[實(shí)用新型]一種超聲波偵測(cè)系統(tǒng)及設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020375917.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN211905684U
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳武強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陳武強(qiáng)
• 主分類號(hào): G01S15/06
• 分類號(hào): G01S15/06;G01S7/52;G01S7/54
• 代理公司: 北京云科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11483
• 代理人: 張飆

本實(shí)用新型公開了一種超聲波偵測(cè)系統(tǒng)及設(shè)備，包括若干個(gè)同樣規(guī)格的超聲波傳感器，超聲波傳感器內(nèi)設(shè)置有若干個(gè)不同頻率的傳聲器，其中，若干個(gè)超聲波傳感器同時(shí)工作時(shí)，若干個(gè)傳聲器按照不同的發(fā)射時(shí)序來發(fā)射信號(hào)；傳聲器的發(fā)射時(shí)序、接收時(shí)序均作為其特征值，通過判別各個(gè)傳聲器的發(fā)射時(shí)序、接收時(shí)序的一致性，來進(jìn)一步判別各個(gè)傳感器及其物體偵測(cè)結(jié)果，以減少或消除同時(shí)工作時(shí)各個(gè)超聲波傳感器之間同頻信號(hào)干擾所導(dǎo)致的系統(tǒng)誤測(cè)誤報(bào)。本實(shí)用新型中，通過優(yōu)化超聲波傳感器、傳聲器的工作，消除了同頻干擾及其它外界干擾，減少了系統(tǒng)的誤測(cè)誤報(bào)，提高系統(tǒng)的工作可靠性及精確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種超聲波偵測(cè)系統(tǒng)及設(shè)備。

背景技術(shù)

超聲波傳感器廣泛運(yùn)用于汽車、無人車、無人飛行器、機(jī)器人等各類交通工具及工業(yè)設(shè)備等上。因?yàn)槌暡ㄗ陨韨鞑ニ俣龋?40米/秒）的限制，超聲波傳感器的偵測(cè)反應(yīng)速度受到很大的影響。為了提高超聲波傳感器的偵測(cè)反應(yīng)速度，本實(shí)用新型人在已申請(qǐng)實(shí)用新型CN105549022A中提出一解決方案：單個(gè)超聲波傳感器集成多個(gè)不同頻率規(guī)格傳聲器（也稱換能器）、按一定的時(shí)序工作，大幅縮減傳感器的偵測(cè)反應(yīng)周期，以大幅提高傳感器的偵測(cè)反應(yīng)速度。

在較多的運(yùn)用場(chǎng)合，超聲波偵測(cè)系統(tǒng)由多個(gè)同樣規(guī)格的超聲波傳感器組成，如汽車上的泊車輔助系統(tǒng)（倒車?yán)走_(dá)）。以四個(gè)傳感器組成為例，圖1為傳統(tǒng)單傳聲器傳感器偵測(cè)系統(tǒng)布置示意圖，偵測(cè)系統(tǒng)具有傳感器10A、傳感器10B、傳感器10C、傳感器10D四個(gè)同樣的超聲波傳感器。

四個(gè)同樣的超聲波傳感器采用同樣頻率規(guī)格的傳聲器10a1，傳聲器10a1的振動(dòng)頻率（頻率）為40K、58K或其它。因?yàn)閭髀暺魇峭瑯右?guī)格，多個(gè)傳感器在一起同時(shí)工作會(huì)存在同頻干擾，為了避免各傳感器之間的同頻干擾導(dǎo)致系統(tǒng)的誤測(cè)誤報(bào)，傳統(tǒng)偵測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)傳感器采用輪流工作（偵測(cè)）的方式，即一個(gè)工作完另一個(gè)才接著工作，這樣前一個(gè)傳感器發(fā)射的超聲波不會(huì)干擾到第二個(gè)傳感器的工作。如圖1所示，通常為傳感器10A工作完、傳感器10B工作，傳感器10B工作完、傳感器10C工作，傳感器10C工作完、傳感器10D工作，傳感器10D工作完、傳感器10A工作……，依此循環(huán)，在同一時(shí)刻，各個(gè)傳感器不同時(shí)工作。

傳統(tǒng)的超聲波傳感器偵測(cè)物體，設(shè)傳感器量程距離為Ld（通常為系統(tǒng)設(shè)定的最遠(yuǎn)偵測(cè)距離），超聲波傳輸速度設(shè)為V0（通常為340M/S），完成傳感器單次偵測(cè)的偵測(cè)時(shí)間設(shè)為Td，即單一傳感器的偵測(cè)周期為Td，其計(jì)算公式為：Td=2*Ld/V0（超聲波傳播路徑為往返行程）。

當(dāng)系統(tǒng)配置4個(gè)傳感器時(shí)，因?yàn)檩喠鞴ぷ鳎氏到y(tǒng)的偵測(cè)周期為4Td（單個(gè)傳感器在系統(tǒng)內(nèi)的偵測(cè)周期也變?yōu)?Td），因此當(dāng)傳感器數(shù)量增加時(shí)，系統(tǒng)的偵測(cè)反應(yīng)速度大大降低了，傳感器數(shù)量越多，系統(tǒng)的偵測(cè)反應(yīng)速度越慢。

如中國專利CN105549022A中所公開的技術(shù)內(nèi)容，當(dāng)超聲波偵測(cè)系統(tǒng)由多個(gè)同樣規(guī)格方案中的超聲波傳感器組成時(shí)（或當(dāng)超聲波偵測(cè)系統(tǒng)由多個(gè)含有多個(gè)不同頻率傳聲器的同樣規(guī)格傳感器組成時(shí)），因各個(gè)傳感器之間存在同樣規(guī)格的傳聲器，因此各傳感器在一起同時(shí)工作時(shí)，同樣會(huì)存在同頻干擾；而如果采用如傳統(tǒng)泊車輔助系統(tǒng)各傳感器輪流工作的傳統(tǒng)工作方式，則系統(tǒng)的偵測(cè)反應(yīng)速度也會(huì)大大降低。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)經(jīng)過改進(jìn)的超聲波偵測(cè)系統(tǒng)，該偵測(cè)系統(tǒng)反應(yīng)速度快、誤測(cè)誤報(bào)少，具有非常好的可靠性及精確度。本實(shí)用新型的另一目的是提供一種應(yīng)用超聲波偵測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一種實(shí)施上述偵測(cè)方法的超聲波偵測(cè)系統(tǒng)，包括若干個(gè)同樣規(guī)格的超聲波傳感器，超聲波傳感器內(nèi)設(shè)置有若干個(gè)不同頻率的傳聲器，其中，若干個(gè)超聲波傳感器同時(shí)工作時(shí)，若干個(gè)傳聲器按照不同的發(fā)射時(shí)序來發(fā)射信號(hào)；傳聲器的發(fā)射時(shí)序、接收時(shí)序均作為其特征值，通過判別各個(gè)傳聲器的發(fā)射時(shí)序、接收時(shí)序的一致性，來進(jìn)一步判別各個(gè)傳感器及其物體偵測(cè)結(jié)果，以減少或消除同時(shí)工作時(shí)各個(gè)超聲波傳感器之間同頻信號(hào)干擾所導(dǎo)致的系統(tǒng)誤測(cè)誤報(bào)。