[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

本發明公開了用于驅動超聲波傳感器的設備和方法。根據本發明的實施例的用于驅動超聲波傳感器的設備可包括：驅動單元，用于向超聲波傳感器提供發送脈沖以發送超聲波并且接收用于超聲波的超聲回波；放大器，用于放大針對超聲回波的電信號；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，用于基于原始數字信號和經包絡提取處理的信號輸出超聲波傳感器和外部物體之間的距離，其中，控制單元至少在第二時段期間基于原始數字信號監測超聲波傳感器的換能器的振動的頻率或相位變化并且在至少第三時段期間分析包絡提取處理信號。

相關申請的交叉參考

本申請要求于2016年9月8號向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2016-0115880號的優先權和權益，其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及超聲波傳感器，并且更具體地，涉及用于驅動超聲波傳感器的設備和方法。

背景技術

近期，汽車制造商集中研發與車輛安全性相關的技術，并將采用更先進的安全性技術的車輛產品引入市場。先進的安全性技術的代表性實例是主要在泊車期間使用的先進駕駛輔助系統(ADAS)。具體地，ADAS中的泊車輔助系統(PAS)和自動泊車輔助系統(APAS)廣泛用于通知車輛與外部物體之間的距離。在這些系統中，關鍵技術是通過使用安裝在車輛中的超聲波傳感器準確測量外部物體的位置或距離。

超聲波傳感器可以在發送具有20KHz或更大的頻率(其為非可聽范圍)的超聲波之后感測從外部物體反射的超聲回波。并且，超聲波傳感器可以基于所感測的超聲回波來測量距外部物體的距離。在這種情況下，基于所測量的距離，可以以諸如警告聲，車輛顯示器上的指示等許多方式通知車輛駕駛員。因此，通過超聲波傳感器技術可以大大提高駕駛員和車輛的安全性。

然而，使用超聲波傳感器的常規的距離測量技術在感測的范圍或精度方面具有許多局限性。具體地，常規的超聲波傳感器只有在超聲波傳感器的換能器的物理振動完全停止之后才能接收從外部物體反射的實際的超聲回波，這是因為即使當超聲波傳感器完成驅動換能器時，換能器仍繼續振動一會兒。因此，測量在離超聲波傳感器很近的位置處的外部物體的距離是非常困難的。

然而，對需要具有比現有的超聲波傳感器更寬的感測范圍的非常準確的距離感測的各種應用的需求越來越多。因此，現有的距離測量系統的改進已經變得非常迫切。例如，在狹窄的泊車空間中，為了更有效率的泊車，需要測量比目前可測量的距離更短的距離。

現有技術文件：韓國未注冊的專利申請公開第10-2005-0006750號(核準日期：2005年1月17日)。

發明內容

本發明的目的是基本上消除由現有技術的局限性和缺點引起的各種問題。更具體地，本發明的目的是提供用于驅動超聲波傳感器的設備和方法以更加準確地測量距非常鄰近的外部物體的距離的位置。

為了實現上述目的，根據本發明的實施例的用于驅動超聲波傳感器的設備可包括：驅動單元，用于向超聲波傳感器提供發送脈沖以發送超聲波，并且驅動單元用于接收針對超聲波的超聲回波；放大器，用于放大針對超聲回波的電信號；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，用于基于原始數字信號和經包絡提取處理的信號，輸出超聲波傳感器與外部物體之間的距離，其中，假設存在超聲波傳感器的換能器根據發送脈沖進行振動的第一時段，在停止提供發送脈沖之后換能器自振動的第二時段，以及換能器停止自振動的第三時段，控制單元至少在第二時段期間基于原始數字信號監測超聲波傳感器的換能器的振動的頻率或相位變化，并且在至少第三時段期間分析經包絡提取處理的信號，且其中，控制單元輸出超聲波傳感器與外部物體之間的距離，該距離是基于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，當在第二時段期間初始檢測到超聲波傳感器的換能器的頻率或相位變化并且在預定的時間內接收到超聲回波時確定初始檢測時間。