[發明專利]用于驅動超聲波傳感器的設備和方法

有效

• 申請號: 201710805787.2
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN107807361B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 房成訓
• 申請（專利權）人: 現代摩比斯株式會社
• 主分類號: G01S15/46
• 分類號: G01S15/46
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 田喜慶;劉彬

1.一種用于驅動超聲波傳感器的設備，包括：

驅動單元，用于向所述超聲波傳感器提供發送脈沖，所述超聲波傳感器發送超聲波并且接收針對所述超聲波的超聲回波；

放大器，用于放大針對所述超聲回波的電信號；

模擬-數字轉換器，用于將所放大的電信號轉換為原始數字信號；

信號處理單元，用于對所述原始數字信號執行包絡提取處理并且生成經包絡提取處理的信號；以及

控制單元，用于基于所述原始數字信號和所述經包絡提取處理的信號，輸出所述超聲波傳感器與外部物體之間的距離，

其中，假設存在所述超聲波傳感器的換能器根據所述發送脈沖進行振動的第一時段，在停止提供所述發送脈沖之后所述換能器自振動的第二時段，以及所述換能器停止所述自振動的第三時段，所述控制單元至少在所述第二時段期間基于所述原始數字信號監測所述超聲波傳感器的所述換能器的振動的頻率或相位變化，并且在至少所述第三時段期間分析所述經包絡提取處理的信號，并且

其中，所述控制單元輸出所述超聲波傳感器與所述外部物體之間的所述距離，所述距離是基于所述超聲波的發送時間和初始檢測時間之間的飛行時間確定的，當在所述第二時段期間初始檢測到所述超聲波傳感器的所述換能器的所述頻率或相位變化并且在預定的時間內接收到所述超聲回波時確定所述初始檢測時間。

2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述發送脈沖的頻率在所述換能器的諧振頻率與反諧振頻率的中間。

3.根據權利要求1所述的設備，其中，在所述第二時段期間的所述換能器的自振動頻率是所述換能器的諧振頻率。

4.根據權利要求1所述的設備，其中，所述控制單元包括：存儲器，用于儲存所述超聲波的所述發送時間與所述初始檢測時間之間的所述飛行時間。

5.根據權利要求1所述的設備，其中，所述控制單元包括：相位或頻率變化檢測單元，檢測所述換能器的相位或頻率變化。

6.一種用于驅動超聲波傳感器的方法，包括以下步驟：

向所述超聲波傳感器提供發送脈沖以發送超聲波，并且接收針對所述超聲波的超聲回波；

放大針對所述超聲回波的電信號；

將所放大的電信號轉換為原始數字信號；

對所述原始數字信號執行包絡提取處理并且生成經包絡提取處理的信號；以及

基于所述原始數字信號和所述經包絡提取處理的信號，輸出所述超聲波傳感器與外部物體之間的距離，

其中，輸出所述距離包括：

假設存在所述超聲波傳感器的換能器根據所述發送脈沖進行振動的第一時段，在停止提供所述發送脈沖之后所述換能器自振動的第二時段，以及所述換能器停止所述自振動的第三時段，至少在所述第二時段期間基于所述原始數字信號監測所述超聲波傳感器的所述換能器的振動頻率，并且在至少所述第三時段期間分析所述經包絡提取處理的信號，并且

輸出所述超聲波傳感器與所述外部物體之間的所述距離，所述距離是基于所述超聲波的發送時間和初始檢測時間之間的飛行時間確定的，當在所述第二時段期間初始檢測到所述換能器的所述振動頻率的變化并且在預定的時間內接收到所述超聲回波時確定所述初始檢測時間。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述發送脈沖的頻率在所述換能器的諧振頻率與反諧振頻率的中間。

8.根據權利要求6所述的方法，其中，在所述第二時段期間的所述換能器的振動頻率是所述換能器的諧振頻率。

9.根據權利要求6所述的方法，輸出所述距離的步驟還包括：存儲所述超聲波的所述發送時間與所述初始檢測時間之間的所述飛行時間。

10.根據權利要求6所述的方法，其中，基于所述換能器的相位或頻率變化檢測所述振動頻率的變化。