[發明專利]一種超聲波測距方法以及系統

在審

• 申請號: 202310057942.2
• 申請日: 2023-01-15
• 公開（公告）號: CN116299484A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 祝宇鴻;李奧博;張曉穎;孫大洋;程禹
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01S15/08
• 分類號: G01S15/08
• 代理公司: 北京維創華成知識產權代理事務所(普通合伙) 16094
• 代理人: 石佩

本發明提供了一種超聲波測距方法以及系統，其中，所述方法包括：在初始狀態下，獲取移動載體承載的超聲波傳感器與障礙物之間的初始距離，將所述初始距離確定為第一測量距離；若判斷所述第一測量距離符合預期，則在超聲波信號發出后，利用浮動檢測窗口在窗口時間中采集信息，并確定超聲波信號到達障礙物的到達時間，所述浮動檢測窗口的窗口時間至少覆蓋前一測量距離過程中超聲波信號的反射時間；基于所述到達時間，確定超聲波傳感器與障礙物之間的實際測量距離，并將所述實際測量距離作為第一測量距離，以對所述實際測量距離進行判斷。本發明實施例能夠提高超聲波測距過程中的測距效率。

技術領域

本發明涉及超聲波測距技術領域，尤其涉及一種超聲波測距方法以及系統。

背景技術

由于超聲波指向性強，能量消耗慢，在介質中傳播距離較遠，因而超聲波被廣泛應用于距離測量，超聲波測距系統因此產生。超聲波測距系統的測距原理為：超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻開始計時，超聲波在介質中傳播，遇到障礙物時反射回來，在接收器接收到反射回波時停止計時，根據記錄的這一時間和超聲波在介質中的傳播速度，則可計算出發射位置距離障礙物的距離。

目前，超聲波測距系統根據確定距離的方法是：從發射超聲波的時刻開始采集信號，到系統設計的最長時間停止采集信號，之后對信號進行處理，得到發射超聲波和接收到反射聲波的時間間隔，計算出距離值。然而，由于按照與最遠采集距離對應的最長時間進行采集，為此，當超聲波系統與障礙物之間距離較近時，無疑不需要太長的時間，為此，目前的超聲波測距方法中時間分配并不合理，該種超聲波測距方法對應的測距效率較低。

為此，亟需提供一種超聲波測距方法以提高超聲波測距過程中的測距效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超聲波測距方法以及系統，以提高超聲波測距過程中的測距效率。

為實現上述目的，第一方面，本發明提供了一種超聲波測距方法，包括：

在初始狀態下，獲取移動載體承載的超聲波傳感器與障礙物之間的初始距離，將所述初始距離確定為第一測量距離；

若判斷所述第一測量距離符合預期，則在超聲波信號發出后，利用浮動檢測窗口在窗口時間中采集信息，并確定超聲波信號到達障礙物的到達時間，所述浮動檢測窗口的窗口時間至少覆蓋前一測量距離過程中超聲波信號的反射時間；

基于所述到達時間，確定超聲波傳感器與障礙物之間的實際測量距離，并將所述實際測量距離作為第一測量距離，以對所述實際測量距離進行判斷。

可選的，還包括：

判斷所述第一測量距離是否符合預期；

若判斷所述第一測量距離不符合預期，則在全長檢測時間內進行最大測量距離的檢測，重新確定超聲波傳感器與障礙物之間的超期距離，并將所述超期距離作為第一測量距離，以對超期距離進行判斷，其中，所述超期距離的長度不小于初始距離的長度。

可選的，所述浮動檢測窗口至少包括左窗口時刻和右窗口時刻，所述左窗口時刻晚于超聲波信號發出時刻；

當處于所述左窗口時刻時，開始采集信息；當處于右窗口時刻時，結束采集信息。

可選的，確定浮動檢測窗口的左窗口時刻和右窗口時刻的步驟為：

基于超聲波檢測的頻率結合移動載體的運行速度，確定當前超聲波測距過程中的移動距離；

基于所述移動距離以及超聲波的聲速確定當前超聲波信號到達障礙物與前一測量距離過程中的時間差；

基于前一測量距離過程中超聲波信號的反射時間，結合時間差以及時間空余量確定當前測量距離過程中的最早到達時間以及最晚到達時間；

將所述最早到達時間作為左窗口時刻，將所述最晚到達時間作為右窗口時刻。