一种距离测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种距离测量方法及系统，所述方法包括：生成单音信号及所述单音信号的正交信号；向反射面发射所述单音信号，并接收所述单音信号的反射信号；根据所述单音信号、所述正交信号、所述反射信号和预设滑动积分时间计算所述反射信号的传播时延相位；以及根据所述反射信号的传播时延相位和所述单音信号的生成时间计算所述反射信号的传播时延，以得到所述反射面与信号发射处的距离。本发明专利技术通过将预设滑动积分时间设置为单音信号半周期的整数倍，使得计算得到的传播时延相位与反射信号的幅度无关，从而提高距离测量精度；本发明专利技术还可以有效规避所述模块处理时延和环境温度对距离测量结果的影响，进一步提高距离测量精度。进一步提高距离测量精度。进一步提高距离测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种距离测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及智能设备
，尤其涉及一种用于穿戴设备的距离测量方法及系统。

技术介绍

[0002]随着穿戴设备(例如蓝牙耳机和电话手表等)的快速发展，如何获知设备与反射面的距离已成为研究热点，也成为判别设备佩戴状态的关键。目前，通常采用基于超声波的测距方法来测量穿戴设备与反射面之间的距离，其测距原理为：通过穿戴设备上的传感器发射超声波并接收反射面反射的超声波，以获取超声波的路径传播时延，进而得到反射面与穿戴设备的距离。
[0003]然而，超声波在传播时呈球形扩散，导致其传播距离越远，其能量衰减越严重；同时超声波在介质中传播时会被空气吸收掉一部分能量，且超声波遇到反射物体之后还会发生反射、散射和衍射等现象，致使真正反射回来的超声波会有很大的衰减。也就是说，受热噪声的影响，超声波反射面形状和角度的变化以及反射距离的变化皆会导致不同时段接收到的超声波幅度有很大变化。为提高距离测量精度，通常会在接收前端对信号进行增益控制；由于接收前端的增益控制需要一段稳定时间，故对超声波脉冲宽度有一定的要求，且脉冲宽度太本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种距离测量方法，其特征在于，包括：生成单音信号及所述单音信号的正交信号；向反射面发射所述单音信号，并接收所述单音信号的反射信号；根据所述单音信号、所述正交信号、所述反射信号和预设滑动积分时间计算所述反射信号的传播时延相位；以及根据所述反射信号的传播时延相位和所述单音信号的生成时间计算所述反射信号的传播时延，以得到所述反射面与信号发射处的距离。2.如权利要求1所述的距离测量方法，其特征在于，所述预设滑动积分时间为所述单音信号半周期的整数倍。3.如权利要求2所述的距离测量方法，其特征在于，所述根据所述单音信号、所述正交信号、所述反射信号和预设滑动积分时间计算所述反射信号的传播时延相位的步骤包括：根据所述预设滑动积分时间对所述单音信号和所述反射信号进行滑动相关积分，以获取第一滑动相关结果；根据所述预设滑动积分时间对所述正交信号和所述反射信号进行滑动相关积分，以获取第二滑动相关结果；以及根据所述第一滑动相关结果和所述第二滑动相关结果计算所述反射信号的传播时延相位。4.如权利要求3所述的距离测量方法，其特征在于，所述第一滑动相关结果采用如下公式进行计算：其中，CORI(T)为所述第一滑动相关结果；sin(ωt)为所述单音信号，且ω为所述单音信号的频率，t为时间；A1sin(ωt+θ1)为所述反射信号，且A1为所述反射信号的幅度，θ1为所述反射信号的传播时延相位；T为所述预设滑动积分时间；τ～τ+T为积分时间段，且τ为积分起始时刻；所述第二滑动相关结果采用如下公式进行计算：其中，CORQ(T)为所述第二滑动相关结果；cos(ωt)为所述正交信号；所述反射信号的传播时延相位采用如下公式进行计算：5.如权利要求4所述的距离测量方法，其特征在于，所述根据所述反射信号的传播时延相位和所述单音信号的生成时间计算所述反射信号的传播时延的步骤包括：选取所述反射信号的传播时延相位首次大于第一预设阈值时对应的时间为第一相关峰稳定时间；根据所述第一相关峰稳定时间和所述单音信号的生成时间计算所述反射信号的传播时延的整周期数；
根据所述反射信号的传播时延的整周期数和所述单音信号的周期计算所述反射信号的传播时延；以及根据所述反射信号的传播时延计算所述反射面与信号发射处的距离。6.如权利要求5所述的距离测量方法，其特征在于，所述反射信号的传播时延的整周期数采用如下公式进行计算：其中，N1为所述反射信号的传播时延的整周期数；floor()为向下取整；T0为所述单音信号的生成时间；T1为所述第一相关峰稳定时间；T
tone
为所述单音信号的周期；所述反射信号的传播时延采用如下公式进行计算：T
a
＝N1·
T
tone
+T
corr
其中，T
a
为所述反射信号的传播时延；且T
corr
采用如下公式进行计算：所述反射面与信号发射处的距离采用如下公式进行计算：S0＝T
a
·
V/2其中，S0为所述反射面与信号发射处的距离；V为距离测量环境温度对应的信号传播速度。7.一种距离测量系统，用于穿戴设备，其特征在于，包括：信号生成模块，用于生成单音信号及所述单音信号的正交信号；信号发射模块，与所述信号生成模块连接，用于向反射面发射所述单音信号；信号接收模块，用于接收所述单音信号的反射信号；相位计算模块，分别与所述信号接收模块和所述信号生成模块连接，用于根据所述单音信号、所述正交信号、所述反射信号和预设滑动积分时间计算所述反射信号的传播时延相位；以及测量控制模块，分别与所述相位计算模块和所述信号生成模块连接，用于根据所述反射信号的传播时延相位和所述单音信号的生成时间计算所述反射信号的传播时延，以得到所述反射面与距离测量系统的距离。8.如权利要求7所述的距离测量系统，其特征在于，所述预设滑动积分时间为所述单音信号半周期的整数倍。9.如权利要求8所述的距离测量系统，其特征在于，所述相位计算模块包括：相关积分单元，分别与所述信号接收模块和所述信号生成模块连接，用于根据所述预设滑动积分时间对所述单音信号和所述反射信号进行滑动相关积分，以获取第一滑动相关
结果；以及根据所述预设滑动积分时间对所述正交信号和所述反射信号进行滑动相关积分，以获取第二滑动相关结果；相位计算单元，与所述相关积分单元连接，用于根据所述第一滑动相关结果和所述第二滑动相关结果计算所述反射信号的传播时延相位。10.如权利要求9所述的距离测量系统，其特征在于，所述第一滑动相关结果采用如下公式进行计算：其中，CORI(T)为所述第一滑动相关结果；sin(ωt)为所述单音信号，且ω为所述单音信号的频率，t为时间；A1sin(ωt+θ1)为所述反射信号，且A1为所述反射信号的幅度，θ1为所述反射信号的传播时延相位；T为所述预设滑动积分时间；τ～τ+T为积分时间段，且τ为积分起始时刻；所述第二滑动相关结果采用如下公式进行计算：其中，CORQ(T)为所述第二滑动相关结果；cos(ωt)为所述正交信号；所述反射信号的传播时...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦韧，曾安辉，
申请(专利权)人：上海物骐微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：