[发明专利]减小盲区的超声测距激励信号调整系统及方法

说明书

本发明公开了一种减小盲区的超声测距激励信号调整系统及方法，所述系统包括激励信号调整模块，用以调整发送给收发一体式超声换能器的具有特定组成结构的激励信号的组成成分，其中具有特定组成结构的激励信号的信号序列SS按时间顺序为持续n₁个周期T的正向周期信号、持续时间为T/2的直流信号和持续n₂个周期T的反向周期信号。本公开通过调整具有独特组成结构的激励信号的组成成分来加快收发一体式超声换能器上余振波的衰减速度，从而减小超声测距中的盲区。这种方案易于通过软硬件实现，效果好。

技术领域

本发明属于超声波测距领域，尤其涉及减小盲区的超声测距激励信号调整系统及方法。

背景技术

超声波在弹性介质中沿直线传播，方向性好，能量消耗缓慢，可以传播较远的距离，在介质的分界面处会发生反射和折射，在同一种介质中的传播速度基本恒定。超声波对色彩、光照度不敏感，可用于识别透明及漫反射性差的物体(如玻璃、抛光体)；对外界光线和电磁场不敏感，可用于黑暗及有灰尘、烟雾、电磁干扰强等恶劣环境中；此外超声波换能器结构简单、体积小、成本低、技术难度小、信息处理简单可靠、易于小型化和集成化。超声波的上述特点使得其可作为一种重要的测距手段。通过测量超声波在介质中传播一段距离所用的时间(传播时间)就可以实现对距离的非接触式测量。

为了提高超声测距的确度，必须精确测量超声波的传播时间。在反射式超声测距方案中精确测量传播时间的前提是正确识别超声回波信号。在目前广泛使用的超声测距系统中，超声换能器为收发一体式，既用于发射超声波也用于接收被目标反射回来的超声回波信号。测距时，收发一体式超声换能器被激励电信号激励发射用于测距的超声波，当激励电信号停止后，由于机械惯性因素，超声波换能器振子依然会振动数个周期，产生余振波信号。在受到余振波影响的这段时间内，如果被障碍物反射回来的回波信号也到达收发一体式超声换能器，则回波信号与余振波信号会发生混叠从而无法准确分辨回波信号，只有等到余振信号衰减到不起作用以后才能正确的分辨回波信号。在余振波衰减到不起作用这段时间内超声波在介质中传播的距离就是测量的盲区，现有的收发一体式超声测距系统的盲区约为30cm。

发明内容

本公开一方面的目的在于提供一种减小盲区的超声测距激励信号调整系统，包括激励信号调整模块，用以调整发送给收发一体式超声换能器的含有特定组成结构的激励信号的组成成分，来加快收发一体式超声换能器上余振波的衰减速度。激励信号的信号序列SS按时间顺序为持续n₁个周期T的正向周期信号、持续时间为T/2的直流信号和持续n₂个周期T的反向周期信号。

在上述的减小盲区的超声测距激励信号调整系统，所述n₁的取值范围为8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5或20；所述n₂的取值范围为1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5或8。