[发明专利]一种超声波测距的双相位测量方法

权利要求书

1.一种超声波测距的双相位测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在超声波发射端，载波信号和调制信号经调制后形成发射波，发出发射波时，计时器开始计时，接收到反射波时，计时器停止计时，得到计时器的启停时间差；

(2)定量采集反射波，修正反射波中的载波信号初相角；

在步骤(2)中，修正反射波中的载波信号初相角的具体步骤为：

21)在计时器停止计时后，采集256个反射波中调制信号的数据存入数组，将所述数组中的256个数据按顺序每隔8个数据提取1个数据，得到8组数据；数组记为b(n),n＝0,1,2...255，b(n)中的每组数据记为D(m)＝b(8m+i),m＝0,1,2...31，i＝0,1,2...7；

22)针对各组数据执行如下步骤：

221)对第一组数据执行同步检波，得到1个正弦分布值和1个余弦分布值，利用所述正弦分布值和余弦分布值取模，得到一个模值；

在步骤221)中，当i＝0时，针对第一组数据的32个数据执行同步检波，具体过程为：

其中，K₁为正弦分布值，K₂为余弦分布值，h为求和公式的上限，l为求和公式的下限，D(h)为第一组数据中的第h个数据，D(h+16)为第一组数据中的第h+16个数据，D(15-h)为第一组数据中的第15-h个数据，D(31-h)为第一组数据中的第31-h个数据；

根据公式计算出模值z(0)，i表示数组的数量，且i＝0,1,2...7，K₁和K₂是过程变量，针对每个i，均分别存在1个K₁和1个K₂与之对应；

222)当第一组数据中的第一个数据小于0时，保留所述模值，针对下一组数据执行步骤221)，直至循环完成8组数据，否则，所述模值取反得到新的模值后，再针对下一组数据执行步骤221)，直至循环完成8组数据；

223)利用步骤222)中得到的模值、新模值求取反射波中修正后的载波信号初相角；

224)根据步骤222)的执行结果，在每个i循环中，可将θ₁(0)或者8个θ₁(i)的平均值作为初始的调制信号初相角；

(3)利用修正后的载波信号初相角修正反射波中的调制信号初相角；

在所述步骤(3)中，修正反射波中的调制信号初相角的步骤为：

31)利用反射波中初始的调制信号初相角以及修正后的载波信号初相角构建修正函数式，利用所述修正函数式构建过程函数式；

32)找出过程函数式的最小值，所述最小值对应的修正函数式值为反射波中修正后的调制信号初相角；

步骤31)中，记修正函数式为过程函数式为g(k)＝|e(k)-θ₁(0)|,k＝0,1,2，θ₁(0)为初始的调制信号初相角，θ₂为修正后的载波信号初相角；

步骤32)中，过程函数式g(k)的值包括g(0)、g(1)和g(2)；修正函数式e(k)的值包括e(0)、e(1)和e(2)；过程函数式值g(0)对应的修正函数式值为e(0)；过程函数式值g(1)对应的修正函数式值为e(1)；过程函数式值g(2)对应的修正函数式值为e(2)；g(k)最小值对应的修正函数式值为反射波中修正后的调制信号初相角，记为θ₁；

(4)利用计时器的启停时间差、修正后的调制信号初相角、反射波中的调制信号周期计算超声波发射端与外部被测物的距离。

2.根据权利要求1所述的一种超声波测距的双相位测量方法，其特征在于：

步骤(4)中，计时器的启停时间差记为t，修正后的调制信号初相角为θ₁，反射波中的调制信号周期记为T_t，则超声波发射端与外部被测物的距离其中v为超声波在空气中的传播速度。