用于部分地通过抑制不符合签名序列的任何峰来从所述响应导出输出数据。列的任何峰来从所述响应导出输出数据。列的任何峰来从所述响应导出输出数据。

【技术实现步骤摘要】
具有增强的抗系统干扰性的声学障碍物检测


[0001]本公开一般而言涉及障碍物的声学传感器检测，并且更特别地，涉及具有增强的抗系统干扰性的声学检测器和方法。

技术介绍

[0002]现代机动车配备有数量惊人且种类繁多的传感器。例如，汽车现在通常配备有超声波传感器阵列以监测汽车与附近任何人、宠物、车辆或障碍物之间的距离。由于环境“噪声”和安全考虑，可能会要求每个传感器在汽车运动时提供每秒数十次测量。重要的是，此类传感器阵列即使在以复杂方式变化的环境中也要可靠运行。看似小的差异，诸如路缘的存在与否，或者甚至铺砌和砂砾表面之间的差异，都可以显著改变杆、护柱或其它细长障碍物的特性反射。
[0003]当此类传感器遇到的噪声采用系统干扰的形式(即具有可以在每个测量周期中重复出现的重复分量的噪声)时，它可能导致错误的障碍物检测或实际障碍物的模糊。示例包括：气动噪声，诸如源自环境中其它汽车(诸如卡车)的振动；源自其它超声波传感器(诸如其它汽车的泊车辅助传感器、停车场占位检测器和交通灯控制系统)的超声波脉冲；以及来自其它传感器或测量通道的串扰。现有的传感器似乎不能提供对这种系统干扰的足够的免疫力。

技术实现思路

[0004]因而，本文公开了至少部分解决上述问题的说明性传感器控制器、传感器、感测系统和感测方法。
[0005]根据本公开的一个方面，提供了一种用于声换能器的控制器，其特征在于，控制器包括：发送器，用于驱动声换能器以生成一系列的声脉冲串(bursts)；接收器，耦合到声换能器以感测对所述系列中每个声脉冲串的响应；以及处理电路，用于部分地通过确定响应中的一个响应与响应中的另一个响应的至少一部分之间的差来从所述响应导出输出数据。
[0006]在一个实施例中，用于声换能器的控制器的特征在于，响应中的所述一个响应和响应中的所述另一个响应是对所述系列中的相邻声脉冲串的响应。
[0007]在一个实施例中，用于声换能器的控制器的特征在于，响应中的所述一个响应和响应中的所述另一个响应是对所述系列中的由预定数量的居间声脉冲串分开的声脉冲串的响应。
[0008]在一个实施例中，用于声换能器的控制器的特征在于，所述至少一部分包括结构噪声区域。
[0009]在一个实施例中，用于声换能器的控制器的特征在于，输出数据包括组合响应的差区域中的任何检测到的峰和该组合响应的后续相关区域中的任何检测到的峰。
[0010]在一个实施例中，用于声换能器的控制器的特征在于，所述系列的声脉冲串具有频率位移的签名序列，并且处理电路被配置为抑制差响应中不符合签名序列的任何峰。
[0011]根据本公开的另一方面，提供了一种障碍物检测方法，其特征在于，包括：感测声换能器对一系列的声脉冲串中的每个声脉冲串的响应；确定响应中的一个响应与响应中的另一个响应的至少一部分之间的差；以及检测差中的在与反射声脉冲串的障碍物的距离对应的延迟处的峰。
[0012]根据本公开的又一方面，提供了一种用于声换能器的控制器，其特征在于，控制器包括：发送器，用于驱动声换能器以生成具有频率位移的签名序列的一系列的声脉冲串；接收器，耦合到声换能器以感测对所述系列中的每个声脉冲串的响应；以及处理电路，用于部分地通过抑制不符合签名序列的任何峰从所述响应导出输出数据。
[0013]在一个实施例中，用于声换能器的控制器的特征在于，所述系列的声脉冲串包括啁啾(chirps)，其中频率位移导致所述响应中的峰的对应时移，其中处理电路被配置为通过时移响应以补偿与签名序列对应的时移来导出组合信号，并且其中通过对组合信号执行峰检测处理来导出输出数据。
[0014]在一个实施例中，用于声换能器的控制器的特征在于，处理电路被配置为从响应中的每个响应中减去结构噪声。
[0015]根据本公开的另一方面，提供了一种障碍物检测方法，包括：感测声换能器对具有频率位移的签名序列的一系列的声脉冲串中的每个声脉冲串的响应；组合响应以获得增强符合签名序列的任何峰的组合响应；以及检测组合响应中的在与反射声脉冲串的障碍物的距离对应的延迟处的峰。
附图说明
[0016]图1是配备有超声波传感器的说明性车辆的俯视图。
[0017]图2是说明性泊车辅助系统的框图。
[0018]图3是说明性声学障碍物传感器的电路示意图。
[0019]图4是图示一个潜在的系统干扰源的示意图。
[0020]图5是其中接收到的且数字化的信号的信号强度被显示为接收时间的函数的曲线图，该曲线图指示结构噪声的存在。
[0021]图6是说明性传感器控制器的框图。
[0022]图7是比较具有三个不同频率位移的说明性测量周期的曲线图。
[0023]图8是用推导处理增强抗系统干扰性的第一说明性感测方法的流程图。
[0024]图9是使用频率位移的签名序列来增强抗性的第二说明性感测方法的流程图。
具体实施方式
[0025]本申请要求于2020年12月11日提交的、提名专利技术人为Marek Hustava和Pavel Kostelnik的、标题为“Ultrasonic Sensor System”的美国临时申请63/124,266的优先权。
[0026]应该理解的是，附图和以下描述不限制本公开，而是相反，它们为本领域普通技术人员理解落入权利要求语言范围内的所有修改、等同形式和替代形式提供了基础。
[0027]作为说明性用途的上下文，图1示出了配备有一组超声波泊车辅助传感器104的车辆102。传感器布置中传感器的数量和配置变化，并且并不罕见的是，每个保险杠上有六个传感器，其中每侧有两个附加的传感器用于盲点检测器。车辆可以采用传感器布置来检测
和测量到各个检测区域中的物体的距离，潜在地使用传感器进行单独测量以及协作(例如，三角测量、多接收器)测量。
[0028]超声波传感器是收发器，这意味着每个传感器可以发送和接收超声波脉冲串。发射的脉冲串从车辆向外传播，直到它们遇到物体或某种其它形式的声阻抗失配并从其反射。反射的脉冲串作为发射的脉冲串的“回波”返回到车辆。发射的脉冲串和接收到的回波之间的时间指示到反射点的距离。在许多系统中，一次只有一个传感器发送，但所有传感器都可以被配置为测量产生的回波。但是，可以通过使用正交波形、到非重叠检测区域的发送或具有使得能够筛选来自不同发送器的任何回波的签名的发送来支持多个同时发送。
[0029]在各种实施方式中，使用啁啾调制信号，例如线性调频(“LFM”)啁啾。啁啾是在发送期间改变频率的脉冲。上啁啾(up
‑
chirp)是在发送期间频率增加的信号脉冲，并且下啁啾(down
‑
chirp)是在发送期间频率降低的信号脉冲。为清楚起见，本文使用的示例将考虑线性增加或减少，但是在各种实施方式中，增加或减少不是线性的。可以在相关器中压缩啁啾的回波，而不会引入太多或任何相关噪声。由此，在不降低时间分辨率的情况下简化了回波的峰检测。此外，LFM啁啾本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于声换能器的控制器，其特征在于，所述控制器包括：发送器，用于驱动所述声换能器以生成一系列的声脉冲串；接收器，耦合到所述声换能器以感测对所述系列中的每个声脉冲串的响应；以及处理电路，用于部分地通过确定响应中的一个响应与响应中的另一个响应的至少一部分之间的差来从所述响应导出输出数据。2.根据权利要求1所述的用于声换能器的控制器，其特征在于，响应中的所述一个响应和响应中的所述另一个响应是对所述系列中的相邻声脉冲串的响应。3.根据权利要求1所述的用于声换能器的控制器，其特征在于，响应中的所述一个响应和响应中的所述另一个响应是对所述系列中的由预定数量的居间声脉冲串分开的声脉冲串的响应。4.根据权利要求1所述的用于声换能器的控制器，其特征在于，所述至少一部分包括结构噪声区域。5.根据权利要求1
‑
4中的任一项所述的用于声换能器的控制器，其特征在于，输出数据包括组合响应的差区域中的任何检测到的峰和组合响应的后续相关区域中的任何检测到的峰。6.根据权利要求1
‑
4中的任一项所述的用于声换能器的控制器，其特征在于，所述系列的声脉冲串具有频率位移的签名序列，并且处理电路被配置为抑制差响应中不符合签名序列的任何峰。7.一种障碍物检测方法，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：