[發(fā)明專利]一種避免余振干擾的超聲波傳感器信號檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011000615.6
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112114298B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設計）人: 俞玉春;楊立杰;趙曉明
• 申請（專利權）人: 蘇州易德龍科技股份有限公司
• 主分類號: G01S7/527
• 分類號: G01S7/527;G01S15/08
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

本發(fā)明公開了一種避免余振干擾的超聲波傳感器信號檢測方法，包括：超聲波傳感器發(fā)射一段超聲波，發(fā)射結束后還留有一段時間的余振；發(fā)射的超聲波遇到障礙物后形成回波，并由該超聲波傳感器接收，接收到的回波信號經過信號處理模塊處理后，與標準電壓同時輸入比較器進行判斷；信號處理模塊處理后的信號電壓幅值大于標準電壓時，此時未檢測到有回波信號；信號處理模塊處理后的信號電壓幅值小于標準電壓時，此時檢測到有回波信號；在檢測到有回波信號時，計算出障礙物距離。本發(fā)明在余振時間內檢測回波信號，通過設置由低變高的標準電壓，區(qū)分余振信號和回波信號，改善近距離測距時測量的精準度，減少盲區(qū)時間，改善超聲波產品的短距離測量。

技術領域

本發(fā)明涉及超聲波傳感器，特別涉及一種避免余振干擾的超聲波傳感器信號檢測方法。

背景技術

超聲波傳感器在各個領域都有很多的應用，如在檢測液位方面，超聲波傳感器可檢測各種液體的液位，探測透明物體和材料，控制張力以及測量距離，在倒車雷達方面，防碰撞系統(tǒng)和自動泊車輔助系統(tǒng)，ADAS系統(tǒng)中都有超聲波傳感器的身影。在倒車雷達中超聲波傳感器具有非常廣泛的應用；而在其他系統(tǒng)中，超聲波傳感器是作為一個選項，與毫米波雷達，激光雷達等一起完成某些特定功能的。

超聲波是指頻率高于20KHZ的機械波，超聲波傳感器有發(fā)送器和接收器獨立的，也有發(fā)送器和接收器集成的一體的，本發(fā)明研究的是一個超聲波同時具有發(fā)送和接收聲波的雙重功能的傳感器，超聲波傳感器是利用壓電效應的原理將電能和超聲波相互轉化，及在發(fā)射超聲波的時候，將電能轉成振動，發(fā)射超聲波。

超聲波利用一段時間發(fā)送一串超聲波束，只有待發(fā)送結束后才能啟動接收，設發(fā)送波束的時間為T，則在T時間內從物體反射回的信號無法捕捉，另外超聲波傳感器有一定的慣性，發(fā)送結束后還留有一定的余振，這種余振經傳感器同樣產生電壓信號，干擾系統(tǒng)捕捉返回信號的工作，因此在余振消失以前，還不能啟動系統(tǒng)進行回波的接收，以上兩種情況會造成超聲波傳感器具有一定的盲區(qū)。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是：針對上述問題，本發(fā)明開發(fā)了一種檢測方法能夠減少超聲波余震對檢測距離的影響，通過在余振時間內檢測回波信號，來減少測量盲區(qū)的范圍，能夠實現近距離的測量。

本發(fā)明的技術方案是：

一種避免余振干擾的超聲波傳感器信號檢測方法，包括：

S1、超聲波傳感器發(fā)射一段超聲波，時間為T，超聲波發(fā)射結束后還留有一段時間的余振；

S2、發(fā)射的超聲波遇到障礙物后形成回波，并由同一超聲波傳感器接收，接收到的回波信號經過信號處理模塊處理后，與標準電壓同時輸入比較器進行判斷；

S3、所述標準電壓在超聲波發(fā)射結束時產生，標準電壓的電平信號由低變高；

S4、信號處理模塊處理后的信號電壓幅值大于標準電壓時，此時未檢測到有回波信號；信號處理模塊處理后的信號電壓幅值小于標準電壓時，此時檢測到有回波信號；

S5、在檢測到有回波信號時，計算發(fā)射的超聲波信號與回波信號之間的時間差，進而計算出障礙物距離。

優(yōu)選的，步驟S1中，所述超聲波傳感器發(fā)射一段超聲波的方法是，利用控制芯片發(fā)出脈沖信號PWM，并依次通過驅動電路和中軸變壓器T1激勵超聲波傳感器S1發(fā)射超聲波。

優(yōu)選的，步驟S2中，信號處理模塊的處理過程包括波形放大、整形、濾波。

優(yōu)選的，步驟S3中，所述標準電壓是利用控制芯片的CTRL發(fā)送由低變高的電平信號，經過串聯(lián)的電阻R2向電容C1充電，電容C1的電壓作為標準電壓TP2；標準電壓TP2的建立由R2和C1的充電曲線決定，時間常數為t = R1*C1；當電阻R2或者電容C1越小，充電越快，標準電壓建立的時間越短；當電阻R2或者電容C1越大，充電越慢，標準電壓建立的時間越長。