[实用新型]基于超声波相位检测的路况识别系统

说明书

本实用新型涉及一种基于超声波相位检测的路况识别系统，属于交通测障技术领域；包括超声探头、距离计算模块、距离比较模块、路况输出模块、电源模块，超声探头与路面呈固定角度θ、固定高度g，距离计算模块输入端连接超声探头输出端，距离计算模块包括实际距离计算单元和标准距离计算单元；距离比较模块输入端连接实际距离计算单元和标准距离计算单元输出端，路况输出模块输入端连接距离比较模块输出端；距离计算模块还包括依次连接的距离差值计算单元和障碍物高度计算单元，距离差值计算单元输入端连接实际距离计算单元输出端和标准距离计算单元输出端，10°≤θ≤85°，精度高、无需增加成本、结构简单、尺寸小并能够获得障碍物高度。

技术领域

本实用新型涉及一种基于超声波相位检测的路况识别系统，属于交通测障技术领域。

背景技术

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远。由于其频率高，因而具有许多特点：首先是功率大，其能量比一般声波大得多，因而可以用来切削、焊接、钻孔等。再者由于它频率高，波长短，衍射不严重，具有良好的定向性，工业与医学上常用超声波进行超声探测。

超声波测距方法主要有相位检测法、声波幅值检测法和渡越时间法三种。其中，与其他两种方法相比，相位检测法精度最高。其原理是测量返回波与发射波之间的相位差，而相位差与距离之间有线性关系，从而达到测量距离的目的。

目前，利用超声波检测是否存在障碍物时，通过直接判断超声波接收器接收的数据是否大于障碍物预设值，存在结构复杂、精度低且无法获得障碍物高度和位置等问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于超声波相位检测的路况识别系统，精度高、无需增加成本、结构简单、尺寸小，并能够获得障碍物高度。

本实用新型所述基于超声波相位检测的路况识别系统，包括超声探头、距离计算模块、距离比较模块、路况输出模块、电源模块，超声探头与路面呈固定角度θ、固定高度g，距离计算模块输入端连接超声探头输出端，距离计算模块包括实际距离计算单元和标准距离计算单元；距离比较模块输入端连接实际距离计算单元和标准距离计算单元输出端，路况输出模块输入端连接距离比较模块输出端；距离计算模块还包括依次连接的距离差值计算单元和障碍物高度计算单元，距离差值计算单元输入端连接实际距离计算单元输出端和标准距离计算单元输出端，10°≤θ≤85°。

超声探头用于发射和接收超声波，实际距离计算单元用于根据接收的超声波信号与发射波相位差计算超声探头与反射点的实际距离，标准距离计算单元用于计算超声探头与反射点的标准距离，距离差值计算单元用于计算实际距离与标准距离的差值，高度计算单元用于计算障碍物的高度，路况输出模块用于根据距离比较模块的比较结果输出路况，电源模块用于给系统供电。

优选地，距离比较模块包括比较器，比较器正相输入端连接实际距离计算单元输出端，反相端连接标准距离计算单元输出端。

距离比较模块用于比较实际距离和标准距离，判断路况。

优选地，距离计算模块还包括障碍物位置计算单元，障碍物位置计算单元输入端连接实际距离计算单元输出端和超声探头输出端。

障碍物位置计算单元用于计算障碍物距离探测点的距离。

优选地，路况输出模块输入端还连接障碍物高度计算单元和障碍物位置计算单元输出端，距离比较模块输出高电平时，路况输出模块输出路面存在凸形障碍物及障碍物高度和位置；距离比较模块输出低电平时，路况输出模块输出路面存在凹形障碍物及障碍物高度和位置。

优选地，超声探头包括超声波发射单元和超声波接收单元。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、利用超声波相位检测法提高检测精度。