[发明专利]距离检测装置及其距离检测方法

说明书

本发明提供一种距离检测装置及其距离检测方法。依据前次计算出的扬声器与声音接收器间的相对速度利用都普勒效应修正预设声音信号的频率值，将修正后的预设声音信号与声音接收器所接收到的声音信号进行交叉相关运算，以产生交叉相关信号，并依据交叉相关信号的封包振幅峰值所对应的时间与扬声器输出预设声音信号的封包振幅峰值的时间来计算扬声器与声音接收器间的距离。

技术领域

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种距离检测装置及其距离检测方法。

背景技术

一般来说，在计算信号源与接收器间的相对距离时，辨别信号源输出的信号与接收器接收到的信号的时间差可通过计算每一个时间点接收信号与原输出信号的交叉相关(Cross-Correlation)来得到，其中交叉相关信号最大值所对应的时间为接收到信号的时间，而输出信号的时间为已知，因此可依据接收到信号的时间与输出信号的时间差距来计算相对距离。如此虽可在接收器与信号源间的距离固定的情形下计算出相对距离，然当接收器与信号源间的相对速度不等于0时，将无法精确地计算出接收器与信号源间的相对距离。

发明内容

本发明提供一种距离检测装置及其距离检测方法，可在输出信号源与接收信号器的相对速度不等于0时，准确地检测出输出信号源与接收信号器间的相对距离。

本发明的距离检测装置包括扬声器、声音接收器以及处理器。扬声器在第m个时段输出预设声音信号，预设声音信号具有时变的振幅与频率，预设声音信号经低通滤波后所得到的第一低通滤波信号与预设声音信号之间具有时间差值，预设声音信号的封包振幅峰值在第一时间被扬声器输出，其中m为大于1的整数，扬声器输出的预设声音信号在第一时间具有第一频率。处理器对声音接收器所接收到的声音信号进行低通滤波以产生第二低通滤波信号，处理器依据时间差值与第二低通滤波信号预估声音接收器接收到预设声音信号的封包振幅峰值时所对应的第二时间，其中在第二时间被声音接收器接收的声音信号对应第二频率，处理器依据前次计算出的扬声器与声音接收器间的相对速度利用都普勒效应修正预设声音信号的频率值，将修正后的预设声音信号与声音接收器所接收到的声音信号进行交叉相关运算，以产生交叉相关信号，依据交叉相关信号的封包振幅峰值所对应的时间与第一时间计算扬声器与声音接收器间的距离，以得到修正相对距离。

在本发明的一实施例中，上述的处理器依据对应第m个时段的扬声器与声音接收器间的修正相对距离与对应第m-1个时段的扬声器与声音接收器间的修正相对距离计算对应第m个时段的扬声器与声音接收器间的相对速度，并依据对应第m个时段的扬声器与声音接收器间的相对速度以及前次计算出的扬声器与声音接收器间的相对速度判断对应第m个时段的扬声器与声音接收器间的相对速度是否已收敛至预设范围内。

在本发明的一实施例中，当对应第m个时段的扬声器与声音接收器间的相对速度与前次计算出的扬声器与声音接收器间的相对速度的差值除以对应第m个时段的扬声器与声音接收器间的相对速度未超出预设范围时，将对应第m个时段的扬声器与声音接收器间的相对距离作为最终确定相对距离。

在本发明的一实施例中，上述的处理器依据第一频率与第二频率利用都普勒效应计算扬声器与声音接收器间的初始相对速度。

在本发明的一实施例中，上述的处理器对以第二时间为中心的时间长度内的声音接收器所接收到的声音信号进行傅立叶转换运算，以获得第二频率。

在本发明的一实施例中，上述的处理器还依据进行傅立叶转换运算后所得到的多个频域信号进行内插运算，以获得第二频率。

在本发明的一实施例中，上述的时间差值为第一低通滤波信号的封包振幅峰值所对应的第三时间与第一时间之间的差值。

在本发明的一实施例中，上述的扬声器与声音接收器配置于一空间中，用以输出预设声音信号的各个时段的时间长度等于，预设声音信号传递扬声器与声音接收器在空间中能够配置的最远的相对距离所需的时间长度。

在本发明的一实施例中，上述的低通滤波为无限脉冲响应滤波。