[發明專利]一種多通道超聲波傳感器系統快速檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201310440066.8
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103472452A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 樸昌浩;溫球良;謝青山
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G01S15/02
• 分類號: G01S15/02
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明涉及信號檢測技術領域，具體涉及了一種多通道超聲波傳感器檢測方法。

背景技術

超聲波檢測技術在工業領域、生物醫療領域被廣泛應用，如汽車主動安全、工業機器人、醫藥流體檢測等行業。常用超聲波檢測方法包括三個步驟：首先超聲波發射傳感器向空氣中發射一串頻率固定超聲波；然后，超聲波波束撞擊到被檢體后反射到超聲波回波傳感器；最后，回波傳感器收到回波后，交給回波處理電路進行回波處理。

國內外涉及超聲波檢測技術公開文獻大多以功能模塊框圖的形式簡單的提及多通道超聲波檢測技術；實用型專利中以硬件電路形式講述了多通道超聲波檢測發射電路及接收電路。而沒有對多通道超聲波檢測的具體實現做詳細描述。

專利申請號為200980145051.0的日本株式會社日立醫療器械專利申請文件所述，由超聲波探頭對被檢體發送超聲波波束，并且接收來自所述被檢體的反射回聲信號，由波束形成部提供使該超聲波探頭發送所述超聲波波束的驅動信號，由數據變換部對將所述反射回聲信號進行數字化而得到的回聲數據實施多個信號處理。該發明的超聲波收發部生成了多個合成波束數據集，生成與被檢體有關的超聲波圖像數據。說明書中雖然講述了超聲波檢測部分的圖像數據生成功能，但沒有詳細分解多路超聲波檢測傳感器的控制。

專利號為CN202518203U的實用新型專利，公開了從硬件原理出發，提出了一種基于汽車總線CAN控制多路超聲波倒車雷達，多通道超聲波傳感器依靠超聲波發送單元驅動超聲波傳感器，放大單元處理超聲波回波信號，選通單元完成多通道選擇。但沒有提出多通道超聲波倒車雷達軟件處理機制的詳細控制過程。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，鑒于現有技術對多通道超聲波傳感檢測中只是提出了多通道快速實現檢測設想，對多路超聲波檢測傳感器缺乏必要的控制處理，本發明提出一種多通道超聲波傳感器系統快速檢測方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案是，一種多通道超聲波傳感器系統快速檢測方法，包括：多通道超聲波并行發射、多通道回波輪詢中斷及數據融合處理三個階段，其中，多通道超聲波并行發射為：微處理器控制多路超聲波通道在多通道超聲波發射時間T1內并行發射一系列頻率固定的超聲波信號，并開啟回波中斷處理；多通道回波輪詢中斷包括：微處理器在剩余的T-T1時間內，按照T2時間間隔進行回波通道輪詢，當多通道回波接收單元接收到一個回波信號，記錄此時的回波通道信息及所有通道的回波時間；數據融合處理包括：微處理器在T時間點后，根據公式S_R[n]＝(T_R[n]·v)/2計算通道n的檢測距離，獲得所有通道的檢測距離，完成多通道超聲波檢測，其中，T_R[n]為第n通道回波時間，v為超聲波傳輸速度。

若在所有通道花費最大執行時間T內，某一個通道沒有收到回波信號，則微處理器設置該通道的超聲波檢測距離為最大值。在并行發射前確定所有通道花費的最大執行時間T，時間T由單通道的最大檢測量程S決定，發射時間T1由單通道超聲波傳感器余震時間T4及超聲波發射頻率fc確定，滿足：1/fc≤T1<T4,1/fc≤T2<T1。

本發明還提出一種多通道超聲波傳感器系統快速檢測系統，包括：多通道超聲波發射單元、多通道超聲波發射傳感器、多通道回波接收單元、微處理器、數據存儲顯示單元，多通道超聲波發射單元包含由微處理器直接控制的N通道相互獨立的超聲波激勵電路，多通道超聲波發射單元在多通道超聲波發射時間T1內并行發射一系列頻率固定的方波信號，該方波信號激勵多通道超聲波發射傳感器發射對應的超聲波信號，并開啟回波中斷處理；微處理器在T-T1時間內以時間T2為周期循環選擇回波通道，當多通道回波接收單元接收到一個回波信號，記錄此時的回波通道信息及及所有通道的回波時間；微處理器在T時間點后，根據公式S_R[n]＝(T_R[n]·v)/2計算通道n的檢測距離，獲得所有通道的檢測距離，完成多通道超聲波檢測，數據存儲顯示單元負責對微處理器檢測的多個通道超聲波距離進行存儲和顯示，其中，T_R[n]為第n通道回波時間，v為超聲波傳輸速度。

本發明運用處理器分時中斷處理方式，進行輪詢接收超聲波回波信號，有效的縮短了多通道超聲波回波的檢測時間?？倳r間從傳統輪詢機制的N*T秒縮短為T秒，全部耗時縮短至傳統方式的1/N倍（N為超聲波通道數），增加了系統的實時性。