[發明專利]一種超聲波測距方法及其系統

在審

• 申請號: 201811024140.7
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109407099A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 何三毛;陳丹鳳;徐才睿;周本騰;劉明林;楊健茂;姜桂秀
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: G01S15/08
• 分類號: G01S15/08
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 王國標

本發明公開了一種超聲波測距方法及其系統，方法包括：建立在空氣中音速與溫度之間關系的對照表；建立超聲波發出點和超聲波接收點，所述超聲波發出點與超聲波接收點的間距小于5cm；記錄從所述超聲波發出點往被測物體發出超聲波的時刻，得到時刻值t0；記錄從所述超聲波接收點接收經被測物體反射回來的超聲波的時刻，得到時刻值t1；獲取當前空氣的溫度值，并根據當前空氣的溫度值從所述對照表中獲取對應的音速值V；計算公式S＝0.5V(t1?t0)，得到待測的距離值S。系統包括：超聲波發送單元、超聲波接收單元、儲存單元、記錄單元、溫度測量單元、查找單元、計算單元。本發明創造可使得超聲波測距更加精確，可用于超聲波測距領域中。

技術領域

本發明創造涉及超聲波測距技術領域，特別涉及一種超聲波測距方法及其系統。

背景技術

超聲波可在固、液、氣體等介質中傳播，也可以在金屬中傳播，甚至可以在生物體中傳播；超聲波能夠傳播很強的能量；具有機械波的反射、折射、干涉、共振以及疊加等特性；超聲波由于振動頻率很高，因此波速較慢，波長較短，這樣在測距時可以提高分辨率。

最常用的超聲測距的方法是回聲探測法，超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時計數器開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物面阻擋就立即反射回來，超聲波接收器收到反射回的超聲波就立即停止計時。

但是，現有的方法并沒有考慮到超聲波的聲速跟溫度有關，在計算距離時采用的一般是聲音在空氣中傳播速度的理論值，即340m/s；而且，也沒有考慮到因此，現有的超聲波測距方法及其系統得到距離往往準確度不高。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明提出一種精確度高的超聲波測距方法及其系統。

本發明解決其技術問題的解決方案是：一方面，一種超聲波測距方法，包括：

步驟1、建立在空氣中音速與溫度之間關系的對照表；

步驟2、建立超聲波發出點和超聲波接收點，所述超聲波發出點與超聲波接收點的間距小于5cm；

步驟3、記錄從所述超聲波發出點往被測物體發出超聲波的時刻，得到時刻值t0；

步驟4、記錄從所述超聲波接收點接收經被測物體反射回來的超聲波的時刻，得到時刻值t1；

步驟5、獲取當前空氣的溫度值，并根據當前空氣的溫度值從所述對照表中獲取對應的音速值V；

步驟6、計算公式S＝0.5V(t1-t0)，得到待測的距離值S。

進一步，在步驟6后還包括：

步驟7、對所述距離值S進行修正；

其中，對所述距離值S進行修正的方法包括：

步驟7.1、測量超聲波發出點與超聲波接收點的間距，得到間距值D；

步驟7.2、計算公式得到修正后的距離值St。

進一步，在步驟4中，所述當前空氣的溫度值的獲取方法包括：對空氣中的溫度值進行多次測量，求平均，得到當前空氣的溫度值。

另一方面，一種超聲波測距系統，包括：超聲波發送單元、超聲波接收單元、儲存單元、記錄單元、溫度測量單元、查找單元、計算單元；

所述儲存單元用于存儲預先建立的在空氣中音速和溫度的關系對照表；

所述記錄單元用于記錄包括：超聲波發送單元往被測物體發出超聲波的時刻值t0，超聲波接收單元接收經被測物體反射回來的超聲波的時刻值t1；

所述溫度測量單元用于測量當前空氣的溫度值；