[發明專利]距離測量系統和方法

有效

• 申請號: 200710138399.X
• 申請日: 2007-08-01
• 公開（公告）號: CN101118282A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 大浦啟二;鈴木健二;小林博之
• 申請（專利權）人: NEC顯示器解決方案株式會社
• 主分類號: G01S11/16
• 分類號: G01S11/16
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孫志湧;陸錦華

本申請基于并且申明擁有2006年8月4日提交的日本專利申請第2006-213254號的優先權，其內容因而以參考的形式在此將其全部內容并入到本申請中。

技術領域

本發明涉及用于通過使用超聲波來測量兩點之間距離的距離測量系統和方法。

背景技術

作為用于測量兩點之間距離的系統，日本專利未決公開申請第2006-64504號(下面稱之為“專利文獻1”)講述了一種超聲距離測量設備，用于根據從發射器同步發射的紅外射線和超聲波在接收器端的到達時間之差來測量發射器和接收器之間的距離。

專利文獻1中講述的超聲距離測量設備根據以聲速傳播的超聲波從發射器發射到接收器所需的時間來計算距離，并假定紅外射線基本上同時被發射和接收。接收器使用半波整流電路對超聲波接收信號進行整流，其輸出電壓通過電容器進行平滑。然后當電容器的輸出電壓超出事先設置的閾值時，接收器判斷接收到超聲波。接收器將從紅外射線接收信號被檢測到的時間到電容器的輸出電壓超出閾值電壓的時間的時間段，判斷為超聲波從發射器發射到接收器所需的時間。

不過，如果在可測量區域(其中該系統可以測量發射器和接收器之間距離的區域)之外存在障礙物的話，并且如圖1所述，除了直接從發射器到達接收器的超聲波(下面稱之為“直接波”)之外，還有來自發射器的另一超聲波在被障礙物反射后到達接收器(下面稱之為“反射波”)，則如上所述的現有距離測量系統將錯誤地判斷了發射器和接收器之間的距離。

例如，當在每一個預定的時間測量發射器和接收器之間的距離以檢測發射器(或接收器)的移動時，發射器以固定的周期T重復地發射紅外射線和超聲波。在這種情況下，如果在下一個周期的紅外射線接收信號和所接收的直接波信號之間檢測到以一定周期T從發射器發射的超聲波的反射波，并且如果所接收的反射波信號超出閾值電壓，如圖2所示，則接收器根據反射波的到達時間tb，而不是根據直接波的到達時間ta來計算距離。這就導致存在在發射器和接收器之間的距離測量精度下降的問題。

發明內容

因此，本發明的目標是提出一種距離測量系統和方法，能夠防止在發射器和接收器之間距離的測量精度的下降。

為了實現上述目標，在本發明中，事先為接收器提供表，該表示出了當超聲波被直接接收時，到達時間和對應于該到達時間的所需接收超聲波信號的強度之間的關系，其中該到達時間表示從接收紅外線的檢測到接收超聲波的檢測的時段。發射器同時發射紅外線和超聲波。當接收到紅外線和超聲波時，接收器將所接收超聲波信號的強度與對應于從表中所檢索到的到達時間的所需的接收信號強度進行比較，并且當所接收超聲波信號的強度高于與從表中檢索到的到達時間相對應的所需接收信號強度時，該接收器根據到達時間來計算到發射器的距離。

另一方面，與上面類似，事先為接收器提供表，該表示出了當超聲波被直接接收時，到達時間和對應于該到達時間的所需接收超聲波信號的強度之間的關系，其中該到達時間表示從接收紅外線的檢測到接收超聲波的檢測的時段。發射器同時發射紅外線和超聲波。當接收到紅外線和超聲波時，接收器根據如下時段來測量超聲波的到達時間，所述時段是從接收紅外線的檢測到超聲波接收信號超出閾值的檢測的時段，其中所述閾值用于判斷是否接收到了超聲波，并將閾值更新為與從表中所檢索的到達時間相對應的所需接收信號強度的值，并且根據所計算的到達時間來計算到發射器的距離。

在如上所述的距離測量系統中，接收器將接收的超聲波強度與對應于從表中所檢索的到達時間的所需的接收信號強度進行比較，并且當所接收超聲波的接收信號強度低于所需值時，盡管到達時間較短，判斷所接收超聲波是由障礙物所反射的反射波。

另外，由于在判斷是否接收到超聲波時所使用的閾值被更新為對應于通過參考該表所檢索的到達時間的所需接收信號強度的值，因此所更新的閾值不被反射波所超出，該反射波的接收信號強度低于到達時間的所需值。因此，將不會從這種反射波中生成接收信號。

因此，該距離測量系統可以防止由于反射波而錯誤地計算距離，并且因此防止發射器和接收器之間距離的測量準確度的下降。

下面參考示出了本發明的例子的附圖進行講述，將使本發明的上述和其他目標、特征和優勢更加明顯。

附圖說明

圖1為結構圖，示出了其中現有距離測量系統錯誤地測量發射器和接收器之間距離的例子；

圖2為波形圖，示出了距離是如何通過圖1所示的接收器被錯誤地計算的；

圖3為框圖，示出了根據本發明的距離測量系統的第一示例性實施例的結構；